5.2 烃（课件）-【中职专用】高中化学同步精品课堂（高教版2023·通用类）

化 学 通用类 高等教育出版社 主题五 简单有机化合物及其应用 5.2 烃 主题五 简单有机化合物及其应用 5.2 烃 学习目标 1. 认识烃类分子中碳原子的成键特点；知道有机化合物存在同分异构现象，了解烷烃的系统命名方法，能命名简单的有机化合物。 2. 认识甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子组成，理解它们的主要化学性质和重要应用，知道氧化、加成、取代、聚合等有机反应类型。 3.理解官能团与有机化合物性质的关系，形成官能团与有机化合物的特征性质之间存在有机联系的观念。 情境与问题 可燃冰—— 一种遇火即能燃烧的“冰”，科学家们称之为“属于未来的能源”。 可燃冰 可燃冰属于哪类有机化合物？ 仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，简称为烃。 烃是最简单、最基础的一类有机化合物。 一.天然气的主要成分——甲烷 1.甲烷 观察与认知 甲烷的分子式为CH4，是最简单的烃。结合下图，小组合作搭建甲烷分子的球棍模型，分析总结甲烷分子的空间结构特点和C—H键的特点。 （a）正四面体构型 （b）球棍模型 （c）空间填充模型 一.天然气的主要成分——甲烷 1.甲烷 碳原子的最外电子层有4个电子，与氢原子结合成甲烷分子时形成4个等同的 C一H共价键（等价键）。使甲烷分子呈现正四面体空间构型。因而甲烷的电子式、结构式、结构简式分别为： CH4 H H C H H 电子式 结构式 结构简式 甲烷分子中的C—H键的键参数： 键长 0.109nm 键角 109.5˚ 键能 414.2kJ·mol-1 键矩 0.3D 一.天然气的主要成分——甲烷 拓展延伸 我国成功开采可燃冰 20 世纪末，科学家在海底发现了储量巨大的甲烷水合物晶体，这种形成于高压低温条件下的晶体外观像冰， 遇火即可燃烧，故又称为“可燃冰”。如何安全、经济地开采可燃冰，并从中分离出甲烷气体，一直以来都是世界性难题。2017 年5 月，我国利用自主研发的一套水、沙、气分离核心技术，对南海北部海域的“可燃冰”试开采取得圆满成功，标志着我国在这一领域的综合实力已达到世界领先水平。 我国在南海成功开采可燃冰 一.天然气的主要成分——甲烷 2.甲烷的性质 甲烷是最简单的有机化合物，是天然气（其中甲烷的体积分数为80% ～ 98%）、沼气、油田气、煤矿坑道气、页岩气和可燃冰的主要成分， 它是一种无色、无味的气体，密度为0.717 g/L（标准状况），比空气轻，极难溶于水。 点燃天然气时发生氧化反应。由于甲烷跟空气的混合物（甲烷的体积分数为5% -15.4%）遇明火，就会发生爆炸。因此家用燃气点火时须要“火等气”。煤矿的矿井里，要注意通风并严禁烟火，以防止“瓦斯”爆炸。 纯净的甲烷能在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色的火焰，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。 一.天然气的主要成分——甲烷 拓展延伸 优化能源结构的举措——西气东输 天然气是一种高效、低耗、污染小的优质清洁能源，我国的天然气主要分布在西部的四川、重庆、青海、甘肃、新疆以及东部 近海海域的渤海、东海等地，其中，新疆塔里木盆地的天然气资源量有8 万多亿立方米， 占全国陆上天然气资源总量的22%（体积分数），而最近发现的位于我国渤海海域的渤中气田，天然气探明地质储量超过1 000 亿立方米。这些地域天然气的发现，使我国成为世界天然气大国之一。作为世界上最早利用天然气作燃料的国家，2000 年，国家启动“西气东输”工程。“西气东输”工程的实施，有利于促进我国能源结构的调整，改善长江三角洲及管道沿线地区的居民生活质量，优化能源消费结构。 一.天然气的主要成分——甲烷 2.甲烷的性质 操作1：取两支长200 mm、直径25 mm的大试管用排饱和食盐水的方法各收集4 体积氯气，然后分别通入1 体积的甲烷，将装有混合气体的试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，一支置于室温下黑暗处，另一支用日光照射，观察比较现象。 实验探究：甲烷的取代反应 在光照条件下，甲烷能跟氯气发生反应，黄绿色的氯气逐渐变淡，量筒内液面上升，烧杯内液面下降，量筒内壁上有油状液体生成物附着。——CH4和Cl2在光照的条件下发生反应，有油状不溶于水的物质生成。 甲烷与氯气反应 一.天然气的主要成分——甲烷 2.甲烷的性质 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，称为取代反应。甲烷分子中的氢原子被卤素原子取代的反应称为卤代反应。 甲烷在光照条件下的的氯代反应是 分步进行的，即甲烷分子中的氢原子是逐个被氯原子取代的，因此，甲烷氯代反应的产