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

化 学 医药卫生类 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 我国的天然气主要分布在西部地区，为了改善我国东部地区的能源结构，促进西部大开发，我国启动了西气东输工程(图5-2-1)。天然气的主要成分是什么？你能写出它的分子式和燃烧反应方程式吗？ CH4+2O2 CO2+2H2O 燃烧 情境与问题 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.烷烃 (一)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 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.烷烃 (一)甲烷 1.甲烷的结构 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。 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.烷烃 (一)甲烷 2.甲烷的性质 CH4+2O2 CO2+2H2O 燃烧 拓展延伸 甲烷的爆炸极限 可燃物质（可燃气体、蒸气和粉尘）与空气（或氧气）在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限。甲烷在空气中的爆炸极限是体积分数为0.05 ～ 0.154。当甲烷和空气混合气体的浓度进入爆炸极限范围时，任何火星、静电火花等都能引起爆炸。 天然气或液化石油气的主要成分是甲烷，用作燃料时，要注意严防燃气的泄漏，点火时应遵守“火等气”的操作规则；煤矿矿井中瓦斯的主要成分是甲烷，矿井生产中要采取通风、严禁烟火等安全措施；下水道或化粪池产生的沼气的主要成分也是甲烷，进入下水道进行清淤、疏通等工作时也要提前采取通风、换气等安全措施，在生活中，切勿将鞭炮等爆炸物丢入下水道或化粪池等处。 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.烷烃 (一)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，甲烷氯代反应的产物是一系列氯代物的混合物。 CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光照 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光照 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光照 CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 光照 一氯甲烷：无色气体，不溶于水 二氯甲烷：难溶于水、密度比水大的无色液体 三氯甲烷：又叫氯仿，无色不溶于水、密度比水大的 液体 四氯甲烷：也