高中化学必修二---甲烷

一、有机物1、定义：绝大多数含碳元素的化合物。有机化合物都含有碳元素，但含有碳元素的物质不一定都是有机物，如CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐都属于无机物。2、组成元素：C、H、O、N、S、X（卤素）、P等.3、结构特点：每个C都有4个单电子，形成4个共价键。4、有机物和无机物的比较特点与性质有机物无机物种类溶解性耐热性可燃性是否为电解质化学键化学反应多数不溶于水，易溶于有机溶剂多数可溶于水，难溶于有机溶剂多数熔点较低、不耐热，受热易分解多数熔点较高、耐热，受热难分解多数易燃烧多数难燃烧多数为非电解质多数为电解质多为极性键和非极性键多为离子键和共价键复杂、缓慢、副反应多，一般用“→”简单、快速、副反应少，一般用“=”多少5、有机物的分类有机物烃烃的衍生物仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。甲烷是最简单的烃。从结构上看说，可以看成烃分子里的氢原子被其他原子或原子团取代而衍变成的有机化合物。•烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。•根据结构不同可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。碳氢烃烃(通式：CxHy)下列物质属于烃的是：H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、CH3COOH、CO2、C2H4C2H2CH4C2H4第一节最简单的有机物——甲烷一、甲烷的存在及用途1、甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。2、天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。3、天然气还是一种重要的化工原料。二、甲烷的组成与结构(1)表示方法化学式电子式结构式分子结构示意图球棍模型比例模型CH4结构式：用短线来表示一对共用电子的图式。(2)结构特点甲烷分子是以为中心，为顶点的结构，其中4个C—H键的和相同，相等，为。碳原子氢原子正四面体长度键角强度109°28′1．物理性质状态颜色气味密度(与空气相比)水溶性2.化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与等强氧化剂不反应，与、也不反应。但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。无色气态无味小极难溶KMnO4强酸强碱三、甲烷的性质(1)氧化反应纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈，放出大量的热，反应的化学方程式为。淡蓝色CH4＋2O2CO2＋2H2O防止发生爆炸。思维拓展点燃甲烷之前为什么要验纯？（2）甲烷的取代反应实验现象：a.气体颜色，最后————b.试管内壁有出现c.试管内液面逐渐————d.试管中有少量——变浅消失油状液滴上升白雾反应物状态及反应条件：气体和光照Cl—Cl+光CHHHClClH+用甲烷的结构式来表示反应的过程：Cl—Cl+光CHHHClClH+CClHHCl一氯甲烷二氯甲烷Cl—Cl+光ClH+CClHHClCHClClClCl—Cl+光ClH+CHClClClCClClClCl三氯甲烷或氯仿四氯甲烷或四氯化碳CH4+Cl2光CH3Cl+Cl2光CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2光CHCl3+HClCHCl3+Cl2光CCl4+HClCH3Cl+HCl产物为混合物取代产物水溶性：甲烷的四种氯代产物均。状态：常温下除是气体，其余三种均为。不溶于水一氯甲烷液体注意：1、甲烷与氯气在黑暗处不反应，强光照射又会爆炸。2、甲烷与氯气光照下会发生取代反应，但和氯水不反应。3、甲烷中的氢原子可被逐一替代。而且，反应一旦开始，就会几乎同时发生，生成混合物。三氯甲烷和四氯甲烷用作溶剂，四氯甲烷以前也作灭火剂。4、甲烷分子中每有一个氢原子被替代，就会消耗一分子氯气,生产一个HCl（无机物）。5、甲烷与溴、碘也可发生类似反应。四、取代反应有机化合物分子里的————被其他——————所代替的反应。原子或原子团原子或原子团取代反应与置换反应的比较：取代反应置换反应参与物质反应中有无电子得失反应条件反应程度不一定有单质一定有单质不一定有电子的转移一定有电子的得失反应大多需加热、光照、催化剂等常温或加热逐步取代，很多反应是可逆的反应一般不可逆213.分解反应：CH4C+2H2思维拓展如何证明甲烷分子是正四面体结构？若是正四面体结构，CH2Cl2的结构只有一种；若是平面正方形结构，CH2Cl2的结构有两种。科学研究发现，CH2Cl2的结构只有一种，说明甲烷是正四面体结构。随堂训练1．下列气体的主要成分不是甲烷的是()A．沼气B．煤气C．天然气D．坑道气B2．以下关于甲烷的说法中错误的是()A．甲烷分子是由极性键构成的分子B．甲烷分子具有正四面体结构C．甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键D．甲烷分子中具有非极性键D3．下列物质在一定条件下可与CH4发生取代反应的是()A．氧气B．溴水C．氯气D．酸性KMnO4溶液C4．甲烷和氯气以物质的量之比1∶1混合，在光照条件下，得到的产物是()①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4⑤HClA．只有①B．①和②的混合物C．只有②D．①②③④⑤的混合物得到最多的产物是——————D⑤255、与甲烷的分子结构相同的物质是（）A、NH3B、CCl4C、CH2Cl2D、H2O6、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（）A、CH4B、CO2C、SO2D、H2BC8．用于制造隐形飞机的物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构如下图，它属于()A．无机物B．烃C．高分子化合物D．有机物D7、1mol甲烷完全与氯气发生取代反应,若要制得等物质的量的4种卤代产物，需氯气多少摩尔？2.5mol9．下列反应属于取代反应的是()A．CH4――→高温C＋2H2B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2C．CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2OD．CH4＋Cl2――→光CH3Cl＋HClD10．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()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B11．如下图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，集气瓶内气体可能是()①CO、O2②Cl2、CH4③NO2、O2④N2、H2A．①②B．②④C．③④D．②③D12．常温下把体积相同的甲烷和氯气充入一个无色的集气瓶中，光照一段时间后，发现气体的黄绿色变浅，集气瓶上有淡黄绿色液滴，此时集气瓶中最多含有气体物质的种数是()A．5种B．6种C．4种D．3种C13．向下列物质的水溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生的是（）Ａ、ＣＨ３ＣlＢ、ＮaＣlＣ、ＫＣlＯ３Ｄ、ＣＣl４B14．由某气体发生装置导出的气体为甲烷、一氧化碳、氢气中的一种，下列判断正确的是()A．将气体通入KMnO4溶液，溶液颜色无变化，该气体一定是甲烷B．在导管口点燃该气体，火焰呈浅蓝色，用干燥的冷烧杯罩在火焰上方，杯壁有水滴产生，该气体一定是甲烷C．点燃该气体，火焰呈浅蓝色，用沾有澄清石灰水的冷烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上有白色物质产生，该气体一定是甲烷D．若上述B、C的现象均能出现，则可判断该气体一定是甲烷D15．如图所示，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧，将燃烧后的气体通过A、B两个洗气瓶。试根据实验现象回答下列问题：(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则X气体是。(2)若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则X气体是。(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则X气体可能是。H2COCH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4