8.1.1 天然气的利用 甲烷-2023-2024学年高一化学同步精品讲义（苏教2019必修第二册 ）

专题8 有机化合物的获得与应用 第一单元 化石燃料与有机化合物 第1课时 天然气的利用 甲烷 [学习目标] 1.认识甲烷的组成和结构特点。会书写甲烷的分子式、结构式及电子式，形成“结构决定性质”的观念，培养宏观辨识与微观探析的能力。 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，能通过分析、推理等方法，判断有机物的取代反应，培养证据推理能力。 3.了解烷烃及同系物的概念，学会判断及书写简单烷烃的同分异构体，建立判断及书写同系物、同分异构体的思维模型。 课前预习 知识点01 甲烷的存在和分子结构 1．化石燃料 (1)三大化石燃料分别为 、 、 ，从其中可以获得重要有机化工原料。 (2)可燃冰的主要成分为 。 (3)甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。 2．甲烷的组成与结构 化学式 电子式 结构式 球棍模型 空间填充模型 3．甲烷的空间结构特点 分子结构示意图 结构特点及空间构型 甲烷分子具有 结构， 为中心， 为顶点，其中4个C—H的长度和强度 ，夹角 。 4．甲烷的物理性质 甲烷是一种 色 味的气体，密度比空气 ，难溶于水。 知识点02 甲烷的化学性质 1．稳定性 甲烷性质稳定，不与 、 、 等物质反应。 2．可燃性 (1)实验现象：纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈 色。 (2)化学方程式为： 。 (3)甲烷燃烧产物的检验：将一只干燥的烧杯罩在火焰上方，观察到烧杯壁有 产生，将烧杯倒转，加入少量澄清石灰水，澄清石灰水 。 3．与氯气反应——取代反应 知识点03 烷烃和同系物 1．烃和烷烃的概念 烃：仅含 两种元素的有机化合物，又叫碳氢化合物。 烷烃：碳原子都以 相连，其余价键均与 结合，达到“饱和”的烃。 2．烷烃 (1)分子通式： 。 (2)习惯命名 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 壬烷 癸烷 n>10 直接根据碳原子数称某烷，如C16H34： ，C18H38： (3)化学性质(类似甲烷) ①稳定性：通常状态下烷烃性质稳定。 ②可燃性：烷烃都能燃烧，燃烧通式为 。 ③取代反应：烷烃都能与卤素单质在光照下发生取代反应。写出C2H6与Cl2在光照条件下生成一氯代物的化学方程式： 。 3．同系物 (1)概念：结构 ，分子组成相差1个或若干个“ ”原子团的有机化合物互称为同系物。 (2) 同系物具有相似的性质，烷烃的化学性质与甲烷相似，请写出下列反应的化学方程式(有机物写结构简式)： ①丙烷的燃烧： 。 ②乙烷与氯气发生取代反应生成氯乙烷： 。 现象： a．集气瓶内气体颜色逐渐 ； b．集气瓶内壁有 附着； c．集气瓶内液面 ； d．水槽中水溶液呈 性。 (2)反应方程式： ； 。 (3)甲烷的4种氯代产物的性质 ①常温下为气体的是 ，常温下为液体的是 、 和 。 ②不溶于水的是 。 4．取代反应的概念 有机化合物分子中的某种 （或原子团）被另一种 （或原子团）所取代的反应叫取代反应。 知识点总结 一、甲烷的存在、结构及物理性质 1．存在：甲烷是天然气、沼气、油田气、可燃冰和煤矿坑道气的主要成分。 2．分子结构 甲烷的分子式是CH4；电子式是；结构式是。 实验证明，甲烷分子具有正四面体空间结构，其中四个C—H键长度和强度相同，夹角相等。 3．甲烷的物理性质 颜色 状态 气味 密度(与空气相比) 水溶性 无色 气体 无味 比空气小 难溶