1、 选修五 烷 烃甲烷（第一课时）【学习目标】1.要求学生掌握甲烷的电子式、结构式的写法，初步认识甲烷分子的空间结构。2.掌握甲烷的重要化学性质【重难点】1、甲烷的结构特点和甲烷的取代反应。 主要是学生有机物立体结构模型的建立，具体体现在如何将甲烷和烷烃的结构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思维模型，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。【学法指导】1、通过实践活动、多媒体展示、科学研究培养学生重视科学、探究科学的科学素养；2、通过课本资料、图片，小组讨论、分析，问题思考，实验、练习培养学生的自主学习的方法和积极思考的习惯。预 习 案一、关于有机物：1、有机物：指含 的化
2、合物（除CO、 、碳酸、 、氰化物、金属碳化物等外）。除碳元素外还通常含有 等几种元素。2、有机物的主要特点：大多数有机物熔沸点 ， 燃烧、 导电、 溶于水、 溶于有机溶剂。有机反应一般 比较复杂，一般需 加热 和使用 催化剂 ，常伴有 副反应发生；所以有机反应中常用“”不用“=”。3、有机物种类繁多的原因：碳原子有 个价电子，可以和其他原子形成 个共价键；碳碳之间可以形成单键、也可以形成 和 ；碳碳之间结合的方式可以是链状，也可以是 状。4、仅由 和 两种元素组成的有机化合物总称为 。 是最简单的烃二、甲烷图5-11、甲烷的分子组成和结构：化学式： 电子式： 结构式： 分子空间构型： 键角：
3、 分子极性： 2、甲烷的物理性质和存在：甲烷是一种 色、 味、 溶于水、通常为 态的有机物，密度比空气 。 、 、 的主要成分是甲烷。3、甲烷的化学性质和用途：甲烷分子结构稳定，怎样证明甲烷的稳定性？通常不与 、 和 反应， 但在一定条件下也会发生某些反应，如：取代反应、氧化反应和高温分解。写出有关化学方程式。（1）、可燃性：写出化学方程式： 怎样防止气体爆炸？点燃前必须先 怎样检查其燃烧的生成产物？ 思考：如何区别H2、CO、CH4三种气体？ （2）、取代反应：、甲烷的氯代反应：（注意反应条件及书写方法）第一步：CH4 + Cl2 + HCl第二步：CH3Cl + Cl2 + HCl第三步：
4、CH2Cl2 + Cl2 + HCl第四步：CHCl3 + Cl2 + HCl或CH4 + Cl2 CH3Cl + HClCH4 + Cl2 CH2Cl2 + HClCH4 + Cl2 CHCl3 + HClCH4 + Cl2 CCl4 + HCl、反应现象： 产物呈气态的有 ；呈液态的有 ，主要用途是 、取代反应概念： 、取代反应的训练：写出甲烷与溴蒸气的第一步化学反应方程式： （3）、受热分解：、分解条件： 、反应方程式： （4）、用途：甲烷是一种很好的 ，并可用来制取 等。探 究 案1、取代反应：是一种很重要的有机反应类型，与无机的置换反应有本质区别，如下表：2、甲烷的空间构型历史上，科
5、学家们在测定了甲烷分子组成为CH4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：正四面体型与平面正方形，科学家如何判断出甲烷分子是哪种空间构型的？为解决甲烷分子的空间结构问题，科学家们提出：通过研究二氯甲烷是否存在不同结构来确定。若甲烷分子呈正四面体型，则其二氯代物只可能有一种：如图5-3而若甲烷分子呈平面正四边形，则其二氯代物可以有两种：如图5-4取代反应置换反应CH4+Cl2CH3Cl+HClZn+H2SO4=ZnSO4+H2定义 反应中电子得失不一定发生电子偏移，因此不一定是氧化还原反应一定发生电子转移，一定是氧化还原反应图5-2质量不变图5-4图5-3 所以，只要看一下甲烷的二氯代物的种数，即
6、可判断甲烷分子的空间构型。另外，通过测量甲烷分子中四个键角相等且等于109028/也能证明甲烷为正四面体结构。训 练 案1.下列气体的主要成分不是甲烷的是( )A.沼气 B.天然气 C.水煤气 D.坑道所产生的气体2、下列反应属于取代反应的是 A、甲烷燃烧 B、由甲烷制取氯仿 C、由甲烷制炭黑 D、钠与水反应制得H23、甲烷分子是以C原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是（ ）A、CH3Cl只有一种结构 B、CH2Cl2只有一种结构 C、CHCl3只有一种结构 D、CH4中四个价键的键角和键长都相等4、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是()
7、A CH3Cl B CH2Cl2 CCCl4 DHCl5、若要使1mol CH4完全与氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为 A、2.5mol B、2mol C、1.25mol D、0.5mol6、甲烷与过量氧气混和，用电火花引爆后，气体密度为同温同压下H2密度的15倍，求原混和气体中甲烷与氧气的体积比。7、甲烷在高温条件下可发生裂解：2CH4 C2H2(g)+3H2，现使甲烷裂解得到的混合物的气体对氦的相对密度为2.5，且其中含有上面化学方程式中的物质，则甲烷的分解率是 A、30% B、40% C、50% D、60%8、由CH4、CO、H2中的一种、两种或三
8、种组成的气体，完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量之比是1：2，下列判断中不正确的是 A、原气体中一定含有CH4 B、原气体中可能不含CH4C、原气体中若含有CO，则一定含有H2D气体中若同时含有CH4、CO和H2，则CO与H2的物质的量之比为1：2课外延伸甲烷的实验室制法：（1）药品：无水醋酸钠和碱石灰混和加热：（2）反应原理： 脱羧反应（取代反应）通式：RCOONa + NaOH RH + Na2CO3碱石灰中CaO的作用：吸收水分使混和物疏松，利于甲烷逸出稀释NaOH,防止高温下腐蚀玻璃。（3）发生装置：与制O2、NH3装置相同。（4）收集方法：排水法或向下排空气法。阅读材料中新网
9、2007年3月14日电综合媒体报道，美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船近日发现证据，显示土星最大卫星土卫六上存在多个“大海洋”。不过科学家表示，这些“大海洋”中似乎不存在液态水，而是液态甲烷或乙烷等物质。以下是土星最大卫星土卫六的天气预报：将有黄色烟雾和小雨，间或有暴风雨、雨量大，“雨水”主要成分为液态甲烷。正当欧洲和美国民众为持续多日的酷暑叫苦不迭时，欧美科学家7月27日却向人们描绘了一幅土卫六零下100多摄氏度极寒环境中下着甲烷雨的奇特情景。从“卡西尼”飞船发回地球的图像看，体积甚至大于水星的大个子卫星土卫六表面分布着疑似河道的暗色通道和疑似湖泊的暗斑，还有庞大的层积云，类似于地球上的热带云层。尽管土卫六上现在的大气层与远古时代的地球非常相似，但土卫六上的气温可达到零下179摄氏度，空气密度是地球大气的10倍，而且土卫六体积更小、没有海洋，因此其气候与地球相差很大。德国科隆大学的专家说:“我们已经发现了在一个遥远星球上也就是土卫六存在毛毛细雨的首个证据，这些雨水由液态甲烷和少量液氮组成。”但来自西班牙巴斯克大学的专家在另一份报告中说，土卫六的降雨要猛烈得多，类似于地球上的暴风雨。摘自新网2006年07月28日新闻【作业布置】课后习题：1、2、3、5、6、9完成同步作业拓展空间； 【反思与收获】
