专题8　第1单元　课题1　天然气的利用　甲烷 课件(共29张PPT) 2022-2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册

(共29张PPT)
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
课题1　天然气的利用　甲烷
学 习 目 标
1. 认识甲烷在解决能源危机和环境污染中的作用。
2. 了解甲烷的分子结构和主要性质。
3. 认识取代反应。
4. 认识有机化合物中碳的成键特征。
5. 认识烷烃的结构特征和特征反应，了解同系物概念。
活 动 方 案
2017年，中国用“蓝鲸”一号钻井平台在南海试采“可燃冰”，创下了产气时长和总量两项世界纪录，“可燃冰”试采成功对我国的能源生产和消费革命具有深远的影响。
1. 天然气的主要成分是什么？“可燃冰”的主要成分是什么？
【答案】 甲烷。天然气的水合物。
2. 写出甲烷的电子式、结构式。
活动一：了解甲烷的存在与结构
3. 观察甲烷分子球棍模型，分析甲烷分子的空间结构。(注意原子半径的相对大小与空间位置)
【答案】 正四面体结构
4. 甲烷分子中的四个氢原子所处的化学环境完全相同，有人推测其结构有平面正方形和正四面体形两种可能，如下图所示：
下列事实中，哪一项可以确定甲烷分子为正四面体结构？
①甲烷分子中四个C—H键两两之间键角均相等。
②CH3Cl只有一种结构。
③CH2Cl2只有一种结构。
④CHCl3只有一种结构。
【答案】 ③
1. 阅读教材，了解甲烷的物理性质。
【答案】 甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，熔点为－182.5 ℃，沸点为－164 ℃，密度比空气小。
活动二：了解甲烷的性质
2. 了解甲烷的化学性质。
甲烷性质稳定，不与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等物质反应。
(1) 甲烷具有可燃性。
观察甲烷燃烧的实验现象，设计实验检验甲烷燃烧的产物。
燃烧现象 检验产物 方法 现象 结论
甲烷在空气中燃烧火焰呈淡蓝色，放出热量
干冷烧杯罩在火焰上方
内壁产生水珠
用内壁附着澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方
石灰水变浑浊
说明产物中含有水和二氧化碳
集气瓶中气体颜色变浅，液面上升，内壁有油状
液体生成
氯气与甲烷在光照条件下发生了化学反应
【答案】 生成的有机产物中，一氯甲烷为气体，其他有机产物为液体，产物中氯化氢的量最多，可用于制盐酸。
3. 什么是取代反应？
【答案】 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，叫作取代反应。
从石油炼制的产品中可以获得一系列与甲烷结构很相似的化合物，如乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)等，它们的结构简式分别为CH3CH3、CH3CH2CH3，结构式如下图所示：
活动三：了解烷烃结构特点、同系物的概念
1. 上述物质的元素组成有什么共同特点？阅读教材，了解烃、烷烃的概念。
【答案】 这些有机化合物都由碳、氢两种元素组成，我们称之为碳氢化合物，又叫烃。在甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等分子中，碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和”，这一系列化合物被称为烷烃。
2. 讨论烷烃结构上有什么共同特点？烷烃分子是直线形吗？
【答案】 每个碳形成4个共价键，碳碳之间以单键相连， 其余价键与氢原子相结合。烷烃分子不是直线形，是锯齿形。
3. 烷烃分子的通式是什么？
【答案】 烷烃分子的通式为CnH2n＋2(n代表分子中碳原子的个数)。
4. 烷烃是怎样命名的？
【答案】 分子中含1～10个碳原子的烷烃，按分子中碳原子的数目依次称它们为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷和癸烷。如果分子中碳原子数超过10个，就直接根据碳原子数称之为某烷。例如，我们将C16H34称为十六烷。
5. 甲烷、乙烷、丙烷之间是什么关系？什么是同系物？
【答案】 甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。结构相似、分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机化合物互称为同系物。
课 堂 反 馈
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1. 下列有机物分子中碳原子的结合方式错误的是(　 　)
【解析】 C中碳原子形成了5个共价键，违背了碳原子的4个共价键的成键特点。
【答案】 C
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2. 下列关于甲烷的叙述错误的是(　 　)
A. 是最简单的烷烃
B. 分子空间结构为平面正方形
C. 是天然气的主要成分
D. 分子空间结构为正四面体形
【解析】 甲烷分子式为CH4，为最简单的烷烃，A正确；甲烷分子的空间结构为正四面体形，B错误，D正确；甲烷是天然气的主要成分，C正确。
【答案】 B
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3. 如图所示均能表示甲烷的分子结构，下列说法错误的是(　 　)
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A. Ⅰ将各原子看成了质点，为立体结构示意图
B. Ⅱ为电子式，表示甲烷分子中有8个电子
C. Ⅲ为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键
D. Ⅳ为空间填充模型，能表示出甲烷的空间结构及各原子的相对大小
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【解析】 Ⅱ表示甲烷分子的电子式，但略去了碳原子的内层电子，甲烷分子中应含有10个电子。
【答案】 B
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4. 天然气的主要成分是甲烷，还含有一定量的乙烷、丙烷等。下列有关说法错误的是(　 　)
A. 甲烷与丙烷互为同系物
B. 甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 乙烷和氯气在光照的条件下可以发生取代反应
D. 甲烷、乙烷、丙烷中的化学键都是极性共价键
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【解析】 烷烃中碳原子与碳原子之间的化学键是非极性共价键，D错误。
【答案】 D
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【答案】 D
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6. 实验室中用下图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图能正确反映实验现象的是(　 　)
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【解析】 在光照条件下，氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代烃，氯化氢极易溶于水，所以液面会上升。但氯代烃是不溶于水的气体或油状液体，所以最终水不会充满试管。故选D。
【答案】 D
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7. 下列有关烷烃的叙述，正确的是(　 　)
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色
A. ①③⑤ B. ②③
C. ①④ D. ①②④
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【解析】 烷烃中只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键，①正确；烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，②错误；分子通式为CnH2n＋2的烃处于饱和状态，一定属于烷烃，③错误；烷烃的特征反应为取代反应，所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，④正确；乙烷与溴水不能发生化学反应，⑤错误。
【答案】 C
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8. 若甲烷与氯气以物质的量之比为1∶3混合，在光照下得到的产物：①CH3Cl、②CH2Cl2、③CHCl3、④CCl4。其中正确的是(　 　)
A. 只有① B. 只有③
C. ①②③的混合物 D. ①②③④的混合物
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【解析】 甲烷与Cl2在光照条件下反应时四种有机产物均有，与二者的物质的量之比无关。
【答案】 D
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9. 下面是五种链状烷烃的球棍模型：
(1) A、B、C三者之间的关系是__________。
(2) C、D、E三者之间的关系是______________。
(3) B的分子式为__________，名称是_____________。
10. 按要求写出下列链状烷烃的结构简式或分子式。
(1) 相对分子质量为44的烷烃的结构简式为__________________。
(2) 碳、氢原子个数比为2∶5的烷烃的分子式为___________。
(3) 分子中含14个氢原子的烷烃的分子式为___________。
1
C6H14
同系物
同分异构体
C4H10
正丁烷
CH3CH2CH3
C4H10
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