2022年人教版高中化学必修二3.1《最简单的有机化合物-甲烷》(第1课时 甲烷的性质)word学案.doc

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1、甲烷的性质1理解有机化合物的概念。2掌握甲烷的分子构造，理解甲烷的物理性质及存在、用处。3掌握甲烷的化学性质，认识取代反响的特点。要点 一、有机化合物和烃概念组成元素有机化合物大部分含有碳元素的化合物一定含有C，常含有H、O，有的还含有N、S、P、Cl等(写元素符号，下同)。烃仅含有C、H元素的有机物有机化合物都含有C元素，但含有C元素的物质不一定都是有机物，如CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐都属于无机物。二、甲烷1存在和用处。(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。(2)用处：天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，依然一种重要的化工原料。2组成与构造。(1)表示方法。

2、(2)构造特点。甲烷分子是以碳原子为中心，氢原子为顶点的正四面体构造，其中CH键的键长和键角一样。3物理性质。颜色状态气味密度(与空气相比)水溶性无色气态无味小极难溶4.化学性质。通常情况下，甲烷比拟稳定，与KMnO4等强氧化剂不反响，与强酸、强碱也不反响。但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反响。(1)氧化反响。纯洁的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色，放出大量的热，反响的化学方程式为CH42O2CO22H2O。(2)取代反响。定义：有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反响。 甲烷与氯气的取代反响。实验操作实验现象a.气体颜色变浅，最后消失b试管内壁有油状液滴出现c试

3、管内液面逐步上升d试管中有少量白雾有关化学方程式CH4Cl2CH3ClHCl；CH3ClCl2CH2Cl2HCl；CH2Cl2Cl2CHCl3HCl；CHCl3Cl2CCl4HCl 取代产物。水溶性：甲烷的四种氯代产物均不溶于水。状态：常温下除一氯甲烷是气体，其余三种均为液体。【应用考虑】1含碳元素的化合物一定是有机物吗？提示：不一定，以是否含有碳元素为标准来划分有机物和无机物，有一定的局限性。如CO、CO2、Na2CO3等物质尽管含有碳元素，但它们的组成和性质跟无机物非常相近，一般将它们称作无机物。因而，有机物一定含碳元素，含碳元素的物质不一定都是有机物。2假设把甲烷分子中的一个氢原子换成氯

4、原子，依然正四面体构造吗？提示：因CH键与CCl键的长度不同，故CH3Cl是四面体构造，但不是正四面体构造。3点燃甲烷气体前为什么必须检验其纯度？如何检验？提示：空气中的甲烷含量在5%15.4%(体积分数)范围内时，遇火花会发生爆炸。因而，在进展甲烷燃烧实验时，必须先检验其纯度。用排水法搜集满一小试管甲烷气体，用大拇指堵住管口，移近酒精灯火焰，移开大拇指，假设产生细微的爆鸣声，则甲烷是纯洁的，否则是不纯洁的。4CH4与Cl2发生取代反响时，有机取代产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系？提示：依照碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等于反响物CH4的物质的量。1烃类物质是指(C)A含有

5、碳元素的有机物B含有碳、氢元素的有机物C只含碳、氢两种元素的有机物D完全燃烧，只生成二氧化碳和水的有机物2与甲烷的分子构造一样的物质是(B)ACH3Cl BCCl4CCH2Cl2 DCHCl3解析：CH3Cl、CH2Cl2，CHCl3是四面体形分子；CCl4和CH4分子构造一样，都是正四面体形的分子。3关于取代反响和置换反响的以下说法中，正确的选项(C)A取代反响和置换反响中一定都有单质生成B取代反响和置换反响一定都属于氧化复原反响C取代反响大多是可逆的，反响速率慢，而置换反响一般是单向进展的，反响速率快D取代反响和置换反响的产物都是唯一的，不会有多种产物并存的现象解析：CH4Cl2CH3Cl

6、HCl就没有单质生成，A项错；CH3COOC2H5H2OCH3COOHC2H5OH就不是氧化复原反响，B项错；CH4与Cl2的取代反响，产物有5种，D项错。1以下说法不正确的选项(B)A有机物中一定含有碳元素B完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物都是烃C大多数有机物分子中碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键是非极性共价键和极性共价键D有机物能够人工合成解析：有机物通常是指含碳元素的化合物，但CO、CO2、Na2CO3等少数物质，虽含有碳元素，但其性质却跟无机物类似，故一般把它们归为无机物，A项正确；完全燃烧只生成CO2和H2O，仅说明该化合物中含有C、H两种元素，但不一定说明

7、只由C、H两种元素组成，B项错误；有机物中碳与碳之间不管是单键、双键、三键，都是非极性共价键，而碳与其他原子间多为极性共价键，C项正确；D项显然正确；答案为B。2煤矿容易发生瓦斯爆炸，瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，以下相关的表达中，错误的选项是(A)A点燃甲烷不必事先进展验纯B甲烷燃烧放出大量的热，因而是一种非常好的气体燃料C煤矿的矿井要留意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生D点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸解析：甲烷的爆炸极限为5%15.4%(即甲烷体积在空气中含量为5%15.4%)。假如甲烷中混有空气，点燃时可能会发生爆炸，因而点燃之前必须验纯，A错；其他选项明显正确，答案为A。3以下图分

8、别是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图，以下说法正确的选项(B)ACH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体构造BCH4、CCl4都是正四面体构造CCH4和CCl4中的化学键均为非极性键DCH4、CCl4的构造一样，性质也一样解析：CCl4分子的空间构造同CH4类似，为正四面体构造，CH3Cl中的CH键和CCl键不同，不是正四面体构造。4以下反响中，属于取代反响的是(D)ACH4C2H2BH2Cl22HCl CCH42O2CO22H2ODCH4Cl2CH3ClHCl解析：A.甲烷分解为碳和氢气，属于分解反响，错误；B.属于化合反响，错误；C.甲烷的燃烧反响属于氧化复原反响，错误；D.甲

9、烷与氯气在光照条件下的反响属于取代反响，正确；答案选D。5以下物质在一定条件下可跟CH4发生化学反响的是(D)A酸性高锰酸钾溶液B溴水C氢氧化钠溶液D溴蒸气解析：在通常情况下，CH4的化学性质比拟稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂发生反响，不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色，但在光照条件下能与溴蒸气发生取代反响。6以下事实、事件、事故中与甲烷无关的是(B)A天然气的主要成分B石油催化裂化及裂解后的主要产物C“西气东输”中气体D煤矿中的瓦斯爆炸解析：A.天然气的主要成分为甲烷，A正确；B.石油的裂化确实是在一定的条件下，将石油从相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。

10、产物主要有乙烯，还有丙烯、异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烃、硫化氢和碳的氧化物等，故B错误；“西气东输”中气体主要指天然气，即甲烷，故C正确；D.煤矿中的瓦斯指甲烷，故D正确，此题选B。7将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反响后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反响的Cl2的物质的量为(B)A1.5 molB3 molC4.5 mol D6 mol解析：解答此题宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种取代物共1 mol，设CH3Cl的物质的量为x，则x(x

11、0.1 mol)(x0.2 mol)(x0.3 mol)1 mol，得x0.1 mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，含Cl原子的物质的量共为0.1 mol10.2 mol20.3 mol30.4 mol43 mol。而一个Cl2分子中只有一个Cl原子参加取代反响，因而耗费的Cl2也为3 mol。8以下表达不正确的选项(A)A一氯甲烷分子呈正四面体构造B在甲烷的四种氯的取代物中，只有一氯甲烷常温下是气体C由甲烷(CH4)的氯代物有4种，可推知乙烷的氯代物有9种D由于CH4是易燃易爆的气

12、体，因而点燃CH4前一定要检验其纯度解析：CH4是正四面体构造，但CH3Cl中因CCl键不同于CH键，因而是四面体构造，而不是正四面体构造，故A项错误；B项明显正确；由乙烷的构造式CHHHCHHH可知，其一氯取代物有1种，二氯取代物有2种CHHClCHClH、CHHHCHClCl，三氯取代物有2种，四氯取代物有2种，五氯取代物和六氯取代物各有1种，如此，C2H6的氯代物共有9种，故C项正确；点燃H2、CO、CH4等易燃易爆的气体前，一定要验纯，这是实验的根本常识，D项正确；答案为A。9个体小煤矿经常发生瓦斯爆炸事故，造成多人伤亡，因而在矿井里，必须采取平安措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检

13、查瓦斯的体积分数，假如空气中含甲烷5%15%，遇到明火会发生爆炸。发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是(B)A5% B9.1%C10.5% D15%解析：爆炸极限是指可燃性气体与空气的混合物点燃能发生爆炸的浓度范围。事实上在这个浓度范围内爆炸强弱程度不同，其中有一个爆炸最强点，它所要满足的条件是：在混合气体中，可燃性气体与助燃性气体的体积比恰好是完全反响时的比值。依照反响CH42O2CO22H2O，恰好完全反响时V(CH4)V(O2)12，空气中氧气所占的体积比约为1/5，甲烷占混合气体的体积分数约为1/(110)100%9.1%。10如图，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种

14、组成，将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试答复以下咨询题。(1)假设A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是_。(2)假设A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是_。(3)假设A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X可能是_。解析：此题主要考察依照洗气瓶中质量的变化，确定原气体X的成分。由于2H2O22H2O，2COO22CO2，CH42O2CO22H2O，H2SO4吸收水，石灰水吸收CO2。(1)假设A瓶质量增加，B瓶质量不变，说明气体X燃烧只生成水，故X为H2。(2)假设A瓶质量不变，B瓶质量增加，说明气体X燃烧只有CO2生成，故X为CO。(3)假设A、B两瓶质量都增加，说明气体X燃烧产物既有H2O又有CO2，故X气体为不确定成分。它能够是CH4或以下组合：H2、CO；H2、CH4；CO、CH4；H2、CO、CH4。答案：(1)H2(2)CO(3)CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4