甲烷和烷烃讲义.docx

23甲烷和烷烃1．学习重点1．甲烷的结构、化学性质；2．烷烃的定义、命名、同系物、同分异构体及典型的取代反应。2．难点聚焦1.有机物：含碳化合物叫做有机化合物简称有机物。(除CO、CO2、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)它们虽然含碳但性质和组成与无机物很相近所以把它们看作为无机物。也就是说有机物一定含碳元素但含碳元素的物质不一定是有机物。而且有机物都是化合物没有单质。2．有机物与无机物的主要区别性质和反应有机物无机物溶解性多数不溶于水易溶于有机溶剂如油脂溶于汽油煤油溶于苯。多数溶于水而不溶于有机溶剂如食盐、明矾溶于水。耐热性多数不耐热；熔点较低（400°C以下）。如淀粉、蔗糖、蛋白质、脂肪受热分解；C20H42熔点36.4°C尿素132°C。多数耐热难熔化；熔点一般很高。如食盐、明矾、氧化铜加热难熔NaCl熔点801°C。可燃性多数可以燃烧如棉花、汽油、天然气都可以燃烧。多数不可以燃烧如CaCO3、MnCl2不可以燃烧。电离性多数是非电解质如酒精、乙醚、苯都是非电解质、溶液不电离、不导电。多数是电解质如盐酸、氢氧化钠、氯化镁的水溶液是强电解质。化学反应一般复杂副反应多较慢如生成乙酸乙酯的酯化反应在常温下要16年才达到平衡。石油的形成更久一般简单副反应少反应快如氯化钠和硝酸银反应瞬间完成。3.有机物的组成C、H、O、N、S、P、卤素等元素。构成有机物的元素只有少数几种但有机物的种类确达三千多种？几种元素能构几千万种有机物质？(学生自学后概括)有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：①碳原子最外电子层上有4个电子可形成4个共价键；②有机化合物中碳原子不仅可以与其他原子成键而且碳碳原子之间也可以成键；③碳与碳原子之间结合方式多种多样可形成单键、双键或叁键可以形成链状化合物也可形成环状化合物；(结构图5—1)④相同组成的分子结构可能多种多样。(举几个同分异构体)在有机物中有一类只含C、H两种元素的有机物。4.烃：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物又叫烃在烃中最简单的是甲烷所以我们就先从甲烷开始学起。甲烷一、甲烷的物理性质(学生回答)无色、无味难溶于水的比空气轻的能燃烧的气体天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。收集甲烷时可以用什么方法？(1.向下排空气法2.排水法)二、甲烷的分子结构已知甲烷的气体密度在标准状况下为0.717g/L其中含碳的质量分数为75％含氢质量分数为25％求甲烷的分子式。(平行班提示：M=ρVm)a.计算甲烷的摩尔质量因为摩尔质量=气体摩尔体积×密度=22.4L/mol×O.7179/L=16g/mol所以甲烷的分子量为16。b.按分子量和质量分数计算一个甲烷分子中C、H原子的个数C原子数：16×75％÷12=1H原子数：16×25％÷1=4所以甲烷的分子式为CH4。甲烷的分子式：CH4电子式：结构式：用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式。上述结构式都不能表明甲烷分子的真实构型结论：以碳原子为中心四个氢原子为顶点的正四面体结构。甲烷是非极性分子所以甲烷极难溶于水这体现了相似相溶原理。CH4：正四面体NH3：三角锥形三、甲烷的化学性质1.甲烷的氧化反应CH4+2O2CO2+2H2Oa.方程式的中间用的是“”（箭头）而不是“====”（等号）主要是因为有机物参加的反应往往比较复杂常有副反应发生。b.火焰呈淡蓝色：CH4、H2、CO、H2S我们知道酸性KMnO4具有很强的氧化性若遇到一般的还原性物质时常常会发生氧化还原反应且自身被还原而褪色那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化呢？我们通过下面的实验来验证。［演示实验5—1］观察、记录、思考实验现象：经过一段时间后酸性KMnO4溶液的颜色无任何变化即不褪色。结论：甲烷气体不能被酸性KMnO4溶液氧化。在通常条件下甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不反应而且与强酸、强碱也不反应所以可以说甲烷的化学性质是比较稳定的。但稳定是相对的在一定条件下也可以与一些物质如Cl2发生某些反应。（承上启下并对学生进行辩证唯物主义的教育）2.甲烷的取代反应［演示实验5—2］现象：①量筒内Cl2的黄绿色逐渐变浅最后消失。②量筒内壁出现了油状液滴。③量筒内水面上升。④量筒内产生白雾甲烷与氯气的反应过程［说明］在反应中CH4分子里的1个H原子被Cl2分子里的1个Cl原子所代替但是反应并没有停止生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷反应如下：a.注意CH4和Cl2的反应不能用日光或其他强光直射否则会因为发生如下剧烈的反应：CH4+2Cl2C+4HCl而爆炸。b.在常温下一氯甲烷为气体其他三种都是液体三氯甲烷（氯仿）和四氯甲烷（四氯化碳