内容正文:
第1课时 甲烷的性质
第三章 第一节 最简单的有机化合物——甲烷
1.会写甲烷的分子式、结构式、电子式,知道甲烷的结构特点。
2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应,会写化学方程式。
3.知道取代反应的概念和甲烷发生取代反应时的断键和成键情况。
学习目标定位
内容索引
一 甲烷的存在、用途及结构
二 甲烷的性质
当堂检测
40分钟课时作业
一 甲烷的存在、用途及结构
1.甲烷的存在与用途
(1)甲烷的存在
甲烷是 、 、 和 的主要成分。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底。
(2)甲烷的主要用途
甲烷易燃烧,完全燃烧生成 、 并放出大量的热量,因此甲烷可用作燃料。天然气和沼气都是理想的清洁能源。甲烷还可用作化工原料。
答案
导学探究
天然气
沼气
油田气
煤矿坑道气
CO2
H2O
答案
2.甲烷的组成与结构
分子式 电子式 结构式 空间构型 甲烷的分子
模型
结构, 原子位于正四面体中心, 原子位于四个顶点上
CH4
正四面体
C
H
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归纳总结
1.结构式:用短线来表示一对共用电子的图式叫做结构式。
2.一个碳原子以4个单键与其他原子相结合时,无论这4个原子是否相同,都分别在四面体的顶点上,但不一定为正四面体,也不可能在同一平面上,并且最多有3个原子共面。
活学活用
1
2
1.以下关于甲烷的说法中错误的是( )
A.甲烷分子是由极性键构成的分子
B.甲烷分子具有正四面体结构
C.甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键
D.甲烷分子中具有非极性键
答案
D
1
2
返回
解析答案
2.下列各图均能表示甲烷的分子结构,其中更能反映其真实存在状况的是( )
返回
1
2
解析 在这几种形式中,分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空间构型,但比例模型更能形象的表达出H、C的位置及所占比例;电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。
答案 D
二 甲烷的性质
答案
导学探究
1.甲烷的物理性质
甲烷是一种 色、 味、 溶于水、密度比空气 的气体。
2.甲烷的化学性质
(1)甲烷的氧化反应
将甲烷在空气中点燃观察现象:
无
无
极难
小
答案
燃烧现象 检验产物
方法 现象 结论
___________ 在火焰上方罩一个干燥的烧杯 ____________________ _____________
在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯 _______________ _______________
①甲烷燃烧的化学方程式为 。
淡蓝色火焰
烧杯内壁有水珠
产生
生成了水
烧杯内壁变浑浊
生成了二氧化碳
甲烷是优良的气体燃料,通常状况下,1 mol甲烷在空气中完全燃烧,生成二氧化碳和水,放出890 kJ热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源。
特别提醒 点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在5%~15.4%(体积)范围内时,遇火花将发生爆炸;煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。
答案
②将CH4通入酸性KMnO4溶液中,观察现象,试解释其原因。
答案 现象:酸性KMnO4溶液的颜色不发生变化;
原因:CH4分子为正四面体结构,结构对称,通常情况下化学性质比较稳定。
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答案
(2)甲烷的取代反应
按要求完成下列实验,并填写下表:
实验操作
实验现象 A装置:①试管内气体颜色逐渐 ,②试管内壁有
出现,③试管中有 生成,④试管内液面 ,⑤水槽中有 ;B装置:___________
实验结论 CH4与Cl2在 时才能发生化学反应
变浅
油状液滴
少量白雾
上升
固体析出
无明显现象
光照
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答案
①上述实验A中发生反应的化学方程式为
;
;
;
。
②取代反应是指________________________________________________
的反应。CH4和Cl2反应的四种取代产物都 溶于水,除 常温下是气体外,其他三种都是 。
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
不
一氯甲烷
油状液体
答案
③问题讨论
a.若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子变成一氯甲烷,还是正四面体结构吗?
答案 因C—H键与C—Cl键的长度不同,故CH3Cl是四面体结构,但不是正四面体结构。
b.CH4与Cl2发生取代反应时,有机取代产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系?
答案 根据碳元素守恒,四种有机取代产物的总物质的量等于反