甲烷的取代反应_图文
甲烷发生取代反应的化学方程式
甲烷发生取代反应的化学方程式甲烷是一种常见的有机物质，它具有多种实际应用，比如在能源领域，它可以作为化石燃料或天然气的重要成分，也可以用于液化天然气（LNG）的生产，减少温室气体的排放。
甲烷可以通过发生取代反应而被变化和利用，从而形成用于各种应用的其他有机物质。
甲烷发生取代反应（MDR）是一类有机化学反应，它的基本过程是甲烷的氢原子被其他的取代基取代，也即甲烷的氢原子被一个碳原子、一个氧原子或其他有机取代基取代。
MDR的化学方程式可以用一下公式来表示：CH4 + R-X CH3-R + HX其中，CH4代表甲烷，R代表要取代的取代基，X代表要取代的原子，CH3-R代表取代后的碳链，HX代表新形成的物质。
MDR反应可以有多种形式，具体取决于取代基R及要取代的原子X的类型和数量。
常见的有甲烷氧化反应，甲烷烷基化反应和甲烷偶联反应。
甲烷氧化反应是最常见的MDR反应形式，其变化后的化学方程式为：CH4 + O2 --> CO2 + 2H2O其中，CH4代表甲烷，O2代表氧气，CO2代表二氧化碳，H2O代表水。
由于甲烷的氢原子被氧原子取代，因此氧化反应可以把甲烷氧化为水和二氧化碳。
甲烷烷基化反应是把甲烷氢原子取代为烷基子（烷基-），由于烷基-具有良好的溶解性，因此该反应可以形成一种名为甲烷氢化酯的液体物质。
其化学方程式如下：CH4 + NaH --> CH3-Na + H2其中，CH4代表甲烷，NaH代表钠，CH3-Na代表甲烷氢化酯，H2代表氢气。
由于甲烷的氢原子被烷基-取代，在钠的作用下，甲烷可以形成甲烷氢化酯这种液体物质，用于液化石油气等应用。
最后，甲烷偶联反应也是一种甲烷发生取代反应，它可以用下面的方程式来表示：CH4 + 2H2 --> CH3-CH3 + 2H2其中，CH4代表甲烷，H2代表氢气，CH3-CH3代表丁烷。
由于甲烷的氢原子被另外四个氢原子取代，并且氢气被完全用完，反应的结果就是形成了丁烷这种有机物质。
甲烷与氯气发生取代反应后共28页
甲烷与氯气发生取代反应后
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பைடு நூலகம்
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
谢谢
甲烷的取代反应ppt
CH2Cl2 + Cl2
CHCl3 + Cl2
注意
光
光
CHCl3 + HCl
三氯甲烷又叫氯仿 （难溶于水的液体）
CCl4 + HCl
四氯甲烷又叫四氯化碳（难溶于水的液体）
有机反应方程式用“ “ = ”
”，不用
归纳总结
有机物分子里的某些原子或 原子团被其它原子或原子团所替 代的反应
取代反应
学以致用
1、下列反应中，哪些属于取代反应（ ②③④ ） ① Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
② CH3CH2OH +2Na →2CH3CH2ONa +H2↑
③ ④
2、在光照条件下，将1mol CH4与1mol Cl2混合 后，经充分时间的光照，得到的液态产物为 （ ） A．CH2Cl2、CHCl3、CCl4 B．CCl4 C．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 D．CH3Cl A
一、甲烷的物理性质 二、甲烷的化学性质
1、氧化反应 2、取代反应
科探究
光
实验现象
⑴黄绿色逐渐变浅
⑵试管内壁出现油状液滴和白雾
反应机理
H H C H + Cl H Cl
光
H H C Cl + H H Cl
CH4 + Cl2
光
CH3Cl + HCl
一氯甲烷（无色气体）
CH3Cl + Cl2
光
CH2Cl2 + HCl
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）
甲烷卤代反应机理
甲烷卤代反应机理
甲烷是一种简单的有机化合物，由碳和氢原子组成。
甲烷卤代反
应是一种在甲烷分子中取代一个氢原子的反应，这种反应在有机化学
中非常常见。
甲烷卤代反应可以通过三种基本机理进行：自由基机理、亲核取代机理和电子转移机理。
自由基机理：先将卤素原子转化为自由基，然后与甲烷发生反应。
在这个过程中，卤素自由基取代甲烷中的氢原子，然后形成烷基卤素
化合物和自由基。
这个机理又分为临时自由基机理和自由基链转移机
理两种。
亲核取代机理：这是一种在关于反应物中的亲核试剂的反应机制。
在这种机理中，亲核试剂会与甲烷的碳原子形成一种新的共价结合。
同时，分子中的氢被亲核试剂取代，形成一个新的化合物。
电子转移机理：这种机理依赖于光子的能量来实现。
光子激发了
反应物中的电子，使它们充满能量。
然后，充满能量的电子会与另一
个反应物中的分子发生相互作用，然后将电子转移。
这个反应过程会
影响分子间键的形成和分解，形成新的化学结构。
总的来说，甲烷卤代反应机理非常多样化，每种机理都有自己的优缺点和适用范围。
但无论采用哪种机理，反应的目的都是为了替换甲烷中的氢原子，并形成一种新的有机化合物。
这种反应对于有机化学的研究和应用具有重要的意义。
高二化学第五章第一节甲烷课件人教.ppt
仅含碳和氢两种元 素的有机化合物称为 碳氢化合物，又称为
烃。
根据有机物的组成和结构特点; 烃
有机物 烃的衍生物
高分子化合物（包括人工合成）
甲烷是最简单的烃
学习内容
烷烃
烃 链烃 烯烃
炔烃 环烷烃 环烃 芳香烃
学习内容
分子结构
烷
甲 烷
化学性质：取代反应
=0.717g/L（S.T.P）
极难溶于水
（密度求算公式： =M/22.4 ）
俗名：沼气、坑气，是天然气的主 要成分（80-97%）
•甲烷的化学性质
1.甲烷能够在氧气 中燃烧
(1)反应原理:CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O
(2)反应现象:产生淡蓝色火焰,火焰上方罩 一 个干而冷的烧杯,烧杯壁上有水珠生成.
甲烷
通常情况下比较稳定,一般不与强酸、强 碱及强氧化剂反应
甲烷通入酸性高锰酸钾溶液高锰酸钾不 褪色
2、甲烷的取代反应
2.甲烷与氯气的反应
(1)反应装置(如图)
(2)反应条件:光照
(3)实验现象:
量筒内液面上升 气体颜色变浅
量筒内壁有油状液体生成 少量晶体析出
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叫做取代反应
应,得到的产物中物质的量最多的是（D ）
• CH3Cl
• CH2Cl2
• CCl4
• HCl
3.某气态烃在标准状况下的密度为 0.717g/L，其中氢元素的质量分 数为25%，求该烃的分子式。
❖ M＝22.4L/mol× 0.717g/L=16g/mol ❖ H元素的原子个数＝16 ×25％÷1＝4 ❖ C元素的原子个数＝（16－4）÷12＝1 ❖ 所以，该烃的分子式： CH4
甲烷与氯气的取代反应现象
甲烷与氯气的取代反应现象英文回答：Methane (CH4) and chlorine gas (Cl2) can undergo a substitution reaction. In this reaction, one or more hydrogen atoms in methane are replaced by chlorine atoms. This reaction is also known as chlorination.The reaction between methane and chlorine gas is an example of a radical substitution reaction. It involves the breaking of a covalent bond in methane and the formation of a new covalent bond with chlorine. The reaction proceeds through a series of steps involving the formation and reaction of free radicals.The first step is the initiation step, where chlorine gas is broken down into chlorine radicals (Cl•) by absorbing energy, usually in the form of light or heat. This can be represented as:Cl2 → 2Cl•。
The second step is the propagation step, where the chlorine radical reacts with methane to form a methyl radical (CH3•) and hydrogen chloride (HCl). This can be represented as:CH4 + Cl• → CH3• + HCl.The methyl radical then reacts with another molecule of chlorine gas, producing a chloromethane (CH3Cl) molecule and a chlorine radical. This can be represented as:CH3• + Cl2 → CH3Cl + Cl•。
高中化学必修--甲烷的取代反应规律
必修--甲烷的取代反应规律甲烷发生取代反应的有关规律1．反应条件和反应物反应条件为光照，反应物为卤素单质。
例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可与氯气、溴蒸气发生取代反应。
2．反应产物虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但甲烷与氯气反应的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物。
3．物质的量的关系CH4与Cl2发生取代反应时，每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol的HCl分子。
4．注意事项(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)CH4与Cl2的反应逐步进行，应分步书写。
(3)当n(CH4)∶n(Cl2)=1∶1时，反应并不只发生CH4+Cl2CH3Cl+HCl，其他反应仍发生。
5．取代反应与置换反应的比较取代反应置换反应可与化合物发生取代，生成物中不一定有反应物、生成物中一定都有单质单质反应能否顺利进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大。
在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动性顺序分步取代，很多反应是可逆的反应一般是单向进行深化理解1．甲烷的卤代反应的产物是混合物，而不是纯净物。
2．甲烷等有机物与氯气发生取代反应时，取代的位置和个数是难以控制的，因此制备卤代烃一般不采用取代反应。
典型例题例1 将1 mol甲烷与一定量的氯气混合于一量筒中，倒立于盛有饱和食盐水的水槽(如图所示)，对于此反应，有关叙述不正确的是()A．该反应属于取代反应B．该反应的条件是光照C．该反应的生成物只有四种D．该反应现象有量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴答案 C解析【分析】CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，该反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯化氢五种产物，据此分析作答。
【详解】A. 将1 mol甲烷与一定量的氯气混合于一量筒中，甲烷与氯气发生取代反应，A项正确；B. 该取代反应需要光照条件，B项正确；C. 该反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯化氢五种产物，C项错误；D. 氯气参与反应，生成了液态有机物二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，则量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴，D项正确；答案选C。
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水的方法先后 收集半试管甲烷和半试 管氯气，用铁架台固定 好，放在光亮处，片刻 后，观察试管壁是否有 液滴出现？
试管壁是否有液滴出现？
能确定这些液滴是甲烷与氯气反应的产物 吗？
改进实验
将一瓶甲烷和一瓶氯气抽去玻璃片，反复颠倒混 合，再盖上玻璃片，把其中一瓶置于光亮处，另 一瓶放在暗处。一分钟后比较，发生的变化，观 察现象。打开光亮处的瓶盖（玻璃片），观察现 象。
（四氯甲烷，液态，又叫四氯化碳）
课堂练习
光照下，甲烷与氯气发生取代反应后，共得产
物（ A ）
A、5种
B、2种
C、3种
D、 4种
思考
什么是取代反应？
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叫取代反应
3、
有白雾出现，说明随着在反应的过程中，生 成 了HCl。
想一想
甲烷的取代反应机理是什么？
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
甲烷与氯气 光照条件下的取代反应
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1.一氯甲烷的形成
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。
2.二氯甲烷的形成
3.三氯甲烷的形成
4.四氯甲烷的形成
甲烷与氯气反应的化学方程式 ：
(一氯甲烷，气态) （二氯甲烷，液态） （三氯甲烷，液态，又叫氯仿）
思考
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？
现象与结论
现象 结论
1、 气体颜色变浅 2、 。集气瓶壁上出现液滴 3、 。有白雾出现
。
1、 气体颜色变浅，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、 集气瓶壁上出现液滴，说明反应中生成了新 的油状物质，且不溶与水。