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会计学1教师技能大赛教师技能大赛甲烷：甲烷：是天然气、沼气、油田气是天然气、沼气、油田气和煤矿道气的主要成分。中国和煤矿道气的主要成分。中国是世界上最早利用天然气作燃是世界上最早利用天然气作燃料的国家。我国的天然气主要料的国家。我国的天然气主要分布在中西部的四川、重庆、分布在中西部的四川、重庆、甘肃、青海、新疆等地区及海甘肃、青海、新疆等地区及海底，已探明储气为底，已探明储气为1.371.37万亿平万亿平方米，居世界第方米，居世界第1919位。为了改位。为了改善我国东部的能源结构，已经善我国东部的能源结构，已经启动的启动的“西气东输西气东输”工程，就工程，就是将新疆等地的天然气，通过是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。天到达上海的一项巨大工程。天然气是一种高效、低耗、污染然气是一种高效、低耗、污染小的情节能源，目前世界上小的情节能源，目前世界上20%20%的能源需求由天然气提供。的能源需求由天然气提供。此外，天然气还是一种重要的此外，天然气还是一种重要的化工原料。化工原料。第1页/共23页资料：资料：第2页/共23页 资料：资料：第3页/共23页甲烷的分子结构甲烷的分子结构甲烷的物理性质甲烷的物理性质甲烷的化学性质甲烷的化学性质小小 结结第4页/共23页一、甲烷在自然界的存在一、甲烷在自然界的存在煤矿坑道气煤矿坑道气天然气天然气石油气石油气沼气沼气可燃冰可燃冰*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。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。第5页/共23页二、甲烷的分子构成和空间结构：二、甲烷的分子构成和空间结构：分子式：分子式：CH4 电子式：电子式：结构式：结构式：第6页/共23页问题：问题：从甲烷的分子式，电子式，结构式来从甲烷的分子式，电子式，结构式来猜测一下甲烷的空间结构？猜测一下甲烷的空间结构？一：甲烷是平面四边形结构一：甲烷是平面四边形结构二：甲烷是空间正四面体结构二：甲烷是空间正四面体结构第7页/共23页甲烷分子的空间结构：甲烷分子的空间结构：经过大量的科学实验经过大量的科学实验经过大量的科学实验经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的一个证明，甲烷分子里的一个证明，甲烷分子里的一个证明，甲烷分子里的一个碳原子和四个氢原子并不碳原子和四个氢原子并不碳原子和四个氢原子并不碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上，而是形在同一个平面上，而是形在同一个平面上，而是形在同一个平面上，而是形成了一个正四面体的立体成了一个正四面体的立体成了一个正四面体的立体成了一个正四面体的立体结构，碳原子位于正四面结构，碳原子位于正四面结构，碳原子位于正四面结构，碳原子位于正四面体的中心，而四个氢原子体的中心，而四个氢原子体的中心，而四个氢原子体的中心，而四个氢原子分别位于正四面体的四个分别位于正四面体的四个分别位于正四面体的四个分别位于正四面体的四个顶点上。顶点上。顶点上。顶点上。第8页/共23页甲烷分子的空间结构：甲烷分子的空间结构：4个个C-H键的键长和强键的键长和强度相等，夹角相等。度相等，夹角相等。空间构型：正四面体第9页/共23页甲烷的分子模型：甲烷的分子模型：甲烷的分子模型：甲烷的分子模型：紫球表示碳原子，蓝球紫球表示碳原子，蓝球表表示氢原子，短棍表示价示氢原子，短棍表示价键键用紫球和蓝球的体积比来大体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上表示碳原子和氢原子的体积比第10页/共23页问题：问题：如何来判断甲烷分子的空间结构式正如何来判断甲烷分子的空间结构式正四面体的呢？四面体的呢？第11页/共23页三、甲烷的物理性质三、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。2、密度比空气小，在标准状况下，是0.717g/L。3、极难溶解于水。第12页/共23页根据上述甲烷的物理性质根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗你知道如何收集甲烷吗?第13页/共23页四、甲烷的化学性质四、甲烷的化学性质1.稳定性稳定性甲烷可以与酸性高锰酸钾反应吗甲烷可以与酸性高锰酸钾反应吗实验现象：甲烷不能使酸性高锰酸钾实验现象：甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色溶液褪色结论：甲烷性质较稳定，与强氧化结论：甲烷性质较稳定，与强氧化剂、强酸、强等不反应剂、强酸、强等不反应第14页/共23页2.甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应CHCH4 4 +2O 2O2 2 CO CO2 2 +2H2H2 2O O 甲烷安静地燃烧，淡蓝色火焰，产甲烷安静地燃烧，淡蓝色火焰，产 生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。实验现象：实验现象：点燃点燃第15页/共23页3.甲烷的取代反应甲烷的取代反应 取取2 2支硬质大试管支硬质大试管,通过通过排饱和食盐水的方法先后排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试各收集半试管甲烷和半试管氯气管氯气,分别用铁架台固分别用铁架台固定好，如图所示。其中定好，如图所示。其中1 1支试管用预先准备好的黑支试管用预先准备好的黑色纸套套上色纸套套上,另一支试管另一支试管放在光亮处。片刻后，比放在光亮处。片刻后，比较较2 2支试管中的物质，二支试管中的物质，二者是否出现了区别？者是否出现了区别？第16页/共23页3.甲烷的取代反应甲烷的取代反应 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。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。现象：现象：分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。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。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。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。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。第17页/共23页光照下甲烷与氯气发生取代反应：光照下甲烷与氯气发生取代反应：CHCH4 4 ClCl2 2 CH CH3 3Cl Cl HClHCl光照光照光照光照CHCH3 3Cl Cl ClCl2 2 CH CH2 2ClCl2 2 HClHClCHCH2 2ClCl2 2 ClCl2 2 CHCl CHCl3 3 HClHClCHClCHCl3 3 ClCl2 2 CCl CCl4 4 HClHCl光照光照光照光照光照光照光照光照光照光照光照光照第18页/共23页 如何判断甲烷分子的空间结构式正四面体如何判断甲烷分子的空间结构式正四面体如何判断甲烷分子的空间结构式正四面体如何判断甲烷分子的空间结构式正四面体？答案：如果答案：如果CH4CH4是平面的，那么二氯取代物应该有是平面的，那么二氯取代物应该有两种异构体，分别是相邻的氢被取代和相对的氢被取两种异构体，分别是相邻的氢被取代和相对的氢被取代代 。但是事实上二氯甲烷只有一种结构，不存在异。但是事实上二氯甲烷只有一种结构，不存在异构体，只有四面体空间构型才能解释这种现象：四面构体，只有四面体空间构型才能解释这种现象：四面体构型中无论哪两个氢被取代都是等效的。体构型中无论哪两个氢被取代都是等效的。第19页/共23页 下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是的正四面体结构的是()A、CH3Cl只代表一种物质 B、CH2Cl2只代表一种物质C、CHCl3只代表一种物质D、CCl4只 代 表 一 种 物 质B B第20页/共23页小结小结小结小结n n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：稳定性、氧化反应、取代反应，结构和它的几个重要化学性质：稳定性、氧化反应、取代反应，结构和它的几个重要化学性质：稳定性、氧化反应、取代反应，结构和它的几个重要化学性质：稳定性、氧化反应、取代反应，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。结构和性质紧密相关的观点。结构和性质紧密相关的观点。结构和性质紧密相关的观点。第21页/共23页 谢谢各位的观看与倾听。1010化学化学2 2班班唐义雯唐义雯第22页/共23页