必修二：3 1甲烷ppt课件.ppt
人们对有机物的认识历程,中国古代：酿酒、制醋、制糖、石油, 19世纪20年代以前：生命力学说,有机物是由有机体内的一种生命力影响下生成的物质。只能从动植物体内获得，不能从不含生命力的无机物中提取。,1828年，乌勒（德）蒸发氰酸铵制得尿素,1845年，柯尔柏（德）合成醋酸,1854年，别泰罗（法）合成甘油、脂肪,1860年，别泰罗（法）制得乙炔,有机物与无机物之间无绝对的界限，有机物早已失去其原有意义，只是习惯沿用。,第三章 有机化合物,一、有机物简介,1、概念：有机物指含碳元素的化合物。,2、组成元素：除C外，通常含有H、O及N、S、P等 元素。,注意：碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等也含有碳元素，但其组成和性质与无机物相近，故它们都是无机物。,二、烃,烃（碳氢化合物）: 仅由碳氢两种元素组成的化合物。,最简单的烃：CH4 （甲烷）,三、有机物的结构特点,有机物是以碳原子为核心，碳原子之间以及碳原子与其他原子之间常以共价键相结合，其聚集状态一般为分子晶体。,注意：有机物各原子间常以共价键相结合，达到8（2） 电子稳定结构,C：四价 N：三价 O：二价 H、卤素：一价,四、性质：有机物与无机物的区别,大多难溶于水，易溶于有机溶剂,有些能溶于水，一般难溶于有机溶剂,受热大多易分解,多数热稳定性较强,多为分子晶体，熔沸点较低,大多数熔沸点较高,多数可燃烧,多数不可燃烧,多为非电解质，难电离,酸、碱、盐等为电解质,一般较慢、较复杂，可逆程度大，副反应多,大多较快，副反应不多,有机化学方程式中用“”代表反应进行的方向，不表示反应进行的程度。,注意：有机物与无机物在性质和反应上的区别是相对的，有条件的；在一定条件下，有机物和无机物也可以互相转化。,第一节 最简单的有机化合物 - 甲 烷(CH4),天然气化工生产厂区,甲醇,氨,尿素,氯代甲烷,氢氰酸,炭黑,土卫六上的液态甲烷湖,一、存在及物理性质,第一节 最简单的有机化合物-甲烷（CH4）,天然气,沼 气,可燃冰,坑 气,一、甲烷的存在及物理性质,无 色,无 味,气体,小于空气,极难溶于水,资料：有研究显示，牛、羊等动物会排放出甲烷气体，它们所排放的甲烷约占全世界甲烷排放量的五分之一。 有些国家的温室气体主要来自工业和汽车排放，但是澳大利亚和新西兰这两国的温室效应却应归咎于成千上万头牛羊排放的甲烷。,等质量的CH4和CO2产生的温室效应是前者大,我也要缴税吗？,一、存在及物理性质,二、分子结构特点,第一节 甲 烷（CH4）,探 究 ：CH4 的结构,结构式：,电子式：,科学事实1：已知CH4 中四个C-H键的键长相等、相邻的C-H键之间的夹角也相等。,科学事实1：已知CH4 中四个C-H键的键长相等、相邻的C-H键之间的夹角也相等。,平面四边形 正四棱锥 正四面体,10928,科学事实2：已知CH2Cl2只有一种结构。,平面四边形 正四棱锥 正四面体,10928,正四面体结构的分子，键长相等、C-H键之间的夹角 相等，都是10928。,一、存在及物理性质,二、分子结构特点,正四面体，键角10928,三、化学性质,第一节 甲 烷（CH4）,思考2、根据CH4中C的化合价推测CH4可能具有什么性质？,探究：甲烷的化学性质,思考1、请根据甲烷在自然界中的产生及存在情况分析：甲烷的稳定性如何？,推测：通常状况下甲烷稳定。,推测：甲烷具有一定的还原性。,三、甲烷的化学性质,通常情况下CH4较稳定，与酸、碱、氧化剂等均不反应，例：CH4既不能使KMnO4酸性溶液褪色，也不使溴水褪色。,（一）甲烷的氧化反应,点燃,注意：1、如果空气中混入甲烷的体积达到总体积的5%10%这个范围，点火时就会爆炸。,所以甲烷点燃前需验纯。,2、若氧气不足，甲烷不完全燃烧，会产生CO 。,（二）甲烷的取代反应,CH4+ Cl2,暗处：无现象,阳光直射：爆炸,光照：？,现象：黄绿色气体颜色逐渐变浅，量筒壁上出现油状液滴，量筒内液面上升，有少量白雾。,探究：CH4与Cl2 光照条件下的反应,气体颜色变浅试管中液面会上升，有少量白雾 试管壁出现油状液滴,反应消耗了氯气,气体体积缩小,生成了新的有机物,思考：从化学反应的本质-旧键断裂、新键生成的角度，分析CH4和Cl2可能发生的反应。,实验事实：实验测得在有机产物分子中均只含 一个C原子。,CH3Cl + HClCH2Cl2 + HClCHCl3 + HCl CCl4 + HCl, CH3Cl + H2 CH2Cl2 + H2 CHCl3 + H2 CCl4 + H2,实验事实：实验测得在有机产物分子中均只含 一个C原子。,思考：根据方程式解释产生实验现象的原因。,思考：根据有机反应物到有机生成物的变化，总结这四个反应有何共同之处？,（二）甲烷的取代反应,CH4+ Cl2,暗处：无现象,阳光直射：爆炸,光照：？,现象：黄绿色气体颜色逐渐变浅，量筒壁上出现油状液滴，量筒内液面上升，有少量白雾。,(氯仿),(四氯化碳),取代反应:有机物中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应.,注意：1、四种氯代产物共存，且都不溶于水，在常况下， CH3Cl是气体，CH2Cl2、 CHCl3、CCl4都是无色油状液体。,2、CH4卤代(Cl2、Br2)反应的条件-气态卤素单质、光照。,思考：1、一烧瓶盛有Cl2和CH4光照一段时间， 烧瓶内有几种物质？,2、要把1mol CH4的H全被Cl取代，需多少mol Cl2？,引申：1mol CH4与Cl2反应，得到等物质的量的4种取代产物，则消耗Cl2的物质的量为 。,2.5mol,（三）甲烷的受热分解,四、甲烷的用途：,气体燃料，化工原料。,2、一定质量的甲烷发生不完全燃烧，得到的燃烧产物为CO、CO2和H2O蒸气，此混合气的质量为49.6g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增生25.2g，原混合气体中CO2的质量为（ ） A、12.5g B、13.2g C、19.7g D、24.4g,1、对CH2Cl2的叙述正确的是（ ） A有两种结构 B只有一种结构 C是非极性分子 D是正四面体结构,练习：,CH2Cl2只有一种结构证明CH4确实是空间正四面体结构， 而非平面四边形。,B,B,3、取0.1mo1某气态烃在足量氧气中燃烧，生成1.8g水和4.48LCO2 (标准状况)，求该烃的化学式与最简式。,4、某有机物组成元素的质量分数分别为：氧占50%，碳占37.5%，氢占12.5%，该有机物蒸气密度与相同条件下氧气密度相同。试确定该有机的分子式。,思考：若某有机物燃烧的产物只有H2O和CO2，该有机物一定是烃吗？,一、存在及物理性质,二、分子结构特点,正四面体，键角10928,三、化学性质,常温下稳定,用途：清洁燃料,1、燃烧（氧化反应）,2、取代反应,反应物：CH4 + Cl 2 / Br 2(g),条件：光照,用途：制氯代甲烷,第一节 甲 烷（CH4）,与O2不反应,与KMnO4不反应,与Cl2不反应,CH4与Cl2光照下发生取代反应,一、存在及物理性质,二、分子结构特点,正四面体，键角10928,三、化学性质,用途：化工原料,常温下稳定,用途：清洁燃料,1、燃烧（氧化反应）,2、取代反应,反应物：CH4 + Cl 2 / Br 2(g),条件：光照,用途：制氯代甲烷,3、高温分解,第一节 甲 烷（CH4）,1、查阅资料，了解“可燃冰”的存在及环境恶化对“可燃冰”存在产生的威胁。设想合理开发“可燃冰”的方法。,课 后 拓 展,2、查阅资料，了解涂改液可能带来的危害。,1、以下事实能说明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构的是（ ）ACH3Cl只有一种结构 B CH2Cl2只有一种结构C CHCl3只有一种结构 D CCl4 是非极性分子,练 习,B,练 习,2、若要使0.5 mol甲烷完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为( ) A 2.5 mol B 2 mol C 1.25 mol D 0.5 mol,C,练 习,3、甲烷在一定高温下可分解为乙炔(C2H2)和氢气，则该混合气的密度是相同条件下氢气密度的( ) A2倍 B4倍 C8倍 D16倍,B,4、第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类 1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为（）ACH4 14H2O BCH4 8H2O CCH4 (23/3)H2O DCH4 6H2O,B,二、甲烷的存在及物理性质,存在：甲烷是沼气、坑气和天然气的主要成分,资料：有研究显示，牛、羊等动物会排放出甲烷气体，它们所排放的甲烷约占全世界甲烷排放量的五分之一。 有些国家的温室气体主要来自工业和汽车排放，但是澳大利亚和新西兰这两国的温室效应却应归咎于成千上万头牛羊排放的甲烷。,等质量的CH4和CO2产生的温室效应是前者大,我也要缴税吗？,物理性质：,甲烷是无色、无味气体， 比空气轻，极难溶于水。,
