高中化學(xué)魯科版第三章重要的有機化合物第一節(jié)認(rèn)識有機化合物 獲獎作品

第1課時最簡單的有機物——甲烷的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識有機化合物甲烷的組成和結(jié)構(gòu)甲烷的物理、化學(xué)性質(zhì)【基礎(chǔ)落實】一、有機化合物和烴概念組成元素有機化合物大部分含有______的化合物一定含有____，常含有____，有的還含有____________等(寫元素符號，下同)。烴僅含有______________的有機物有機化合物都含有____元素，但含有____元素的物質(zhì)不一定都是有機物，如CO、CO2、碳酸鹽、碳酸氫鹽都屬于______。二、甲烷1．存在和用途(1)存在：甲烷是________、________、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。(2)用途：天然氣是一種______、______、________的清潔能源，還是一種重要的__________。2．組成與結(jié)構(gòu)(1)表示方法化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)示意圖球棍模型比例模型(2)結(jié)構(gòu)特點甲烷分子是以______為中心，________為頂點的__________結(jié)構(gòu)，其中C—H鍵的______和______相同。3．物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度(與空氣相比)水溶性4.化學(xué)性質(zhì)通常狀況下，甲烷比較穩(wěn)定，與______等強氧化劑不反應(yīng)，與______、______也不反應(yīng)。但在特定的條件下，甲烷也能發(fā)生某些反應(yīng)。(1)氧化反應(yīng)純凈的甲烷在空氣中安靜的燃燒，火焰呈________，放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)取代反應(yīng)①取代反應(yīng)：有機化合物分子里的某些________________被其他________________所代替的反應(yīng)。②甲烷與氯氣的取代反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象a.氣體顏色________，最后________b.試管內(nèi)壁有________出現(xiàn)c.試管內(nèi)液面逐漸________d.試管中有少量白霧有關(guān)化學(xué)方程式CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋HCl③取代產(chǎn)物水溶性：甲烷的四種氯代產(chǎn)物均________。狀態(tài)：常溫下除__________是氣體，其余三種均為__________。④取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的區(qū)別。類類別實例區(qū)別取代反應(yīng)置換反應(yīng)甲烷與氯氣的反應(yīng)Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑定義參與物質(zhì)反應(yīng)條件反應(yīng)受________、____、____的影響水溶液中置換遵循__________的原則反應(yīng)中電子得失【對點訓(xùn)練】知識點一認(rèn)識有機物1．下列說法正確的是()A．有機物的水溶液都不導(dǎo)電B．有機物都易燃燒C．有機物只能從有機體中獲得D．有機物中都含有碳元素2．烴是()A．含有碳、氫元素的有機物B．含有碳元素的化合物C．僅由碳、氫兩種元素組成的有機物D．完全燃燒只生成二氧化碳和水的化合物3．下列物質(zhì)屬于烴類的是()A．C6H6 B．H2CO3 C．C2H4O D．CHCl3知識點二甲烷的組成和結(jié)構(gòu)4．如圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型圖。下列說法正確的是()A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)B．CH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu)C．CH4和CCl4中的化學(xué)鍵完全相同D．CH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同5．下列事實中能證明甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的是()A．CH3Cl只代表一種物質(zhì) B．CH2Cl2只代表一種物質(zhì)C．CHCl3只代表一種物質(zhì) D．CCl4只代表一種物質(zhì)知識點三甲烷的性質(zhì)6．下列敘述中錯誤的是()A．點燃甲烷不必事先進行驗純B．甲烷燃燒放出大量的熱，所以是一種很好的氣體燃料C．煤礦的礦井要注意通風(fēng)和嚴(yán)禁煙火，以防爆炸事故的發(fā)生D．點燃甲烷不一定會爆炸7．在光照條件下，將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣混合充分反應(yīng)后，得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是()A．CH3Cl B．CHCl3 C．CCl4 D．HCl8．CH4和H2混合氣體10mL，完全燃燒后生成6mLCO2氣體(氣體的體積在相同狀況下測定)，則混合氣體中CH4和H2的體積之比為()A．2∶3 B．3∶2 C．2∶1 D．1∶2知識點四取代反應(yīng)9．關(guān)于取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的下列說法中，正確的是()A．取代反應(yīng)和置換反應(yīng)中一定都有單質(zhì)生成B．取代反應(yīng)和置換反應(yīng)一定都屬于氧化還原反應(yīng)C．取代反應(yīng)大多是可逆的，反應(yīng)速率慢，而置換反應(yīng)一般是單向進行的，反應(yīng)速率快D．取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的產(chǎn)物都是惟一的，不會有多種產(chǎn)物并存的現(xiàn)象10．1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的Cl2為()A．mol B．2mol C．mol D．4mol【課后作業(yè)】練基礎(chǔ)落實1．下列氣體的主要成分不是甲烷的是()A．沼氣 B．煤氣 C．天然氣 D．坑道氣2．以下關(guān)于甲烷的說法中錯誤的是()A．甲烷分子是由極性鍵構(gòu)成的分子B．甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu)C．甲烷分子中四個C—H鍵是完全等價的鍵D．甲烷分子中具有非極性鍵3．有機物中的烴是________的化合物()A．含有碳元素 B．含有碳元素和氫元素C．僅含有碳元素和氫元素 D．燃燒后生成二氧化碳和水4．用于制造隱形飛機的物質(zhì)具有吸收微波的功能，其主要成分的結(jié)構(gòu)如下圖，它屬于()A．無機物 B．烴C．高分子化合物 D．有機物5．下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()A．CH4eq\o(→,\s\up7(高溫))C＋2H2B．2HI＋Cl2=2HCl＋I2C．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2OD．CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl6.如右圖所示，集氣瓶內(nèi)充滿某混合氣體，置于光亮處，將滴管內(nèi)的水?dāng)D入集氣瓶后，燒杯中的水會進入集氣瓶，集氣瓶內(nèi)氣體可能是()①CO、O2②Cl2、CH4③NO2、O2④N2、H2A．①② B．②④ C．③④ D．②③7．常溫下把體積相同的甲烷和氯氣充入一個無色的集氣瓶中，光照一段時間后，發(fā)現(xiàn)氣體的黃綠色變淺，集氣瓶上有淡黃綠色液滴，此時集氣瓶中最多含有氣體物質(zhì)的種數(shù)是()A．5種 B．6種 C．4種 D．3種練方法技巧——燃燒法確定有機物分子組成8．某有機物在O2中充分燃燒生成CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶1，由此可得出的結(jié)論是()A．該有機物分子中C、H、O原子個數(shù)比為1∶2∶3B．該有機物分子中C、H原子個數(shù)比為1∶2C．該有機物中必定含有氧元素D．該有機物化學(xué)式為C2H4題號12345678答案練綜合拓展9.如圖所示，某氣體X可能由H2、CO、CH4中的一種或幾種組成，將X氣體點燃，將燃燒后的氣體通過A、B兩個洗氣瓶。試根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)若A洗氣瓶的質(zhì)量增加，B洗氣瓶的質(zhì)量不變，則X氣體是________。(2)若A洗氣瓶的質(zhì)量不變，B洗氣瓶的質(zhì)量增加，則X氣體是________。(3)若A、B兩個洗氣瓶的質(zhì)量都增加，則X氣體可能是_________________。10.如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1∶4)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光亮的地方，讓混合氣體緩慢地反應(yīng)一段時間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣反應(yīng)充分，且只產(chǎn)生一種有機物，請寫出化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)若題目中甲烷與氯氣的體積比為1∶1，則得到的產(chǎn)物為________。A．CH3ClHClB．CCl4HClC．CH3ClCH2Cl2D．CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，U形管右端的水柱變化是________________________________________________________________________。A．升高 B．降低 C．不變 D．無法確定(4)若水中含有Na2SiO3，則在U形管左端會觀察到________________________________________________________________________。(5)右端玻璃管的作用是______________________________________。

答案解析基礎(chǔ)落實一、從左到右，從上到下：碳元素CH、ON、S、P、Cl碳元素和氫元素C、H碳碳無機物二、1．(1)天然氣沼氣(2)高效低耗污染小化工原料2．(1)CH4(2)碳原子氫原子正四面體鍵長鍵角3．無色氣態(tài)無味小極難溶4．KMnO4強酸強堿(1)淡藍色CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O(2)①原子或原子團原子或原子團②a.變淺消失b．油狀液滴c．上升③不溶于水一氯甲烷液體④從左到右，從上到下：有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應(yīng)一種單質(zhì)跟一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)反應(yīng)物和生成物中不一定有單質(zhì)反應(yīng)物、生成物中一定有單質(zhì)催化劑溫度光強制弱不一定有電子的轉(zhuǎn)移一定有電子的得失對點訓(xùn)練1．D3．A[烴是僅含有碳、氫兩種元素的有機物，故選A。]4．B5．B[甲烷分子中有四個等同的C—H鍵，在空間可能有兩種對稱分布：正四面體結(jié)構(gòu)和平面正方形結(jié)構(gòu)。本題主要考查學(xué)生的空間想象能力和逆向思維能力。本題用“反證法”，假設(shè)甲烷是平面正方形的結(jié)構(gòu)，則CH2Cl2分子里的五個原子必在同一平面上，應(yīng)有兩種結(jié)構(gòu)和即代表兩種物質(zhì)。而CH3Cl、CHCl3、CCl4就是寫成平面結(jié)構(gòu)，也只有一種結(jié)構(gòu)。]6．A[甲烷中如混有氧氣，點燃可能會發(fā)生爆炸，因此點燃之前必須驗純。]7．D[甲烷分子里的氫原子是逐步被氯原子取代的，雖然為等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣混合反應(yīng)，但發(fā)生任何一步反應(yīng)，即每取代1mol氫原子都生成1molHCl，因此生成HCl的物質(zhì)的量最多。]8．B[CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O1 1V(CH4) 6mLV(CH4)＝eq\f(6mL×1,1)＝6mLV(H2)＝10mL－6mL＝4mL故V(CH4)∶V(H2)＝6mL∶4mL＝3∶2。]9．C[CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl就沒有單質(zhì)生成，A錯；CH3COOC2H5＋H2O→CH3COOH＋C2H5OH就不是氧化還原反應(yīng)，B錯；CH4與Cl2的取代反應(yīng)，產(chǎn)物有5種，D錯。]10．C[1molCH4和Cl2反應(yīng)，產(chǎn)生四種有機取代物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物質(zhì)的量相等，應(yīng)各為mol，則n(Cl2)＝mol×(1＋2＋3＋4)＝mol。]課后作業(yè)1．B2．D[甲烷分子的正四面體結(jié)構(gòu)中，四個鍵的長度、角度相等，四個氫原子的位置一樣，分子中的C—H鍵為極性鍵。]3．C[從概念上看，烴中只含碳、氫兩種元素，故C項正確，A、B錯誤；烴完全燃燒的產(chǎn)物為CO2和水，但僅含C、H、O三種元素的化合物完全燃燒產(chǎn)物也只有CO2和水，D項錯誤。]4．D[本題以四硫富瓦烯為題材，考查學(xué)生運用已學(xué)的知識，將有機化合物分類的能力。選項A明顯錯誤，化合物雖然含硫，但不是無機物；選項B容易造成誤判，烴類化合物是指只含碳、氫元素的有機化合物，該化合物分子中還含有硫元素，因此不屬于烴類；該化合物也不屬于高分子化合物，選項C也是錯誤的。]5．D[A屬于分解反應(yīng)，B屬于置換反應(yīng)，C屬于氧化反應(yīng)，D屬于取代反應(yīng)，要從反應(yīng)實質(zhì)的角度理解取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的區(qū)別。]6．D[②中CH4與Cl2在光照下可發(fā)生反應(yīng)，致使氣體的物質(zhì)的量減少，且生成的HCl能夠溶解于水；③中發(fā)生4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3氣體體積減小。]7．C[此題考查甲烷的取代反應(yīng)的產(chǎn)物種類，關(guān)鍵在于集氣瓶中最多含有氣體物質(zhì)的種數(shù)，產(chǎn)物是氣體的有CH3Cl、HCl，還有沒有完全反應(yīng)的甲烷和氯氣。]8．B[有機物充分燃燒后生成CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶1，可得有機物分子中n(C)∶n(H)＝1∶2，B正確；由于無條件可證明生成物中氧元素是否由有機物部分或全部提供，所以A、C、D均不正確。