1、第一節第一節 最簡單的有機化合物最簡單的有機化合物甲烷甲烷燃料建材建材日用品日用品食物中的營養素食物中的營養素1 1、定義：、定義：含有碳元素的化合物為有機物。含有碳元素的化合物為有機物。 有機物有機物Organic compound什么叫有機物？它由哪些元素組成？什么叫有機物？它由哪些元素組成？注意: CO、CO2、H2CO3、 碳酸鹽、 KSCN、SiC等雖含有碳元素，其性質跟無機物很相似，把它們歸為無機物。僅含碳和氫兩種元素的有機物稱為碳氫化合物，也稱為烴（ting）。甲烷是最簡單的有機物，也是最簡單的烴。2 2、組成元素：、組成元素： 有機物除了含碳外，一般還含有有機物除了含碳外，一般

2、還含有H H、O O、N N、P P、S S、鹵素等、鹵素等沼氣煤礦坑道氣（瓦斯）天然氣油田氣一.甲烷1.1.甲烷的存在西氣東輸西氣東輸 可燃冰可燃冰天然氣水合物是分布于深天然氣水合物是分布于深海海沉積物沉積物或陸域的或陸域的永久凍永久凍土土中，由中，由天然氣天然氣與與水水在高在高壓低溫條件下形成的類冰壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀狀的結晶物質。因其外觀象冰一樣而且遇火即可燃象冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作燒，所以又被稱作“可燃可燃冰冰”或者或者“固體瓦斯固體瓦斯”和和“氣冰氣冰”。 2、甲烷的分子結構和空間構型、甲烷的分子結構和空間構型分子式分子式：電子式電子式：H CH

3、HH結構式結構式：H CHHHCH4結構簡式結構簡式: :在結構式的基礎上省略部分短線在結構式的基礎上省略部分短線問題：從甲烷結構式是否可以推斷甲烷分子中問題：從甲烷結構式是否可以推斷甲烷分子中 C C原子和四個原子和四個H H原子都在同一個平面上？原子都在同一個平面上？裁一段長裁一段長25cm、寬、寬8.7cm的矩形紙板或硬紙的矩形紙板或硬紙條，按下圖所示方式，裁去兩頭的小三角，按虛條，按下圖所示方式，裁去兩頭的小三角，按虛線向內折成如圖所示的正四面體，其頂點線向內折成如圖所示的正四面體，其頂點分別為甲烷中個氫原子的位置，中心是碳原子。分別為甲烷中個氫原子的位置，中心是碳原子。3-1 3-1

4、 甲烷分子結構示意圖甲烷分子結構示意圖觀察圖觀察圖所示的與空間位置關系。試用所示的與空間位置關系。試用原子結構拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、原子結構拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙簽、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。牙簽、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。3-1 3-1 甲烷分子結構示意圖甲烷分子結構示意圖甲烷分子的甲烷分子的空間結構空間結構 經過大量的科學實驗證明，經過大量的科學實驗證明，甲烷分子里的一個碳原子和四個甲烷分子里的一個碳原子和四個氫原子并不在同一個平面上，而氫原子并不在同一個平面上，而是形成了一個正四面體的立體結是形成了一個正四面體的立體結構，碳原子位

5、于正四面體的中心，構，碳原子位于正四面體的中心，而四個氫原子分別位于正四面體而四個氫原子分別位于正四面體的四個頂點上。的四個頂點上。空間構型：正四面體空間構型：正四面體4 4個個C-HC-H 鍵的鍵長和鍵的鍵長和強度相等，夾角相等。強度相等，夾角相等。甲烷的分子模型甲烷的分子模型紫球紫球表示碳原子，藍球藍球表示氫原子，短棍表示共價鍵用紫球紫球和藍球藍球的體積比來大體上表示碳原子和氫原子的體積比3、甲烷的物理性質、甲烷的物理性質1)、無色無色、無味無味的氣體。的氣體。根據甲烷的物理性質根據甲烷的物理性質, ,你知道如何收集甲烷嗎你知道如何收集甲烷嗎? ?向下排空氣法和向下排空氣法和排水法排水法3

6、)、極難溶于水極難溶于水2)、密度比空氣小密度比空氣小，標況下，為，標況下，為0.717g/L4、甲烷的化學性質、甲烷的化學性質 在通常情況下，甲烷在通常情況下，甲烷比較穩定比較穩定，與強酸、與強酸、強堿一般不發生化學反應強堿一般不發生化學反應。 問題：問題：能不能與酸性高錳酸鉀溶液反應？能不能與酸性高錳酸鉀溶液反應？結論：結論：甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色, ,也不能使溴水、氯水等褪色。也不能使溴水、氯水等褪色。1 1）甲烷的氧化反應）甲烷的氧化反應CHCH4 4 + 2O + 2O2 2 CO CO2 2 + 2H + 2H2 2O O點燃點燃安靜燃燒，發出

7、淡藍色火焰，產生使澄清石安靜燃燒，發出淡藍色火焰，產生使澄清石灰水變渾濁的氣體，放熱。灰水變渾濁的氣體，放熱。實驗現象實驗現象點燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體點燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體會立即發生爆炸會立即發生爆炸. .因此，點燃甲烷因此，點燃甲烷之前必須之前必須 驗純驗純!注意注意資料卡片資料卡片p61 有哪些方法可以用來有哪些方法可以用來檢驗甲烷燃燒的產物檢驗甲烷燃燒的產物？檢驗檢驗H H2 2O O: : 用干燥的小燒杯罩在火焰上方用干燥的小燒杯罩在火焰上方檢驗檢驗COCO2 2：將小燒杯正立過來，迅速倒入：將小燒杯正立過來，迅速倒入少量澄清石灰水少量澄清石灰水科學探究科學探究 取取2

8、2支硬質大試管支硬質大試管, ,通過排飽和通過排飽和食鹽水的方法先后各收集半試管甲食鹽水的方法先后各收集半試管甲烷和半試管氯氣烷和半試管氯氣, ,分別用鐵架臺固定分別用鐵架臺固定好，如圖所示。其中好，如圖所示。其中1 1支試管用預先支試管用預先準備好的黑色紙套套上準備好的黑色紙套套上, ,另一支試管另一支試管放在光亮處。片刻后，比較放在光亮處。片刻后，比較2 2支試管支試管中的物質，二者是否出現了區別？中的物質，二者是否出現了區別？1.1.你從實驗中得到哪些信息？你從實驗中得到哪些信息？2.2.從所得的實驗信息中你能得到哪些從所得的實驗信息中你能得到哪些啟示？啟示？2).甲烷的取代反應甲烷的取

9、代反應室溫時，混合氣體室溫時，混合氣體無光照無光照時，時，不發生反應不發生反應；光照時光照時混合氣體的混合氣體的黃綠色變淺黃綠色變淺，試管壁上，試管壁上出現油狀液滴出現油狀液滴，試管中試管中有少量白霧有少量白霧，試管內的，試管內的液面上升液面上升. .1 1 說明試管內的混合氣體在光照的條件下發生了化說明試管內的混合氣體在光照的條件下發生了化學反應。學反應。2 2 試管壁上出現液滴，說明反應中生成了試管壁上出現液滴，說明反應中生成了新的油狀新的油狀物質，且不溶與水物質，且不溶與水。3 3 試管內液面上升，說明隨著反應的進行，試管內試管內液面上升，說明隨著反應的進行，試管內的氣壓在減小，即的氣壓

10、在減小，即氣體總體積在減小氣體總體積在減小。分析上述實驗中所觀察到的現象，從中可以分析上述實驗中所觀察到的現象，從中可以得到哪些結論？得到哪些結論？現象現象討論討論結論結論現象與結論現象與結論甲烷的取代反應的歷程甲烷的取代反應的歷程1.1.一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成名稱名稱一氯甲烷一氯甲烷分子式分子式CHCH3 3ClCl狀態狀態（STPSTP）氣態氣態 練習練習 仿照生成一氯甲烷的化學方程式仿照生成一氯甲烷的化學方程式, ,嘗試嘗試寫出一氯甲烷與氯氣進一步反應的化學方程寫出一氯甲烷與氯氣進一步反應的化學方程式。式。甲烷的取代反應的歷程甲烷的取代反應的歷程2.2.二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成

11、名稱名稱二氯甲烷二氯甲烷分子式分子式CHCH2 2ClCl2 2狀態（狀態（STPSTP）液態液態甲烷的取代反應的歷程甲烷的取代反應的歷程3.3.三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成名稱名稱三氯甲烷三氯甲烷俗稱俗稱氯仿氯仿分子式分子式CHClCHCl3 3狀態（狀態（STPSTP）液態液態甲烷的取代反應的歷程甲烷的取代反應的歷程4.4.四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成名稱名稱四氯甲烷四氯甲烷別名別名四氯化碳四氯化碳分子式分子式CClCCl4 4狀態（狀態（STPSTP）液態液態二氯甲烷（液體）二氯甲烷（液體）三氯甲烷（液體）三氯甲烷（液體）四氯甲烷（液體）四氯甲烷（液體） 常溫下，一氯甲烷是氣體，其他三種

12、是液體，三氯甲烷是工業上重要的溶劑，四氯甲烷還是一種效率較高的滅火劑，這四種取代物都不溶于水甲烷與氯氣反應的化學方程式：甲烷與氯氣反應的化學方程式：問：甲烷與氯氣反應時的油狀液滴是什么問：甲烷與氯氣反應時的油狀液滴是什么物質？白霧呢？物質？白霧呢？注意：甲烷與氯氣反應最多有五種產物，其中有兩種氣體產物。反應物必須是反應物必須是純鹵素純鹵素，甲烷與氯水不反應。，甲烷與氯水不反應。有機反應很復雜，產物較多。故有機反應一般用“ ” 而不用“ ” 表示。上述為連鎖反應，不會停留在某一層，停留在某一層，無論甲烷與氯氣量的相對多少四個反應均會發生；有機物有機物分子里的某些原子或分子里的某些原子或原子團被其

13、他原子或原子團原子團被其他原子或原子團所所替替代的反應代的反應, ,叫叫取代反應取代反應. .取代反應取代反應思考：思考：1molCH4變成變成1molCCl4需多少需多少molCl2？生？生成多少成多少molHCl？將將1mol1mol甲烷和甲烷和4mol4mol的氯氣發生取代反應，的氯氣發生取代反應，待反應完全后，測得四種有機取代物的待反應完全后，測得四種有機取代物的物質的量相等，則消耗氯氣為（物質的量相等，則消耗氯氣為（ ）A A、0.5mol B0.5mol B、2mol2molC C、2.5mol2.5mol D D、4mol4mol鞏固練習鞏固練習Consolidate exerc

14、ise C取代反應置換反應實例CH4+Cl2 CH3Cl+HClZn+H2SO4=ZnSO4+H2定義有機物分子里的某些原子有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原或原子團被其他原子或原子團所代替的反應。子團所代替的反應。一種單質跟一種化合物反應一種單質跟一種化合物反應，生成另一種化合物和另一，生成另一種化合物和另一種單質的反應。種單質的反應。反應物一種化合物和一種單質或一種化合物和一種單質或化合物（反應物中至少有化合物（反應物中至少有一種是有機物）一種是有機物）一種單質和一種化合物一種單質和一種化合物生成物一般生成兩種化合物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質另一種化合物和另一種單

15、質電子轉移不一定發生電子轉移，因不一定發生電子轉移，因此不一定是氧化還原反應此不一定是氧化還原反應一定發生電子的轉移一定發生電子的轉移反應特點很多反應是可逆反應，副很多反應是可逆反應，副反應較多，用反應較多，用“” ” 連連接接一般是不可逆反應，用一般是不可逆反應，用“=”=”連接連接光光3）甲烷的分解反應）甲烷的分解反應在在隔絕空氣隔絕空氣加熱至加熱至1 1000000的條件下，甲烷分的條件下，甲烷分解生成炭黑和氫氣。解生成炭黑和氫氣。得到的氫氣是得到的氫氣是合成氨及合成汽油合成氨及合成汽油等工業的原等工業的原料；炭黑是料；炭黑是橡膠工業橡膠工業的原料。的原料。反應方程式：反應方程式：CHCH4 4 C