人教版高中化学必修二学案：第三章第一节 最简单的有机化合物——甲烷第一课时

第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第一课时
学习目标：
1.学生会写甲烷的电子式、结构式，初步认识甲烷分子的空间结构。
2.记住甲烷的重要化学性质——取代反应
一、甲烷
1．分子组成与结构
（1）甲烷俗名沼气（存在于池沼中）、坑气（瓦斯，煤矿的坑道中）、天然气（地壳中）。
（2）分子式：CH4；电子式：结构式：。
（3）甲烷空间结构的描述：甲烷是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，顶点都是氢原子。球棍模型及比例模型
［练习］甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是：
　　A、CH3Cl不存在同分异构体 B、CH2Cl2不存在同分异构体
　　C、CHCl3不存在同分异构体 D、CH4中四个价键的键长和键角都相等
B
2．甲烷的物理性质
甲烷是无色无味气体，比空气轻，难于水，但溶于CCl4。
3．甲烷的化学性质
（1）稳定性：一般情况下，性质很稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂等不反应。
（2）可燃性：CH4+2O2CO2+2H2O
[小组探讨]1、点燃甲烷前要进行什么操作?[验纯]
2、火焰的颜色是什么?[淡蓝色]
3、燃烧时火焰是淡蓝色的气体还有哪些?[CO、H2、H2S、(CH4)]
4、燃烧后的产物如何检验?[用冷烧杯罩住火焰,再向烧杯中加入澄清石灰水]
（3）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
甲烷与氯气在光照条件下反应，黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状小液滴，说明产生了不溶于水的物质。瓶口有白雾产生，使湿石蕊试纸变变红，推断有氯化氢生成。四个反应的方程式CH4+Cl2CH3Cl+HCl(CH3Cl一氯甲烷，不溶于水的气体)、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl(CH2Cl2二氯甲烷，不溶于水)、CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl(CHCl3三氯甲烷，俗名氯仿，不溶于水，有机溶剂)、CHCl3+Cl2 CCl4+HCl(CCl4四氯甲烷，又叫四氯化碳，不溶于水，有机溶剂)
（1）用结构式代替分子式；（2）用箭号（→）代替等号（=）
[课堂练习]
1．二氟甲烷是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品，用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。试判断二氟甲烷的结构简式有
A、有4种 B、有3种 C、有2种 D、只有1种
2．若要使0.5 mol 甲烷和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物， 则需要Cl2的物质的量为
A、2.5 mol B、2 mol C、1.25 mol D、0.5 mol
1、D 2、C
3．把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛饱和NaCl溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色____________，试管中的液面____________，试管壁上有____________出现，水槽中还观察到_____________。
甲烷和氯气光照生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢等物质，随着反应的进行，氯气不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳在常温下都为液体，氯气易溶于有机溶剂中，使试管壁上有黄色油滴出现。因生成的氯化氢易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升。氯化氢溶于水后，氯离子浓度增大，使氯化钠溶解度降低，析出氯化钠晶体。
答案：变浅，上升；黄色油珠；白色沉淀。