化学必修2第三章全章PPT推荐.ppt

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【提示】因CH键与CCl键的长度不同，故CH3Cl是四面体结构，但不是正四面体。

三、甲烷的物理性质,1、在通常状况下，甲烷是一种无色、无气味的气体。

根据上述甲烷的物理性质,你知道如何收集甲烷吗?

甲烷的收集方法:

1、由于甲烷密度比空气小，所以能用瓶口向下排空气法收集。

2、由于甲烷难溶于水，所以能用排水法收集。

3、极难溶解于水。

2、密度比空气小，在标准状况下，是0.717g/L。

四、甲烷的化学性质,在通常情况下，甲烷比较稳定，如与强酸、强碱一般不发生化学反应。

问题：

能不能与酸性高锰酸钾溶液反应？

结论：

甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,四、甲烷的化学性质,1.甲烷的氧化反应,实验：

把甲烷经导管通出点燃,观察火焰颜色,然后用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,取下烧杯正放,向烧杯内滴入澄清的石灰水。

你能描述看到的实验现象吗？

实验视频,安静燃烧，淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放热。

反应方程式：

CH4+2O2CO2+2H2O,点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须验纯!

注意,实验现象,安全使用很重要,科学探究,取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。

其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。

片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？

1.你从实验中得到哪些信息？

2.从所得的实验信息中你能得到哪些启示？

2.甲烷的取代反应,实验视频,室温时，混合气体无光照时，不发生反应；

光照时混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管中有少量白雾，试管内的液面上升。

1说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应。

2试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。

3试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。

分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？

现象,讨论,结论,甲烷的取代反应的历程,1.一氯甲烷的形成,动画演示,练习仿照生成一氯甲烷的化学方程式,尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学方程式。

二氯甲烷（液体）,三氯甲烷（液体）,四氯甲烷（液体）,甲烷的取代反应的历程,2.二氯甲烷的形成,甲烷的取代反应的历程,3.三氯甲烷的形成,甲烷的取代反应的历程,4.四氯甲烷的形成,常温下，一氯甲烷是气体，其他三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，四氯甲烷还是一种效率较高的灭火剂，这四种取代物都不溶于水。

注意：

甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两种气体产物。

多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。

光照下甲烷与氯气发生取代反应,思考：

1molCH4变成1molCCl4需多少molCl2？

生成多少molHCl？

思考感悟2CH4与Cl2发生取代反应时，有机取代产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系？

【提示】根据碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等于反应物CH4的物质的量。

取代反应与置换反应的比较,3.甲烷的分解反应,在加热至1500的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气。

得到的氢气是合成氨及合成汽油等工业的原料；

炭黑是橡胶工业的原料。

CH4C+2H2,4.存在与用途,甲烷是_、沼气、油田气_的主要成分。

_是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，也是一种重要的化工原料。

天然气,煤矿坑道气,天然气,解析：

选B。

沼气、天然气、坑道气的主要成分都是甲烷，煤气的主要成分是H2和CO。

解析：

选D。

甲烷性质稳定，但在一定条件下可以和氯气、氧气等物质反应。

3按照教材实验装置，将甲烷和氯气以14的体积比混合于大试管中，并将试管倒置于饱和食盐水中，用光照射大试管，有关现象的描述错误的是（）A试管内的黄绿色逐渐消失B试管内液面逐渐上升C试管内有油状物生成D试管内气体黄绿色变浅，并不消失解析：

氯气全部反应，最终黄绿色消失。

由于生成的氯化氢溶于水，致使液面上升，生成的有机物不溶于水，所以有油状物生成。

5、下列物质常温下呈气态的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl4,4、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是（）A、甲烷是一种黄绿色气体B、甲烷是一种有臭味的气体C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。

D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水,D,A,7、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是（）A、氯气与氢气反应B、氯气与甲烷反应C、氧气与甲烷反应D、次氯酸的分解,6、在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2C、CCl4D、HCl,D,C,8、将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为（）,A、0.5molB、2mol,C、2.5molD、4mol,C,课堂互动讲练,1CH4分子的空间构型为正四面体，4条CH键的长度、强度和夹角完全相同，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个氢原子被其他的相同原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如CCl4；

特别提醒：

（1）CH4分子属于10电子分子。

（2）CH4分子中的化学键均为共价单键。

（2011年北京西城区高一检测）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（）ACHCl3只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构CCH4分子受热分解DCH4的四个价键的长度和强度都相等,【解析】CH4无论是正四面体结构还是平面正方形结构，都符合选项A、C、D的说法，故不能用选项A、C、D来确定CH4是何种结构；

若CH4是平面正方形结构，则CH2Cl2有如下两种结构：

和，而CH4为正四面体结构时，CH2Cl2就只有一种结构。

因此可由CH2Cl2只有一种结构推知CH4为正四面体结构。

【答案】B,【规律方法】有机物中碳原子的正四面体结构有机物分子中，碳原子以四个单键与其他原子或原子团结合，该碳原子形成的分子结构就是四面体结构，若这四个原子或原子团相同，则该碳原子所形成的分子结构就是正四面体结构。

变式训练1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状况（）,ABCD,解析：

中只表示CH4的空间结构，但不表示原子相对大小；

中只表示原子最外层电子成键情况；

中用短棍突出化学键；

中，既表示出分子的空间结构，又表示出分子中各原子的相对大小。

1甲烷与卤素单质的取代反应,特别提醒：

（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中常用“”而不用“=”。

（2）CH4与Cl2的取代反应逐步进行，相关化学方程式应分步书写。

2取代反应与置换反应的区别,特别提醒：

利用取代反应和置换反应的特点来判断所给反应的反应类型时，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。

如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为14）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。

将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。

（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：

_。

（2）若题目中甲烷与氯气的体积比为11，则得到的产物为_。

ACH3ClHClBCCl4HClCCH3ClCH2Cl2DCH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl,D,（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是_。

A升高B降低C不变D无法确定（4）若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到_。

（5）右端玻璃管的作用是_。

B,有白色胶状沉淀生成,平衡气压,【思路点拨】

（1）甲烷的取代反应是一种连锁反应，第一步反应一旦开始后续反应立即进行。

（2）产物HCl易溶于水，会引起压强变小。

（3）硅酸是难溶性弱酸。

【解析】

（1）因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，,

（2）甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。

（3）甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右侧液面下降，左侧液面上升。

（4）因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。

（5）为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。

变式训练2把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是_，水槽中还观察到_，原因是_（用离子方程式解释）。

若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试液又观察到_，原因是_。

CH2Cl2、CHCl3、CCl4,有白色沉淀产生,AgCl=AgCl,溶液变红,反应生成的HCl溶于水使溶液显酸性,解析：

CH4与Cl2反应的产物中，HCl极易溶于水，能电离出H和Cl，其他产物均为有机物，部分呈气态，部分为油状液体。

CH4和Cl2光照生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；

因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，在试管内水位上升，HCl溶于水后，与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时溶液中溶质为HCl，溶液显酸性故加入紫色石蕊试液后溶液变红。

答案：

CH2Cl2、CHCl3、CCl4有白色沉淀产生AgCl=AgCl溶液变红反应生成的HCl溶于水使溶液显酸性,探究整合应用,随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷菌在密闭的条件下分解各种有机物产生沼气，已经成为我国广大农村地区获得新能源和保护环境的重要手段之一。

沼气的主要成分是CH4，还有少量CO2、H2S等。

下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气、收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实验。

如图所示，甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；

乙瓶中充满水；

丙瓶内盛有X溶液；

丁为量筒。

（1）按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其正确的顺序是a_（均填接口字母）f。

d,e,c,b,C,

（1）按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其正确的顺序是a_（均填接口字母）f。

（2）丙瓶内盛有的X溶液为_。

A浓氨水BNaOH溶液CCuSO4溶液D盐酸（3）若要验证CH4中含有H2S气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛放的试剂可能是_。

A浓氨水BNaOH溶液CCuSO4溶液D盐酸（4）已知1000mL（标准状况）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出39.75kJ的热量，则1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为_。

d,e,c,b,B,C,890.4kJ,【解析】解答此类题的关键是根据实验目的，利用实验原理确定各装置的作用。

（1）

（2）从题中信息可以看出甲是制取甲烷的装置，乙和丁连接用来收集并测定甲烷体积，丙是除杂装置，主要是除去甲烷中的CO2、H2S，因此盛装碱液。

（3）若要验证CH4中含有H2S气体，可以在甲装置后增加一个盛有CuSO4溶液的洗气瓶，若有黑色沉淀（CuS）生成，则可以证明气体中含有H2S。

第一节最简单的有机化合物甲烷,第2课时烷烃,1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。

2.了解烷烃的物理性质和化学性质。

3.理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。

学习目标,课前自主学案,一、烷烃1结构特点,烷烃分子结构为链状结构（可能存在支链），以任意一个碳原子为中心，都是四面体结构。

2烷烃的通式：

_（n1）。

3物理性质随分子中碳原子数的增加：

（1）熔、沸点：

逐渐_；

（2）状态：

由气态液态固态，其中常温常压下碳原子数小于或等于_的烷烃为气态（新戊烷例外）；

（3）密度：

逐渐_且均比水的密度_，_溶于水。

CnH2n2,4,增大,小,难,升高,思考感悟1CH3CH2CH2CH3分子中碳原子在同一直线上吗？

【提示】烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连，因此与之成键的四个原子构成四面体结构，碳原子一定不在同一条直线上，直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿形。

4化学性质烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，与强酸、强碱及强氧化剂不反应，但一定条件下可燃烧，与氯气等发生取代反应。

（1）烷烃的燃烧通式为,_,

（2）取代反应乙烷在光照下与氯气发生取代反应的化学方程式为（生成一氯代物）：

_,5烷烃的命名烷烃中最简单的是甲烷，其余随碳原子数增加，依次为乙烷、丙烷、丁烷等。

碳原子数在十以内时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示，碳原子数在十以上时，以_表示，如十一烷。

当碳原子数相同时，在某烷前面加_等加以区分。

汉字数字,正、异、新,如CH3CH2CH2CH3、正丁烷,二、同系物、同分异构体1同系物

（1）概念：

结构相似，在分子组成上相差一个或若干个_的物质。

（2）实例：

CH4、C2H6、C3H8互为同系物。

CH2原子团,2同分异构体

（1）概念同分异构现象：

化合物具有相同的_，但具有不同_的现象。

同分异构体：

具有_的化合物。

（2）实例：

CH3CH2CH2CH3（正丁烷）与（异丁烷）是同分异构体。

分子式,结构,同分异构现象,思考感悟2

（1）互为同系物的物质，其物理性质和化学性质相同吗？

（2）同分异构体的相对分子质量相同，那么相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗？

【提示】

（1）互为同系物的物质，结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，属于同一类物质，其化学性质相似，但物理性质不同。

（2）不一定。

同分异构体的前提是分子式相同。

而相对分子质量相同的物质，分子式不一定相同，如CO、N2、C2H4相对分子质量相同，但组成不同，分子式不同，不属于同分异构体。

再如CH3CH2OH和HCOOH相对分子质量相同，分子式不同，也不是同分异构体。

1（2011年华师大附中高一检测）下列物质中属于同分异构体的是（）ACH4与C2H4BCH3CH2CH2CH3与CC2H6与C3H8DO2与O3,B,解析：

本题考查对同分异构体概念的理解和实际应用能力，首先清楚同分异构体是指具有相同分子式但不具有相同结构的物质，A、C、D项中两组物质的分子式都不同，所以被排除。

而B项中两种物质分子式相同，但结构不相同是同分异构体。

2有关简单烷烃的叙述：

都是易燃物；

特征反应是取代反应；

相邻两个烷烃分子在组成上相差一个甲基，其中正确的是（）ABC仅D解析：

烷烃属碳氢化合物，容易燃烧生成CO2和H2O；

烷烃的特征反应是取代反应，如可在光照条件下与Cl2等发生取代反应；

相邻的两个烷烃分子在组成上相差一个CH2原子团，而不是甲基（CH3）。

3含有25个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表：

*燃烧热：

1mol物质完全燃烧，生成二氧化碳、液态水时所放出的热量。

根据表中数据，下列判断错误的是（）A正庚烷在常温、常压下肯定不是气体B烷烃的燃烧热和其所含碳原子数呈线性关系C随碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高D随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比例增加,解析：

随着碳原子数增加，烷烃的相对分子质量增加，烷烃沸点逐渐升高。

由于正庚烷的相对分子质量大于戊烷，所以正庚烷在常温、常压下不是气体；

烷烃燃烧热和其所含碳原子数呈线性关系，烷烃沸点和燃烧热都增加，但是并不是成比例增加。

课堂互动讲练,1判断标准

（1）分子结构相似即属于同一类物质；

（2）分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。

2互为同系物的有机化合物的组成与结构特点

（1）同系物的结构相似，主要指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。

对烷烃而言就是指碳原子之间以共价单键相连，其余价键全部结合氢原子。

（2）同系物的结构相似，并不是相同。

例如和CH3CH2CH3，前者有支链，而后者无支链，结构不尽相同，但两者的碳原子均以单键结合，结构相似，故为同系物。

（3）同系物的组成元素必相同。

（4）同系物必符合同一通式。

但符合同一通式，且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质不一定是同系物，如CH2=CH2（乙烯）和,（5）同系物一定具有不同的分子式。

特别提醒：

根据物质的结构简式判断物质是不是属于同系物，要注意所给的物质是不是分子式相同，若分子式相同则不属于同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH（CH3）2属于同分异构体。

变式训练1（2011年荆州高一检测）下列数据是有机物的相对分子质量，可能互为同系物的一组是（）A16、30、58、72B16、28、40、52C16、32、48、54D16、30、42、56解析：

选A。

因为同系物在分子组成上相差CH2原子团，则其相对分子质量相差14或14的整数倍。

A项4种物质之间相对分子质量相差14n；

B项中4种物质之间相差12n；

C项中相差16n；

D项中相差14、12、14，故B、C、D项不可能互为同系物。

1同分异构体概念的理解,2.烷烃同分异构体的写法书写规律可概括为：

主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻到间。

（1）先写出碳原子数最多的主链。

（2）再写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子形成甲基接在主链某碳原子上。

（3）再写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子形成乙基或两个甲基接在主链碳原子上，依次类推。

3烷烃的一元取代产物同分异构体的判断取代产物同分异构体的判断等效氢法烃分子中等效氢原子的种类有多少，其一氯代物种类就有多少，判断等效氢原子的方法有：

（1）同一碳原子上所连的氢原子是等效的。

（2）同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的。

（3）同一分子中处于轴对称或镜面对称位置上的氢原子是等效的。

同时，若烃CxHy的m（my）元取代物有n种同分异构体，则其（ym）元取代物也有n种同分异构体。

下列有机化合物中，属于同分异构体的正确组合是（）CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3,A和BC和D和,【思路点拨】,【解析】根据同分异构体的特点：

分子式相同，结构不同，首先找出具有相同碳原子数的有机物：

都有5个碳原子，都有6个碳原子，然后再看它们的结构，都是烷烃，且结构不同，所以互为同分异构体，互为同分异构体。

【答案】B,变式训练2（2011年开封高一检测）进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同有机产物的烷烃是（）A（CH3）2CHCH2CH3B（CH3CH2）2CHCH3C（CH3）2CHCH（CH3）2D（CH3）3CCH2CH3,解析：

关键是找出烃中有多少种等效氢原子，就有多少种一卤代物。

等效氢的判断方法：

同一碳原子上的氢原子等效；

同一碳原子所连甲基上的氢原子等效；

处于镜面对称位置上的氢原子等效。

将本题各项分子展开，然后按上述原则判断。

可见A、B中各含四种等效氢原子，C中含两种，只有D中含三种，即只能生成三种沸点不同的产物。

探究整合应用,为了测定一种气态烃A的分子式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO、CO2和水蒸气。

学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。

他们测得的有关数据如下（箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽）：

试回答：

（1）根据甲、乙两方案，你认为哪种方案能求出A的最简式？

（2）请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。

（3）若要确定A的分子式，是否还需要测定其他数据？

并说明原因。

第二节来自石油和煤的两种基本化工原料,第1课时乙烯,1.了解烯烃的概念。

2.了解乙烯的物理性质，工业制取原理和在化工生产中的作用。

3.掌握乙烯的分子结构，初步体会其结构特点对性质的影响。

4.掌握乙烯的化学性质，认识加成反应的特点。

学习目标,课前自主学案,1烯烃：

是分子里含有碳碳_的烃类，_是最简单的烯烃。

分子通式：

2乙烯的分子结构乙烯分子的两个碳原子和四个氢原子在同一个_，键角为120，分子式为_，结构式为,双键,乙烯,CnH2n（n2）,平面上,C2H4,，结构简式为_。

3乙烯的化学性质

（1）氧化反应燃烧：

乙烯燃烧时，火焰_且伴有_，同时放出大量的热。

方程式：

乙烯能使酸性高锰酸钾溶液_。

CH2=CH2,明亮,黑烟,褪色,思考感悟1乙烯燃烧时为什么火焰明亮并伴有黑烟？

【提示】乙烯燃烧时火焰明亮并伴有黑烟的原因是乙烯的含碳量高。

乙烯燃烧不充分时，一部分碳呈游离态，所以冒黑烟，又因该部分碳被烧成炙热状态，所以乙烯的火焰很明亮。

（2）加成反应：

有机物分子中的_两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新化合物的反应。

乙烯的加成反应,双键（或三键）,4乙烯的用途

（1）_的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。

（2）在农业生产中用作植物生长调节剂。

乙烯,思考感悟2鉴别甲烷和乙烯气体可以采用什么方法？

除去甲烷气体中的乙烯可以采用什么方法？

【提示】鉴别甲烷和乙烯可以选择溴水或酸性KMnO4溶液，出现褪色现象的为乙烯；

但是除去甲烷中的乙烯只能用溴水，因为酸性KMnO4溶液可以将乙烯氧化成CO2气体而引入新的杂质。

乙烯与溴水发生的是加成反应：

CH2=CH2Br2CH2BrCH2Br，而使溴水褪色。

C,3下列说法中，错误的是（）A无论乙烯与Br2的加成，还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，都与分子内含有碳碳双键有关B用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷