《2019高中化学 第三章 第一节 最简单的有机化合物——甲烷讲义（含解析）新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高中化学 第三章 第一节 最简单的有机化合物——甲烷讲义（含解析）新人教版必修2（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1课时甲烷的性质1了解有机化合物的概念。2掌握甲烷的分子结构，了解甲烷的物理性质及存在、用途。3掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。1有机物指的是绝大部分含碳元素的化合物，也有少量含该元素的化合物为无机物，如 CO、CO2、H2CO3及碳酸盐等。其中只含碳、氢元素的化合物称为烃，最简单的烃是甲烷。生活、生产中常见的有机物有糖类、油脂和蛋白质等。2甲烷是一种无色、无味的气体 ，密度比空气小 ，极难溶于水。在自然界中，甲烷存在于天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气中。“西气东输”工程中的气体主要是甲烷，发生瓦斯爆炸的主要气体是甲烷。3甲烷的分子式为CH4，电子式为，结构式为，甲烷的4个CH键的长
2、度和强度相同，夹角相等，具有正四面体结构。4写出下列反应的化学方程式(1)甲烷与氧气的反应：CH42O2 CO22H2O。(2)甲烷与氯气的反应：CH4Cl2CH3ClHCl、CH3ClCl2CH2Cl2HCl、CH2Cl2Cl2CHCl3HCl、 CHCl3Cl2CCl4HCl。新知探究1已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L，含碳75%，含氢25%，利用这些数据怎样确定它的分子式？提示：甲烷的摩尔质量为M22.4 L/moL0.717 g/L16 g/moL1 mol甲烷气体中含碳原子的物质的量：1 mol，1 mol甲烷气体中含氢原子的物质的量：4 mol，所以甲烷的分子式为CH
3、4。2实验测得甲烷分子中4个CH键完全相同，每相邻的两个CH键之间的夹角为10928，你能判断出甲烷分子的空间结构吗？提示：甲烷分子的空间结构是正四面体；分子中碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于正四面体的四个顶点上。名师点拨有机物组成和结构的表示方法表示方法(以甲烷为例)含义分子式：CH4用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目续表表示方法(以甲烷为例)含义最简式(实验式)：CH4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式：用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式：具有分子式所能表示的意义，能反映物质的结构；表示分子中原子的结合或排列顺
4、序的式子，但不表示空间构型结构简式：CH4结构式的简便写法，着重突出结构特点球棍模型：小球表示原子，短棍表示化学键，展示了空间构型比例模型：表示原子的相对大小和空间的相对位置对点演练1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，理由是()ACH3Cl只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构CCHCl3只有一种结构DCH4中含有4个CH极性键解析：选B甲烷分子无论是正四面体结构，还是正方形的平面结构，A、C、D三项都是成立的，CH2Cl2若是正方形的平面结构，则其结构应有两种，即和，若是正四面体结构，则其结构只有一种。无论是正四面体结构还是正方形结构，CH4中都含有4个 CH
5、极性键。2下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况()解析：选D这几种形式都可表示甲烷分子，其中分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空间构型，但比例模型更能形象地表达出甲烷分子中H、C原子的位置及所占比例。电子式只反映出原子的最外层电子的成键情况。新知探究1甲烷的氧化反应(1)实验探究(2)化学方程式是 CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)。2空气中含甲烷：5%15%，氧气中含甲烷：5.4%59.2%，遇火花将发生爆炸，煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。假如你是一名煤矿工人，当你在矿井采矿时，为预防瓦斯爆炸，你会采取哪些措施呢？提示：及
6、时通风、避免明火。3将CH4通入酸性KMnO4溶液中，观察可能的现象，试解释其原因。提示：酸性KMnO4溶液的颜色不发生变化。通常情况下，甲烷的化学性质比较稳定，不与强酸、强碱和强氧化剂反应。名师点拨1在通常情况下，甲烷比较稳定，与酸性KMnO4等强氧化剂不发生反应。2有机化学方程式中间用“”而不用“=”，主要是因为有机物参加的化学反应往往比较复杂，副反应多，故不用等号。对点演练3下列叙述中错误的是()A点燃甲烷前不必进行验纯B甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料C煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生D甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析：选A甲烷与氧气混合达到一定比例范
7、围时，点燃会发生爆炸，因此，甲烷点燃前要进行验纯。 新知探究1按要求完成下列实验，并填写下表实验操作续表实验现象A装置：(1)试管内气体颜色逐渐变浅；(2)试管内壁有油状液滴出现；(3)试管中有少量白雾；(4)试管内液面上升。B装置：无明显现象实验结论CH4与Cl2在光照条件下才能发生化学反应2.上述对比实验中A试管中有如下反应发生像这种有机物分子中的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。(1)产物CH3Cl(一氯甲烷，沸点24.2 )还能继续与氯气发生取代反应，该反应的化学方程式为。(2)事实上，甲烷与氯气反应可生成四种有机物，写出其中生成氯仿(三氯甲烷)的化学方程式为。3
8、甲烷的四种氯代产物都不溶于水。除一氯甲烷常温下是气体外，其他三种都是油状液体。名师点拨甲烷发生取代反应的有关规律1反应条件和反应物反应条件为光照，反应物为甲烷与卤素单质。如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气发生取代反应。2反应产物甲烷与氯气反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但很难出现全部是某一种产物的情况。3反应特点(1)连锁反应甲烷的取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。生成物中各物质均含有，其中HCl的物质的量最多。(2)数量关系CH4与C
9、l2发生取代反应时，每1 mol H被取代，消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl。即1 mol CxHy与Cl2发生完全取代，消耗Cl2最多为y mol。n(Cl2)n(H)n(HCl)。对点演练4若甲烷与氯气以物质的量之比13混合，在光照下得到的产物有：CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl，其中正确的是()A只有B只有C的混合物 D的混合物解析：选D在甲烷与氯气的反应中，无论甲烷与氯气的物质的量之比是多少，得到的都是各种氯代物和氯化氢气体的混合物。 5有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应的是()AC
10、H2Cl2Br2CHBrCl2HBrBCH3OHHClCH3ClH2OC2Na2H2O=2NaOHH2DCH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBr解析：选C取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。 1近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质可燃冰，其有效成分为甲烷，下列说法正确的是()甲烷属于烃类在相同条件下，甲烷的密度大于空气甲烷难溶于水可燃冰是一种极具潜力的能源A B C D解析：选C甲烷的密度小于空气。2与甲烷的分子结构相同的物质是()ACH3Cl BCCl4 CCH2Cl2 DCHCl3解析：选B
11、CH3Cl、CH2Cl2和CHCl3是四面体形分子；CCl4和CH4分子结构相同，都是正四面体形分子。3为验证甲烷分子中含有C、H两种元素，可将其燃烧产物通过浓硫酸澄清石灰水无水硫酸铜。正确的顺序是()A B C D解析：选D要证明CH4中含有C、H两种元素，可通过其燃烧产物为CO2和H2O来证明，选，检验时应先检验H2O后检验CO2，故顺序为。4下列叙述错误的是()A通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、 强氧化剂不起反应B甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D甲烷的四种取代物都难溶于水解析：选BCH4的性
12、质比较稳定，通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，而不是不能被任何氧化剂氧化，A正确，B错误；CH4在光照条件下与Cl2发生取代反应，生成4种有机产物，它们是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均难溶于水，故C、D均正确。 5. 在光照条件下，将1 mol CH4与Cl2反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗Cl2的物质的量为()A1 mol B2 molC2.5 mol D10 mol解析：选C由于CH4Cl2CH3ClHCl，CH42Cl2CH2Cl22HCl，CH43Cl2CHCl33HCl，CH44Cl2CCl44HCl。1 mol CH4生成CH3Cl、CH2Cl
13、2、CHCl3、CCl4各为0.25 mol，则消耗Cl2为0.250.2520.2530.2542.5 mol。6. 某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶，如图所示。试回答下列问题： (1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是_。(2)若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是_。(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X可能是(完成下表，可不填满，也可补充)：解析：(1)X燃烧只生成H2O。(2)X燃烧只生成CO2。(3)X燃烧既生成CO2也生成H2O。答案：(1)H2(2)CO(3)CH4H
14、2、COH2、CH4CO、CH4H2、CO、CH4第2课时烷烃1了解烷烃的概念、通式及结构特点。2了解烷烃的物理性质和化学性质。3理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。1烷烃又叫饱和烃，其碳原子间都以碳碳单键相连，每个碳原子形成四个共价键，其分子通式为CnH2n2。2随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大，其中碳原子数不超过4的烷烃标准状况下为气态。3. 烷烃一般比较稳定，在通常情况下与酸、碱和酸性高锰酸钾溶液等都不反应。 (1)在点燃条件下，烷烃能跟氧气反应。 (2)在光照条件下能跟卤素单质发生取代反应。 4. 烷烃的碳原子数在十以下的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如戊烷、辛烷等。碳原子数在十以上的，就用中文数字来表示。如十一烷、十七烷等。 5结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团的物质互称为同系物。6化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象。具有
