高中化学专题3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第一课时天然气的利用甲烷省公开课一等.pptx

第,1,课时天然气利用甲烷,专题,3,第一单元化石燃料与有机化合物,1/43,学习目标,1.,认识甲烷结构特点并会书写甲烷分子式、结构式、电子式。,2.,知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，掌握取代反应概念。,3.,了解烷烃及其同系物概念，并会判断与书写简单烷烃同分异构体。,关键素养,1.,微观探析：认识甲烷组成、结构、性质和改变，形成“结构决定性质”观念。,2.,证据推理：经过分析、推理等方法认识甲烷取代反应。,3.,模型认知：建立同系物、同分异构体判断及书写思维模型。,2/43,新知导学,达标检测,内容索引,3/43,新知导学,4/43,1.,甲烷存在与用途,(1),甲烷存在,甲烷是,、,和,主要成份。我国天然气主要分布在中西部地域及海底。,(2),甲烷主要用途,以甲烷为主要成份,和,都是理想清洁能源。甲烷还可用作,。,天然气,一、甲烷存在、用途及结构,沼气,油田气,煤矿坑道气,天然气,沼气,化工原料,5/43,2.,甲烷组成与结构,分子式,电子式,结构式,分子模型,球棍模型,百分比模型,CH,4,相关视频,6/43,甲烷分子空间构型为正四面体型，碳原子位于中心，,4,个氢原子位于顶点，,4,个,CH,键长度和强度相等，夹角相等。,归纳总结,7/43,例,1,下列图是,CH,4,、,CCl,4,、,CH,3,Cl,分子球棍模型图，以下说法正确是,答案,解析,A.CH,4,、CCl,4,和,CH,3,Cl,都是正四面体结构,B.CH,4,、,CCl,4,都是正四面体结构,C.CH,4,和,CCl,4,中化学键均为非极性键,D.CH,4,、,CCl,4,结构相同，性质也相同,8/43,解析,CCl,4,分子结构同,CH,4,相同，为正四面体结构，,CH,3,Cl,中,CH,和,CCl,键不一样，不是正四面体结构，而是四面体结构。,9/43,思维启迪,一个碳原子以,4,个单键与其它原子相结合时：,(1),假如这,4,个原子相同，则分别在四面体顶点上，组成正四面体。,(2),假如这,4,个原子不相同，则分别在四面体顶点上，但不是正四面体。,(3),不论这,4,个原子是否相同，都不可能在同一平面上，而且最多有,3,个原子共面。,10/43,1.,甲烷物理性质,甲烷是无色无味、难溶于水、密度比空气小气体。,2.,甲烷化学性质,(1),含有稳定性,通常情况下，甲烷性质比较,，与强酸、强碱不反应，与高锰酸钾溶液等强氧化剂也不反应。,稳定,二、甲烷性质,11/43,(2),氧化反应,可燃性,将甲烷在空气中点燃，观察燃烧现象并检验燃烧产物：,燃烧现象,检验产物,方法,现象,结论,_,在火焰上方罩一个干燥烧杯,烧杯内壁有液珠产生,_,在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水烧杯,烧杯内壁变浑浊,_,淡蓝色火焰,生成了水,生成了二氧化碳,甲烷燃烧化学方程式为,。,相关视频,12/43,试验操作,(3),取代反应,试验探究甲烷与氯气反应,13/43,试验现象,A装置：a.试管内气体黄绿色逐步 ，,b.试管内壁有 出现，,c.试管中有 生成，,d.试管内液面 ，,e.水槽中有 ；,B装置：_,变浅,油状液滴,少许白雾,上升,固体析出,无显著现象,相关视频,14/43,取代反应概念,有机化合物分子里某种,被另一个原子,(,或原子团,),所取代反应。,试验结论,甲烷与氯气在 时才能发生化学反应,连续发生反应化学方程式为,；,；,；,。,光照,原子,(,或原子团,),15/43,归纳总结,甲烷取代反应相关规律,反应条件,甲烷与氯气无光照时，不发生反应；强光照射时会发生爆炸,反应物甲烷与卤素单质反应，且卤素单质通常为气态。如甲烷与氯水、溴水不反应，但能够与氯气、溴蒸气发生取代反应,生成物,与氯气反应产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成混合物，极难出现有机产物全部是某一个产物现象，生成物中HCl物质量最大,物质,量关系,每,1 mol,氢原子被取代，消耗,1 mol,氯气分子，同时生成,1 mol HCl,分子,16/43,解析,甲烷与氯气一旦反应，不会停顿在某一步，四种有机产物都会产生，得不到纯净,CH,3,Cl,，,A,错误，,C,正确；,甲烷与氯气取代反应每取代,1 mol H,原子，消耗,1 mol,氯气，生成,1 mol HCl,，故产生,HCl,最多，,B,错误；,1 mol,甲烷生成,CCl,4,最多消耗,4 mol,氯气，,D,项错误。,例,2,(,聊城高一检测,),以下相关甲烷取代反应叙述正确是,A.,甲烷与氯气以物质量之比,1,1,混合时发生取代反应只生成,CH,3,Cl,B.,甲烷与氯气取代反应产物中,CH,3,Cl,最多,C.,甲烷与氯气取代反应产物为混合物,D.1 mol,甲烷生成,CCl,4,，最多消耗,2 mol,氯气,答案,解析,17/43,尤其提醒,(1),不论甲烷和氯气比比怎样，发生取代反应产物都是,CH,3,Cl,、,CH,2,Cl,2,、,CHCl,3,、,CCl,4,和,HCl,混合物。,(2),甲烷与氯气发生取代反应产物中，,CH,3,Cl,为气体，,CH,2,Cl,2,、,CHCl,3,和,CCl,4,为液体。,18/43,例,3,以下反应属于取代反应是,答案,解析,19/43,解析,取代反应是指有机物分子里一些原子或原子团被其它原子或原子团所替换反应。,选项,A,中反应为分解反应；,选项,B,中反应为置换反应，不属于有机反应类型；,选项,C,中反应为甲烷氧化反应。,20/43,思维启迪,无机反应中置换反应不属于取代反应。,抓住取代反应,“,有上有下,”,特点，看有机物中原子或原子团是否被其它原子或原子团替换，若是，则为取代反应。,21/43,1.,两个概念,三、烷烃,C,、,H,碳碳单键,氢原子,22/43,碳原子数,(,n,),及表示,n,10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,_,_,_,_,_,己烷,庚烷,辛烷,壬烷,癸烷,n,10,对应数字烷,2.,烷烃,(1),分子通式：,。,(2),习惯命名,甲烷,乙烷,丙烷,丁烷,戊烷,C,n,H,2,n,2,23/43,(3),化学性质,(,类似甲烷,),稳定性：普通情况下与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液都不反应。,氧化反应：烷烃都能燃烧，燃烧通式为,取代反应：烷烃与氯气等卤素单质光照时发生取代反应，如乙烷与氯,气光照时生成一氯乙烷化学方程式为,_,_,。,HCl,24/43,3.,同系物,(1),概念：结构,，在分子组成上相差一个或若干个,原子团物质互称为同系物，如,CH,4,和,CH,3,CH,3,。,(2),特点：通式相同，结构相同，化学性质相同，物理性质普通随碳原子数增多而呈规律性改变。,相同,CH,2,25/43,归纳总结,(1),互为同系物物质必属于同一类物质；同系物一定不含有相同分子式；同系物组成元素必相同；同系物必符协议一通式。,(2),同分异构体能够是同一类物质,(,如正丁烷和异丁烷,),；也能够是不一样类物质,(,如,CH,3,CH,2,OH,和,CH,3,OCH,3,),。,26/43,例,4,以下相关烷烃叙述中，正确是,在烷烃分子中，全部化学键都是单键,烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性,KMnO,4,溶液紫色褪去,分子通式为,C,n,H,2,n,2,烃不一定是烷烃,全部烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色,全部烷烃都能够在空气中燃烧,A.,B.,C.,D.,答案,解析,27/43,解析,烷烃属于饱和烃，碳与碳之间、碳与氢之间都以单键结合；,烷烃性质稳定，均不能使酸性,KMnO,4,溶液褪色；,分子通式为,C,n,H,2,n,2,烃一定是烷烃；,烷烃在光照条件下都能与,Cl,2,发生取代反应；,C,2,H,6,不能与溴水发生取代反应使其褪色，但能与溴蒸气在光照下发生取代反应。烷烃都能够在空气中燃烧生成,CO,2,和,H,2,O,。,28/43,解答烷烃结构与性质类试题方法,规律总结,(1),阅读题目信息，了解结构与性质关系，总结出性质递变规律并了解其原因。,(2),熟悉规律，如：,熟悉烷烃分子通式,C,n,H,2,n,2,(,n,为正整数,),，符合该通式烃一定属于烷烃；,在通常情况下，烷烃性质稳定，不能与强酸、强碱以及,KMnO,4,溶液反应，但能发生取代反应、燃烧反应等；,常温、常压下，烷烃碳原子数,4,时为气体，碳原子数,4,时为液体或固体,(,新戊烷是气体,),。,29/43,例,5,判断正误,(,正确打,“”,，错误打,“”,),(1)CH,2,=CH,2,和,(,环丙烷,),符协议一通式，二者互为同系物,(,),(2),分子式为,C,3,H,8,与,C,6,H,14,两种有机物互为同系物,(,),(3),分子组成相差一个或若干个,CH,2,原子团有机物一定互为同系物,(,),(4),同分异构体相对分子质量相同，相对分子质量相同化合物一定是同分异构体,(,),(,乙烯,),答案,30/43,(5),互为同分异构体有机物一定不是同系物，互为同系物化合物一定不是同分异构体,(,),(6),和,互为同分异构体,(,),答案,31/43,例,6,分子式为,C,5,H,11,Cl,同分异构体共有,(,不考虑立体异构,),A.6,种,B.7,种,C.8,种,D.9,种,答案,解析,32/43,解析,C,5,H,11,Cl,属于氯代烃，若主链有,5,个碳原子，则氯原子有,3,种位置，即,若主链有,4,个碳原子，则氯原子有,4,种位置，即,；,若主链有,3,个碳原子，此时该烷烃有,4,个相同甲基，则氯原子只有,1,种位,置，即,。,故,C,5,H,11,Cl,同分异构体共有,8,种。,33/43,思维启迪,解答这类题目要抓住判断角度，找出等效氢原子种类。普通来说，同一个碳原子上氢原子等效，同一个碳原子所连全部甲基上氢原子等效，处于镜面对称位置上氢原子等效。氯原子取代任意一个等效氢原子所得一氯代物都是同一个。,34/43,学习小结,35/43,达标检测,36/43,1,2,3,4,5,1.,判断正误,(,正确打,“”,，错误打,“”,),(1),甲烷与氯水、溴水能发生取代反应,(,),(2),沼气就是纯净甲烷气体,(,),(3)16 g CH,4,分子中含有,4,N,A,个,CH,键,(,),(4),天然气属于不可再生能源,(,),(5)C,5,H,12,熔、沸点比,C,3,H,8,熔、沸点高,(,),(6),常温常压下，,C,3,H,8,呈气态，,C,6,H,14,呈液态,(,),6,答案,37/43,(7),乙烷能与溴水发生取代反应而使其褪色,(,),(8)C,2,H,6,与,Cl,2,按体积比,1,1,混合，发生取代反应，生成产物仅有两种,(,),(9)(CH,3),2,CHCH,2,CH,3,名称为戊烷,(,),(10),正丁烷和异丁烷互为同系物且前者沸点低,(,),1,2,3,4,5,6,答案,38/43,2.,假如使,0.5 mol,甲烷完全跟,Cl,2,发生取代反应并生成等物质量四种氯代物，则需要消耗氯气,A.0.5 mol B.1 mol,C.1.5 mol D.1.25 mol,答案,解析,解析,利用原子守恒法：,CH,3,Cl,、,CH,2,Cl,2,、,CHCl,3,、,CCl,4,中碳原子都是从,CH,4,中来，故这四种氯代物共,0.5 mol,，每种氯代物均为,0.125 mol,，含氯原子物质量为,0.125 mol,1,0.125 mol,2,0.125 mol,3,0.125 mol,4,1.25 mol,。而从甲烷分子中每取代,1 mol,氢原子，就消耗,1 mol Cl,2,。所以消耗,Cl,2,物质量也为,1.25 mol,。,1,2,3,4,5,6,39/43,3.(,包头一中期中,),以下物质沸点按由高到低次序排列正确是,CH,3,(CH,2,),2,CH,3,CH,3,(CH,2,),3,CH,3,(CH,3,),3,CH,(CH,3,),2,CHCH,2,CH,3,A.,B.,C.,D.,答案,解析,解析,烷烃碳原子数越多，沸点越高。在碳原子数目相同条件下，含有支链越多，沸点越低。据此可知，沸点由高到低排列次序是,，故,A,项正确。,1,2,3,4,5,6,40/43,4.,以下关于烷烃说法正确是,A.,丙烷,(C,3,H,8,),发生取代反应生成,C,3,H,7,Cl,结构只有一个,B.,丙烷分子中,3,个碳原子在一条直线上,C.,分子中含有,7,个碳原子烷烃在常温下为液态,D.,烷烃分子为直链式结构，不能够带支链,答案,解析,解析,A,项中,C,3,H,7,Cl,有两种结构：,CH,3,CH,2,CH,2,Cl,、,；,B,项中,C,3,H,8,分子中,3,个碳原子呈,V,形，不在一条直线上；,D,项中烷烃分子中碳链能够是直链，也能够带支链。,1,2,3,4,5,6,41/43,5.分子式为,C,4,H,10,烃一氯代物同分异构体有,A.3,种,B.4,种,C.5,种,D.6,种,答案,解析,解析,分子式为,C,4,H,10,烃有两种同分异构体：,CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,(,正丁烷,),和,(,异丁烷,),，正丁烷和异丁烷各有,2,种不一样化学环境氢原,子，故,C,4,H,10,一氯取代物有,4,种。,1,2,3,4,5,6,42/43,6.,有以下各组物质，请按要求填入字母：,A.O,2,和,O,3,(,臭氧,),C.CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,和,D.,和,E.,甲烷和庚烷,(C,7,H,16,),_,组两物质互为同位素；,_,组两物质互为同素异形体；,_,组两物质互为同分异构体；,_,组两物质互为同系物；,_,组两物质是同一物质。,B,A,C,E,D,答案,1,2,3,4,5,6,43/43,