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1、第三章有机化合物■■■■■■ITHETHIRDCHAPTER第一节最简单的有机化合物——甲烷第1课时甲烷的性质［目标导航］1.了解有机化合物的概念及碳原子的成键特点。2.了解甲烷的来源和主要用途。3.了解甲烷的分子结构，掌握甲烷的性质。4理解取代反应的概念。知识聚焦J梳理・知识・点拨一、甲烷的存在、结构及物理性质1•存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。2.分子结构H¥H:C:HH—C—H…I甲烷的分子式是Od4；电子式是H;结构式是L!。实验证明，甲烷分子具有疋壘体结构，其中四个C—H键长度和强度桓司，夹角
2、相等。3.物理性质颜色状态气味密度（与空气相比）水溶性无色气体无味比空气尘极难溶警示有机化合物必须含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO、co2,碳酸及其盐等。［议一议］1.⑴CPU是正四面体结构,CH3CLCH2CI2、CHCb、CCI4也都是正四面体结构吗？(2)如果甲烷是平面结构，则CH2CI2有几种结构?实际上有几种结构?答案(1)CH4是正四面体结构,碳原子处于正四面体的中心，四个氢原子处于正四面体的四个顶点上。根据甲烷是正四面体结构推理，有机物分子中碳原子以4个单键与其他I)—('—(I原子或
3、原子团相结合，如°，若a、b、c、d相同，则构成正四面体结构,如CCI4；若a、b、c、d不相同,则构成四面体,但不是正四面体，如CH3CkCH2CI2、H——H—('—H、(1—(―HII(2)如果甲烷是平面结构，则CH2CI2有2种结构，分别是ClCl实际为空间四面体结构,所以二氯甲烷只有一种结构。二、甲烷的化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与高锚酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。但在特定的条件下,甲烷也会发生某些反应。1.氧化反应(燃烧)⑴化学方程式:CH4+2O2^CO2+2H2Oo⑵现象：甲烷在空气中安静
4、地燃烧，火焰呈淡蓝色。2.取代反应⑴取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。(2)甲烷与氯气的取代反应①实验探究，［实验现象］无光照时:无明显变化光照时:①试符中气体的颜色逐渐变践;②^内壁有迪就液適出现；③试件中有少童白雾;丿⑤水槽中有固体析出
5、［实验结论］④试管内液面上升；甲烷与氯气在光照时发生反应，化学反应方程式为：CHMb兰鼻HC1+CHQ(_氯代物)CII3CI+CI2迟HCl+CIbCj(二氯代物)CUCb+Cb迴HCl+CHCh(三氯代物)-CHCh+Cb^^HCl+CCl。(四氯
6、代物)②产物性质ch3ciCH2CI2CHClsCCk状态气体均为油状液体水溶性都不溶于水点拨无论CPU和Cl2的比例如何，发生取代反应的产物都是CH3CkCH2CI2、CHCb、CCI4和HCI的混合物。【议一议】2•判断下列说法是否正确(1)在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度。()(2)甲烷与Cl2的反应是置换反应。()答案(1)V(2)x3.⑴甲烷与漠水能发生反应吗？与漠蒸气呢？(2)假设1mol甲烷中的氢原子完全被取代，最多能与多少氯气反应?答案(1)甲烷除了能与氯气在光照时反应外，与其他的卤素单质的气体也能发生反应，
7、但必须是纯卤素如漠蒸气，与漠水不反应。(2)发生取代反应时1mol氯气只能取代1mol氢原子，1mol甲烷中的氢原子完全被取代，最多能与4mol氯气反应。戸难点突破全理解・深化・探究_、有机物组成和结构的表示方法【例1]下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。⑴对号入座傾序号)：甲烷的球棍模型是甲烷的电子式是⑵如果甲烷是平面结构”则CH2CI2应该有种结构，实际CH2CI2有种结构，证明甲烷不是平面结构,而是结构，上面更能反映其真实存在状况。答案(1)CB(2)21正四面体D解析(1)这几种形式都可以表示甲烷这种
8、物质,其中分子结构示意图(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例；电子式(B)只反映原子最外层电子的成键情况。H—（—H（2）甲烷的结构式为H,其分子空间构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷有2种结构（'I有1种结构。；实际上甲烷为空间正四面体结构,所以二氯甲烷只知能提升常见有机物结构的表示方法表示方法含义分子式:CPU用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映一个分子中原子的种类和数目最简式（实验式）：CH4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式
9、子H••11：('：H••电子式：H用小黑点等符号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子H1H—(—H1结构式：H①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构;②表ZF分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表ZF空间构型X球棍模型:小球表示原子，短棍表示价键（单键、双键或二键）比例模型
