第一节 最简单的有机化合物——甲烷
江苏省射阳中学 杨超
学习目标： 1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况
2、通过实践活动掌握甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构
3、通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理
4、了解甲烷及其取代反应产物的主要用途
重点、难点：甲烷的结构和甲烷的取代反应
学习过程：
【知识回顾】什么是有机物？组成有机物的元素主要有哪几种？
画出碳原子的原子结构示意图，推测甲烷分子的结构。
一、甲烷的分子结构
化学式： 电子式： 结构式： 空间结构：
二、甲烷的性质
1、物理性质： 的气体， 溶于水，比空气 ，是 、 和 的主要成分（天然气中按体积计，CH4占80%~97%）。
【思考与交流】 已知：甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L，其中含碳的质量分数为75％，含氢质量分数为25％，求甲烷的分子式。
2、化学性质：
【探究】CH4通入酸性KMnO4溶液中
观察实验现象： 证明
结论： 一般情况下，性质稳定,与强酸、强碱及强氧化剂等不起反应
（1）可燃性（甲烷的氧化反应）
CH4（g）+ 2O2 (g)
CO2(g)+2H2O(l);△H=-890KJ/mol
点燃甲烷要先 ，然后点燃从储气瓶里导出的甲烷，将一个干燥的烧杯罩着甲烷燃烧的火焰，观察烧杯内壁有何现象？倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水又有何现象？
①
②
【思考与交流】：“通过这个实验，说明甲烷由什么元素组成？你是如何推知的？组成里有没有氧？上述实验能肯定或否定吗？”
【科普知识】海底“可燃冰”
（2）取代反应：
【探究】甲烷与氯气的反应
现象：
定义： 反应叫取代反应。
【思考与交流】写出甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的化学方程式
①
②
③
④
注意：①反应条件——光照（室温下在暗处不发生反应）。
②反应物质——纯卤素单质，例如甲烷与氯水、溴水不反应，与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。
③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。
【讨论】取代反应和置换反应的区别
| 取代反应 | 置换反应 |
小结：
【反馈练习】
１．已知甲烷分子中的氢原子可被其它原子或原子团代替，如甲烷分子中的氢原子被氯原子取代可得到四种物质：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，这四种产物的结构能充分说明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构是
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．CCl4只有一种结构
２．若甲烷与氯气以物质的量之比1:3混合，在光照下得到的产物：⑴CH3Cl， ⑵CH2Cl2，⑶CHCl3，⑷CCl4，其中正确的是
A．只有⑴ B．只有⑶ C．⑴⑵⑶的混合物 D．⑴⑵⑶⑷的混合物
3．我国的煤炭产量位居世界第一，由于煤炭作为燃料对环境会造成污染，因此我国近几年在限制煤炭产量。由于利益的驱动，一些小煤窑仍不顾矿工的安全，盲目开采，使矿内瓦斯（以CH4为主）积聚超标，造成严重的伤害事故。当空气中含甲烷的体积比为5%~15%时，点燃就会发生爆炸，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积比是 （ ）
A．5% B．9.5% C．12% D．15%
4、在光照条件下，1 mol甲烷和氯气反应反应生成的4种氯代甲烷的物质的量相同，则反应共消耗氯气（ ）mol。
A、5 mol B、2.5 mol C、1 mol D、2mol
5、已知：某烃的气体密度在标准状况下为1.25 g/L，其中含碳的质量分数为85.71％，求该物质的分子式.