1、第1课时 甲烷的性质,第三章 第一节 最简单的有机化合物甲烷,学习目标 1.认识甲烷的结构特点并会书写甲烷的分子式、结构式、电子式。 2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，掌握取代反应的概念。 核心素养 1.微观探析：认识甲烷的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念。 2.证据推理：通过分析、推理等方法认识甲烷的取代反应。,新知导学,1.甲烷的存在与用途 (1)甲烷的存在 甲烷是 、 、 和 的主要成分。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底。 (2)甲烷的主要用途 以甲烷为主要成分的 和 都是理想的清洁能源。甲烷还可用作 。,天然气,一、甲烷的存在、用途及结构,沼气,油田气,煤矿
2、坑道气,天然气,沼气,化工原料,2.甲烷的组成与结构,相关视频,甲烷分子空间构型为正四面体形，碳原子位于中心，4个氢原子位于顶点，4个CH键的长度和强度相等，夹角相等。,解析 在这几种形式中，分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空间构型，但比例模型更能形象的表达出H、C的位置及所占比例；电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。,例1 下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中更能反映其真实存在状况的是,答案,解析,A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 B.CH4、CCl4都是正四面体结构 C.CH4和CCl4中的化学键均为非极性键 D.CH4、CCl4的结构相同，性质也相
3、同,解析,例2 下图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型图，下列说法正确的是,答案,解析 CCl4的分子结构同CH4相似，为正四面体结构，CH3Cl中的CH和CCl键不同，不是正四面体结构，而是四面体结构。,思维启迪,一个碳原子以4个单键与其他原子相结合时： 如果这4个原子相同，则分别在四面体的顶点上，构成正四面体。 如果这4个原子不相同，则分别在四面体的顶点上，但不是正四面体。 无论这4个原子是否相同，都不可能在同一平面上，并且最多有3个原子共面。,1.甲烷的物理性质 甲烷是无色无味、极难溶于水、密度比空气小的气体。 2.甲烷的化学性质 (1)具有稳定性 通常情况下，甲烷性质比较 ，
4、与强酸、强碱不反应，与高锰酸钾溶液等强氧化剂也不反应。,稳定,二、甲烷的性质,甲烷燃烧的化学方程式为 。,(2)氧化反应可燃性 将甲烷在空气中点燃，观察燃烧现象并检验燃烧产物：,淡蓝色火焰,生成了水,生成了二氧化碳,相关视频,(3)取代反应 实验探究甲烷与氯气的反应,变浅,油状液滴,少量白雾,上升,固体析出,无明显现象,取代反应的概念 有机物分子里的某些 被其他原子或原子团替代的反应。,光照,原子或原子团,相关视频,甲烷取代反应的相关规律,解析 甲烷与氯气一旦反应，不会停止在某一步，四种有机产物都会产生，得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确； 甲烷与氯气的取代反应每取代1 mol H原子，消
5、耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产生的HCl最多，B错误； 1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D项错误。,例3 (2017聊城高一检测)下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是 A.甲烷与氯气以物质的量之比11混合时发生取代反应只生成CH3Cl B.甲烷与氯气的取代反应产物中CH3Cl最多 C.甲烷与氯气的取代反应产物为混合物 D.1 mol甲烷生成CCl4，最多消耗2 mol氯气,答案,解析,特别提示,(1)无论甲烷和氯气的比例如何，发生取代反应的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物。 (2)甲烷与氯气发生取代反应的产物中，CH3Cl
6、为气体，CH2Cl2、CHCl3和CCl4为液体。,例4 下列反应属于取代反应的是,答案,解析,解析 取代反应是指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替代的反应。 选项A中的反应为分解反应； 选项B中的反应为置换反应，不属于有机反应类型； 选项C中的反应为甲烷的氧化反应。,思维启迪,无机反应中的置换反应不属于取代反应。 抓住取代反应“有上有下”的特点，看有机物中的原子或原子团是否被其他原子或原子团替换，若是，则为取代反应。,学习小结,达标检测,1,2,3,4,5,1.下列叙述中错误的是 A.点燃甲烷不一定会爆炸 B.甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料 C.煤矿的矿井要
7、注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生 D.点燃甲烷前不必进行验纯,答案,解析,解析 甲烷与氧气混合达到一定比例范围时，点燃会发生爆炸，因此，甲烷点燃前要进行验纯。,2.为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素，可将其燃烧产物通过浓硫酸 澄清石灰水 无水硫酸铜。正确的顺序是 A. B. C. D.,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 要证明CH4中含有碳、氢两种元素，可通过证明CO2和H2O的存在来证明，可选择和；但应注意检验的先后顺序，即先证明水后证明CO2。,3.(2017成都月考)若甲烷与氯气以物质的量之比13混合，在光照下得到的有机产物可能是CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4，
8、其中正确的是 A.只有 B.只有 C.的混合物 D.的混合物,答案,解析,解析 甲烷与氯气在光照的条件下，发生取代反应时总共有五种产物，CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4和氯化氢，因此答案选D。,1,2,3,4,5,4.如果使0.5 mol甲烷完全跟Cl2发生取代反应并生成等物质的量的四种氯代物，则需要消耗氯气 A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.1.25 mol,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 利用原子守恒法：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种氯代物共0.5 mol，每种氯代物均为0.125 mol，
9、含氯原子的物质的量为0.125 mol10.125 mol20.125 mol30.125 mol41.25 mol。而从甲烷分子中每取代1 mol氢原子，就消耗1 mol Cl2。因此消耗的Cl2的物质的量也为1.25 mol。,5.按如图所示装置进行实验，烧瓶内盛有等体积的CH4和Cl2，光照一段时间后，下列说法正确的是 A.只能生成CH3Cl一种有机物和HCl B.烧瓶内液面不可能上升 C.烧杯内的液体会分层 D.向水中加入紫色石蕊溶液后无变化,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，A项错误； 生成物中的氯化氢易溶于水，使烧瓶内压强减小，在外界大气压作用下，烧瓶内液面上升，B项错误； 生成物中一氯甲烷为气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均为液体，它们都不溶于水，所以烧杯中液体会分层，C项正确； 生成物中含有氯化氢，氯化氢溶于水电离生成氢离子，使溶液显酸性，可使紫色石蕊溶液变红，D项错误。,1,2,3,4,5,
