第一节最简单的有机化合物——甲烷第1课时甲烷的性质【学习目标】1.了解有机化合物中碳的成键特征。2.了解甲烷的结构,掌握甲烷的性质。3.理解取代反应的概念。4.科学探究:甲烷与氯气的反应。【自主学习】一、有机化合物1.元素组成:组成有机物的元素除外,常有、,还含有、、、等。2.烃:仅含和两种元素的有机物。自主思考1:CO、CO2、H2CO3及碳酸盐属于有机物吗？二、甲烷1.分子结构分子式电子式结构式立体结构自主思考2:若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子,还是正四面体结构吗?2.物理性质颜色状态气味密度水溶性色味比空气溶于水3.化学性质通常状况下,甲烷性质比较稳定,与_、_、_都不反应。但在特定的条件下,甲烷也能发生某些反应。(1)氧化反应甲烷在空气中燃烧的化学方程式为_____________________________________;现象为安静地燃烧,火焰呈____色。(2)取代反应①实验探究:甲烷与Cl2的取代反应。实验操作图3-1-1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,且试管内液面;水槽中有B装置:实验结论CH4与Cl2需在时才能发生化学反应,有关化学方程式为:②甲烷的四种氯代产物的性质a.水溶性:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均。b.状态:常温下除CH3Cl是,其余三种均为。③取代反应概念:有机物分子里的被其他所替代的反应。自主思考3:将等物质的量的甲烷与氯气的混合气体光照后,产物是否只有一氯甲和HCl?【师生互动】一、甲烷分子的正四面体结构1.CH4分子的立体结构为,4条C—H键的长度、强度和夹角,因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他的相同的原子或原子团替代,则形成的分子结构,如;(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他的不同原子或原子团替代,则形成的分子结构,但,如。2.中学化学中常见的具有正四面体结构的物质有等。二、甲烷与卤素单质的取代反应反应条件反应物生成物反应特点三、取代反应和置换反应的比较类别取代反应置换反应实例CH4+Cl2CH3Cl+HClZn+H2SO4ZnSO4+H2↑定义反应物生成物反应中电子得失温馨提示：(1)有机反应比较复杂,常伴随很多副反应发生,因此有机反应方程式常用“”。(2)利用取代反应和置换反应的特点来判断所给的反应类型时,一要看反应物,即参加反应的是有机物还是无机物,若反应物均为无机物,则一定不属于取代反应;二要看生成物,若生成物中有单质,一般也不属于取代反应。【自检互评】知识点1：甲烷的分子结构1.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,其理由是()A.CHCl3只有一种结构B.CH2Cl2只有一种结构C.CH4分子受热分解D.CH4的四个价键的长度和强度都相等【知识应用】1.下表中四种物质的结构式或球棍模型有错误的是()ABCD结构式Cl—ClH—O—H球棍模型2.下列物质在一定条件下可与CH4发生取代反应的是()A.氧气B.溴水C.氯气D.酸性KMnO4溶液3.甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水,从该实验事实可以得出的结论是()A.甲烷的分子式为CH4B.甲烷气体中含碳元素和氢元素C.甲烷分子中只含碳元素和氢元素D.甲烷的化学性质比较稳定4.如图所示,一端封闭的U形管,封闭着的一端有一段CH4和Cl2的混合气体,在水平部分有一段气柱,其他两端为液柱,已知液体与气体不反应,使甲烷和氯气在稍暗的光线下缓慢反应,则中间气柱的长度如何变化(设中间气体未移出U形管的水平部分)()图3-1-3A.变大B.变小C.不变D.难以确定5.在光照条件下,将1molCH4与Cl2反应,得到等物质的量的4种取代物,则消耗Cl2物质的量为()A.1molB.2molC.2.5molD.10mol6.下列反应属于取代反应的是()①Zn+2HClZnCl2+H2↑②Cu(OH)2+H2SO4CuSO4+2H2O③CH3CH3+2Cl2CH2ClCH2Cl+2HCl④CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3A.③B.①③C.②④D.③④7.由某种气体发生装置导出的气体为甲烷、一氧化碳、氢气中的一种,下列判断正确的是()A.将气体通入KMnO4溶液,溶液的颜色无变化,该气体一定是甲烷B.在导管口点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用干燥的冷烧杯罩在火焰上方,烧杯壁上有水滴产生,该气体一定是甲烷C.点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用沾有澄清石灰水的冷烧杯罩在火焰上方,烧杯壁上有白色固体物质产生,该气体一定是