有机化合物-甲烷课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,有机化合物,1、有机物的涵义：,含碳元素的化合物（,CO、CO,2,、H,2,CO,3,及其盐除外,）,有机物,2、无机物能转变为有机物的实例：,二氧化碳和氨气在一定条件下可以转化为尿素和水,3、有机物的种类多,截止20世纪末已经超过了2000万种，而无机物只有10万种左右。,4、常见的有机化合物：,食物中的淀粉、脂肪、蛋白质、,衣物、各种塑料用具、橡胶制品、,油漆等都是典型的有机物。,有机物的特点,1、种类繁多,原 因,:,1、碳原子含有,4,个价电子，可以跟其它原子形成,4,个共价键(碳四价）,；,2,、碳原子相互之间能以共价键结合形成长的碳链。,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,最简单的有机物烃,最简单的烃甲烷,烃：仅含碳和氢两种元素的有机物,第一节 甲烷,一、甲烷的物理性质,1、甲烷是无色、无味的气体，密度是0.717,g/L（,标准状况,S.T.P,），,极难溶于水。,密度 摩尔质量公式：,M=22.4,（,标准状况）,甲烷是池沼底部产生的,沼气,和煤矿的坑道所产生的,坑道气,气体的主要成分。这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫做,天然气,的可燃性气体，它的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷,80%97%,）。,2、甲烷在自然界中的存在,:,二、甲烷的结构,分子式:,CH4，,试着写出甲烷的电子式、结构式,结构式：用短线表示一对共用电子对的图式,C-H,键角：,109,0,28,空间结构,思考上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形？,经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，,4,个氢原子分别位于正四面体的,4,个顶点上（键角是,10928,）。甲烷的分子结构比较稳定。,三、甲烷的化学性质：,一般条件下，甲烷与强酸、强碱或强氧化剂等不起反应，说明什么问题？,1、,稳定性,：通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。,甲烷与酸性高锰酸钾溶液、,溴水等不反应。,2.,氧化反应：,思考：,如何用实验验证甲烷中含有碳元素和氢元素？,注意:点燃前必须验纯,否则会发生爆炸!,3、,取代反应,（特征反应）,实验现象：量筒内,Cl,2,的,黄绿色逐渐消失,，,量筒内壁出现油状液滴,，,量筒内水面上升,有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应,Cl,Cl,+,光,C,H,H,H,Cl,Cl,H,+,一氯甲烷的形成,甲烷的结构式形成卤代物的历程,分子式,状态,（,S T P）,CH,3,Cl,气态,（,g,）,反应机理：,取,代,反,应,的,进,程,分子式,状态,（,S T P）,CH,2,Cl,2,液态,（,l,）,Cl,Cl,+,光,C,H,H,H,Cl,Cl,H,+,C,Cl,H,H,Cl,二氯甲烷的形成,Cl,Cl,+,光,Cl,H,+,C,Cl,H,H,Cl,C,H,Cl,Cl,Cl,俗称,分子式,状态,（,S T P）,三氯甲烷的形成,CHCl,3,液态,（,l,）,氯仿,Cl,Cl,+,光,Cl,H,+,C,H,Cl,Cl,Cl,C,Cl,Cl,Cl,Cl,别名,分子式,状态,（,S T P）,四氯甲烷的形成,CCl,4,液态,（,l,）,四氯化碳,(1),(一氯甲烷),(2),(二氯甲烷),(3),(三氯甲烷),(四氯甲烷),(4),甲烷取代反应机理,取代反应与置换反应的比较：,取代反应,置换反应,可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质,反应物、生成物中一定有单质,反应能否进行受外界条件影响较大,在水溶液中进行的置换反应遵循金属活动性顺序,逐步取代，很多反应是可逆的,反应一般单方向进行,4、受热分解,隔绝空气加热到1000以上，甲烷会分解为炭黑和氢气。,CH,4,C+2H,2,高温,生成物,是合成氨工业的原料,是橡胶工业的原料,H,2,C,取代反应,置换反应,实例,定义,反应物,生成物,电子转移,是否可逆,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl+HCl,Zn+H,2,SO,4,=ZnSO,4,+H,2,有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。,一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。,一种化合物和一种单质或化合物,一种单质和一种化合物,一般生成两种化合物,另一种化合物和另一种单质,发生电子对的偏移,一定发生电子的得失,有不少是可逆反应,一般是不可逆反应,取代反应与置换反应的比较：,五、甲烷的用途及前景,甲烷的取代反应产物都是很,好的有机溶剂。,热分解产物炭黑是橡胶工,业的重要原料，也可用于制,造颜料、油墨、和油漆等。,做气体燃料。,1、用途,2、前景,a.,国内外推广代用燃料（主要成分是,CH,4,）,的情况美国、日本、欧洲是当今世界3个代用燃料开发、研究、使用的主体，而且都制订了相应的法规政策，以确保代用燃料的推广使用。,b.,我国天然气资源十分丰富，,NG(,天然气）及,LPG（,液化石油气）汽车已进入实施阶，,1987,年已有5000辆,NG,汽车；1988年，中国石油天然气总公司进行,CNG,汽车试运行，至今运行情况良好；上海、广州、深圳、哈尔滨、成都、西安等地代用燃料车等都已驶上街头。,c,.,专家们认为，21世纪沼气在农村之所以能够,成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的,特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就,更为显著了。我国地广人多，生物能资源丰,富。研究表明，在21世纪无论在农村还是城镇，,都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、,桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。,例题：把,1,体积,CH,4,和4,体积,Cl,2,组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛,Na,2,SiO,3,的水溶液中，放在光亮处，片刻后，发现试管中的气体颜色变,，试管中的液面,，试管壁上有,出现，水槽中还观察到,。,浅,上升,油状液滴,白色的胶状沉淀,2H,+,+SiO,3,2-,=H,2,SiO,3,思考：,甲烷的性质与氢气的,性质有何区别？,练习：,1,。某气体的燃烧产物是,CO,2,和,H,2,O，,且,CO,2,和,H,2,O,的质量比是,11：9,，此气体是（,),A.CH,4,B.C,2,H,2,C.C,2,H,4,D.C,3,H,6,2.有4,mL,甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了,3,mL,的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为（）,：,：任意比,练习：将,1,mol,甲烷和,4,mol,的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的,物质的量,相等，则消耗氯气为：,A.0.5mol B.2mol,C.2.5mol,D.4mol,1、烃是,(,),A,含有,C、H,元素的有机物,B,含有,C,元素的化合物,C,仅由,C、H,两种元素组成的有机物,D,完全燃烧只生成,CO,2,和,H,2,O,的化合物,练习：,C,2、下列气体的主要成份不是甲烷的是（）,A,沼气,B,天然气,C,水煤气,D,坑道所产生的气体,C,3、下列叙述正确的是,(,),A、,有机物一定来自有机体内,B、,有机物与无机物可以相互转化,C、CO,属于有机物,D、A-B+C-D A-C+B-D,一定属于复,分解反应,B,4、在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应得到的产物的物质的量最多的是（）,A、,一氯甲烷,C、,氯仿,D、,HCl,B、,二氯甲烷,D,5、下列关于甲烷的叙述不正确的是（）,A,甲烷是沼气、坑道气的主要成分,B,通常情况下，甲烷性质较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂均不反应,C,甲烷在空气中燃烧时，火焰不明亮且无烟,D,甲烷在空气中加热到 1000时，分解成炭黑和氢气,D,（2000年会考题）,下列事实能证明甲烷分子中是以,C,原子为中心的正四面体结构的是（）,A CH,3,Cl,只代表一种物质,B CH,2,Cl,2,只代表一种物质,C CHCl,3,只代表一种物质,D CCl,4,只代表一种物质,B,