甲烷与氯气发生取代反应后26页PPT
甲烷氯气取代反应总方程式
甲烷氯气取代反应总方程式
甲烷氯气取代反应，简称MCR，是一种广泛应用于有机合成领域的重要反应。
反应总方程式如下：
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
甲烷氯气取代反应，又称为“立体選擇性氯化”，是由主要原料甲烷和氯气发
生取代反应产生一氯甲烷和氢氯化物的反应。
它是一种反应性较强和有一定立体选择性的反应，所以人们把它作为有机合成中应用最广泛的反应之一。
在条件适宜的前提下，其反应机理可以分为三个步骤：第一步，甲烷和氯气分解，产生乙烯氯和氟氯。
第二步，在经历乙烯氯和氯气反应产生三氟氯环氧乙烷之后，乙烯氯发生取代反应。
第三步，三氟氯环氧乙烷发生甲烷氯气取代反应，产生一氯甲烷和氢氯化物。
其中，由于三氟氯环氧乙烷的cl－可以选择性地发生取代
反应，这就形成了一个立体选择性的反应。
除了具有立体选择性外，MCR反应还具有芳香性、便携性、反应条件温和等众
多优点，在有机合成和药物合成中特别是芳香族化合物的合成中得到了广泛的应用。
此外，由于MCR反应可以通过改变反应条件调节其立体选择性，因此它也可以
用于研究不同立体异构体及其阳离子衍生物的产生。
例如，MCR反应可以用于研究
醚类化合物和醇类化合物等复杂分子，以获得具有独特立体异构体和活性的立体异构体。
由于MCR反应具有芳香性、便携性以及立体选择性，被广泛应用于有机合成领域。
它的应用受到广大有机化学家的广泛重视，并受到学界的推崇，也可以有效地对多种芳香化合物进行有机反应。
高中化学鲁科版2019必修第二册课件：第3章 第1节 基础课时13烷烃的取代反应官能团和同分异构现象
第1节 认识有机化合物 基础课时13 烷烃的取代反应、官
能团和同分异构现象
1.掌握甲烷的取代反应，理解取代反应的定义和特点。借助甲 烷、氯气等分子结构模型，理解甲烷与氯气的取代反应，培 养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。 学习 2.了解有机物的常见官能团，理解物质的结构决定性质的规 任务 律。通过实验探究，理解具有相同官能团的物质性质相似， 形成“结构决定性质”的观念，培养“科学探究与创新意识” “宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。
3．C3H8 和 C4H10 的一氯代物各有几种？ 提示：C3H8 的一氯代物有 2 种，C4H10 的一氯代物有 4 种。C3H8 的结构简式为 CH3CH2CH3，分子中只有 2 类等效氢原子，故一氯代 物 只 有 2 种 。 C4H10 的 结 构 有 两 种 ， 分 别 为 CH3CH2CH2CH3 、
3．实例
(1)根据正丁烷和异丁烷的结构式，填写下表空格：
物质
正丁烷
异丁烷
结构式
物质
正丁烷
异丁烷
结构简式
CH3—CH2—CH2—CH3
分子式
___C_4_H__10___
___C__4H__10___
沸点
－0.5 ℃
－11.7 ℃
差异分析 原子的结合顺序不__同__，化学键类型相__同__，物质类别相__同__
2．下列关于甲烷与 Cl2 的取代反应所得的产物的说法正确的是 ()
A．都是有机物 B．都不溶于水 C．有一种气态物质，其余均是液体 D．只有一种是正四面体形结构 [答案] D
同分异构体的书写及数目的判断 家用液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)。
第三章 有机化合物 第一节 第一课时 甲烷(共25张PPT)
原子，消耗1分子的氯气，因此消耗氯气的物质的量为
（1+2+3+4） ×0.25mol=2.5mol。
光
CH4 + Cl2
CH3Cl + HCl
总结
作业展示 本节课结束！！！
主要元素
其他元素
知识对比：
有机物
溶解性 大多难溶于水，易溶于有 机溶剂
熔沸点
熔沸点较低
热稳定性 受热大多易分解
可燃性
多数可燃烧
电离性 多为非电解质，难电离
化学反应 一般较慢、较复杂，可逆 程度大，副反应多
无机物 有些能溶于水，一般 难溶于有机溶剂 大多数熔沸点较高 多数热稳定性较强
多数不可燃烧
酸、碱、盐等为电解质
第三章 有机化合物 3-1-1 甲烷
光山一高
学习目标
我们身边的有机物世界
淀粉
我们身边的有机物世界
一、有机物
含有碳元素的化合物为有机物。（除碳的氧化物 1.定义： 和碳酸、碳酸盐）
如CO、CaC2、CO2以及H2CO3、CO32-、HCO3等不属于有机物 2.组成元素：
碳、 氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
练一练：
4.在光照条件下，将1molCH4和Cl2反应，得到等物质的量的4
种取代物，则耗Cl2的物质的量为__2_.5____mol。
产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据碳原子守 恒，且4种取代物的物质的量相等，则四种取代物的物
质的量为0.25mol，根据取代反应的特点，取代一个氢
观察的实验现象是：
气体颜色逐渐变浅，量筒壁上出现油状液 滴，量筒内液面上升，液面上有白雾产生。 （水槽中有白色固体析出）
《氯及其化合物》氯气与有机物的反应
《氯及其化合物》氯气与有机物的反应《氯及其化合物：氯气与有机物的反应》在化学的奇妙世界中，氯及其化合物扮演着重要的角色。
而氯气与有机物之间的反应，更是充满了神秘与奇妙。
氯气，一种黄绿色的气体，具有强烈的刺激性气味。
它的化学性质活泼，能与众多有机物发生各种各样的反应。
首先，我们来看看氯气与烃类有机物的反应。
以甲烷为例，当氯气在光照条件下与甲烷相遇，就会发生取代反应。
这个过程中，氯气分子中的氯原子会逐步取代甲烷分子中的氢原子，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）和四氯化碳等一系列产物。
这一取代反应的机理是自由基反应。
在光照的作用下，氯气分子会先吸收能量而断裂成氯自由基。
这些活泼的氯自由基会与甲烷分子碰撞并夺取氢原子，形成甲基自由基和氯化氢。
甲基自由基再与氯气分子反应，生成一氯甲烷和新的氯自由基，如此循环下去，直至反应完全。
随着取代反应的进行，产物的物理性质也会发生显著变化。
一氯甲烷是无色气体，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳则是无色液体，且它们的沸点依次升高。
接下来，氯气还能与不饱和烃类发生加成反应。
比如乙烯，当它与氯气相遇时，两个氯原子会分别加到乙烯双键的两个碳原子上，生成1,2-二氯乙烷。
在芳香烃中，以苯为例。
苯的结构比较特殊，具有大π键，化学性质相对稳定。
但在特定条件下，氯气也能与苯发生取代反应。
比如在催化剂存在下，苯可以与氯气发生氯代反应，生成氯苯。
除了烃类，氯气还能与醇类有机物反应。
以乙醇为例，在一定条件下，氯气可以与乙醇发生取代反应，生成氯乙烷和水。
另外，氯气与酚类有机物也能发生反应。
例如苯酚，在一定条件下，苯酚可以与氯气发生取代反应，生成多种氯代苯酚。
在有机合成中，氯气与有机物的反应具有重要的应用价值。
通过这些反应，可以制备出各种含氯的有机化合物，这些化合物在医药、农药、材料等领域都有着广泛的用途。
然而，氯气是一种有毒气体，在进行与氯气相关的实验或工业生产时，必须采取严格的安全措施，防止氯气泄漏对人体和环境造成危害。
实验一：甲烷的取代反应
实验一：甲烷的取代反应1、甲烷的分子结构：经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，如右图所示：碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上（键角109°28′）。
2、甲烷的取代反应：甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。
3、氯气的制取反应：实验室可以利用强氧化剂氧化浓盐酸制取氯气，例如高锰酸钾和浓盐酸的反应：2KMnO4＋16HCl(浓)＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
1、高锰酸钾和浓盐酸加入量不能大，操作要快，瓶塞不能盖得太紧。
可以利用点燃镁条发出的光催化反应发生（距离在15 cm左右，2～3分钟内完成）。
2、由于没有尾气处理装置，可能会有少量氯气逸出，实验开始前准备稀NaOH溶液或标题：甲烷的取代反应实验日期：指导教师：同组人：实验评价：实验目的：掌握氯气的取代反应的发生条件以及产物特点。
实验用品：1、实验药品：高锰酸钾、浓盐酸、甲烷、蓝色石蕊试纸。
2、实验仪器：试管、胶塞、试管架、黑纸、日光灯或高压汞灯等。
实验步骤与方法：1．实验步骤实验1：在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO4和1mL盐酸，用黑纸包好。
实验2：在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO4和1mL盐酸。
距离15 cm用燃着的镁条（日光、高压汞灯等其他光源）照射。
说明：实验1和实验2中可以用润湿的蓝色石蕊试纸在瓶口检验反应产物。
3、实验结论将实验过程中的相关实验现象填入实验报告中的空白栏中，并与其他同学进行交流，总结甲烷与氯气的取代反应的相关信息：甲烷与氯气在光照条件下可以发生取代反应：其中（1）是反应发生的主要原因；（2），说明产生了不溶于水的物质；（3），推断有氯化氢生成。
）光（2）黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状液滴（3）瓶口有白雾，试纸变红1．历史上，科学家们在测定了甲烷的分子组成为CH 4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：一种为正四面体型，一种为平面正方形。
1mol 甲烷和氯气在光照下反应生成相同物质的量的4 种取代产物,消耗氯气的物质的量
1mol 甲烷和氯气在光照下反应生成相同物质的量的4 种取
代产物,消耗氯气的物质的量
甲烷和氯气在光照下反应生成四种取代产物，这是一个典型的氯代烷反应。
在此反应中，氯气会取代甲烷中的氢原子，生成相应数量的氯代产物。
根据氯代烷的取代位置，可能形成的产物包括：氯代甲烷（CH3Cl）、氯代甲烷的同分异构体（CH2Cl2）、二氯代甲烷（CHCl3）和三氯代甲烷（CCl4）。
反应的化学方程式可以表示为：
CH4 + nCl2 -> CH3Cl + (n-1)HCl
CH3Cl + nCl2 -> CH2Cl2 + (n-1)HCl
CH2Cl2 + nCl2 -> CHCl3 + (n-1)HCl
CHCl3 + nCl2 -> CCl4 + (n-1)HCl
其中，n表示氯气的摩尔数。
根据反应过程可以看出，每个反应步骤都会消耗掉一个氯气分子，并生成相应的取代产物。
因此，消耗氯气的物质的量与氯气的摩尔数相等。
希望以上信息对您有帮助！。
甲烷与氯气的取代反应方程式
甲烷与氯气的取代反应方程式
甲烷与氯气的取代反应方程式如下：
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
这是一种典型的取代反应，也称为卤代烷化反应。
在这个反应中，甲烷中的一个氢原子被氯原子取代，生成了甲基氯和氢氯酸。
这个反应过程需要在紫外光的作用下进行，因为在紫外线的激发下，氯分子会发生解离，生成两个自由基：Cl•和Cl•。
这两个自由基会与甲烷分子碰撞并发生反应，其中一个自由基会取代甲烷分子中的一个氢原子，生成甲基自由基CH3•和HCl。
然后甲基自由基会与另外一个氯分子碰撞并发生反应，生成最终产物甲基氯CH3Cl和另外一个自由基Cl•。
最后，两个自由基会再次碰撞并结合成为一个氯分子。
这个反应过程是一种链式反应，在其中起作用的是自由基。
因此，在实验条件下需要注意控制温度、压力和光强度等因素，以避免出现不必要的副反应和不良后果。
总之，甲烷与氯气的取代反应是一种重要的有机合成反应，可以用于
制备各种卤代烷化合物。
这个反应具有广泛的应用前景，在化学工业和生物医药等领域都有很大的潜力。
简述甲烷与氯气反应时的实验现象
简述甲烷与氯气反应时的实验现象
甲烷与氯气反应是一种典型的取代反应，即氯气中的氯原子取代甲烷中的氢原子，生成氯化甲烷，反应式为：
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
在实验中，可以通过以下几个现象观察到甲烷与氯气反应时的实验现象：
1. 反应前：甲烷与氯气分别为无色气体，室温下为气态。
2. 反应时：将甲烷与氯气混合后，通常需要加热或提高反应的温度，才能引发反应。
反应会放出大量的热，甚至可引起爆炸。
反应的速率比较慢，一般需要数小时，所以需要加速剂如紫外线或电子。
3. 反应后：反应生成的氯化甲烷可以通过气相色谱分析鉴定；同时，反应中还会释放出氢氯酸，该气体呈白色烟雾，有刺激性气味，容易溶解在水中形成酸性溶液。
因此，通过观察上述实验现象，可以初步了解甲烷与氯气反应的基本情况。
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