专题8 第1单元 第1课时 天然气的利用 甲烷 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

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 课标要求 重点难点 1.知道有机化合物分子是有空间结构的，以甲烷、乙烯、乙炔、苯为例认识碳原子的成键特点。 重点 1.甲烷的结构与性质，取代反应的概念。 2.乙烯的结构与性质，加成反应的概念。 3.苯的结构与性质。 2.知道有机化合物存在同分异构现象。 3.认识甲烷、乙烯、苯的结构及其主要性质与应用；结合典型实例认识结构与性质的关系。 难点 1.烷烃同分异构体的书写。 2.乙烯的化学性质。 3.苯的分子结构与化学性质。 4.知道氧化、加成、取代等有机反应类型。知道有机化合物之间在一定条件下是可以转化的。 第1课时　天然气的利用　甲烷 新知探究(一)——甲烷的存在、结构与性质 1．甲烷的存在 (1)天然气：天然气往往在地层与煤、石油伴生，其主要成分是甲烷，它是最简单的有机化合物。 (2)可燃冰：在我国南海和东海的海底发现了储量较大的天然气的水合物。 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。 [微点拨]　①天然气、瓦斯、沼气、坑道气的主要成分都是甲烷。 ②甲烷中各C—H键完全相同，H—C—H的键角为109°28′。 3．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 难溶于水 4．化学性质 (1)稳定性：CH4性质稳定，不与强酸、强碱、KMnO4等物质反应。 (2)氧化反应——燃烧 甲烷是一种高效而洁净的燃料，完全燃烧的化学方程式：。 (3)取代反应 ①实验探究 实验操作 实验现象 a.黄绿色逐渐消失，最后变为无色； b.集气瓶内壁有油状液体生成物附着； c.集气瓶内液面上升，水槽内有少量固体析出 反应原理 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl 产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水 状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为油状液体 ②取代反应：有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应。 [微点拨]　①甲烷是可燃性气体，点燃前必须检验纯度。 ②甲烷与氯气的反应条件为光照，该光照只能是日光漫射，若是强光直射则会发生爆炸。 [典例]　取一支硬质大试管，通过排饱和NaCl溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法不正确的是(　 ) A．反应过程中试管内黄绿色逐渐消失，试管壁上有油珠产生 B．甲烷和Cl2反应后的有机产物有4种 C．盛放饱和NaCl溶液的水槽底部有晶体析出 D．CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管 [解析]　Cl2被消耗完，黄绿色消失，生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为油状液体，所以试管壁上有油珠产生，A正确；CH4与Cl2反应生成4种有机物和1种无机物，B正确；CH4与Cl2反应有HCl生成，HCl溶于饱和NaCl溶液会有NaCl晶体析出，C正确；取代产物CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，而CH3Cl是气体，不溶于饱和NaCl溶液，故液体不会充满试管，D错误。 [答案]　D [归纳拓展]　甲烷与氯气的取代反应 反应物 甲烷与氯气(不能用氯水) 反应条件 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl [题点多维训练] 题点(一)　甲烷的分子结构 1．下列关于甲烷的叙述不正确的是(　 ) A．甲烷的分子式为CH4 B．甲烷的电子式为 C．甲烷的结构式为 D．甲烷的空间填充模型为 解析：选D　甲烷的分子式为CH4，A正确；甲烷的电子式为，B正确；甲烷的结构式为，C正确；甲烷的空间填充模型为，D错误。 2．下列能说明CH4分子的5个原子不在同一平面而为正四面体空间结构的是(　 ) A．两个键之间夹角为109°28′ B．C—H键为极性共价键 C．4个C—H键的键能、键长相同 D．碳的价层电子都形成共价键 解析：选A　键长是衡量共价键稳定性的主要参数，键长相同，两个键之间夹角为109°28′，能说明CH4的空间结构为正四面体，故A正确；C—H键为极性共价键，与分子的空间结构无关，故B错误；键能是衡量共价键稳定性的