甲烷
【学习目标】
1.记住下面的概念:有机物、烃、取代反应;会判断一种物质是不是有机物,是不是烃;会判断一个反应是不是取代反应,取代反应的判定是高考常考内容,也是本节的一个难点。
2.知道有机物种类繁多的原因。
3.了解甲烷的结构式和正四面体结构。甲烷的正四面体结构是本节的另外一个难点。
4.掌握甲烷的化学性质。甲烷的化学性质是本节的重点内容,其中甲烷的取代反应也是本章的学习重点。
5.了解甲烷的实验室制法。甲烷的实验室制法为补充内容。学无余力的同学可以放弃。
【基础知识精讲】
一、有机物的概念
有机物是有机化合物的简称,是指绝大多数的含碳化合物。
1.有机物是指“绝大多数的含碳化合物”,并非全部的含碳化合物,碳氧化物(CO、CO2)、碳酸盐等都不是有机物。
2.有机物和无机物的主要区别如下表所示
性质和反应 有机物 无机物
溶解性 多数不溶于水,易溶于有机溶剂 有些溶于水,而不溶于有机溶剂
耐热性 多数不耐热,熔点较低,一般在400℃
以下 多数耐热,难熔化,熔点一般比较高
可燃性 多数可以燃烧 多数不能燃烧
电离性 多数是非电解质 多数是电解质
化学反应 一般比较复杂,副反应多,反应速率较慢 一般比较简单,副反应少,反应速率较快
3.有机物和无机物的概念是人为划分的,它们之间并没有严格的界限。
4.人类最早合成的有机物是尿素〔CO(NH2)2〕。
二、有机物种类繁多的原因
有机物种类繁多的原因,主要是由C原子的结构决定的。C原子有较小的原子半径,且最外层上有4个电子。
1.C原子可与其他原子形成4个共价键。
2.C原子之间也能相互形成共价键:单键、双键、三键、碳环等。
3.碳链可长可短、可支可直,而支链又可位于主链的不同位置上。
4.自然界中含C化合物种类最多,C是ⅣA族元素,因而含ⅣA族元素的化合物种类最多。
三、烃的概念
烃是指只含碳和氢两种元素的有机物。
1.取碳的声母“t”,氢的韵母“ing”, 可拼出“烃”的读音。知道这一点,可帮助我们记忆烃的概念。
2.烃的概念是从所含元素的种类定义的,而不考虑其结合形式和结构特点。如下列有机物都是烃:
3.烃可用CxHy表示,其完全燃烧产物为CO2和H2O:
但完全燃烧产物为CO2和H2O的有机物却不一定是烃。如下列物质的完全燃烧产物也只有CO2和H2O:
而CxHyOz不是烃。
四、四面体结构
四面体结构有两种:无心四面体和有心四面体。
1.无心四面体:四面体的中心没有原子,原子都位于四面体的顶点上。如图5-1所示,(图中实线为键,虚线示形;下同)
图5-1
4原子分子形成的四面体都是无心四面体。
2.有心四面体:四面体的中心有1个原子,四面体的顶点上分别有4个原子。如图5-2所示。
图5-2
5原子分子形成的四面体都是有心四面体。
NH 、PH 等是有心正四面体。如图5-3所示,属正四面体离子。
图5-3
五、甲烷的氧化反应
1.在空气中燃烧,火焰淡蓝色:
CH4+2O2 CO2+2H2O
①光照条件下,CH4与O2不反应。
②点燃空气和甲烷的混合物会发生爆炸,矿井中的瓦斯爆炸就