甲烷[下学期]
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(共25张PPT)
有机化学
有机化学的发展历史
一、有机化合物的认识
古代人早已认识许多有机化合物：
周朝已有负责酿酒的官
圣经中的诺亚知道从葡萄发酵做醇类饮料
古埃及人利用植物、动物提取制备墨水、染料和药物
直到十七世纪，人们还不能从矿物质中合成有机化合物
从有生命的生物体中得到的物质---有机化合物
从无生命的物体中得到的物质------无机化合物
二、“生命力”学说的出现（法国Leremy,1685）
三、尿素的合成
1828年，Gottingen大学的德国教授Friedrich wohler从已知的无机物 NH4OCN 氰酸铵合成了尿素，给生命力学说一个有力的冲击。
KOCN + NH4Cl NH4OCN + KCl
氰酸钾 氯化铵 氰酸铵 氯化钾
（无机物） （加热）
(NH2)2CO
尿素（有机物）
Wohler的尿素合成法，一个以无机物为原料制备的有机物
思考讨论
1、什么是有机物？其组成元素有哪些？
2、有机物种类繁多的原因何在？
3、有机物有哪些特点？
什么叫有机物？
1、定义：
2、组成元素：
含有碳元素的化合物为有机物。
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
（ 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。）
主要元素
其他元素
1、碳原子含有4个价电子，可以跟其它原子形成4个共价键；
2、碳原子易跟多种原子形成共价键；碳原子间易形成单键、双键、叁键、碳链、碳环等多种复杂的结构单元。
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
：
：
H
H
H
..
C
..
H
有机物中碳原子的成键特点：
有机物的特点：
溶解性 多数不溶于水，易溶于有机溶剂
熔沸点 熔沸点较低，一般在400℃以下
可燃性 多数可以燃烧
电离性 多数是非电解质
化学反应 一般比较复杂；副反应多，产物复杂、产率低；反应速率较慢
根据有机物的组成和结构特点;
有机物
烃：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等
烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、羧酸等。
高分子化合物（包括人工合成）
烃
在化学中，把仅含碳、氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称烃。
一、甲烷的分子结构
有机物的性质由其组成和结构决定。
1、甲烷分子的电子式和结构式
2、甲烷分子的立体结构：
以碳原子为中心， 四个氢原子
为顶点的正四面体。键角：109。28，
沼气对于解决我国农村的能源问题，改善农村环境卫生，提高肥料质量等方面都有重要意义。
甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑气气体的主要成分。这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫做天然气的可燃性气体，它的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷80%～97%）。
二、甲烷的性质：
无色、无味的气体，密度比空气小 =0.717g/L（标准状况）；极难溶水。
（密度求算公式：M=22.4 ）
1.物理性质：
2、化学性质：
通常情况下，性质很稳定，在特定条件下可与 某些物质发生反应。
A.氧化反应（注意要验纯）
不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B.分解反应：
C.取代反应
甲烷取代反应机理
(1)
(一氯甲烷)
(2)
(二氯甲烷)
(3)
(三氯甲烷)
(4)
(四氯甲烷)
取代反应定义：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代替的反应。
讨论：取代反应与置换反应的区别
各卤代烃结构式：
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所形成化合物叫做卤代烃
二氯甲烷的结构式
二氯甲烷的立体结构
讨论:二氯甲烷有同分异构体吗？
四、甲烷的用途及前景
①甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。
②热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、和油漆等。
③做气体燃料。
五、前景
a.国内外推广代用燃料（主要成分是 CH4 ）的情况美国、日本、欧洲是当今世界3个代用燃料开发、研究、使用的主体，而且都制订了相应的法规政策，以确保代用燃料的推广使用。
b.我国天然气资源十分丰富，NG(天然气）及LPG（液化石油气）汽车已进入实施阶，现有5000辆NG汽车；1988年，中国石油天
然气总公司进行CNG汽车试运行，至今运行情况良好；上海、广州、深圳、哈尔滨、成都、西安等地代用燃料车等都已驶上街头。
c.专家们认为，21世纪沼气在农村之所以能够
成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的
特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就
更为显著了。 我国地广人多，生物能资源丰
富。研究表明，在21世纪无论在农村还是城镇，
都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、
桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。
有机化学
有机化学的发展历史
一、有机化合物的认识
古代人早已认识许多有机化合物：
周朝已有负责酿酒的官
圣经中的诺亚知道从葡萄发酵做醇类饮料
古埃及人利用植物、动物提取制备墨水、染料和药物
直到十七世纪，人们还不能从矿物质中合成有机化合物
从有生命的生物体中得到的物质---有机化合物
从无生命的物体中得到的物质------无机化合物
二、“生命力”学说的出现（法国Leremy,1685）
三、尿素的合成
1828年，Gottingen大学的德国教授Friedrich wohler从已知的无机物 NH4OCN 氰酸铵合成了尿素，给生命力学说一个有力的冲击。
KOCN + NH4Cl NH4OCN + KCl
氰酸钾 氯化铵 氰酸铵 氯化钾
（无机物） （加热）
(NH2)2CO
尿素（有机物）
Wohler的尿素合成法，一个以无机物为原料制备的有机物
思考讨论
1、什么是有机物？其组成元素有哪些？
2、有机物种类繁多的原因何在？
3、有机物有哪些特点？
什么叫有机物？
1、定义：
2、组成元素：
含有碳元素的化合物为有机物。
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
（ 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。）
主要元素
其他元素
1、碳原子含有4个价电子，可以跟其它原子形成4个共价键；
2、碳原子易跟多种原子形成共价键；碳原子间易形成单键、双键、叁键、碳链、碳环等多种复杂的结构单元。
C
C
C
C
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C
C
C
C
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C
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有机物中碳原子的成键特点：
有机物的特点：
溶解性 多数不溶于水，易溶于有机溶剂
熔沸点 熔沸点较低，一般在400℃以下
可燃性 多数可以燃烧
电离性 多数是非电解质
化学反应 一般比较复杂；副反应多，产物复杂、产率低；反应速率较慢
根据有机物的组成和结构特点;
有机物
烃：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等
烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、羧酸等。
高分子化合物（包括人工合成）
烃
在化学中，把仅含碳、氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称烃。
一、甲烷的分子结构
有机物的性质由其组成和结构决定。
1、甲烷分子的电子式和结构式
2、甲烷分子的立体结构：
以碳原子为中心， 四个氢原子
为顶点的正四面体。键角：109。28，
沼气对于解决我国农村的能源问题，改善农村环境卫生，提高肥料质量等方面都有重要意义。
甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑气气体的主要成分。这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫做天然气的可燃性气体，它的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷80%～97%）。
二、甲烷的性质：
无色、无味的气体，密度比空气小 =0.717g/L（标准状况）；极难溶水。
（密度求算公式：M=22.4 ）
1.物理性质：
2、化学性质：
通常情况下，性质很稳定，在特定条件下可与 某些物质发生反应。
A.氧化反应（注意要验纯）
不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B.分解反应：
C.取代反应
甲烷取代反应机理
(1)
(一氯甲烷)
(2)
(二氯甲烷)
(3)
(三氯甲烷)
(4)
(四氯甲烷)
取代反应定义：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代替的反应。
讨论：取代反应与置换反应的区别
各卤代烃结构式：
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所形成化合物叫做卤代烃
二氯甲烷的结构式
二氯甲烷的立体结构
讨论:二氯甲烷有同分异构体吗？
四、甲烷的用途及前景
①甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。
②热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨、和油漆等。
③做气体燃料。
五、前景
a.国内外推广代用燃料（主要成分是 CH4 ）的情况美国、日本、欧洲是当今世界3个代用燃料开发、研究、使用的主体，而且都制订了相应的法规政策，以确保代用燃料的推广使用。
b.我国天然气资源十分丰富，NG(天然气）及LPG（液化石油气）汽车已进入实施阶，现有5000辆NG汽车；1988年，中国石油天
然气总公司进行CNG汽车试运行，至今运行情况良好；上海、广州、深圳、哈尔滨、成都、西安等地代用燃料车等都已驶上街头。
c.专家们认为，21世纪沼气在农村之所以能够
成为主要能源之一，是因为它具有不可比拟的
特点，特别是在我国的广大农村，这些特点就
更为显著了。 我国地广人多，生物能资源丰
富。研究表明，在21世纪无论在农村还是城镇，
都可以根据本地的实际情况，就地利用粪便、
桔杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。