甲烷
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(共39张PPT)
问题：
你知道西气东输工程吗？这里的“气”的主要成分是什么？
第三章第一节 最简单的
有机化合物——甲烷
一、有 机 物
什么叫有机物？它有哪些组成元素？
1、定义：
含有碳元素的化合物为有机物。
（ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。）
一、有 机 物
2、组成元素：
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
主要元素
其他元素
有机物分类根据有机物的 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）
有机化学的学习方法：
三抓 ：抓结构 抓部位 抓条件
三学会：模仿 推断 接受新信息能力
仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。
烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。
碳
氢
烃
烃(通式：CxHy)
动动脑
下列物质属于烃的是：
H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、 CH3COOH、CO2、C2H4
C2H2
CH4
C2H4
甲烷在自然界的存在
沼气
煤矿坑道气
天然气
油田气
分子式：
CH4
电子式：
H
H
H
C
H
结构式：
C
H
H
H
H
+1
-4
二、甲烷的分子结构
（平面）
[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形？
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，
但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式来表示。
三、甲烷的物理性质：
色 味的 体，密度 ，
溶于水。
无
气
无
比空气小
极难
向下排气法
排水法
收集
收集
推测CH4化学性质：
1、CH4有一定的还原性，可被氧化
2、CH4可能容易受热分解
四、甲烷的化学性质：
通常情况下，甲烷的结构比较稳定，不易与其它物质反应。
与强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、溴水等都不起反应。
用“→”不用“＝”
1、氧化反应（可燃性）
CH4爆炸极限：5%~15.4%
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
瓦斯爆炸
因此在煤矿矿井里要采取通风，严禁烟火等安全措施。
点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸.(思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈 )
注意:
辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场
在隔绝空气并加热至1000℃的高温下，甲烷分解
CH4 C + 2H2
高温
合成氨、汽油的原料
橡胶工业的原料
2、甲烷的受热分解
可以用于制造颜料、油墨、油漆等
3、取代反应(特征反应)
你从实验中得到哪些信息？
从所得的实验信息中你能得到哪些启示
科学探究
H
C
H
H
H
+
Cl
Cl
光
C
H
H
H
Cl
+ HCl
⑴ 试管内水面上升
⑵ 试管内Cl2的黄绿色逐渐消失
⑶ 试管内壁出现油状液滴
（３）甲烷的取代反应
②现象：
①实验: 甲烷与氯气取代反应视频.asf
③化学方程式：
取代反应: 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的反应
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
一氯甲烷（无色气体）
二氯甲烷（难溶于水的无色液体）
三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂、麻醉剂）
四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）
甲烷是与氯气发生取代反应,与氯水不反应
问题：
甲烷与氯气反应的产物有几种？
甲烷与氯气反应，共得到5种产物，其中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢易溶于水，其余难溶于水。
①反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应）
②反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。
③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。
注意：
取代反应与置换反应的区别
取代反应
适用于有机反应
适用于无机反应
反应物、生成物中不一定有单质
反应物、生成物中一定有单质
逐步取代 ，很多反应是可逆的
反应一般是单向进行
反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大
在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序
置换反应
讨论
无色易液化的气体，有乙醚的气味和甜味，无腐蚀性。
一氯甲烷
CH3Cl
CH2Cl2
无色透明、有刺激芳香气味、易挥发的液体。吸入有毒！
脂肪和油的萃取剂
牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂
主要用作致冷剂
在医药上作麻醉剂
二氯甲烷
无色透明易挥发液体，稍有甜味。
CHCl3
氯仿
三氯甲烷
有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防腐剂。
CCl4
全氯甲烷
四氯化碳
四氯甲烷
无色液体，有愉快的气味，有毒！
用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂，并用于制氯仿和药物等。
四、甲烷的用途
1.能源
2.化工原料
天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源
制备CCl4、 CHCl3、炭黑等
练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。
CH4+Br2 CH3Br+HBr
光照
CH3Br+Br2
光照
CH2Br2+HBr
CH2Br2+Br2
光照
CHBr3+HBr
CHBr3+Br2
光照
CBr4+HBr
2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是( )
A、CH3Cl B、CH2Cl2
C、CCl4 D、HCl
D
3、下列叙述正确的是( )
A、 有机物一定来自有机体内
B、 有机物与无机物可以相互转化
C、 CO属于有机物
D、 A-B + C-D A-C +B-D 一定属于复分解反应
B
练习:
4、甲烷是一种—————、————的气体，标准状况下的密度_______，其分子呈————— 结构，电子式 ————，化学性质比较——————。
5、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ）
A、NH3 B、CCl4 C、CH2Cl2 D、H2O
6、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（ ）
A、CH4 B、CO2 C、SO2 D、H2
无色
无味
0.714g/L
正四面体
稳定
B
C
B
练习:
8、1mol甲烷完全与氯气发生取代反应,若要制得等物质的量的4种卤代产物，需氯气多少摩尔？
2.5mol
7．向下列物质的水溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生的是（ ）
Ａ、ＣＨ３Ｃl Ｂ、ＮaＣl
Ｃ、ＫＣlＯ３ Ｄ、ＣＣl４
练习:
9、下列事实能证明甲烷分子中是以C 原子为中心的正四面体结构的是（ ）
A CH3Cl只代表一种物质
B CH2Cl2只代表一种物质
C CHCl3只代表一种物质
D CCl4只代表一种物质
B
小结：
1.有机化合物
2.烃
结构
3.甲烷
分子式、电子式、结构式、空间结构
性质
化学性质
氧化反应（燃烧）
稳定性
取代反应
物理性质
色、态、味
密度
水溶性
用途
存在
能源、化工原料等
天然气、沼气、坑道气等
3、有机物和无机物的比较
有机物 无机物
种类
溶解性
耐热性
可燃性
电离性
化学
反应
很多(3000万种以上)
比有机物少(10万种左右)
多数难溶于水，易
溶于有机溶剂
多数难溶于有机溶剂，易溶于水
不耐热，熔点较低
多数耐热，难熔化，熔点较高
多数可以燃烧
多数不能燃烧
多数为非电解质
多数是电解质
一般比较复杂，副反
应多，反应速率慢
一般比较简单，副反
应少，反应速率较快
甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。
天然气的主要成分是甲烷，天然气是当今世界上最重要的气体化石燃料。我国是最早利用天然气的国家。
天然气：
千年的希望
－ “可燃冰”
可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源.
可燃冰的分布
问题：
你知道西气东输工程吗？这里的“气”的主要成分是什么？
第三章第一节 最简单的
有机化合物——甲烷
一、有 机 物
什么叫有机物？它有哪些组成元素？
1、定义：
含有碳元素的化合物为有机物。
（ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物。）
一、有 机 物
2、组成元素：
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
主要元素
其他元素
有机物分类根据有机物的 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）
有机化学的学习方法：
三抓 ：抓结构 抓部位 抓条件
三学会：模仿 推断 接受新信息能力
仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。
烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。
碳
氢
烃
烃(通式：CxHy)
动动脑
下列物质属于烃的是：
H2S、C2H2、CH3Cl、C2H5OH、CH4、H2、金刚石、 CH3COOH、CO2、C2H4
C2H2
CH4
C2H4
甲烷在自然界的存在
沼气
煤矿坑道气
天然气
油田气
分子式：
CH4
电子式：
H
H
H
C
H
结构式：
C
H
H
H
H
+1
-4
二、甲烷的分子结构
（平面）
[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形？
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，
但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式来表示。
三、甲烷的物理性质：
色 味的 体，密度 ，
溶于水。
无
气
无
比空气小
极难
向下排气法
排水法
收集
收集
推测CH4化学性质：
1、CH4有一定的还原性，可被氧化
2、CH4可能容易受热分解
四、甲烷的化学性质：
通常情况下，甲烷的结构比较稳定，不易与其它物质反应。
与强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、溴水等都不起反应。
用“→”不用“＝”
1、氧化反应（可燃性）
CH4爆炸极限：5%~15.4%
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
瓦斯爆炸
因此在煤矿矿井里要采取通风，严禁烟火等安全措施。
点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸.(思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈 )
注意:
辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场
在隔绝空气并加热至1000℃的高温下，甲烷分解
CH4 C + 2H2
高温
合成氨、汽油的原料
橡胶工业的原料
2、甲烷的受热分解
可以用于制造颜料、油墨、油漆等
3、取代反应(特征反应)
你从实验中得到哪些信息？
从所得的实验信息中你能得到哪些启示
科学探究
H
C
H
H
H
+
Cl
Cl
光
C
H
H
H
Cl
+ HCl
⑴ 试管内水面上升
⑵ 试管内Cl2的黄绿色逐渐消失
⑶ 试管内壁出现油状液滴
（３）甲烷的取代反应
②现象：
①实验: 甲烷与氯气取代反应视频.asf
③化学方程式：
取代反应: 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的反应
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
一氯甲烷（无色气体）
二氯甲烷（难溶于水的无色液体）
三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂、麻醉剂）
四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）
甲烷是与氯气发生取代反应,与氯水不反应
问题：
甲烷与氯气反应的产物有几种？
甲烷与氯气反应，共得到5种产物，其中一氯甲烷和氯化氢是气态，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷为液态。而氯化氢易溶于水，其余难溶于水。
①反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应）
②反应物质：纯卤素单质；如甲烷与氯水、溴水不反应，与Cl2、溴蒸气光照条件下发生取代反应。
③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。
注意：
取代反应与置换反应的区别
取代反应
适用于有机反应
适用于无机反应
反应物、生成物中不一定有单质
反应物、生成物中一定有单质
逐步取代 ，很多反应是可逆的
反应一般是单向进行
反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大
在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序
置换反应
讨论
无色易液化的气体，有乙醚的气味和甜味，无腐蚀性。
一氯甲烷
CH3Cl
CH2Cl2
无色透明、有刺激芳香气味、易挥发的液体。吸入有毒！
脂肪和油的萃取剂
牙科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂
主要用作致冷剂
在医药上作麻醉剂
二氯甲烷
无色透明易挥发液体，稍有甜味。
CHCl3
氯仿
三氯甲烷
有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防腐剂。
CCl4
全氯甲烷
四氯化碳
四氯甲烷
无色液体，有愉快的气味，有毒！
用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂，并用于制氯仿和药物等。
四、甲烷的用途
1.能源
2.化工原料
天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源
制备CCl4、 CHCl3、炭黑等
练习:1、写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。
CH4+Br2 CH3Br+HBr
光照
CH3Br+Br2
光照
CH2Br2+HBr
CH2Br2+Br2
光照
CHBr3+HBr
CHBr3+Br2
光照
CBr4+HBr
2、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是( )
A、CH3Cl B、CH2Cl2
C、CCl4 D、HCl
D
3、下列叙述正确的是( )
A、 有机物一定来自有机体内
B、 有机物与无机物可以相互转化
C、 CO属于有机物
D、 A-B + C-D A-C +B-D 一定属于复分解反应
B
练习:
4、甲烷是一种—————、————的气体，标准状况下的密度_______，其分子呈————— 结构，电子式 ————，化学性质比较——————。
5、与甲烷的分子结构相同的物质是（ ）
A、NH3 B、CCl4 C、CH2Cl2 D、H2O
6、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（ ）
A、CH4 B、CO2 C、SO2 D、H2
无色
无味
0.714g/L
正四面体
稳定
B
C
B
练习:
8、1mol甲烷完全与氯气发生取代反应,若要制得等物质的量的4种卤代产物，需氯气多少摩尔？
2.5mol
7．向下列物质的水溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生的是（ ）
Ａ、ＣＨ３Ｃl Ｂ、ＮaＣl
Ｃ、ＫＣlＯ３ Ｄ、ＣＣl４
练习:
9、下列事实能证明甲烷分子中是以C 原子为中心的正四面体结构的是（ ）
A CH3Cl只代表一种物质
B CH2Cl2只代表一种物质
C CHCl3只代表一种物质
D CCl4只代表一种物质
B
小结：
1.有机化合物
2.烃
结构
3.甲烷
分子式、电子式、结构式、空间结构
性质
化学性质
氧化反应（燃烧）
稳定性
取代反应
物理性质
色、态、味
密度
水溶性
用途
存在
能源、化工原料等
天然气、沼气、坑道气等
3、有机物和无机物的比较
有机物 无机物
种类
溶解性
耐热性
可燃性
电离性
化学
反应
很多(3000万种以上)
比有机物少(10万种左右)
多数难溶于水，易
溶于有机溶剂
多数难溶于有机溶剂，易溶于水
不耐热，熔点较低
多数耐热，难熔化，熔点较高
多数可以燃烧
多数不能燃烧
多数为非电解质
多数是电解质
一般比较复杂，副反
应多，反应速率慢
一般比较简单，副反
应少，反应速率较快
甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。
天然气的主要成分是甲烷，天然气是当今世界上最重要的气体化石燃料。我国是最早利用天然气的国家。
天然气：
千年的希望
－ “可燃冰”
可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源.
可燃冰的分布