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1、甲烷【基础】甲烷有机物有机物定义有机物和无机物比较有机物的组成甲烷甲烷的存在甲烷的分子结构和组成甲烷的物理性质甲烷的化学性质甲烷的实验室制法知识导航生活中常见的有机物轮胎（橡胶）家用电器的外壳（塑料）食物中的营养素煤油、汽油一、有机物1. 定义：含碳元素的化合物称为有机化合物，简称有机物。【注】 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物。 一、有机物例1：下列物质中不属于有机物的是（ ） A.CO（NH2）2 B.NH4CNO C.KSCN D.CH3CH2OH一、有机物例1：下列物质中不属于有机物的是（ ） A.CO（NH2）2 B.NH4CNO C.KSCN
2、D.CH3CH2OH解析：根据有机物定义：含碳元素的化合物称为有机化合物，简称有机物。但是碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物、氰化物、硫氰化物等看作无机物。故答案选C答案：C2. 有机物和无机物的比较一、有机物 有机物 无机物种类很多(3000万种以上)比有机物少(10万种左右)溶解性多数难溶于水，易溶于有机溶剂多数难溶于有机溶剂，易溶于水耐热性不耐热，熔点较低多数耐热，难熔化，熔点较高可燃性多数可以燃烧多数不能燃烧电解质多数为非电解质多数是电解质化学反应一般比较复杂，副反应多，反应速率慢一般比较简单，副反应少，反应速率较快一、有机物例2：下列说法中正确的是（ ） A.由碳、氢、氧三元素
3、组成的化合物一定是有机物 B.有机物都是非电解质 C.大多数有机物熔、沸点较低 D.有机物都易燃烧一、有机物例2：下列说法中正确的是（ ） A.由碳、氢、氧三元素组成的化合物一定是有机物 B.有机物都是非电解质 C.大多数有机物熔、沸点较低 D.有机物都易燃烧解析：由有机物定义可知，A错；根据上表有机物多数可以燃烧，多数为非电解质，不耐热，熔点较低可知答案为C答案：C一、有机物3. 组成元素碳、 氢、氧、氮、硫、磷、卤素等主要元素其他元素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。一、有机物例3：下列物质中不属于烃的是（ ） A.CH3I B.C6H6 C.C2H2
4、D.CCl4一、有机物例3：下列物质中不属于烃的是（ ） A.CH3I B.C6H6 C.C2H2 D.CCl4解析：根据烃的定义，仅含碳和氢两种元素的有机物答案：D1. 甲烷在自然界中的存在存在二、最简单的有机化合物甲烷煤矿坑道气(瓦斯)天然气油田气沼气2. 甲烷的分子构成和空间结构二、最简单的有机化合物甲烷分子式：结构式：HCHHHCH4结构式:用短线来表示一对共用电子的图式问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？电子式：CHHHH二、最简单的有机化合物甲烷甲烷的分子结构及模型 甲烷分子结构示意图空间构型：正四面体3. 甲烷的物理性质二、最简单的有机化
5、合物甲烷（1）在通常状况下，甲烷是一种无色、无味的气体。（2）密度比空气小，在标准状况下，是0.717g/L。（3）极难溶解于水。根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗?甲烷的收集方法: a.由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口向下排空气法收集。 b.由于甲烷难溶于水，所以能用排水法收集。4. 甲烷的化学性质二、最简单的有机化合物甲烷 在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强碱一般不发生化学反应。 甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色。甲烷也不能使氯水、溴水等褪色。（1）甲烷的氧化反应二、最简单的有机化合物甲烷实验：把甲烷经导管通出点燃, 观察火焰颜色,然后用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,取下烧杯
6、正放,向烧杯内滴入澄清的石灰水。 问题：你能描述看到的实验现象吗？实验现象安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。二、最简单的有机化合物甲烷反应方程式：CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O点燃点燃点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸。因此，点燃甲烷之前必须 验纯!注意二、最简单的有机化合物甲烷例4：取0.1mo1某气态烃在足量氧气中燃烧，生成1.8g水和4.48LCO2 (标准状况)，求该烃的化学式例4：取0.1mo1某气态烃在足量氧气中燃烧，生成1.8g水和4.48LCO2 (标准状况)，求该烃的化学式解析：设该烃的化学式CxHy n(CxHy ):n(H2O)
7、=1:y/2=0.1:0.1 y=2 n(CxHy ): n(CO2)=1:X=0.1/4.48/22.4=0.1/0.2 x=2此烃的化学式C2H2根据烃燃烧的通式：CxHy(x+y/4)O2 xCO2y/2H2O可知：系数之比等于物质的量之比，故点燃二、最简单的有机化合物甲烷（2）甲烷的取代反应二、最简单的有机化合物甲烷取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？现象与结论二、最简单的有机化合物甲烷室温时，混合气体无光照
8、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。1.说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。2.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。3.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。分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？现象讨论结论甲烷的取代反应的历程二、最简单的有机化合物甲烷一氯甲烷的形成名称一氯甲烷分子式CH3Cl状态（STP）气态 二氯甲烷的形成二、最简单的有机化合物甲烷名称二氯甲烷分子式CH2Cl2状态（STP）液态二、最简单的有机化合物甲烷 三氯甲烷的形成名
9、称三氯甲烷俗称氯仿分子式CHCl3状态（STP）液态二、最简单的有机化合物甲烷 四氯甲烷的形成名称四氯甲烷别名四氯化碳分子式CCl4状态（STP）液态二、最简单的有机化合物甲烷例5：能够证明甲烷分子的空间构型是正四面体的事实是 （ ） A.甲烷的四个碳氢键的强度都相同 B.甲烷的四个碳氢键的长度都相等 C.甲烷的一氯取代物只有一种 D.甲烷的二氯取代物只有一种二、最简单的有机化合物甲烷例5：能够证明甲烷分子的空间构型是正四面体的事实是 （ ） A.甲烷的四个碳氢键的强度都相同 B.甲烷的四个碳氢键的长度都相等 C.甲烷的一氯取代物只有一种 D.甲烷的二氯取代物只有一种解析：甲烷的结构式，其空间
10、分子构型可能有两种：为平面正方形结构；为空间正四面体结构。无论是“平面正方形结构”还是“空间正四面体”结构，选项A、B、C都是对的，但选项A、B、C并不能证明甲烷分子的构型是“平面正方形”还是“空间正四面体”。若是构型，则CH2Cl2的结构式有两种；若是构型，则二氯甲烷只有一种结构，这就反过来证明了CH4不是平面结构。答案：D二、最简单的有机化合物甲烷例6：将1mol CH4 与Cl2 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，则消耗的Cl2 为 （ ） A. 0.5mol B. 2mol C. 2.5mol D.4mol二、最简单的有机化合物甲烷例6：将1mol CH4
11、与Cl2 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，则消耗的Cl2 为 （ ） A. 0.5mol B. 2mol C. 2.5mol D.4mol解析：甲烷与氯气在光照条件下能发生多步取代反应，分别生成CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl3和CCl4，每生成1mol上述的有机取代物累计耗氯气物质的量分别为1mol、2mol、3mol和4mol，当CH4的总物质的量为1mol时，四种有机取代物的物质的量均为0.25mol，需Cl2的总物质的量为：0.250.2520.2530.2542.5(mol)。答案：C二、最简单的有机化合物甲烷（3）甲烷的分解反应在加热至1500的条
12、件下，甲烷分解生成炭黑和氢气。得到的氢气是合成氨及合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶工业的原料。42CH2CH 高温（一）反应原理：用无水醋酸钠和碱石灰共热制甲烷碱石灰中的CaO的作用：1.吸水;2.使固体反应物疏松，易于气体导出;3.减少NaOH对玻璃的腐蚀。（二）发生装置：（三）收集方法：CH3 COONa + NaOH Na2CO3 + CH4CaO二、最简单的有机化合物甲烷5.甲烷的实验室制法课堂练习【练习1】下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（ ） A.甲烷是一种黄绿色气体 B.甲烷是一种有臭味的气体 C.收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。 D.甲烷能用排水法收集
13、是因为甲烷难溶于水【解析】甲烷是一种无色、无味的气体，密度小于空气，难溶于水。【答案】D课堂练习【练习2】在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应后，得到的产物的 物质的量最多的是（ ） A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl【解析】将等物质的量的CH4和Cl2充分反应后，根据取代反应后的化学方程式可知，每次都会有氯化氢气体生成。故选D【答案】D【练习3】取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840mL点燃,将燃烧后气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.600g。计算：(1)碱石灰吸收后所剩气体的体积（标准状况下）。(2)原混和 气体中CH4跟O2的体积比。【解析】 (1) 设原混合气体中CH4的物质的量为x。 根据CH4燃烧的化学方程式可知，1mol CH4完全燃烧得到的CO2和H2O共80g。则 x0.0075molCH4的体积为 1molCH4完全燃烧需消耗2molO2剩余气体的体积= (2) 课堂练习mLmolmLmol168104 .220075. 013mLmLmL33616838404:1672:168)168840( :168:24OCHVV下节课再见
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