高中化学必修2学案第3章重要的有机化合物311甲烷的性质与结构.docx
第1节认识有机化合物
第1课时甲烷的性质与结构
[学习目标定位]1.了解有机物的性质。2.掌握甲烷的分子式、结构式、电子式、空间构型。3.掌握甲烷的氧化反应和取代反应。4.掌握取代反应的概念、特点，能判断一些有机化学反应是不是取代反应。
一、甲烷的存在、用途及结构
1．有机化合物
有机化合物是指绝大多数含__________的化合物，但含碳的化合物__________是有机化合物。多数有机物具有________的熔、沸点、______溶于水、______燃烧。
2．甲烷的存在与用途
(1)甲烷的存在
甲烷是________、________、________和____________________的主要成分。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底。
(2)甲烷的主要用途
甲烷易燃烧，完全燃烧生成________、________并放出大量的热，因此甲烷可用作________。天然气和沼气都是理想的清洁能源。甲烷还可用作____________。
3．甲烷的组成与结构
分子式
电子式
结构式
空间构型
甲烷分子结构模型
______结构，____原子位于正四面体中心，____原子位于四个顶点上
1．结构式：用短线“—”表示原子所形成的共价键进而表示物质结构的式子叫做结构式。
2．一个碳原子以4个单键与其他原子相结合时，无论这4个原子是否相同，都分别在四面体的顶点上，但不一定为正四面体，也不可能在同一平面上，并且最多有3个原子共面。
1．下列关于甲烷的说法中错误的是()
A．甲烷分子是由极性键构成的分子
B．甲烷分子具有正四面体结构
C．甲烷分子中四个C—H键完全相同
D．甲烷分子中含有非极性键
2．下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在的状况()
二、甲烷的性质
1．甲烷的物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
____色
____味
比空气____
____溶于水
2.甲烷的化学性质
(1)甲烷的燃烧
①将甲烷在空气中点燃观察现象，并填写下表：
燃烧现象
检验产物
方法
现象
结论
在火焰上方罩一个干燥的烧杯
在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯
②甲烷燃烧的化学方程式为____________________________________________。
以甲烷为主要成分的天然气是一种理想的清洁能源。
特别提醒点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在4.9%～16%(体积)范围内时，遇火花发生爆炸。
(2)甲烷的稳定性
实验操作
实验现象
实验结论
酸性高锰酸钾溶液不________
通常情况下，甲烷化学性质比较稳定，不能被____________溶液、________等强氧化剂氧化，也不与________、________等物质反应
(3)甲烷的取代反应
按要求完成下列实验，并填写下表：
实验操作
实验现象
A装置：试管内气体颜色逐渐________；试管内壁有__________出现；试管中有____________；试管内液面________；水槽中有____________
B装置：____________
实验结论
CH4与Cl2在________时才能发生化学反应
①上述实验A中发生反应的化学方程式为__________________________________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
②取代反应是指______________________________________________的反应。CH4和Cl2反应的四种取代产物都____溶于水，常温下除____________是气体外，其他三种都是_________。
归纳总结
甲烷的取代反应
反应条件
光照
反应物
甲烷能与氯气、溴蒸气、碘蒸气等卤素单质反应，但不能与氯水、溴水、碘水等反应
反应特点
(1)甲烷分子的一个氢原子被卤素单质的一个原子取代，下来的氢原子与卤素单质的另一个原子形成卤化氢；
(2)该反应为连锁反应，即使甲烷与氯气按1∶1混合反应，得到的有机产物也不是只有CH3Cl，而是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物
反应产物
不论如何控制反应物的用量，反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，五种产物中HCl最多
物质的量的关系
参加反应的Cl2的物质的量＝生成的HCl的物质的量＝有机产物中氯原子的物质的量
3．在光照条件下，将1molCH4与