《最简单的有机化合物-甲烷-上课用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最简单的有机化合物-甲烷-上课用.ppt（48页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,第一节 最简单的有机化合物甲烷,轮胎橡胶,家用电器的外壳,食物中的营养素,煤油、汽油,生活中常见的有机物,燃料:汽油、煤油、柴油建材:木材、黏结剂、涂料、油漆日用品:塑料、橡胶、纤维、清洁剂食物:糖类、油脂、蛋白质,有机化合物种类繁多(超过2000万种),分布广泛,在人类的生活及生产中发挥重要作用。,1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。,什么叫有机物？它由哪些组成元素？,而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物,（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物）,2、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等,主要元素,其他元素,【有机物的主要特点】,a.大多数有机物难溶
2、于水,易溶于有机溶剂。b.绝大多数有机物受热容易分解,且易燃烧。c.多数有机物为非电解质，不易导电。d.多数熔沸点低。e.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有副反应发生。f.有机物的化学性质较稳定，一般不发生化学反应。,3、烃的定义：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。,【有机物的分类】,.烃的衍生物：卤代烃、醇、羧酸、酚、醛、酮、酯等,.烃：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等,.高分子化合物,【烃字的由来】,火,+,=,烃,气,t,n,q,ng,练习1下列物质属于烃的是：AH2S BC2H2 CCH3Cl DC2H5OHECH4 FH2 G金刚石 HCH3COOHICO2 JC2H
3、4,BEJ,2004年9月6日，来自新疆塔里木的天然气气头抵达陕西靖边压气站。这标志着西气东输工程实现全线贯通，塔里木气田和陕北长庆气田两大气源在此成功对接。,2004年1月1日，西气东输上海白鹤首站的操作员开启天然气流量计的阀门。当日,西气东输工程的末站与上海的白鹤首站贯通，正式向中国的经济中心上海商业供气。,日本东芝公司生产的由CH4燃料电池做电源的笔记本电脑和电源,第一节 最简单的有机化合物-甲烷,走进有机化学,探索有机世界的奥秘,从学习甲烷开始！,甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。,一、甲烷在自然界的存在,二、甲烷的分子构成和空间结构,分子式：,电子式
4、：,结构式：,CH4,结构式:用短线来表示一对共用电子的图式,问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中 碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？,甲烷分子的空间结构,经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。,空间构型：正四面体,4个C-H键的键长和强度相等，夹角相等。,甲烷分子的空间结构,经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体的四个
5、顶点上。,空间构型：正四面体,4个C-H键的键长和强度相等，夹角相等。,3-1 甲烷分子结构示意图,甲烷的分子模型,紫球表示碳原子，蓝球表示氢原子，短棍表示价键,用紫球和蓝球的体积比来大体上表示碳原子和氢原子的体积比,三、甲烷的物理性质,1、在通常状况下，甲烷是一种无色、无气味的气体。,根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗?,甲烷的收集方法:1、由于甲烷密度比空气小，所以能用向下排空气法收集。2、由于甲烷难溶于水，所以能用排水法收集。,3、极难溶解于水。,2、密度比空气小，在标准状况下，是0.717g/L。,四、甲烷的化学性质,在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强碱一般不发生化学反
6、应。,问题：能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？,结论：甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,同理，甲烷也不能使氯水、溴水等褪色。,四、甲烷的化学性质,1.甲烷的氧化反应,实验：把甲烷经导管通出点燃,观察火焰颜色,然后用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,取下烧杯正放,向烧杯内滴入澄清的石灰水。,问题：你能描述看到的实验现象吗？,实验视频,甲烷安静地燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。,反应方程式：CH4+2O2 CO2+2H2O,2、点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须 验纯!,注意,实验现象,1、用箭头，不用等号,3、甲烷的爆炸极限：5%15.4%,安全使
7、用很重要,科学探究,取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？,1.你从实验中得到哪些信息？2.从所得的实验信息中你能得到哪些启示？,2.甲烷的取代反应,实验视频,室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。,1 说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。3 试管内液面上升，说
8、明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。,分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？,现象,讨论,结论,甲烷的取代反应的历程,1.一氯甲烷的形成,动画演示,练习仿照生成一氯甲烷的化学方程式,尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式。,二氯甲烷（液体）,三氯甲烷（液体）,四氯甲烷（液体）,甲烷的取代反应的历程,2.二氯甲烷的形成,甲烷的取代反应的历程,3.三氯甲烷的形成,甲烷的取代反应的历程,4.四氯甲烷的形成,常温下，一氯甲烷是气体，其他三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，四氯甲烷还是一种效率较高的灭火剂，这四种取代物都不溶于水，且都为非电解质。,
9、注意：,甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两种气体产物。,多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。,光照下甲烷与氯气发生取代反应,思考：1molCH4变成1molCCl4需多少molCl2？生成多少molHCl？,取代反应与置换反应的比较,3.甲烷的分解反应,在加热至1000的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气。,得到的氢气是合成氨及合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶工业的原料。,反应方程式：CH4 C+2H2,五、有机物结构和组成的几种表示方法,1、分子式：用元素符号表示单质或化合物分子的组成及相对分子质量的化学式，只表示由分子构成的物质；,2、化学式：用元素符号表示物质分子组成的式子；,3、最简
10、式（实验式）：表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子；由最简式可求最简式量；,4、电子式：用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子；,5、结构式：用元素符号和短线表示化合物或单质分子中原子的排列和结合方式的式子；,五、有机物结构和组成的几种表示方法,6、结构简式：结构简式就是结构式的简单表达式(通常只适用于以分子形式存在的纯净物,如有机分子)，应表现该物质中的官能团，只要把碳氢单键省略掉即可，碳碳单键可以省略也可不省略；,7、球棍模型：小球表示原子，短棍表示化学键；,8、比例模型：用不同体积的小球表示不同的原子大小。,【练习2】以乙烷为例，书写或画出乙烷的几种表示方法。,六、
11、甲烷的制备,1、原理：,脱羧反应,2、药品：无水醋酸钠、碱石灰,3、装置：固体+固体加热装置（同制氧气的装置）,4、收集：向下排空气法或排水法,5、碱石灰的作用：使混合物变得疏松，增加透气性；碱石灰有很强的吸水性，有利于制备甲烷反应的进行；“冲淡”NaOH的浓度，防止玻璃试管被腐蚀。,【实验装置图】,七、确定气态有机物分子式的基本方法,1、由最简式和相对分子质量确定分子式。通过测定有机物中各元素的质量分数，确定有机物的最简式，再依据有机物的分子量来确定分子式。,例1某有机物中含碳80%、氢20%，且其相对分子质量为30，求其分子式。,2、已知反应物和生成物的质量或物质的量及气态有机物的相对分子
12、质量来确定化学式,例2见学案中的练习题,本节课我们开始了对有机物的学习，认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质：氧化反应、取代反应、受热分解反应，学习中重点应对甲烷和氯气的取代反应加以理解，当然也要树立结构和性质紧密相关的观点。,2、下列物质常温下呈气态的是（）A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CHCl3 D.CCl4,1、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（）A、甲烷是一种黄绿色气体B、甲烷是一种有臭味的气体C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空 气的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水,D,A,4、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是（）A、氯气与氢气反应 B、氯气与甲烷反应 C、氧气与甲烷反应 D、次氯酸的分解,3、在光照条件下，将一定量的CH4和过量的Cl2充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl,D,C,5、将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为（）,A、0.5mol B、2mol,C、2.5mol D、4mol,C,三、甲烷的化学性质,氧化反应,取代反应,分解反应,二、甲烷的物理性质,第一节 最简单的有机化合物-甲烷,一、甲烷分子的构成和空间结构,Thank You!,
