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1、第三章 有机化合物第一节 最简单的有机化合物——甲烷第1课时 甲烷的性质1.了解有机化合物的概念。2.掌握甲烷的分子结构,了解甲烷的物理性质及存在、用途。3.掌握甲烷的化学性质,认识取代反应的特点。一、有机化合物碳元素氢、氧碳和氢二、甲烷1.存在和用途:(1)存在:是_______、_____、油田气和煤矿坑道气的主要成分。(2)用途:是一种高效、低耗、污染小的清洁能源①,还是一种重要的化工原料。天然气沼气2.分子结构:(1)组成和结构:CH4(2)空间结构:甲烷分子具有_________结构: _______为中心,____
2、___为顶点,其中4个C—H键的长度和 强度_____,夹角_____。正四面体碳原子氢原子相同相等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小极难溶于水4.化学性质:通常状况下,甲烷比较稳定,与_________等强氧化剂不反应,与强酸、强碱也不反应。(1)氧化反应(燃烧):①现象:甲烷在空气中完全燃烧,火焰呈_______。②化学方程式:______________________。高锰酸钾点燃CH4+2O2CO2+2H2O淡蓝
3、色(2)取代反应:①甲烷与氯气反应的实验探究实验操作实验现象光照时:a.试管内气体颜色逐渐_____;b.试管内壁有_________出现;c.试管中有_________;d.试管内液面_____;e.水槽中___________。无光照时:___________。变浅油状液滴少量白雾上升有固体析出无明显现象实验结论甲烷与氯气在光照时发生反应，化学反应方程式为_______________________(一氯代物)_________________________(二氯代物)_________________________
4、(三氯代物)________________________(四氯代物)其中，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都_____于水，除CH3Cl是_____外，其余三种都是液体。光照CH4+Cl2HCl+CH3Cl光照CH3Cl+Cl2HCl+CH2Cl2光照CH2Cl2+Cl2HCl+CHCl3光照CHCl3+Cl2HCl+CCl4不溶气体②取代反应有机物分子里的某些_____________被其他_____________所替代的反应。原子或原子团原子或原子团【思考辨析】1.判断正误:(1)CH4、CH3Cl、C
5、H2Cl2等都是烃。()分析:烃是由碳和氢两种元素形成的化合物,CH4是最简单的烃,CH3Cl、CH2Cl2不是烃。(2)在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度。()分析:甲烷是可燃性气体,为防止爆炸,点燃之前应检验其纯度。×√(3)CH4的结构式是,所以甲烷是平面结构。()分析:结构式不表示分子的空间构型,实际上,甲烷分子是正四面体结构。(4)甲烷和氯气的反应是置换反应。()分析:该反应是取代反应,其特点是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。××2.问题思考:(1)CO和H2CO3都是含碳化合物,二者都是有机物
6、吗?分析:不是,含有碳元素的化合物是有机物,但CO、CO2、H2CO3及碳酸盐等,其结构、性质与无机物相似,因此属于无机物。(2)能用甲烷与氯气反应来制取纯净的CH3Cl吗?分析:不能,甲烷与氯气的取代反应是连锁反应,反应生成的是多种产物的混合物,得不到纯净的CH3Cl。【知识链接】①天然气作为能源的优点天然气是一种优良的气体燃料,通常状况下,1mol甲烷在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水,放出890kJ的热量,目前全世界20%的能源需求由天然气提供。天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物,是一
7、种清洁的能源。②饱和食盐水的目的氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,便于收集氯气;反应生成氯化氢溶于水使氯离子浓度增大,故水槽中有氯化钠结晶析出。一、有机化合物的组成和结构的表示方法表示方法(以甲烷为例)含 义分子式:CH4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子表示方法(以甲烷为例)含 义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①具有分子式所能表示的意义,能反映物质的结构②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空
8、间构型表示方法(以甲烷为例)含 义结构简式:CH4结构式的简便写法,着重突出结构特点小球表示原子,短棍表示化学键,展示了空间构型表明了原子的相对大小和空间的相对位置【知识备选】结构简式的具体写法把结构式中表示价键的小短线去掉,把碳原子连接的氢原子与碳原子合并为碳氢原子团,如
