化石燃料与有机化合物第一课时甲烷

第三单元 化石燃料与有机化合物最简单的有机物最简单的有机物-甲烷甲烷教学目标教学目标知识与技能知识与技能 了解甲烷的主要性质及其化工上的应用，重点认识取代了解甲烷的主要性质及其化工上的应用，重点认识取代反应的特点。反应的特点。过程与方法过程与方法 引导学生通过对甲烷分子结构的学习，了解有机物分子引导学生通过对甲烷分子结构的学习，了解有机物分子结构的特点对性质的影响，初步培养学生空间想象能力结构的特点对性质的影响，初步培养学生空间想象能力。情感态度与价值观情感态度与价值观 让学生感受化学与实际生活紧密联系，从而关注社会与化让学生感受化学与实际生活紧密联系，从而关注社会与化学有关的问题，培养安全意识。学有关的问题，培养安全意识。教学重点及难点教学重点及难点 甲烷结构特点及取代反应，从化学键层面认识甲烷甲烷结构特点及取代反应，从化学键层面认识甲烷结构和性质结构和性质第三单元第三单元有机化合物有机化合物O+H2NCNH2H2OCO2+2NH3有机物与无机物没有绝对的界限有机物与无机物没有绝对的界限(1828德国维乐德国维乐)有机化合物种类繁多有机化合物种类繁多(超过超过2000万种万种),分布分布广泛广泛,在人类的生活及生产中发挥重要作用。在人类的生活及生产中发挥重要作用。燃料燃料:汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油建材建材:木材、黏结剂、涂料、油漆木材、黏结剂、涂料、油漆日用品日用品:塑料、橡胶、纤维、清洁剂塑料、橡胶、纤维、清洁剂食物食物:糖类、油脂、蛋白质糖类、油脂、蛋白质仅含碳和氢两种元素的有机物仅含碳和氢两种元素的有机物称为称为碳氢化合物碳氢化合物，也称为，也称为烃烃。碳碳tng烃烃tng氢氢qng西气东输工程西气东输工程你知道吗？你知道吗？让我让我好好想想好好想想？甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生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，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。沼气沼气煤矿坑道气煤矿坑道气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 物理性质：物理性质：无色、无臭的气体，（）极难溶于水（密度求算公式：）俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（80-97%）练习练习:写出甲烷的电子式。写出甲烷的电子式。分子式分子式:CH4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。甲烷的结构式能否表示它的真实构甲烷的结构式能否表示它的真实构型呢型呢？（让学生自己组装模型）？（让学生自己组装模型）比例模型比例模型球棍模型球棍模型裁一段长裁一段长25cm、宽的矩形纸板或硬、宽的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小纸条，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三角，按虚线向内折成如图所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个的正四面体，其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。氢原子的位置，中心是碳原子。观察图所示的与空间观察图所示的与空间位置关系。试用原子结构拼插模型位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。分子模型。球棍模型球棍模型化学性质化学性质1.甲烷的氧化反应：OHCOOCH222422点燃注意注意:甲烷不能使酸化的甲烷不能使酸化的KMnO4溶液褪色溶液褪色继续其它性质继续其它性质2.取代反应：科学探究科学探究 你从实验中得到哪些信息？从所得的实验信息中你能得到哪些启示？：混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升。出现油滴，量筒内的液面上升。2 量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。且不溶与水。1 说明量筒内的混合气体在说明量筒内的混合气体在光照的条件下光照的条件下发生了化学反发生了化学反应。应。3 量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小。压在减小，即气体总体积在减小。有机物分子里的某些原子或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原子团被其它原子或原子团所替替代代的反应叫做的反应叫做取代反应取代反应。取代反应取代反应与与置换反应置换反应的区别的区别取代反应取代反应置换反应置换反应 生成物中不一定生成物中不一定有单质。有单质。反应物和生成物反应物和生成物中一定有单质。中一定有单质。反应能否进行，受反应能否进行，受温度、光照、催化温度、光照、催化剂等外界条件的影剂等外界条件的影响较大。响较大。在水溶液中进行的在水溶液中进行的反应，遵循金属活反应，遵循金属活动性顺序等。（强动性顺序等。（强弱律）弱律）反应逐步进行，很反应逐步进行，很多反应是可逆的。多反应是可逆的。反应一般为单方向反应一般为单方向进行。进行。甲烷的四种氯代产物都不溶于水，在常甲烷的四种氯代产物都不溶于水，在常温下，温下，一氯甲烷是一氯甲烷是气体气体，其他三种都是，其他三种都是液体液体 三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂（它们的密度都剂（它们的密度都大于水大于水的密度），四氯甲的密度），四氯甲烷也是实验室里常用的溶剂，四氯甲烷还是烷也是实验室里常用的溶剂，四氯甲烷还是消防用的消防用的灭火剂灭火剂。三氯甲烷的俗名是三氯甲烷的俗名是“氯仿氯仿”，四氯甲烷，四氯甲烷又名又名“四氯化碳四氯化碳”。3.3.高温下分解高温下分解（隔绝空气，（隔绝空气，1000以上以上）：）：CH4 C+2H2 ；H0 生成的生成的H2和和C都是重要的工业原料。都是重要的工业原料。高温高温学习目标：学习目标：1 1、了解烷烃的组成、结构和通式，了解了解烷烃的组成、结构和通式，了解烷烃同系物物理性质的递变规律和化学性烷烃同系物物理性质的递变规律和化学性质的相似性。质的相似性。2 2、了解结构简式、烃基的概念，初步学了解结构简式、烃基的概念，初步学会用结构简式、电子式表示烷烃和烃基。会用结构简式、电子式表示烷烃和烃基。3 3、理解同系物的概念。理解同系物的概念。重点：重点：同系物的概念。同系物的概念。难点：难点：有机物立体结构模型的建立。有机物立体结构模型的建立。烷烃烷烃 1、烷烃：、烷烃：烃分子中的碳原子之间烃分子中的碳原子之间都都以以单键单键结合成结合成链状链状，碳原子的剩余价键，碳原子的剩余价键均均与氢原子结合，与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，达到使每个碳原子的化合价都已充分利用，达到“饱饱和和”。这样的烃叫做。这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃。烷烃的结构特点：烷烃的结构特点：碳原子之间碳原子之间都都以以单键单键结合成结合成链状链状。碳原子的剩余价键碳原子的剩余价键均均与氢原子结合，使每个与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，达到碳原子的化合价都已充分利用，达到“饱和饱和”。2、结构简式：、结构简式：结构式的简化形式。如：结构式的简化形式。如：CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3(CH2)16CH3 逐逐 渐渐 升升 高高 气气 液液 固固 逐逐 渐渐 增增 大大什么原什么原因因？结构相结构相似，相对似，相对分子质量分子质量逐渐增大，逐渐增大，范德华力范德华力逐渐增大。逐渐增大。在常温下，在常温下，C14的烷烃为气态，的烷烃为气态，C516的烷烃的烷烃为液态，为液态，C17以上的烷烃为固态。以上的烷烃为固态。3、烷烃的物理性质，随着碳原子数的增加、烷烃的物理性质，随着碳原子数的增加呈规律性递变：呈规律性递变：4、烷烃的化学性质与甲烷相似、烷烃的化学性质与甲烷相似（1）稳定性：不与强酸、强碱反应，不能使酸稳定性：不与强酸、强碱反应，不能使酸性性KMnO4溶液褪色。溶液褪色。（2）可燃性，完全燃烧生成可燃性，完全燃烧生成CO2和和H2O（3）在光照条件下与卤素单质发生取代反应。在光照条件下与卤素单质发生取代反应。（4）热稳定性逐渐减弱。热稳定性逐渐减弱。5、烷烃的通式：、烷烃的通式：CnH2n+2 （n1）6、同系物：、同系物：结构相似结构相似，在分子组成上，在分子组成上相差相差 一个或若干个一个或若干个CH2原子团原子团的物质互称为的物质互称为同系物同系物。如：甲烷、乙烷、丙烷、十七烷、三十烷等如：甲烷、乙烷、丙烷、十七烷、三十烷等互为同系物。互为同系物。CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O3n+126、烃基：、烃基：烃分子里去掉一个或几个氢原子，烃分子里去掉一个或几个氢原子，剩余的部分叫做剩余的部分叫做烃基烃基。烷烃分子里去掉氢原子后，剩余的部烷烃分子里去掉氢原子后，剩余的部分叫做分叫做烷基烷基。如：甲基：如：甲基：CH3、乙基乙基:CH2CH3、丙基：丙基：CH2CH2CH3、异丙基：异丙基：CH(CH3)2 亚甲基或二价甲基：亚甲基或二价甲基：CH2 烃基是有机物分子中的组成部分，不烃基是有机物分子中的组成部分，不能单独存在。能单独存在。8、环烷烃环烷烃（1）烃分子中的碳原子之间烃分子中的碳原子之间都都以以单键单键结合成结合成环环状状，碳原子的剩余价键均与氢原子结合结合，使，碳原子的剩余价键均与氢原子结合结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，达到每个碳原子的化合价都已充分利用，达到“饱饱和和”。这样的烃叫做。这样的烃叫做饱和环烃饱和环烃，又叫，又叫环烷烃环烷烃。如：环丙烷：如：环丙烷：CH2 环丁烷环丁烷 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2（2）环烷烃的通式：环烷烃的通式：CnH2n （n3）