第一节甲烷

第三章有机化合物第一节最简单的有机物---甲烷【学习重点、难点】本节教学要探索的主题是甲烷的结构和性质。重点是甲烷的化学性质、取代反应，难点是甲烷的分子结构、甲烷的取代反应。序有机化合物（1）定义：指含的化合物称为有机化合物，通常还含有等几种元素（注意：CO、CO2、H2CO3及碳盐例外，它们称为无机物）（2）主要特点：①有机物种类，结构。②大多数有机物溶于水而溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。③绝大多数有机物受热易，而且容易。④绝大多数有机物是非电解质，导电，熔点。⑤有机物所起的化学反应比较复杂，一般比较慢，并且还常伴随有副反应发生。所以有机反应中常用“→”不用“=”。2、有机物种类繁多的原因：①碳原子有个价电子，可以有其他原子形成个共价键；②碳碳之间可以形成单键、也可以形成和；③碳碳之间结合的方式可以是链状，也可以是状。3、烃：仅由两种元素组成的有机化合物总称为烃（也叫碳氢化合物）烃的汉语拼音的注音是，表示的意义是[练习]下列物质属于烃的是：A．H2S，B．C2H2，C．CH3Cl，D．C2H5OH，E．CH4，F．H2，G．金刚石，H．CH3COOH，I．CO2，J．C2H4一、甲烷的存在、结构1、物理性质：甲烷是一种色、味、溶于水、通常为态的有机物，比空气密度。沼气、坑气，天然气的主要成分是。2、分子组成和结构已知：甲烷的气体密度在标准状况下为0.717g/L，其中含碳的质量分数为75％，含氢质量分数为25％，求甲烷的分子式。（1）分子组成：分子式___________，是烃类分子中组成最简单的烃，也是含C质量分数最______的烃，或含H质量分数最______的烃。（2）甲烷的结构甲烷的电子式：结构式__________（3）甲烷空间结构的描述：甲烷是结构，位于正四面体的中心，顶点都是,键角。二、甲烷的性质及用途1、推断甲烷的性质根据甲烷的结构式和已有知识可预测甲烷具有哪些性质？标准状况下的密度为：LgLg/717.04.2216碳的化合价为价具有甲烷能发生氧化反应.2、化学性质①CH4通入酸性KMnO4溶液中观察实验现象：。结论：一般情况下，性质稳定,与、及等不起反应②可燃性：写出化学方程式：怎样检查其燃烧的生成产物？思考：如何区别H2、CO、CH4三种气体？③、取代反应：CH4和Cl2混合反应实验观察现象：在室温下，甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中长期保存而不起任何反应。但把混合气体放在光亮的地方就会发生反应，黄绿色的氯气就会逐渐，水面、加入石蕊试液，证明有气体生成，有、证明有生成。甲烷的氯代反应：反应条件及书写方法：注意：反应条件为及无水体系。甲烷不能使、等褪色。【思考】不能用此方法来制一氯代烷，为什么？化学式CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4常温状态名称（俗名）溶解性用途取代反应是指：取代反应与置换反应的区别？取代反应置换反应可与化合物发生取代，生成物中不一定有反应物生成物中一定反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动顺序。分步取代，很多反应是的反应一般单向进行，一定有电子转移。适用于反应适用于反应例：1、下列反应属于取代反应的是（）A.甲烷燃烧B．由甲烷制取氯仿C．由甲烷制炭黑D．钠与水反应制得H22、下列物质在一定条件下可与CH4发生化学反应的是（）A.氯气B.溴水C.氧气D.KMnO4溶液④受热分解：在隔绝空气的条件下加热到1000℃以上，甲烷就分解生成炭黑和氢气。甲烷分解生成的炭黑是橡胶工业的重要原料，也可以用于制造颜料、油墨、油漆等。甲烷的用途：燃料、制炭黑等。一、选择题：1、下列物质中，属于有机物的是（）A．二氧化碳B.尿素C.蔗糖D.碳酸氢铵2、下列粒子的空间结构为正四面体的是（）①CH4②NH4+③P4④H2O⑤NH3⑥SiO2⑦金刚石⑧石墨⑨CO2⑩CH3ClA．①②③B．①②⑥C．①②③⑥⑦D．①②⑥⑦⑩3、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（）A．CH3Cl只一种结构B．CHCl3只一种结构C．CH2Cl2只一种结构D．CH4是非极性分子4、在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合，得到物质的量最多的是（）A．CH3ClB．CH2Cl2C．HClD．CCl45、下列反应在光照条件下极易发生的是（）①H2与Cl2化合②HClO分解③CH4与Cl2取代④AgBr分解⑤氨水分解⑥HNO3分解⑦Na2O2变质A．①②③B．④⑤⑥⑦C．①②⑤D．①②③④⑥6、有机物种类繁多的主要原因是（）A．碳原子能与其他原子形成四个共价键，且碳原子之间也能相互成键B．自然界中存在着多种形式的、大量的有机物C．有机物除含有碳元素以外，还含有其他多种元素D．有机物的分子结构十分复杂7、甲烷和氧气的混合物，其平均相对分子质量为24，则该混合气体中甲烷的质量分数为（）A．25%B．33.3%C．50%D．66.67%8、要使0.5molCH4和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要Cl2的物质的量为（）A．2.5molB.2molC.1.25molD.0.5mol9、一定质量的甲烷在氧气不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和水蒸气的总质量为49.6g，当其缓慢通过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g，原混合气体中CO2质量为（）A．12.5gB.13.2gC.19.7gD.24.4g10、空气中混有5%~15%的甲烷时，点燃会发生爆炸，当爆炸最强烈时，甲烷的含量为（）A．9.1%B.10.5%C.10%D.5%11、天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，回答下列有关问题。①若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为（）A.CH4·14H2OB.CH4·8H2OC.CH4·732H2OD.CH4·6H2O②“可燃冰”的组成可表示成CH4·(H2O)n,经研究测定：1m3“可燃冰”可以释放200m3的甲烷气体，下列说法中不正确．．．的是（）A.“可燃冰”的燃烧值高，污染小B.“可燃冰”将成为新能源C.“可燃冰”能作为燃料，说明水可以变成油D.在海底和冻土层可能存在“可燃冰”12、“西气东输”工程，即从新疆开发天然气，贯穿东西多省市一直引至上海。关于天然气的下列叙述中，不正确．．．的是（）A.天然气和沼气主要成分都是甲烷B.天然气和空气混合点燃时不会发生爆炸C.在天然气燃烧的废气中，SO2等污染物的含量少D.合格的液化石油气含碳量高于天然气的含碳量二、填空题1、甲烷的分子的空间结构为___________，电子式为___________，结构式为__________。常温下甲烷的化学性质_______，通入溴水，溶液颜色______；通入酸性高锰酸钾溶液，溶液颜色_______。2、甲烷、氢气、一氧化碳三种气体，一同学用燃烧法区分它们。将它们分别点燃后，在它们的火焰上方分别罩上干燥的烧杯，观察到烧杯内壁有水雾的是______，无水雾的是______，再将有水雾的烧杯倒转加入澄清的石灰水，石灰水变浑浊的是______，不变浑浊的是______。3、取一个100ml的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20mlCH4和80mlCl2，放在光亮的地方（不宜放在日光直射处）等待片刻。观察现象有：______________、_______________、_______________________。4、某无色气体可能由CH4、NH3、N2、CO、HCl、CO2、Cl2等中的一种或几种组成。将该气体通过饱和澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减小，再通过Ba(OH)2溶液，析出白色沉淀。再将剩余气体在氧气中点燃后，产物不能使无水硫酸铜变蓝色。则原混合气体中肯定含有___________，可能含有_________________，一定不含_______________。5、如图所示，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。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。三、计算题：1、已知某烃分子中含碳元素与氢元素的质量比为4：1，在标准状态下5.6气体的质量为7.5克，求此烃的分子式。2、室温时20ml某气态烃与过量的氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸后恢复到室温，气体体积减少了50ml，剩余气体再通过苛性钠溶液，又减少了40ml。求气态烃的分子式。AB浓H2SO4澄清石灰水