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甲烷和烷烃讲义
甲烷和烷烃

、化学性质;
、命名、同系物、同分异构体及典型的取代反应。
....
: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***化物、***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。


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
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。
: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?(,)
二、甲烷的分子结构
g/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)
因为摩尔质量=气体摩尔体积×密度
=×
=16 g/mol
所以甲烷的分子量为16。
、H原子的个数
C原子数:16×75%÷12=1
H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。
2
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

CH4+2O2????CO2+2H2O
“
(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。
: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)

[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。
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点燃
③量筒内水面上升。
④量筒内产生白雾
甲烷与***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***甲烷仍继续跟***气作用,依次生成二***甲烷、三***甲烷和四***甲烷,反应如下:
,否则会因为发生如下剧烈的反应:CH4+2Cl2?强光???C+4HCl而爆炸。
,一***甲烷为气体,其他三种都是液体,三***甲烷(***仿)和四***甲烷(四***化碳)是工业重要的溶剂,四***化碳还是实验室里常用的溶剂、灭火剂,***仿与四***化碳常温常压下的密度均大于1 g·cm-3,即比水重。
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***代物的分子极性。但它们均不溶于水。
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代替的反应