人教版高中化学必修二第7讲：最简单的有机化合物—甲烷(学生版)

1、最简单的有机化合物 一甲烷大脑体操）卷作业完成崛教学目1 .认识有机物的组成和结构特点，建立有机物的立体结构模型;2 .认识甲烷的立体结构和取代反应，以及同系物和同分异构体，拈趣味引入）知识梳理）知识点一.有机化合物和燃概念组成兀素有机化 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,P,S,Cl 等（Wft#,N）.煌仅含有C,H的有机物有机化合物都含有碳元素，但含有碳元素的物质不一定都是有机物，如CO CO、碳酸盐、碳酸氢盐都属于无机物.知识点二.甲烷1 .存在和用途（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）用途：天然气是一种高效、低耗、污染小

2、的清洁能源，还是一种重要的化工原料.2 .组成与结构(1)表示方法化学式电子式结构式分子结构示意图球棍模型比例模型CH4HH, H：C：H H-C-H ”1HH(2)结构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结构，其中C- H键的键长和键角相同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 .化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与KMnO强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应.但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应.(1)氧化反应纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色，放出大量的热，反应的化学方程式为点燃CH+ 2C2> CO+ 2H2O.(2)取

3、代反应取代反应：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应甲烷与氯气的取代反应实验操作实验现象a.气体颜色变浅，最后消失b.试管内壁后油状液滴出现c.试管内液面逐渐上升d.试管中用少量白雾有关化学方程式光CH+C12> CHCl + HCl;CHCl + Cl 2 CHCl 2+ HCl;光CHCl2+Cl 2> CHCb+ HCl;CHCb+Cl2一三CCU+HCl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，其余三种均为液体取代反应和置换反应的区别甲烷与氯气的反应Zn+HSQ= ZnSO4+HJ定义有机物分子里的某些原子或原子

4、团被其他原子或原子团所代替的反应一种单质跟一种化合物反应，生 成另一种单质和另一种化合物的反应参与物质反应物和生成物中不一定有单质反应物、生成物中一定有单质反应条件反应受催化剂、温度、光的影响水溶液中置换遵循强制弱的原则反应中电子得失不定后电子的转移一定有电子的得失知识点三.烷烧1 .烷煌定义及通性：煌的分子里所有的碳原子均达到“饱和”的链煌即所有的碳原子间均以单键的形式连接叫做饱和链煌,也叫烷煌.通式：Cni+2 （n>1）,如乙烷、丙烷、丁烷等.通性：nW4为气体，溶沸点、密度随碳原子数增大而增大通常状况下，很稳定，与酸、碱和氧化剂都不发生反应,也难与其它物质化合.可燃：在空气中燃烧

5、生成二氧化碳和水（充分）.取代：在光照条件下，都能与氯气等发生取代反应.2 .同系物：结构相似，分子组成上相差若干个 CH的物质互称为同系物.如：甲烷、乙烷、丙烷互 称为同系物，它们都属于烷煌.3 .同分异构体：化合物具有相同的化学式，但具有结构不同的化合物的现象 ，叫做同分异构现象 如正丁烷和异丁烷.具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体电特色饼就）类型一：甲烷的取代例1.在光口下,将等物质的量的 CH4和C12充分反应，得到产物的物质的量最多的是A.CHbClB.CH2c12C.CC14D.HCl解析：由CH与C12发生取代反应的化学方程式可知 ，每生成1 mol卤代烧，可生成1 mol

6、 HC1,由 于CH与C12发生的每一步取代反应中都有 HC1生成，所以，产物中HC1的物质的量最多.这里注意，不 要简单地按 CH + C12CHC1 + HC1进行考虑.其实，该反应一旦进行，生成的CHC1立即与C12发生“连 锁”反应.答案：D类型二：燃烧的分析例2.一定量的CH4燃烧后得到的产物是 CO CQ、H2O (g),此混合物的质量为 49.6 g,当其缓缓 通过足量的无水CaC12时气体质量减少25.2 g,则混合气中CO的质量为A.24.4 g B.13.2 g C.12.5 g D.11.2 g解析：设产物中CO的物质的量为x,CO2的物质的量为y.由C原子守恒可得CH的

7、物质的量为 (x+y),又由H原子守恒可得生成 H2O的物质的量为 2 (x+y).则 解得x=0.4 mol, y=0.3 molm1 (CQ =0.4 mol x 28 g mol =11.2 g答案：D类型三：化学中的四同235238例3.下列各组物质： 金刚石和C60H2、D2和T2 U和 UCH3(CH2)2CH和(CH3)2CHCH 乙烷和已烷 CH3CHCHCH(CHCH)CH3和CH(CH2)2CH(CH)CH2CH中，互为同位素的是 (填序号，下同) ,互为同素异形体的是, 互为同系物的是 ,属于同一物质的是_235238解析：互为同位素的是U和 U ,互为同素异形体的是金刚

8、石和C60,互为同系物的是乙烷和已烷，属于同一物质的是 CHCHCHCH(CHCH)CH3和 CH(CH2)2CH(CH)CH2CH.答案：； 类型四：取代产物与压强例4.如图所示，集气瓶内充满某混合气体 会进入集气瓶，集气瓶内气体是()CO QCl2、CHNO、A.C.,置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水3)N2、H2B.D.解析：Cl2、CH光照下反应，且生成的HCl极易溶于水，使得集气瓶内气体压强减小；3NO+HzO= 2HNO+ NO 2N» Q=2NO.答案：D页£当堂练习）基础演练一.选择题1 .下列说法正确的是（）A .有机物的水溶液都不导电B

9、.有机物都易燃烧C .有机物只能从有机体中获得D .有机物中都含有碳元素2 .煌是（）A.含有碳、氢元素的有机物B.含有碳元素的化合物C.仅由碳、氢两种元素组成的有机物D.完全燃烧只生成二氧化碳和水的化合物3 .下列物质属于煌类的是（）A. C6HsB. H2COC. QH4OD. CHCb4 .如图是CH、CCl4、CHCl的分子球棍模型图.下列说法正确的是（）A. CH、CC14和CHCl都是正四面体结构B. CH、CC14都是正四面体结构C. CH4和CC14中的化学键完全相同D. CH、CC14的结构相同，性质也相同5 .下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是（）A

10、. CHCl只代表一种物质B. CHC12只代表一种物质C. CHCb只代表一种物质D. CC14只代表一种物质6 .下列叙述中错误的是（）A.点燃甲烷不必事先进行验纯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和严禁烟火，以防爆炸事故的发生D.点燃甲烷不一定会爆炸7 .在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后，得到产物的物质的量最多的是（）A. CHClB. CHC13C. CC14D. HCl8 . CH和H2混合气体10 mL,完全燃烧后生成 6 mL CO2气体（气体的体积在相同状况下测定 ，则混合 气体中CH和H2的体积之比为（）A. 2 ：

11、 3B. 3 ： 2C. 2 ： 1D. 1 ： 29 .关于取代反应和置换反应的下列说法中，正确的是（）A.取代反应和置换反应中一定都有单质生成B.取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应C.取代反应大多是可逆的，反应速率慢，而置换反应一般是单向进行的，反应速率快D.取代反应和置换反应的产物都是惟一的，不会有多种产物并存的现象10 . 1 mol CH 4与Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的02为（）A. 0.5 molB. 2 molC. 2.5 molD. 4 mol二.填空题11 .衣服上沾有动、植物油污，用水洗不掉，但可用汽油洗去，这是因为大

12、多数有机物难 而易.有机化工厂附近严禁火种,这是因为绝大多数有机物 .12 .某元素的原子最外层电子数是次外层电子数的两倍,该元素是它和氢元素组成的最简单的化合物的化学式为在这种化合物中氢元素的质量分数为 13 .将一支试管中盛满甲烷和氯气的混合气体，倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，在漫射光的照射下，产生的现象是：，,.巩固提高一.选择题1 .下列气体的主要成分不是甲烷的是（）A.沼气B.煤气C.天然气D.坑道气2 .以下关于甲烷的说法中错误的是（）A.甲烷分子是由极性键构成的分子B.甲烷分子具有正四面体结构C.甲烷分子中四个 C H键是完全等价的键D.甲烷分子中具有非极性键3 .有机物中的煌是

13、 的化合物（）A.含有碳元素B.含有碳元素和氢元素C.仅含有碳元素和氢元素D.燃烧后生成二氧化碳和水4 .用于制造隐形飞机的物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构如下图，它属于（）A.无机物B.煌C.高分子化合物D.有机物5 .下列反应属于取代反应的是（）tWj温A. CHI->C+ 2H2B. 2HI+ Cl2=2HCl+I2C. Ch4+2O2-t CO+ 2H2O光D. CH + Cl 2>CHCl + HCl6 .常温下把体积相同的甲烷和氯气充入一个无色的集气瓶中，光照一段时间后，发现气体的黄绿色变浅，集气瓶上有淡黄绿色液滴，此时集气瓶中最多含有气体物质的种数是()A.

14、5种B. 6种C. 4种D. 3种7 .某有机物在 Q中充分燃烧生成 CO和HbO的物质的量之比为 1 ： 1,由此可得出的结论是()A.该有机物分子中 C H、O原子个数比为1 ： 2 ： 38 .该有机物分子中 C H原子个数比为1 ： 2C.该有机物中必定含有氧元素D.该有机物化学式为 GH二.填空题8.如图所示，某气体X可能由H2、CO CH中的一种或几种组成，将X气体点燃，将燃烧后的气体通过A、B两个洗气瓶.试根据实验现象回答下列问题：(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变，则X气体是.(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加，则X气体是.(3)若A、B两个洗气瓶的质量

15、都增加，则X气体可能是 .9.如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气 (体积比为1 ： 4)的混合气体，假定氯气在 水中的溶解度可以忽略.将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方 ，让混合气体缓 慢地反应一段时间.(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1 ： 1，则得到的产物为 A. CH3C1 HClB. CC14 HClC. CH3C1 CHCl 2D. CHCl CHCl 2 CHC3 CC14 HCl(3)经过几个小时的反应后,U形管右端的水柱变化是.A.升高B.降低C.不变D.无法确定(4)若水中含

16、有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到 .(5)右端玻璃管的作用是.座当堂检初*1 .某烷烧含200个氢原子，则该烧的分子式是A. C97H200B . G8 H200C. 。9吒00D . G 00 H002.可燃冰是天然气与水相互作用形成的晶体物质,主要存在于冻土层和海底大陆架中.据测定每0.1m3固体“可燃冰”要释放 20m3的甲烷气体，则下列说法中不正确的是（）A. “可燃冰”释放的甲烷属于燃B. “可燃冰”是水变油，属于化学变化C. “可燃冰”将成为人类的后续能源D.青藏高原可能存在巨大体积的“可燃冰”3 .在光口下,将等物质的量的 CH4和C12充分反应，得到产物的物质的量最多的

17、是（）A.CHbClB.CH2c12C.CC14 D.HC14 .把纯净的甲烷与氯气混合气放在集气瓶中，用玻璃片盖好瓶口 ，放在光亮的地方一段时间后，下列说法中，不正确的是（）A.气体发生爆炸反应B.瓶内气体的颜色变浅C.用一根蘸有浓氨水的玻璃棒伸入瓶内时有白烟产生D.集气瓶壁有油状液体生成5 .甲烷气体在氧气中燃烧生成二氧化碳和水的实验事实说明（）A .甲烷的分子式为 CHB .甲烷气体中含碳元素和氢元素C .甲烷气体中只含有碳元素和氢元素D .甲烷的化学性质比较稳定6 .已知瓦斯气又叫煤层气，它与天然气成分无异，下列有关说法不正确的是（）A.瓦斯气主要成分是甲烷B.瓦斯气在空气中占任意体积

18、分数时，均会发生爆炸C.井下及时通风透气、加强监测，控制瓦斯气的浓度并严禁明火 ，是安全生产的关键之一D.煤层气直接排放到空气中，不仅浪费资源还会加剧温室效应.7 .下列微粒中，与甲烷分子具有相同的质子数和相同的电子数的是（）A.HC1 B.NH 3C.NHk+D.OH -8 .将一定量的甲烷完全燃烧，使所生成的气体依次通过装有足量无水CaC12和NaOH勺玻壬管.结果盛NaOH勺玻璃管质量增加了 1.1g,则原来甲烷在标准状况下的体积为（）A.2.24LB.1.12LC.0.56LD.0.28L二.填空题9 .目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作

19、为民用燃料.管道煤气的主要成分为 CO H和少量煌类，天然气的主要成分是CH4.它们的燃烧反应如下：占占I隧占.厥ZCO+Ue >2g ,祝十必二“磨>2电,CH.+ 2Q > C0i+2Hr0根据以上化学方程式判断，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大是.因 此燃烧管道煤气的灶具如需改燃天然气，灶具的改进方法是 进风口（填“增大”或“减少”），如不作改进可能产生的不良后果是 ,管道煤气中含有的果类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：乙烷丙烷丁烷熔点（C）-183.3-189.7-138.4沸点（C）-88.6-42.1-0.5试根据以上

20、某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是.10 . （2015首师大附中高一下期末）利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实.某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下根据要求填空：（1） B装置有三种功能：(2)设(Cl 2)/（CH4）=工,若理论上欲获得最多的氯化氢，则工值的取值范围为（3） D装置的石棉中均匀混有 KI粉末,其作用是.（4）E装置的作用是 （填编号）.A.收集气体B.吸收氯气C.防止倒吸D.吸收氯化氢（5）在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗

21、粒的化学方程式 .（6）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为 .该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为 （填编号）.A. CHB. CHClC. CHCl 2D. CHC3E . CC14当堂总结），业家庭作业）一.选择题1 .北京奥运会“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述错误.的是（）A.分子中的3个碳原子在一条直线上B.在光照条件下能和氯气发生取代反应C.充分燃烧的产物是水和二氧化碳D.丙烷和丁烷互为同系物2.将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关此实验的现象和结论叙述不正确的是（） A.瓶中气体的黄绿色逐渐变浅B.瓶内壁有油状液滴形成C.若日光直射，可能发生爆炸D.生成物只有 CHCl、CHCI2、CHCb、CC143 . 一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO CO和水蒸气，此混合气体质量为 49.6g,当其缓慢经过无水CaCl2时,CaCl2增重25.2g.原混合气体中CO的质量为（）A. 24.4 gB. 19.7gC. 13.2gD. 11.2g4 .若要使1 mol甲烷和Cl2发生取代反应，反应后CH与Cl2均无剩余，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要C12的物质的量为（）A