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1、第三章第三章 有机化合物有机化合物第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷第第1 1课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列化学化学 必修必修2 22023/2/271注意注意：CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、碳酸盐、KSCN、SiC等虽含有碳元素，其性质跟无机物很相似，等虽含有碳元素，其性质跟无机物很相似，把它们归为无机物。把它们归为无机物。一、有机化合物一、有机化合物 什么是有机化合物呢?与我们过去所学化合物有什么区别?1.1.有机化合物有机化合物 一般把含碳元素的化合物称为有机化一般把含碳元素的化合物称为有机化合物，简称为有机物。合物，简称为有
2、机物。2023/2/2722.2.有机物的组成有机物的组成元素元素我们把只含碳、我们把只含碳、氢元素的有机物叫烃氢元素的有机物叫烃。甲烷是最简单的有机化合物甲烷是最简单的有机化合物。一、有机化合物一、有机化合物有机物除了含碳外，一般还含有机物除了含碳外，一般还含H、O、N、S、P、卤素等元素卤素等元素。2023/2/273甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经主要成分。这些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。过微生物发酵的作用而生成的。沼气沼气煤矿
3、坑道气（瓦斯）煤矿坑道气（瓦斯）天然气天然气油田气油田气甲烷在自然界的存在甲烷在自然界的存在一、有机化合物一、有机化合物2023/2/274沼气（沼气（甲烷甲烷）的制取和利用）的制取和利用二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/275甲烷分子式：甲烷分子式：CH4练习练习:写出甲烷的电子式、结构式。写出甲烷的电子式、结构式。结构式结构式:用短线来表示一对共用电子的图式。用短线来表示一对共用电子的图式。二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/276 甲烷的结构式能否表示它的真实甲烷的结构式能否表示它的真实构型呢？构型呢？比例模型比例模型球棍模型球棍模型 立立体结构：体结构：正四面体型，正四面
4、体型，C C原子位于中心，四个原子位于中心，四个H H原子位于原子位于正四面体的四个顶点。由于正四面体的四个顶点。由于4 4个个C CH H键强度相同，因此四个键强度相同，因此四个键长度也相同键长度也相同（键角是（键角是1091090 02828/）。）。二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/277裁一段长裁一段长25cm25cm、宽、宽8.7cm8.7cm的矩形纸板或硬纸的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图所示的正四面体，其顶点线向内折成如图所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。分别为
5、甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。观察图所示的与空间位置关观察图所示的与空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模自制甲烷的分子模型。型。球棍模型球棍模型二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/278、物理性质、物理性质 无色、无味的气体无色、无味的气体 =0.717g/L=0.717g/L（S.T.PS.T.P）极难溶于水极难溶于水 俗俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（80-97%80-97%）二、甲烷的性质二、
6、甲烷的性质2023/2/2792、化学性质：、化学性质：通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生反应。碱和强氧化剂等一般不发生反应。甲烷不能使酸性高锰甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色酸钾褪色。同理：甲烷也不能使同理：甲烷也不能使氯水、溴水等褪色氯水、溴水等褪色二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2710CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃在特定条件下甲烷能与某些物质发生在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。（1）氧化反应：）氧化反应：现象：安静燃烧，淡蓝色火现象：安静燃
7、烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热浊的气体，放热注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须因此，点燃甲烷之前必须 验验纯纯!二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2711科学探究科学探究 取取2 2支硬质大试管支硬质大试管,通过排饱和通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气烷和半试管氯气,分别用铁架台固定分别用铁架台固定好，如图所示。其中好，如图所示。其中1 1支试管用预先支试管用预先准备好的黑色纸套套上准备好的黑色纸套套上,
8、另一支试管另一支试管放在光亮处。片刻后，比较放在光亮处。片刻后，比较2 2支试管支试管中的物质，二者是否出现了区别？中的物质，二者是否出现了区别？1.1.你从实验中得到哪些信息？你从实验中得到哪些信息？2.2.从所得的实验信息中你能得到哪些从所得的实验信息中你能得到哪些启示？启示？（2）甲）甲烷的取代反应烷的取代反应二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2712室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时室温时，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。中有少量白雾，试管内的液
9、面上升。1 1 说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。学反应。2 2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。物质，且不溶与水。3 3 试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。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，从中可以得到那分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？些结论？现象现象讨论讨论结论结论现象与结论：现象与结论：注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物
10、，不是氯水！注意：甲烷与氯气发生取代反应时，氯气为纯净物，不是氯水！二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2713二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2714CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光光CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl光光CHCl3+Cl2 CCl4+HCl光光一氯甲烷（一氯甲烷（无色气体无色气体）二氯甲烷（二氯甲烷（难溶于水的无色液体难溶于水的无色液体）三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿（有机溶剂有机溶剂）四氯甲烷又叫四氯化碳（四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂有机溶剂、灭火剂）甲烷与氯气反应的化学方程式：甲烷与氯气反
11、应的化学方程式：二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2715无色易液化的无色易液化的气体气体，有乙醚的气味和甜味，无腐，有乙醚的气味和甜味，无腐蚀性。蚀性。一氯甲烷一氯甲烷CH3ClCH2Cl2无色透明、有刺激芳香气味、易挥发的无色透明、有刺激芳香气味、易挥发的液体液体。吸入有毒！吸入有毒！脂肪和油的萃取剂脂肪和油的萃取剂牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂主要用作致冷剂主要用作致冷剂在医药上作麻醉剂在医药上作麻醉剂二氯甲烷二氯甲烷二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2716无色透明易挥发无色透明易挥发液体液体，稍有甜味。，稍有甜味。CHCl3氯仿氯仿三氯甲
12、烷三氯甲烷有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防腐剂。有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防腐剂。CCl4全氯甲烷全氯甲烷四氯化碳四氯化碳四氯甲烷四氯甲烷无色无色液体液体，有愉快的气味，有毒！，有愉快的气味，有毒！用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂，并用于制纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂，并用于制氯仿和药物等。氯仿和药物等。二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2717 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叫做取代反应。试一试：你能写出甲烷与溴蒸气发生取代试一试：你能写出甲烷与溴蒸气发生取代反应的化学方
13、程式吗？反应的化学方程式吗？二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2718甲烷与溴蒸气反应的化学方程式：甲烷与溴蒸气反应的化学方程式：CH4+Br2 CH3Br+HBr光照光照CH3Br+Br2光照光照CH2Br2+HBrCH2Br2+Br2光照光照CHBr3+HBrCHBr3+Br2光照光照CBr4+HBr二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2719取代反应与置换反应的区别？取代反应与置换反应的区别？取代反应取代反应置换反应置换反应生成物中不一定有单质生成物中不一定有单质反应物和生成物中一定反应物和生成物中一定有单质有单质反应能否进行，受温度、光反应能否进行，受温度、光照、催化剂等
14、外界条件的影照、催化剂等外界条件的影响较大响较大在水溶液中进行的反应，在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性顺序等遵循金属活动性顺序等反应逐步进行，很多反应逐步进行，很多反应是可反应是可逆的逆的反应一般为单方向反应一般为单方向进行进行想一想？想一想？二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2720（3）甲）甲烷的受热分解烷的受热分解CH4 C+2H2高温高温结构结构性质性质用途用途决定决定决定决定二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2721应用：应用：三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。要的溶剂。氢气是合成氨和合成汽油等工业氢气是合成氨和合成汽油等工业的原料
15、；炭黑是橡胶和染料的工业原的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原料。料。二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/27221 1、甲烷是一种、甲烷是一种、的气体，标准状的气体，标准状况下的密度况下的密度_，其分子呈，其分子呈结构，结构，化学性质比较化学性质比较。2 2、与甲烷的分子结构相同的物质是（、与甲烷的分子结构相同的物质是（）A.NHA.NH3 3 B.CCl B.CCl4 4 C.CH C.CH2 2ClCl2 2 D.H D.H2 2O O3 3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（锰酸钾褪色的是（）A.CHA.CH4 4 B.COB.CO
16、2 2 C.SOC.SO2 2 D.HD.H2 2无色无色无臭无臭0.717g/L0.717g/L正四面体正四面体稳定稳定B BC C二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/27234、下列物质中属于有机物的是：、下列物质中属于有机物的是：（）A.二二氧化碳氧化碳 B.尿尿素素 C.蔗蔗糖糖 D.碳碳酸氢铵酸氢铵BCB二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/27247、下列物质常温下呈气态的是、下列物质常温下呈气态的是（）A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CHCl3 D.CCl46、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （）A.甲甲烷是一种黄绿色气体烷
17、是一种黄绿色气体B.甲甲烷是一种有臭味的气体烷是一种有臭味的气体C.收收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与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。空气的密度相近。D.甲甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水DA二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/27258、光照下，甲烷与氯气发生取代反应后，共得、光照下，甲烷与氯气发生取代反应后，共得产物（产物（）A.5种种 B.2种种 C.3种种 D.4种种9、下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（、下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（）A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CHCl3 D.CCl
18、4AD二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/27261010、将、将1mol1mol甲烷和甲烷和4mol4mol的氯气发生取的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为气为()()A.0.5 mol B.2 molC.2.5 mol D.4 molC二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/27271111、某气体的燃烧产物是、某气体的燃烧产物是COCO2 2和和H H2 2O O，且，且COCO2 2和和H H2 2O O的的质量比是质量比是1111：9 9，此气体是（，此气体是（)A.C
19、H A.CH4 4 B.C B.C2 2H H2 2 C.C C.C2 2H H4 4 D.C D.C3 3H H6 612、有、有4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了时恰好用去了3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为（）一氧化碳的体积比为（）A.:B.:C.:D.任任意比意比二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2728补充：甲烷的制备补充：甲烷的制备（1 1）工业制备）工业制备 （由天然气除去杂质获得）（由天然气除去杂质获得）（2 2）实验室制备）实验室制备药品：无水药品：无水CH3COONa和
20、碱石灰和碱石灰反应原理：（主反应、副反应以及反应的类型）反应原理：（主反应、副反应以及反应的类型）A.A.主反应方程式：主反应方程式：B.B.副反应方程式：副反应方程式：C.C.是否为取代反应？是否为取代反应？碱石灰中的碱石灰中的CaOCaO的作用：的作用：A.A.提供反应物提供反应物 B.B.疏松导气疏松导气气体发生装置：同于气体发生装置：同于O O2 2、NHNH3 3 二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2729 气体收集方法：同气体收集方法：同H H2 2、O O2 2、NHNH3 3比较比较 性质验证实验：性质验证实验：A.A.不能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色不能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色 B.B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.C.点燃燃烧：通过对产物的定性分析验证甲烷的元素点燃燃烧：通过对产物的定性分析验证甲烷的元素 组成组成 尾气处理：点燃燃烧尾气处理：点燃燃烧二、甲烷的性质二、甲烷的性质2023/2/2730