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1、3-1最简单的最简单的有机化合物有机化合物-甲烷你知道哪些和甲烷有关的知识？你知道哪些和甲烷有关的知识？想象中的甲烷分子是怎样的结构模型想象中的甲烷分子是怎样的结构模型甲烷的性质甲烷的性质2021/8/9 星期一1存在：存在：天然气、沼气、煤矿坑道气天然气、沼气、煤矿坑道气(瓦斯气瓦斯气)、油田气、油田气、我国天然气的我国天然气的主要分布和贮量：主要分布和贮量：中、西部的四川、重庆、甘肃、青海、新疆中、西部的四川、重庆、甘肃、青海、新疆及我国东海、南海等海底及我国东海、南海等海底1.37万亿万亿m3，世界第，世界第19位。人均并不丰富位。人均并不丰富高效、低耗、清洁能源：高效、低耗、清洁能源：
2、约占世界能源需求的约占世界能源需求的20%重要的化工原料。重要的化工原料。你知道哪些和甲烷有关的知识？你知道哪些和甲烷有关的知识？2021/8/9 星期一2甲烷的甲烷的分子式：分子式：电子式：电子式：结构式：结构式：三维空间结构模型三维空间结构模型球棍模型球棍模型比例模型比例模型 正四面体结构正四面体结构CH4H:C:HHH.HCHHH甲烷分子结构特点甲烷分子结构特点:(1)化学键化学键:四个四个C-H单键单键(极性键、强度较大且极性键、强度较大且相同相同-键长和键能相同、对称分布键长和键能相同、对称分布-正四面正四面体体)(2)分子空间结构分子空间结构:高度对称的正四面体结构高度对称的正四面
3、体结构2021/8/9 星期一3一、甲烷的性质：一、甲烷的性质：1 物理性质：物理性质：2 化学性质：化学性质：甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应可燃性可燃性概述：通常情况下稳定，与强酸、概述：通常情况下稳定，与强酸、强碱甚至强氧化剂强碱甚至强氧化剂KMnO4等不反应。等不反应。无色、无味、气体。无色、无味、气体。0.717g/L极难溶于水极难溶于水现象：安静燃烧，淡蓝色火焰，放热现象：安静燃烧，淡蓝色火焰，放热与空气与空气5%15.4%(氧气氧气)混合点燃会爆炸，混合点燃会爆炸，使用前使用前应验纯应验纯 优质燃料，可用于燃料电池优质燃料，可用于燃料电池CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2
4、O(l)+890kJ 点燃点燃2021/8/9 星期一4甲烷的甲烷的“取代反应取代反应”试试验验操作：操作：在装有甲烷的试管中放入在装有甲烷的试管中放入KMnO4HCl(浓浓)，再强光照射，再强光照射现象：现象：混合气混合气无光照，不反应无光照，不反应强光照射，会爆炸，混合气颜色变浅，强光照射，会爆炸，混合气颜色变浅，瓶内壁有油状液体，瓶中有少量白雾。瓶内壁有油状液体，瓶中有少量白雾。HCHHH+ClCl HCClHH+HCl一氯甲烷一氯甲烷2021/8/9 星期一5HCClHH+ClCl HCClClH+HClHCClClH+ClCl HCClClCl+HCl二氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷三氯甲烷
5、2021/8/9 星期一6HCClClCl+ClCl ClCClClCl+HCl四氯甲烷四氯甲烷取代反应取代反应有机物分子里的某些原子或原子团有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应被其它原子或原子团所替代的反应甲烷的四种甲烷的四种氯代物氯代物均不溶于水，常温下均不溶于水，常温下 一氯甲烷一氯甲烷CH3Cl-气体气体 二氯甲烷二氯甲烷CH2Cl2 三氯甲烷三氯甲烷CHCl3 四氯甲烷四氯甲烷CCl4-均为液体均为液体2021/8/9 星期一7将将CH4跟跟Cl2混合，日光漫射，假设生成的混合，日光漫射，假设生成的4种种氯代物的物质的量相等，则混合气中氯代物的物质的量相等，则
6、混合气中CH4与与Cl2的物质的量之比为的物质的量之比为()A1:4 B2:3C1:7D2:5练习练习1练习练习2现有氢气、一氧化碳、甲烷按体积比现有氢气、一氧化碳、甲烷按体积比1:1:2混合混合气气VL，当其完全燃烧时，所需相同条件下的氧，当其完全燃烧时，所需相同条件下的氧气的体积为气的体积为()A1.25VLB0.75VLC5VLDVLDA2021/8/9 星期一8气体的黄绿色变浅，最后为无色气体的黄绿色变浅，最后为无色有黄色液滴附着在量筒内壁有黄色液滴附着在量筒内壁饱和食盐水中有晶体析出饱和食盐水中有晶体析出量筒内气体体积减小，液面上升量筒内气体体积减小，液面上升2021/8/9 星期一
7、9饱和链烃饱和链烃烷烃的物理性质：烷烃的物理性质：烷烃的化学性质：烷烃的化学性质：烷烃的结构特点、通式同系物烷烃的结构特点、通式同系物习惯命名法：习惯命名法：同分异构现象与同分异构体：同分异构现象与同分异构体：二、烷烃二、烷烃2021/8/9 星期一10乙烷和丙烷乙烷和丙烷分子的三维立体模型分子的三维立体模型2021/8/9 星期一11丁烷丁烷分子的三维立体模型分子的三维立体模型2021/8/9 星期一12饱和链烃饱和链烃：碳原子之间只以单键结合，其余：碳原子之间只以单键结合，其余价键均与氢原子结合。使每个碳原子上的价键都价键均与氢原子结合。使每个碳原子上的价键都已充分利用，达到已充分利用，达
8、到“饱和饱和”。可以很容易地从它的结构式上看出来：可以很容易地从它的结构式上看出来：H-C-C-HH HHHH-C-C-C-HHH HHH HH-C-C-C-C-HHH HHHH HHCH3CH3CH3CH2CH3C=CH HHHCH3CH2CH2CH3CH2=CH2H-C C-HCH CH结构式结构式结构简式结构简式 乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷2021/8/9 星期一13结构特点：结构特点：碳原子之间只以单键结合，其余碳原子之间只以单键结合，其余价键均与氢原子结合，即每个碳原子和四个价键均与氢原子结合，即每个碳原子和四个键都分别结合一个原子；链状，不闭合。键都分别结合一个原子；链状，不闭合。通
9、常根据碳原子的个数对饱和链烃通常根据碳原子的个数对饱和链烃(烷烃烷烃)命名命名1个碳个碳-甲烷甲烷2个碳个碳-乙烷乙烷3个碳个碳-丙烷丙烷4个碳个碳-？烷？烷5个碳个碳-？烷？烷6个碳个碳-？烷？烷7个碳个碳-？烷？烷8个碳个碳-？烷？烷9个碳个碳-？烷？烷10个碳个碳-？烷？烷组成上有什么特点？组成上有什么特点？均相关若干个均相关若干个“CH2”，所以通式：所以通式：CnH2n+2“同系物同系物”2021/8/9 星期一14烷烃物理性质的变化规律：烷烃物理性质的变化规律：随着碳原子数目的增多，随着碳原子数目的增多，烷烃的熔点、沸点升高，烷烃的熔点、沸点升高，相对密度接近于相对密度接近于0.7
10、8化学性质通常较稳定，空气中能点燃，化学性质通常较稳定，空气中能点燃，光照时和氯气（溴蒸汽）发生取代反应光照时和氯气（溴蒸汽）发生取代反应试想：甲烷、乙烷、丙烷的试想：甲烷、乙烷、丙烷的一氯代物、二氯代物、三氯代物、四氯代物一氯代物、二氯代物、三氯代物、四氯代物分别有几种？分别有几种？2021/8/9 星期一15试写出丁烷、戊烷的结构式，你一定发现问试写出丁烷、戊烷的结构式，你一定发现问题啦。请提出你的问题并给出解决方案。题啦。请提出你的问题并给出解决方案。同分异构现象与同分异构体：同分异构现象与同分异构体：正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷烃烃1 烃烃2 结构简式结构简式烃烃3 烃烃4 烃烃5 烃烃6
11、 结构简式结构简式2021/8/9 星期一16例例1两种气态烃以任意比例两种气态烃以任意比例混合，在混合，在105时时1L该混合该混合烃与烃与9LO2混合混合,充分燃烧后充分燃烧后恢复到原状态恢复到原状态,所得气体体积所得气体体积仍是仍是10L。下列各组混合烃。下列各组混合烃中不符合此条件的是：中不符合此条件的是：A.CH4 C2H4B.CH4 C3H6 C.C2H4 C3H4D.C2H2 C3H6BD2021/8/9 星期一17题题1下列叙述错误的是：下列叙述错误的是：A.烷烃分子中的每个烷烃分子中的每个C原子都原子都和其它原子形成四个共价键和其它原子形成四个共价键B.凡是烷烃，不论碳链长短
12、凡是烷烃，不论碳链长短都可视为结构相似都可视为结构相似C.组成上相差一个或若干个组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物原子团的物质互为同系物D.互为同系物的物质具有相互为同系物的物质具有相似的化学性质似的化学性质C2021/8/9 星期一18题题2与空气密度最接近的烷烃是：与空气密度最接近的烷烃是：A.丙烷丙烷 B.丁烷丁烷 C.乙烷乙烷 D.戊烷戊烷题题3互称为同分异构体的物质互称为同分异构体的物质不可能不可能 A.具有相同的相对分子质量具有相同的相对分子质量 B.具有相同的结构具有相同的结构 C.具有相同的通式具有相同的通式 D.具有相同的分子式具有相同的分子式BC2021/8/9 星期一19例例2某烃的一种同分异某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是：物，该烃的分子式可以是：A.C3H8 B.C4H10 C.C5H12 D.C6H14C2021/8/9 星期一202021/8/9 星期一212021/8/9 星期一222021/8/9 星期一23