【微课短视频】山东科技必修高一化学2-甲烷的氯代历程(视频文件)
甲烷的取代反应
(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代，如CCl4。则该原 子形成的分子结构为 正四面体 结构。
(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，如CH3Cl、CH2Cl2、 CHCl3。则该原子形成的分子结构为 四面体，但不属于正四面体 。
2、下列变化属于取代反应的是（ D ）
A. 硝酸银溶液与与氢氧化钠溶液的反应
D. 由甲烷制取四氯化碳
3、下列反应属于取代反应的是 D
A．CH4
C＋2H2
B．Fe2O3＋2Al
2Fe＋Al2O3
C．CH4＋2O2
CO2＋2H2O
D．CH3CH3＋Cl2
CH3CH2Cl＋HCl
3 气体通入含石蕊的 H2SO4溶液中
4 气体通入Br2水中
溶液不褪色 溶液不褪色
CH4与强酸不反应 CH4与Br2水不反应
归纳：甲烷在通常情况下性质比较稳定，与酸性高锰酸钾、强酸、强碱、强氧化剂不发 生反应。
四、 甲烷的物理性质：
无 色 无 味的 气 体，密度 比空气 小 ，难溶 溶于水。
收集
排水法 向下排空气法
甲烷的取代反应
教学目标
1.根据甲烷与氯气的反应，掌握发生取代反应时的断键和成键情况。 2.通过甲烷发生取代反应的机理，进一步加深对甲烷的空间结构的认识。 3.掌握甲烷发生取代反应的条件，会书写相应的化学方程式。
知识回顾：甲烷的结构
球棍模型
小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)
比例模型
用不同体积的小球表示不同大小的原子
CHCl3 + HF
CHFCl2 + HCl
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)。
高中化学必修二第一节认识有机化合物省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
√AC、、①①和和②④
B、①和③ D、⑤和⑥
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练习
4、甲烷分子是以碳原子为中心正四 面体结构，而不是正方形平面结构， 理由是( ) A．CH3Cl不存在同分异构体 B．CHCl3不存在同分异构体
√C．CH2Cl2不存在同分异构体
D．CH4中四个键相同
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练习
5、烃类分子中碳原子与其它原子 结合方式是（ ）
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2、化学性质
1）氧化反应——产生淡蓝色火焰，放出大量热
2）能否与强氧化剂酸性高锰酸钾反应？
甲烷不能被强氧化剂高锰酸钾氧化 通常条件下
甲烷化学性
甲烷也不能与酸、碱等物质反应 质稳定
3）能否与氯气反应？反应条件？现象？
光照（但非日光直射）
CH4和Cl2
1、气体颜色变为无色 2、试管内壁有油状液滴出现 3、试管内液面逐步上升
什么是“西气东输”工程？其主要成份是什么？ 西气为何能安全地输送到4000公里之外呢？1/25
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我们在日常生活中碰到过有机化合物有哪些？
油脂、淀粉、纤维素和蛋白质、天然橡胶等 各种材料： 合成纤维、合成树脂、合成橡胶等
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有什机么化叫有合机物化：合物?
含碳元素化合物，简称有机物
含含有有碳碳元元素素化化合合物物不一一定定是是有有机机物物？
丁烷 C4H10
结构简式
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3
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烷烃结构特点：
例：丁烷C4H10
碳原子间以碳碳单键相连形成碳链,碳原子剩 下价键与氢原子相连,即被氢原子所饱和。
烷烃命名方法——依据分子里所含碳
原子数目来命名。
A.碳原子数在十以下，依次用甲、乙、丙、
高中化学第一节最简单的有机化合物——甲烷1
高一化学
学习目标
1、了解甲烷在自然界的存在和用途； 2、掌握甲烷电子式、结构式的正确写法并认
识甲烷分子的空间结构； 3、掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反
响的含义。
自学任务
填写导学案P32【学习探究】 第1、2、3题
根据甲烷的结构式，并结合所给 模型进行组装，说明甲烷分子的真实 构型。
资料：
1、经过大量的科学实验证明，甲烷分子里任意两个 H—C—H之间的夹角都相等；
2、甲烷结构中的任意两个H被Cl替换之后，所得结 构都只有一种。
甲烷分子的空间结构
3-1 甲烷分子结构示意图
空间构型：正四面体
4个C-H键的键长和强 度相等，夹角相等。
科学探究
1.有何实验现象？ 2.从所得的实验现象中 能得到哪些结论？
的物质的量最多？
3.甲烷的分解反响
在加热至1500℃的条件下，甲烷分解生成炭 黑和氢气。
反响方程式：CH4 高温 C + 2H2
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。
小结 物理 性质
结构
CH4 用途
化学 性质
课后作业
导学案P33第2、一氯甲烷的形成
名称 一氯甲烷
分子式
状态 （STP）
CH3Cl 气态
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 反响的化学方程式。
稳固练习
甲烷是正四面体结构，那么CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl3、CCl4也都是正四 面体结构吗？
思考与交流
1、怎么通过实验验证有氯化氢气体生成？ 2、甲烷与氯气的取代反响的产可能有几种？哪种生成物
甲烷 ppt课件
活动探究三 甲烷能与氯气反应吗？
CH4与Cl2的反应
现象： 试管内气体颜色变浅，液面上升，内
壁出现油状液滴，试管中出现少量白雾。
学一学
H
· · H C × H + Cl Cl
H
H
·Байду номын сангаас· H C Cl + H × Cl
H
H
· H C × H
H
Cl ··Cl
学一学
H
H
H C H + Cl Cl 光 H C Cl + H Cl
NaOH溶液
稀硫酸
（滴有石蕊溶液）（滴有石蕊溶液）
活动探究二 甲烷能与高锰酸钾、强酸和强碱反应吗？
通常情况下，甲烷比较稳定，不与 高锰酸钾、强酸和强碱反应。
化学性质
一、甲烷的燃烧
产生淡蓝色火焰， 并放出大量的热
点燃
CH4+2O2
CO2+2H2O
活动探究三 甲烷能与氯气反应吗？
注意：观察实验现象并记录
第三章 有机化合物
最简单的有机化合物 甲烷
观察甲烷——物理性质
自无色无味的气体沼） 密度比空气小(标况 下0.717g/L)） 极难溶于水
温故知新 甲烷的分子结构 电子式： 结构式：
甲烷的分子结构模型
球棍模型
比例模型
验证实验——CH4的稳定性
CH4
验证实验——CH4的稳定性
尾气 收集
酸性KMnO4溶液
H
H
CH4+Cl2 光 CH3Cl+HCl
一氯甲烷（难溶于水的气体）
写一写
H
H
Cl C H + Cl Cl 光 Cl C Cl + H Cl
实验一：甲烷的取代反应.doc
实验一：甲烷的取代反应知识储备：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。
注意事项：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溶液或过程展现：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。
2、实验记录信息反应条件反应物状态生成物状态反应中的现象试纸的变化内容实验1实验23、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。
第一课有机化学 取代反应
游离基的结构及相对稳定性
H3C
. . . . CH3 H3C
C>
CH > CH3CH2
> CH3
CH3 H3C
三级
二级
一级 甲基游离基
● 游离基的级数与 均 裂 时碳的级数一致！
知识拓展练习二 第1题
苯环侧链上α －H 的光卤代
● 写出一取代苯与氯气或NBS
CH3 Fe, Br2
Br
CH3
HNO3 H2SO4
Br
卤代烷的取代反应
水解反应
RX + H2O
上 p173-175 ROH + HX 慢
RX + H2O NaOH
ROH + HX 醇
醇解反应 RX + NaOR′→ ROR′+ NaX
威廉姆森反应 （Williamson Rea）
● 制醚的方法 ！
－ CH2Cl （ 致钝！）
● 负离子或有孤电子对 ！
● 间位定位基
+ NH3
氨基正离子
+NR3
NO2
CF3
三氟甲基
O
CCl3
C N SO3H
CH
O
O
O
O
CR
酰基
C OH
C OR C NR2
酯基 二取代酰胺基
● 正离子或连有不饱和键!
苯环上的取代定位规则 ●二元取代定位规则
原有两个取代基定位方向一致
3C＋ ＞ 2°＞ 1°＞ ＋CH3
反应的相对速度
(CH3)3C—Br (CH3)2CH—Br CH3CH2Br CH3Br
甲烷的性质-人教版高一化学必修2讲义
第一节⎪⎪最简单的有机化合物——甲烷第一课时甲烷的性质——————————————————————————————————————[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。
(2)分子结构 ①分子结构：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 －1，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 －1×22.4 L·mol －1≈16 g·mol －1，相对分子质量为16，分子中含碳原子数：16×75%12＝1，含氢原子数：16×25%1＝4，故甲烷的分子式为CH 4。
2．若甲烷分子中的一个氢原子被氯原子取代，得到的CH 3Cl 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CH 3Cl 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。