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).docx

最简单的有机化合物—甲烷____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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知识点一．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,P,S,Cl等(写元素符号，下同)烃仅含有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、CO2、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CH4 (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KMnO4等强氧化剂不反应，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CH4＋2O2CO2＋2H2O2)取代反应①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②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.试管内壁有油状液滴出现c.试管内液面逐渐上升d.试管中有少量白雾有关化学方程式CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl③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④取代反应和置换反应的区别类别实例区别取代反应置换反应甲烷与氯气的反应Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑定义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一定有电子的转移一定有电子的得失知识点三．烷烃1．烷烃定义及通性：烃的分子里所有的碳原子均达到“饱和”的链烃即所有的碳原子间均以单键的形式连接叫做饱和链烃，也叫烷烃。

通式：CnH2n+2（n≥1）,如乙烷、丙烷、丁烷等通性：①n≤4为气体，溶沸点、密度随碳原子数增大而增大②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③可燃：在空气中燃烧生成二氧化碳和水（充分）④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CH2的物质互称为同系物如：甲烷、乙烷、丙烷互称为同系物，它们都属于烷烃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类型一：甲烷的取代例1.在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl解析：由CH4与Cl2发生取代反应的化学方程式可知，每生成1 mol卤代烃，可生成1 mol HCl，由于CH4与Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成，所以，产物中HCl的物质的量最多这里注意，不要简单地按CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl进行考虑。

其实，该反应一旦进行，生成的CH3Cl立即与Cl2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、CO2、H2O（g），此混合物的质量为49.6 g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2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CH4的物质的量为（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 mol m（CO）=0.4 mol×28 g·mol－1=11.2 g答案：D类型三：化学中的四同例3.下列各组物质：① 金刚石和C60 ② H2、D2和T2 ③ 和④ CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 ⑤ 乙烷和已烷⑥ CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3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 。

解析：互为同位素的是和，互为同素异形体的是金刚石和C60，互为同系物的是乙烷和已烷，属于同一物质的是CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3答案：③；①；⑤；⑥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，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，集气瓶内气体是( ) ①CO、O2 ②Cl2、CH4 ③NO2、O2 ④N2、H2A．①② 　　 B．②④C．③④ 　 D．②③解析：②Cl2、CH4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；③3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO、2NO＋O2＝2NO2答案：D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．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．烃是(　　)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．下列物质属于烃类的是(　　)A．C6H6 B．H2CO3 C．C2H4O D．CHCl34．如图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。

下列说法正确的是(　　)A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构B．CH4、CCl4都是正四面体结构C．CH4和CCl4中的化学键完全相同D．CH4、CCl4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．CH3Cl只代表一种物质 B．CH2Cl2只代表一种物质C．CHCl3只代表一种物质 D．CCl4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．CH3Cl B．CHCl3 C．CCl4 D．HCl8．CH4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CH4和H2的体积之比为(　　)A．2∶3 B．3∶2 C．2∶1 D．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 CH4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Cl2为(　　)A．0.5 mol B．2 mol C．2.5 mol D．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：①____________________，②____________________，③____________________，④____________________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．有机物中的烃是__________________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．烃C．高分子化合物 D．有机物5．下列反应属于取代反应的是(　　)A．CH4C＋2H2B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2C．CH4＋2O2CO2＋2H2OD．CH4＋Cl2CH3Cl＋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．5种 B．6种 C．4种 D．3种7．某有机物在O2中充分燃烧生成CO2和H2O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∶3B．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C2H4二．填空题8.如图所示，某气体X可能由H2、CO、CH4中的。