高中化學(xué)魯科版第三章重要的有機(jī)化合物第一節(jié)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物 獲獎(jiǎng)作品

第1課時(shí)最簡(jiǎn)單的有機(jī)物——甲烷的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)有機(jī)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(shí)】一、有機(jī)化合物和烴概念組成元素有機(jī)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(xiě)元素符號(hào)，下同)。烴僅含有______________的有機(jī)物有機(jī)化合物都含有____元素，但含有____元素的物質(zhì)不一定都是有機(jī)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(diǎn)甲烷分子是以______為中心，________為頂點(diǎn)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(qiáng)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_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)取代反應(yīng)①取代反應(yīng)：有機(jī)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(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)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_(kāi)_________。④取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的區(qū)別。類(lèi)類(lèi)別實(shí)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(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】知識(shí)點(diǎn)一認(rèn)識(shí)有機(jī)物1．下列說(shuō)法正確的是()A．有機(jī)物的水溶液都不導(dǎo)電B．有機(jī)物都易燃燒C．有機(jī)物只能從有機(jī)體中獲得D．有機(jī)物中都含有碳元素2．烴是()A．含有碳、氫元素的有機(jī)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(jī)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(lèi)的是()A．C6H6 B．H2CO3 C．C2H4O D．CHCl3知識(shí)點(diǎn)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(shuō)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(shí)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(shí)點(diǎn)三甲烷的性質(zhì)6．下列敘述中錯(cuò)誤的是()A．點(diǎn)燃甲烷不必事先進(jìn)行驗(yàn)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(diǎn)燃甲烷不一定會(huì)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(cè)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(shí)點(diǎn)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(shuō)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(jìn)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(huì)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(cè)得四種有機(jī)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(shí)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(shuō)法中錯(cuò)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(gè)C—H鍵是完全等價(jià)的鍵D．甲烷分子中具有非極性鍵3．有機(jī)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(jī)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(wú)機(jī)物 B．烴C．高分子化合物 D．有機(jī)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＋I(xiàn)2C．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2＋2H2OD．CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl6.如右圖所示，集氣瓶?jī)?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(huì)進(jìn)入集氣瓶，集氣瓶?jī)?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(gè)無(wú)色的集氣瓶中，光照一段時(shí)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(shí)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(jī)物分子組成8．某有機(jī)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(jī)物分子中C、H、O原子個(gè)數(shù)比為1∶2∶3B．該有機(jī)物分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為1∶2C．該有機(jī)物中必定含有氧元素D．該有機(jī)物化學(xué)式為C2H4題號(hào)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(diǎn)燃，將燃燒后的氣體通過(guò)A、B兩個(gè)洗氣瓶。試根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)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(gè)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(shí)間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣反應(yīng)充分，且只產(chǎn)生一種有機(jī)物，請(qǐng)寫(xiě)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_(kāi)_______。A．CH3ClHClB．CCl4HClC．CH3ClCH2Cl2D．CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)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(wú)法確定(4)若水中含有Na2SiO3，則在U形管左端會(huì)觀察到________________________________________________________________________。(5)右端玻璃管的作用是______________________________________。

答案解析基礎(chǔ)落實(shí)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(wú)機(jī)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(zhǎng)鍵角3．無(wú)色氣態(tài)無(wú)味小極難溶4．KMnO4強(qiáng)酸強(qiáng)堿(1)淡藍(lán)色CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O(2)①原子或原子團(tuán)原子或原子團(tuán)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(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)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(qiáng)制弱不一定有電子的轉(zhuǎn)移一定有電子的得失對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1．D3．A[烴是僅含有碳、氫兩種元素的有機(jī)物，故選A。]4．B5．B[甲烷分子中有四個(gè)等同的C—H鍵，在空間可能有兩種對(duì)稱(chēng)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(gè)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(xiě)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(diǎn)燃可能會(huì)發(fā)生爆炸，因此點(diǎn)燃之前必須驗(yàn)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(diǎn)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(méi)有單質(zhì)生成，A錯(cuò)；CH3COOC2H5＋H2O→CH3COOH＋C2H5OH就不是氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)；CH4與Cl2的取代反應(yīng)，產(chǎn)物有5種，D錯(cuò)。]10．C[1molCH4和Cl2反應(yīng)，產(chǎn)生四種有機(jī)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(gè)鍵的長(zhǎng)度、角度相等，四個(gè)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(xiàng)正確，A、B錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤。]4．D[本題以四硫富瓦烯為題材，考查學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)，將有機(jī)化合物分類(lèi)的能力。選項(xiàng)A明顯錯(cuò)誤，化合物雖然含硫，但不是無(wú)機(jī)物；選項(xiàng)B容易造成誤判，烴類(lèi)化合物是指只含碳、氫元素的有機(jī)化合物，該化合物分子中還含有硫元素，因此不屬于烴類(lèi)；該化合物也不屬于高分子化合物，選項(xiàng)C也是錯(cuò)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(shí)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(lèi)，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(méi)有完全反應(yīng)的甲烷和氯氣。]8．B[有機(jī)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(jī)物分子中n(C)∶n(H)＝1∶2，B正確；由于無(wú)條件可證明生成物中氧元素是否由有機(jī)物部分或全部提供，所以A、C、D均不正確。