第一单元 化石燃料与有机化合物第一课时天然气的利用 甲烷[课标要求]1．会书写甲烷的分子式、结构式、电子式，知道甲烷分子的结构特点。2．知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，会书写相应的化学方程式。3．知道取代反应的概念。1.甲烷分子是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子位于四个顶点。烷烃中与碳原子相连的四个原子构成四面体结构。2．甲烷的氧化反应：甲烷可在空气中安静的燃烧，但不能被酸性 KMnO4溶液氧化。3．甲烷的特征性质——取代反应：(1)生成一氯甲烷的反应：CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl；(2)量的关系：1 mol H 被取代，消耗 1 mol Cl2，生成 1 mol HCl。4．烷烃的分子通式是 CnH2n＋2，在烷烃分子中，碳原子间以碳碳单键相连，其余价键均与氢原子相连，并达到饱和。甲烷的存在、用途及结构1．甲烷的存在与用途(1)存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底。(2)主要用途甲烷易燃烧，完全燃烧生成 CO2、H2O 并放出大量的热量，因此甲烷可用作燃料。天然气和沼气都是理想的清洁能源。甲烷还可用作化工原料。2．甲烷的组成与结构分子式电子式结构式空间构型甲烷的分子模型CH4正四面体结构，C 原子位于正四面体中心，H 原子位于四个顶点上1．已知标准状况下，甲烷的密度是 0.717 g·L－1，你能确定甲烷的相对分子质量吗？甲烷中含碳 75%、含氢 25%，则甲烷的分子式是什么？提示：甲烷的相对分子质量是 0.717×22.4≈16，甲烷分子中碳原子数为 ＝1，氢原子数为＝4，故甲烷的分子式为 CH4。2．根据甲烷的正四面体结构推测 CH2Cl2结构应该有几种？提示：甲烷的立体结构为，因此，CH2Cl2中的 2 个 Cl 在空间一定处于相似位置，CH2Cl2只有一种结构。1．证明甲烷分子是正四面体结构的方法甲烷的正四面体结构，可以通过研究 CH2Cl2存在几种结构来确定。CH4有四个等同的 C—H 键，在空间上可能有两种对称分布：正四面体结构和平面正方形结构，如图所示。若是正四面体结构，甲烷分子中任意两个氢原子被两个氯原子取代，CH2Cl2 的结构只有一种；若是平面正方形结构，则取代的两个氢原子分邻位和对位，CH2Cl2 的结构有两种。科学研究发现，CH2Cl2 的结构只有一种，说明甲烷是正四面体结构。2．甲烷空间结构的两点拓展应用(1)若 CH4 分子中的 4 个氢原子全部用其他相同的原子替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。(2)若 CH4 分...
