课本60页 我们来看一下烷烃的性质。烷烃里最简单的物质-甲烷
有机物通常有三个式子要写，一个是电子式，还有一个结构式，不过我们一般不写结构式而写结构简式，因为结构式写起来太麻烦了，我们来看一下甲烷。 分子式应该是CH4，电子式呢 一个C连4个H，周围有四对电子。每一个C周围四对电子，这叫C的四价原则。结构式呢 一个C连四个短键 我们写在书面上时只能写成平面结构，但实际上它是立体的，它是一个正四面体形状。键角是109度28分。这个是数学上计算出来的。那么在其他烷烃中所有的键角全部都一样，都是109度28分。碳链是锯齿状的。这样一直延续下去(展示模型)，这个夹角就是109度28分，注意这里实际上还连接了两个H，两个H在空间上的位置应该一个朝外，一个朝里。所有的夹角都只有一个。比如说这个地方连了三个H，夹角多大？每两个键之间的夹角全都是109度28分，课本61页有个球棍模型，还有一个比例模型，（读教材）甲烷分子具有正四面体结构，其中四个C-H键的强度，所谓强度就是键能，都相等，夹角都相等，109度28分
我们通常讲的更多的是球棍模型，为什么用球棍模型比较多呢，因为它那个棍代表化学键，一个棍就代表一个单键，二个棍，双键，三个棍就是三键，比例模型只是显示原子间相对大小的，比如C的原子半径比H的原子半径大。从图上能看出来吧。中间的球大，四边的球小，这叫比例模型
下面我们来学习甲烷的物理性质
没有颜色 没有气味 它的密度应该比空气小 因为它的分子量16 空气的平均分子量29 大约只有一半左右 极难溶于水
通常情况下甲烷是比较稳定的 与高锰酸钾等强氧化剂也不反应，与强酸强碱也不反应。但是在特定条件下甲烷会发生某些反应。我们来看下哪些反应？ 第一个叫氧化反应
因为甲烷中的碳实际上显示的是负4价，表明它有还原性。但是你看它虽然有还原性但是与高锰酸钾不反应，说明还原性并不强。
但是它可以燃烧，甲烷是一种优良的气体燃料。 充分燃烧后生成CO2和H2O 甲烷是所有烃里面含碳量最低的。为什么呢？因为碳氢比是1:4，其他再也没有了。比如乙烯，乙烯是这样的，多少，1:2 乙炔 1:1 苯 1:1
就是烷烃中的乙烷 1:3 甲烷是1:4 含碳量是最小的，含碳量只有75%，计算 质量分数 12除以16 四分之三
在所有烃中含碳量最小
大家都知道 经常在路上看到一些柴油车 行驶过程中屁股后面冒黑烟，为什么？不完全燃烧。
它为什么就不完全燃烧呢 为什么汽油就容易完全燃烧呢
实际上跟它的含碳量有没有关系 有 柴油的含碳量在烃中是属于比较高的 所以就容易冒黑烟 按照通式去算 烷烃的通式是CnH2n+2 当n=1时 含碳量不就是这个吗 如果n无穷大呢
2不就省略了吗 碳氢比接近1:2 1:2时含碳量多大呢 1个碳12 除以14 七分之六 大约是百分之八十五点几
含碳量明显比甲烷大 所以烷烃随着碳原子数增多 含碳量越来越大 燃烧时就容易冒黑烟 另外柴油是液体 这个是气体 与空气的接触面不一样 所以天然气是一种优良的气体燃料 西气东输 把天然气输送到华东地区 原来华东地区烧煤 现在用天然气做燃料 但是很奇怪的是甲烷不能使高锰酸钾溶液褪色 大家知道高锰酸钾溶液在我们实验室是属于一种强氧化剂 很多物质都可以跟它反应 能使它褪色 但是甲烷不可以 它只有在这种燃烧的条件下它的还原性才表现出来 所以它的性质相对来说是比较稳定的
我们来看第二个性质 取代反应的视频 下面我们来看甲烷的取代反应
装置 大试管中装的是甲烷和氯气的混合气体，甲烷和氯气混合在一起，用铁架台固定好，其中一只它是做对比试验的，用黑纸做的纸套把它套上，不见光 另外一只放在光亮处，注意不要放在日光直射的地方以免引起爆炸，反应比较剧烈 像我们这样放在窗口就可以了 不要放在太阳底下晒 比较两只试管中的物质，二者是否出现区别 见光的那只试管会出现什么情况呢 它是放在倒扣的水槽里，下面放的饱和食盐水 为什么要用饱和食盐水呢
因为氯气在水中是有一定溶解度的 在饱和食盐水中溶解度小 主要是担心氯气还没反应呢就溶掉了 这里面的氯气本来是有颜色的 能看到颜色 随着反应的进行 光照 会看到1 颜色越来越浅 2液面上升 液面上升意味着压强小了 为什么压强小了呢
气体的分子数少了 这是一种可能性，其实还有一种可能性，可能产生了易溶于水的物质，有这么几种可能性。另外，同时可以看到内壁附着油滴，随着液面上升都能看到油滴往下沉，沉到下面去了。这个油滴应该就是生成了新物质。所以第二点液面上升。第三点有油滴出现。那么这几种现象都证明了什么？甲烷和氯气发生了化学反应。是什么样的反应呢 模型演示一下实际上是怎么反应的呢
就是在光照的条件下 C-H键的化学键受到削弱。氯氯键呢 假定这个代表氯分子，双原子分子，中间是单键，氯氯单键是不太稳定的，键能比较小，所以在光照条件下，化学键也受到了削弱，结果就出现了这样一个反应，氯代替了甲烷分子当中的一个H,换下来的H跟氯结合成了HCl 这就出现了一个新物质，这叫氯代烷，叫一氯甲烷。我们都是写结构简式 不写结构式。一氯甲烷怎么写呢
CH3Cl 还有个什么产物 HCl 大家注意下这个位置 我并没有画等号，而是画了一个箭头，为什么呢，因为有机反应情况比无机反应要复杂，会出现副反应。所以有机反应就不再写等号，一律用箭头表示，那要不要配平呢，要。还是要配平，只是用箭头，跟化学方程式没什么区别。那我们来看下这个反应，怎么来描述它，它实际上相当于甲烷当中的一个C-H键发生了断裂，而氯分子中的氯氯键发生了断裂，氯原子代替了甲烷当中的氢，这类反应在有机中我们称它为取代反应。我们看一下教材中的说法。大家把61页的实验现象划出来，光照时它有哪些现象，颜色变浅，试管内壁出现油滴，试管中有少量白雾，这个白雾就是盐酸液滴。62页第二段在上述反应中，甲烷分子当中的H被氯原子取代，这种有某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫做取代反应。
实际上这个反应在光照条件下它没有停止，还会继续。为什么呢，因为还有H原子，问题是怎么换，刚才换下来的H和Cl结合了，生成HCl了，再反应，再断一个氯氯键，一个氯再换一个H，然后呢一个氯再换一个H，一个氯再换一个H，逐级把这里面的所有H都换掉，但是我们很多同学在写下一步反应的时候，比如说写取代反应，我让他写甲烷被取代最后生成四氯甲烷的方程式，你看他怎么写，甲烷的四个H要被氯代，一共要代4个H，产物写成四氯化碳和2H2，有同学说为什么不能这个氯再反应 我就这个氯去换这个氢不就生成氢气了吗。对，生成HCl以后，氯化氢分子的稳定性比氯分子要大，换句话说键能比较大，相对来说不容易断裂，因此应该是别的氯分子再去跟它反应，所以还有后续反应，后续反应应该怎么写呢 我就写一个 一氯甲烷继续跟氯气反应 生成二氯甲烷，两个氢两个氯 还有HCl 所以我们可以想象 每生成一个四氯化碳分子，实际上要产生几个氯化氢呢，四个。这里有四个氯，外面氯化氢还有四个氯。这个反应会不会还要继续下去，会，最终出现四氯化碳。 有机反应比较复杂，有同学说甲烷和氯气反应如果氯气过量，最终产物是不是只有四氯化碳呢，不一定，实际上常常四种取代产物都存在。
为什么，因为这种取代反应，一氯甲烷仍然是气体，从二氯甲烷开始就是液体了，液体要再与氯气反应，相对来说就比较困难，所以导致最终的产物是四种氯代产物全部都存在。存在四种氯代甲烷。
这四种氯代甲烷分别是一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯化碳
那这里我想问大家一个问题，这个二氯甲烷长的什么样子呢，这个是结构简式，我们来看它的结构式是什么样的
应该有两个H两个Cl 怎么写呢 这样写还是这样写呢 你看 这两个H之间夹角180 这两个H之间夹角90 是不是同分异构体呢
这个是一氯甲烷 现在氯分子要再发生取代反应 要代掉一个H 你说你取代哪一个 都是一样的
都一样什么意思 用化学语言讲出来，那就是二氯甲烷只有一种。没有两种 有同学说那到底怎么写 随便写。写这个也不代表夹角是90度。写这个也不代表是180度。实际是109度28分。
展示模型 现在我们来换一下试试看 把这个Cl去掉 把这个H去掉 这样换上去 实际上我拿的这个不是Cl而是N 你看有三个孔 但是它那个一个孔的不够 这个是一个孔 这个就代表H O就是两个孔 C四个孔
这就是二氯甲烷 实际上是立体的 键角多大109度28分。
如果甲烷真的是一个平面结构，不是立体的，那会怎么样，那么二氯甲烷就应该有两种。一种这个 一种这个 那么怎么知道甲烷是立体结构的呢 证据就在这里。如果它是平面的，二氯甲烷应该有两种，但事实上人们从来就没有发现过两种二氯甲烷，二氯甲烷只有一种。所以人们推断它不应该是平面结构，而应该是立体结构。而且能够证明它是正四面体。科学实验当中你到底做什么实验能够证明相应的结论。这个实验应该是怎么样的实验才能够证明呢 好 那现在我有一个问题 1mol甲烷与氯气反应，生成等物质的量的4种氯代物，一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯化碳，甲烷反应完了，没有了 问此过程中消耗了多少摩尔Cl2，生成了多少HCl？
首先看一氯甲烷有多少 0.25mol 二氯甲烷呢0.25mol三氯甲烷0.25mol 四氯甲烷呢0.25mol 卤代烃中的氯原子一共2.5mol 38分钟
