第一节 最简单的有机化合物——甲烷 第一课时 甲烷的性质
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[课标要求]
1．了解有机化合物的概念。
2．掌握甲烷的分子结构，了解甲烷的物理性质及存在、用途。 3．掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。
1．甲烷分子具有正四面体结构，其中碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子
位于正四面体的四个顶点上。 2．甲烷结构与性质的记忆口诀：
性质稳定是甲烷，光照氯代四连环； 立体构型四面体，易燃防爆分解难。
3．甲烷与氯气的取代反应是分步进行的，每有1 mol氢原子被取代，需消耗1 mol氯气。
4．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替代的
反应。
甲烷的分子结构
1．有机化合物和烃 (1)有机化合物
①概念：含有碳元素的化合物，简称有机物。
②组成：一定含有碳元素，常含有氢、氧元素，某些有机物还含有氮、硫、卤素、磷等元素。
(2)烃
①概念：仅含碳和氢两种元素的有机物。 ②典型代表物：最简单的烃是甲烷。 2．甲烷的分子结构 (1)存在与用途
①存在：是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
②用途：是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，还是一种重要的化工原料。
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(2)分子结构 ①分子结构： 分子式 电子式 结构式 分子模型 球棍模型 比例模型 CH4 ②空间结构 分子结构示意图 结构特点及空间构型 4个C—H键的长度和强度相同，夹角相等，具有正四面体结构 [特别提醒] 甲烷分子不是平面结构，即5个原子不在同一平面内，而是呈正四面体结构。
1．已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g·L，含碳75%，含氢25%，利用这些数据怎样确定它的分子式？
提示：甲烷的摩尔质量为0.717 g·L×22.4 L·mol≈16 g·mol，相对分子质量16×75×25%为16，分子中含碳原子数：＝1，含氢原子数：＝4，故甲烷的分子式为CH4。
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2．若甲烷分子中的一个氢原子被氯原子取代，得到的CH3Cl还是正四面体结构吗？ 提示：不是正四面体而是四面体结构，其中CH3Cl中3个H原子和1个Cl原子仍位于四面体的4个顶点，但不是正四面体。
3．根据甲烷的正四面体结构推测CH2Cl2的结构应该有几种？
提示：甲烷的立体结构为 ，因此CH2Cl2中的2个Cl在空间一定处于相邻
的位置，CH2Cl2只有一种结构。
1．有机化合物组成和结构的表示方法
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表示方法(以甲烷为例) 分子式：CH4 最简式(实验式)：CH4 含义 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子 用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 ①用短线表示成键的共用电子对 ②具有分子式所能表示的意义，能反映分子的结构 ③表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示 结构简式：CH4 球棍模型： 小球表示原子，短棍表示化学键，展示了空间结构 比例模型： 表明了原子的相对大小和空间相对位置 22．甲烷空间结构的拓展 根据甲烷的正四面体结构推知，有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子相连。 若CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子代替，即a、b、c、d相同，则形成的分子为正四面体结构，如CCl4；若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子代替，即a、b、c、d不完全相同，则形成的分子为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。
1．在西部大开发中，国家投巨资兴建“西气东输”工程，将西部蕴藏的丰富资源通过管道输送到东部地区。这里所指的“西气”的主要成分是( )
A．CO C．H2
B．CH4 D．NH3 空间结构 结构式的简便写法，着重突出结构特点 解析：选B “西气”中的气指天然气，主要成分是CH4。
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( )
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高中化学第三章有机化合物第1节最简单的有机化合物——甲烷第1课时学案1新人教必修2
