甲烷的性质ppt课件

课堂互动讲练课堂互动讲练探究整合应用探究整合应用知能优化训练知能优化训练第第1课课时时课前自主学案课前自主学案学习目标学习目标课堂互动讲练探究整合应用知能优化训练第1课时课前自主学案学1.了解有机化合物的概念。了解有机化合物的概念。2.掌掌握握甲甲烷烷的的分分子子结结构构、了了解解甲甲烷烷的的物物理理性性质质及及存存在、用途。在、用途。3.掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。学习目标学习目标1.了解有机化合物的概念。学习目标课前自主学案课前自主学案自主学习自主学习自主学习自主学习一、有机化合物及烃一、有机化合物及烃概念概念组成元素组成元素有机有机化合化合物物含有含有_元元素的素的化合物化合物一定含一定含有有_元元素，常含素，常含有氢、氧元素，有的还含有氢、氧元素，有的还含有氮、硫、磷、卤素等有氮、硫、磷、卤素等烃烃仅含仅含有有_两两种元素的有机种元素的有机物物_(写元素符号写元素符号)碳碳碳碳碳、氢碳、氢C、H课前自主学案自主学习一、有机化合物及烃概念组成元素有机化合物二、甲烷二、甲烷1分子组成及结构分子组成及结构(1)分子组成分子组成二、甲烷(2)空间结构空间结构分子结构示意图分子结构示意图结构特点及空间构型结构特点及空间构型4个个CH键的长度和强度相同，键的长度和强度相同，夹角相同，具夹角相同，具有有_结结构构正四面体正四面体(2)空间结构分子结构示意图结构特点及空间构型4个CH键的思考感悟思考感悟1.若若把把甲甲烷烷分分子子中中的的一一个个氢氢原原子子换换成成氯氯原原子子，还还是正四面体结构吗？是正四面体结构吗？【提示提示】因因CH键与键与CCl键的长度不同，故键的长度不同，故CH3Cl是四面体结构，但不是正四面体。是四面体结构，但不是正四面体。思考感悟2物理性质物理性质甲烷是一种无色、无味、甲烷是一种无色、无味、_溶于水、密度比溶于水、密度比空气空气_的气体。的气体。3化学性质化学性质在通常情况下，甲烷比较稳定，与在通常情况下，甲烷比较稳定，与_等等强氧化剂不反应，与强氧化剂不反应，与_也不反应，也不反应，但在特定的条件下，也能发生某些反应。但在特定的条件下，也能发生某些反应。(1)氧化反应氧化反应甲烷在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，同时放出大甲烷在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，同时放出大量的热，化学方程式为：量的热，化学方程式为：极难极难小小高锰酸钾高锰酸钾强酸、强碱强酸、强碱2物理性质极难小高锰酸钾强酸、强碱(2)取代反应取代反应有有机机化化合合物物分分子子里里的的某某些些_被被其其他他_所所替替代代的的反反应应，称称为为取取代代反反应。应。甲烷在甲烷在_条件下与氯气反应，生成一氯甲烷、条件下与氯气反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和_。反。反应的化学方程式为：应的化学方程式为：原子或原子团原子或原子团原子或原子团原子或原子团光照光照氯化氢氯化氢_(2)取代反应原子或原子团原子或原子团光照氯化氢甲烷的四种氯代产物都不溶于水。除甲烷的四种氯代产物都不溶于水。除_常温下是气体外，其他三种都是液体。常温下是气体外，其他三种都是液体。CH3Cl甲烷的四种氯代产物都不溶于水。除_常温下是气思考感悟思考感悟2CH4与与Cl2发发生生取取代代反反应应时时，有有机机取取代代产产物物的的总物质的量与总物质的量与CH4的物质的量有何关系？的物质的量有何关系？【提示提示】根据碳元素守恒，四种有机取代产物的根据碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等于反应物总物质的量等于反应物CH4的物质的量。的物质的量。思考感悟4存在与用途存在与用途甲烷是甲烷是_、沼气、油田气和、沼气、油田气和_的主要成分。的主要成分。_是一种高效、低耗、污染是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，也是一种重要的化工原料。小的清洁能源，也是一种重要的化工原料。天然气天然气煤矿坑道气煤矿坑道气天然气天然气4存在与用途天然气煤矿坑道气天然气自主体验自主体验自主体验自主体验解析：解析：选选B。沼气、天然气、坑道气的主要成分。沼气、天然气、坑道气的主要成分都是甲烷，煤气的主要成分是都是甲烷，煤气的主要成分是H2和和CO。自主体验解析：选B。沼气、天然气、坑道气的主要成分都是甲烷，解析：解析：选选D。甲烷性质稳定，但在一定条件。甲烷性质稳定，但在一定条件下可以和氯气、氧气等物质反应。下可以和氯气、氧气等物质反应。解析：选D。甲烷性质稳定，但在一定条件下可以和氯气、氧气等物3按按照照教教材材实实验验装装置置，将将甲甲烷烷和和氯氯气气以以14的的体体积积比比混混合合于于大大试试管管中中，并并将将试试管管倒倒置置于于饱饱和和食食盐盐水水中中，用用光光照照射射大大试试管管，有有关关现现象象的的描描述述错错误误的的是是()A试管内的黄绿色逐渐消失试管内的黄绿色逐渐消失B试管内液面逐渐上升试管内液面逐渐上升C试管内有油状物生成试管内有油状物生成D试管内气体黄绿色变浅，并不消失试管内气体黄绿色变浅，并不消失解析：解析：选选D。氯气全部反应，最终黄绿色消失。氯气全部反应，最终黄绿色消失。由于生成的氯化氢溶于水，致使液面上升，生成由于生成的氯化氢溶于水，致使液面上升，生成的有机物不溶于水，所以有油状物生成。的有机物不溶于水，所以有油状物生成。3按照教材实验装置，将甲烷和氯气以14的体积比混合于大试课堂互动讲练课堂互动讲练1CH4分分子子的的空空间间构构型型为为正正四四面面体体，4条条CH键键的的长长度度、强强度度和和夹夹角角完完全全相相同同，因因此此CH4分分子子中中的的4个氢原子性质完全相同。个氢原子性质完全相同。(1)若将若将CH4分子中的分子中的4个氢原子被其他的相同原子个氢原子被其他的相同原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如面体，如CCl4；甲烷分子的正四面体结构甲烷分子的正四面体结构课堂互动讲练1CH4分子的空间构型为正四面体，4条CH键特别提醒：特别提醒：(1)CH4分子属于分子属于10电子分子。电子分子。(2)CH4分子中的化学键均为共价单键。分子中的化学键均为共价单键。特别提醒：(1)CH4分子属于10电子分子。(2011年年北北京京西西城城区区高高一一检检测测)甲甲烷烷分分子子是是以以碳碳原原子子为为中中心心的的正正四四面面体体结结构构而而不不是是正正方方形形的平面结构，其理由是的平面结构，其理由是()ACHCl3只有一种结构只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构只有一种结构CCH4分子受热分解分子受热分解DCH4的四个价键的长度和强度都相等的四个价键的长度和强度都相等例例例例1 1 (2011年北京西城区高一检测)甲烷【解解析析】CH4无无论论是是正正四四面面体体结结构构还还是是平平面面正正方方形形结结构构，都都符符合合选选项项A、C、D的的说说法法，故故不不能能用用选选项项A、C、D来来确确定定CH4是是何何种种结结构构；若若CH4是是平面正方形结构，则平面正方形结构，则CH2Cl2有如下两种结构：有如下两种结构：和和 ，而而CH4为为正正四四面面体体结结构构时时，CH2Cl2就就只只有有一一种种结结构构。因因此此可可由由CH2Cl2只有一种结构推知只有一种结构推知CH4为正四面体结构。为正四面体结构。【答案答案】B【解析】CH4无论是正四面体结构还是平面正方形结构，都符合选【规律方法规律方法】有机物中碳原子的正四面体结构有机物中碳原子的正四面体结构有有机机物物分分子子中中，碳碳原原子子以以四四个个单单键键与与其其他他原原子子或或原原子子团团结结合合，该该碳碳原原子子形形成成的的分分子子结结构构就就是是四四面面体体结结构构，若若这这四四个个原原子子或或原原子子团团相相同同，则则该该碳碳原原子所形成的分子结构就是正四面体结构。子所形成的分子结构就是正四面体结构。变式训练变式训练1下列各图均能表示甲烷的分子结构，下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况哪一种更能反映其真实存在状况()【规律方法】有机物中碳原子的正四面体结构甲烷的性质ppt课件ABC D解析：解析：选选D。中只表示中只表示CH4的空间结构，但不表的空间结构，但不表示原子相对大小；示原子相对大小；中只表示原子最外层电子成中只表示原子最外层电子成键情况；键情况；中用短棍突出化学键；中用短棍突出化学键；中，既表示中，既表示出分子的空间结构，又表示出分子中各原子的相出分子的空间结构，又表示出分子中各原子的相对大小。对大小。A1甲烷与卤素单质的取代反应甲烷与卤素单质的取代反应取代反应取代反应反应条件反应条件 光照光照(强光照射会发生爆炸强光照射会发生爆炸)反应物反应物气态卤素单质和甲烷气态卤素单质和甲烷生成物生成物卤化氢和各种卤代甲烷的混合物，其中卤卤化氢和各种卤代甲烷的混合物，其中卤化氢的量最多化氢的量最多反应特点反应特点卤素单质不同，反应速率不同卤素单质不同，反应速率不同逐步取代，各步反应同时进行逐步取代，各步反应同时进行取代取代1 mol H原子，消耗原子，消耗1 mol X2，生成，生成 1 mol HX1甲烷与卤素单质的取代反应取代反应反应条件光照(强光照射会特特别别提提醒醒：(1)有有机机反反应应比比较较复复杂杂，常常伴伴随随很很多多副副反反应应发发生生，因因此此有有机机反反应应方方程程式式中中常常用用“”而不用而不用“=”。(2)CH4与与Cl2的取代反应逐步进行，相关化学方程的取代反应逐步进行，相关化学方程式应分步书写。式应分步书写。特别提醒：(1)有机反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此2取代反应与置换反应的区别取代反应与置换反应的区别反应类反应类型型取代反应取代反应置换反应置换反应定义定义有机物分子内的某些原有机物分子内的某些原子或原子团被其他的原子或原子团被其他的原子或原子团替代的反应子或原子团替代的反应一种单质和一种一种单质和一种化合物反应生成化合物反应生成另一种单质和另另一种单质和另一种化合物的反一种化合物的反应应2取代反应与置换反应的区别反应类型取代反应置换反应定义有机反应反应类型类型取代反应取代反应置换反应置换反应反应反应特点特点(1)反应物：有机化合物反应物：有机化合物与单质或化合物与单质或化合物(2)生成物：不一定有单生成物：不一定有单质质(3)很多反应进行不完全，很多反应进行不完全，速度慢速度慢(1)反应物：一种反应物：一种单质和一种化合单质和一种化合物物(2)生成物：新的生成物：新的单质和新的化合单质和新的化合物物(3)一般能进行完一般能进行完全，速度快全，速度快反应类型取代反应置换反应反应特点(1)反应物：有机化合物与单反应类型反应类型取代反应取代反应置换反应置换反应反应条件反应条件反应受催化剂、温度、反应受催化剂、温度、光等的影响光等的影响水溶液中置换反水溶液中置换反应遵循应遵循“以强制以强制弱弱”原则原则举例举例Zn2HCl=ZnCl2H2反应类型取代反应置换反应反应条件反应受催化剂、温度、光等的影特别提醒：特别提醒：利用取代反应和置换反应的特点来判利用取代反应和置换反应的特点来判断所给反应的反应类型时，一要看反应物，即参断所给反应的反应类型时，一要看反应物，即参加反应的是有机物还是无机物，若反应物均为无加反应的是有机物还是无机物，若反应物均为无机物，则一定不属于取代反应；二要看生成物，机物，则一定不属于取代反应；二要看生成物，若生成物中有单质，一般也不属于取代反应。若生成物中有单质，一般也不属于取代反应。特别提醒：利用取代反应和置换反应的特点来判断所给反应的反应类 如如图图所所示示，U形形管管的的左左端端被被水水和和胶胶塞塞封封闭闭有有甲甲烷烷和和氯氯气气(体体积积比比为为14)的的混混合合气气体体，假假定定氯氯气气在在水水中中的的溶溶解解度度可可以以忽忽略略。将将封封闭闭有有甲甲烷烷和和氯氯气气混混合合气气体体的的装装置置放放置置在在有有光光亮亮的的地地方方，让混合气体缓慢地反应一段时间。让混合气体缓慢地反应一段时间。例例例例2 2 如图所示，U形管的左端被水和胶塞封(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：物，请写出化学方程式：_。(2)若若题题目目中中甲甲烷烷与与氯氯气气的的体体积积比比为为11，则则得得到到的产物为的产物为_。ACH3ClHClBCCl4HClCCH3ClCH2Cl2DCH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学(3)经经过过几几个个小小时时的的反反应应后后，U形形管管右右端端的的水水柱柱变变化是化是_。A升高升高 B降低降低C不变不变 D无法确定无法确定(4)若水中含有若水中含有Na2SiO3，则在，则在U形管左端会观察到形管左端会观察到_。(5)右端玻璃管的作用是右端玻璃管的作用是_。(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是_【思思路路点点拨拨】(1)甲甲烷烷的的取取代代反反应应是是一一种种连连锁锁反反应应，第一步反应一旦开始后续反应立即进行。第一步反应一旦开始后续反应立即进行。(2)产物产物HCl易溶于水，会引起压强变小。易溶于水，会引起压强变小。(3)硅酸是难溶性弱酸。硅酸是难溶性弱酸。【解析解析】(1)因因Cl2足量，若充分反应，则足量，若充分反应，则CH4中中的四个的四个H原子可完全被取代，生成原子可完全被取代，生成CCl4和和HCl，【思路点拨】(1)甲烷的取代反应是一种连锁反应，第一步反应一(2)甲甲烷烷与与氯氯气气的的取取代代反反应应，是是四四步步反反应应同同时时发发生生，故得到四种氯代产物和故得到四种氯代产物和HCl。(3)甲甲烷烷和和氯氯气气在在光光照照的的条条件件下下发发生生取取代代反反应应，U形形管管左左侧侧生生成成的的氯氯化化氢氢气气体体易易溶溶于于水水，压压强强减减小小，U形管右侧液面下降，左侧液面上升。形管右侧液面下降，左侧液面上升。(4)因因左左侧侧生生成成HCl溶溶于于水水后后发发生生反反应应2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所所以以观观察察到到有有白白色胶状沉淀生成。色胶状沉淀生成。(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯(5)为了平衡气压，在为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃形管右侧插有一个玻璃管。管。(5)为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。变式训练变式训练2 把把1体积体积CH4和和4体积体积Cl2组成的混合组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管壁溶液的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是上有油状液滴出现，该油状液滴可能是_，水槽中还观察到，水槽中还观察到_，原因是，原因是_(用离子方程式解用离子方程式解释释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试液又观察。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试液又观察到到_，原因是，原因是_。变式训练2 把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体甲烷的性质ppt课件解析：解析：CH4与与Cl2反应的产物中，反应的产物中，HCl极易溶于水，极易溶于水，能电离出能电离出H和和Cl，其他产物均为有机物，部分，其他产物均为有机物，部分呈气态，部分为油状液体。呈气态，部分为油状液体。CH4和和Cl2光照生成光照生成CH3Cl(气体气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，随，随着反应进行，着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无常温下均为无色液体，色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；因生成的油滴；因生成的HCl易易解析：CH4与Cl2反应的产物中，HCl极易溶于水，能电离出溶溶于于水水，反反应应后后，试试管管内内气气体体压压强强减减小小，在在试试管管内内水水位位上上升升，HCl溶溶于于水水后后，与与AgNO3反反应应生生成成AgCl白白色色沉沉淀淀，同同时时溶溶液液中中溶溶质质为为HCl，溶溶液液显显酸性故加入紫色石蕊试液后溶液变红。酸性故加入紫色石蕊试液后溶液变红。答案：答案：CH2Cl2、CHCl3、CCl4有白色沉淀产生有白色沉淀产生AgCl=AgCl溶液变红反应生成的溶液变红反应生成的HCl溶于水使溶液显酸性溶于水使溶液显酸性溶于水，反应后，试管内气体压强减小，在试管内水位上升，HCl探究整合应用探究整合应用随随着着世世界界性性能能源源危危机机和和环环境境污污染染问问题题的的突突出出，利利用用甲甲烷烷菌菌在在密密闭闭的的条条件件下下分分解解各各种种有有机机物物产产生生沼沼气气，已已经经成成为为我我国国广广大大农农村村地地区区获获得得新新能能源源和和保保护护环环境境的的重重要要手手段段之之一一。沼沼气气的的主主要要成成分分是是CH4，还还有有少少量量CO2、H2S等。等。下下面面是是某某课课外外活活动动小小组组在在实实验验室室模模拟拟沼沼气气池池发发酵酵制制取取沼沼气气、收收集集较较纯纯净净甲甲烷烷并并测测定定产产生生甲甲烷烷体体积积的的实实验。验。探究整合应用随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷如图所示，甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过如图所示，甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有X溶液；丁为量筒。溶液；丁为量筒。如图所示，甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均(1)按实验要求，将四个装置按实验要求，将四个装置af各个导管口连接各个导管口连接起来，其正确的顺序是起来，其正确的顺序是a_(均填接口字母均填接口字母)f。(2)丙瓶内盛有的丙瓶内盛有的X溶液为溶液为_。A浓氨水浓氨水BNaOH溶液溶液CCuSO4溶液溶液 D盐酸盐酸(3)若要验证若要验证CH4中含有中含有H2S气体，要在甲装置后气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛放的试剂可增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛放的试剂可能是能是_。(1)按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其正确A浓氨水浓氨水 BNaOH溶液溶液CCuSO4溶液溶液 D盐酸盐酸(4)已知已知1000 mL(标准状况标准状况)甲烷完全燃烧生成二甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出氧化碳和液态水，放出39.75 kJ 的热量，则的热量，则1 mol 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为量为_。A浓氨水 BNaOH溶液【解解析析】解解答答此此类类题题的的关关键键是是根根据据实实验验目目的的，利用实验原理确定各装置的作用。利用实验原理确定各装置的作用。(1)(2)从从题题中中信信息息可可以以看看出出甲甲是是制制取取甲甲烷烷的的装装置置，乙乙和和丁丁连连接接用用来来收收集集并并测测定定甲甲烷烷体体积积，丙丙是是除除杂杂装装置置，主主要要是是除除去去甲甲烷烷中中的的CO2、H2S，因因此此盛盛装装碱液。碱液。(3)若要验证若要验证CH4中含有中含有H2S气体，可以在甲装置气体，可以在甲装置后增加一个盛有后增加一个盛有CuSO4溶液的洗气瓶，若有黑色溶液的洗气瓶，若有黑色沉淀沉淀(CuS)生成，则可以证明气体中含有生成，则可以证明气体中含有H2S。【解析】解答此类题的关键是根据实验目的，利用实验原理确定各【答案答案】(1)decb(2)B(3)C(4)890.4 kJ【答案】(1)decb(2)B