學年高一化學人教必修二輔導與檢測課件第章第節(jié)第課時甲烷的性質(zhì)

第一節(jié)最簡單的有機化合物——甲烷第1課時甲烷的性質(zhì)有機化合物情境導入課標點擊典例精析課時訓練知識導學第1課時甲烷的性質(zhì)

低碳社會來臨，全球能源結(jié)構(gòu)待變，清潔、環(huán)保的能源成為時代新寵。與全球地質(zhì)學家一樣，我國專家將目標指向一種儲量巨大、清潔環(huán)保、前景廣闊的“特殊天然氣”，它就是“可燃冰”，又稱天然氣水合物，其主要成分是甲烷。我國經(jīng)過十幾年艱苦的努力，于2007年5月1日、2009年9月25日先后宣布在南海海域和青海陸域凍土帶鉆獲“可燃冰”實物樣品，我國臺灣的“可燃冰”研究也處于國際領(lǐng)先水平。

甲烷的分子結(jié)構(gòu)有什么特點？具備什么樣的性質(zhì)？它作為新生代能源又有什么優(yōu)勢呢？1．了解有機化合物的概念。2．掌握甲烷的分子結(jié)構(gòu)，了解甲烷的物理性質(zhì)及存在、用途。3．掌握甲烷的化學性質(zhì)，認識取代反應的特點。有機化合物的組成1．組成元素：主要為____元素，常有____、____元素，還含有氮、硫、鹵素、磷等元素。2．烴：僅含有____、____兩種元素的有機物稱為碳氫化合物，也稱為烴。______是最簡單的烴。碳氫氧碳氫甲烷甲烷的存在及其結(jié)構(gòu)特點1．存在：甲烷是________、______、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。2．結(jié)構(gòu)特點甲烷的分子式和結(jié)構(gòu)簡式都是CH4，在甲烷分子中以______原子為中心，______原子為頂點形成____________，4個C—H鍵的長度和強度________，夾角______。具體見下表。相同相等天然氣沼氣碳四個氫正四面體結(jié)構(gòu)名稱分子式電子式結(jié)構(gòu)式空間構(gòu)型甲烷的分子模型甲烷CH4______________應用思考：1.含碳元素的化合物一定是有機物嗎？提示：不一定，以是否含有碳元素為標準來劃分有機物和無機物，有一定的局限性。如CO、CO2、Na2CO3等物質(zhì)雖然含有碳元素，但它們的組成和性質(zhì)跟無機物很相近，一般將它們稱作無機物。因此，有機物一定含碳元素，含碳元素的物質(zhì)不一定都是有機物。2.若把甲烷分子中的一個氫原子換成氯原子，還是正四面體結(jié)構(gòu)嗎？

提示：因C—H鍵與C—Cl鍵的長度不同，故CH3Cl是四面體結(jié)構(gòu)，但不是正四面體結(jié)構(gòu)。甲烷的性質(zhì)1．甲烷的物理性質(zhì)顏色氣味狀態(tài)密度溶解性__色__味____0.717g·L－1，比空氣_________溶于水無無氣體小極難2.化學性質(zhì)(1)穩(wěn)定性。通常狀況下，CH4性質(zhì)穩(wěn)定，與強酸、強堿、強氧化劑均________。(2)氧化反應。點燃條件下，CH4能在空氣中燃燒，化學方程式為__________________________________。不反應CH4＋2O2CO2＋2H2O特別關(guān)注：燃燒時火焰呈淡藍色的物質(zhì)有：CO、CH4、H2、H2S等氣體，還有固態(tài)硫、液態(tài)酒精等。淡藍色

燃燒水珠H2O渾濁CO2(3)取代反應。①實驗探究：甲烷與Cl2的取代反應。實驗操作實驗現(xiàn)象A裝置：試管內(nèi)氣體顏色逐漸______，試管內(nèi)壁有_____________出現(xiàn)，試管中有少量______，試管內(nèi)液面________，水槽中有________；B裝置：________變淺無色油狀液體白霧上升固體析出無變化②取代反應的概念：有機物分子里的某些______或________被其他________或________所替代的反應叫取代反應。實驗結(jié)論CH4和Cl2在________條件下發(fā)生反應，化學方程式：________________________________；________________________________________；________________________________________；________________________________________光照原子團原子原子團原子CH4＋Cl2CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2CCl4＋HCl應用頭思考襪：3.點燃失甲烷蒼氣體舌前為堵什么窩必須獄檢驗特其純?yōu)V度？傘如何銷檢驗設(shè)？提示柏：空氣楚中的燭甲烷肉含量紅在5%～15樓.4稻%(體積骨分數(shù))范圍嶼內(nèi)時奧，遇激火花萄會發(fā)籃生爆軌炸。所因此脆，在貓進行纖甲烷棕燃燒州實驗籮時，沃必須縣先檢銀驗其斬純度傘。用互排水拼法收模集滿糟一小戀試管塊甲烷委氣體象，用疏大拇談指堵沖住管涉口，攤移近摔酒精俘燈火剪焰，籠移開此大拇遺指，燒若產(chǎn)隨生輕逼微的任爆鳴佛聲，跨則甲間烷是夜純凈孝的，臘否則習是不衰純凈警的。提示朵：根據(jù)善碳元榜素守食恒，廣四種嗎有機睛取代供產(chǎn)物滔的總淡物質(zhì)滑的量窩等于現(xiàn)反應學物CH4的物銅質(zhì)的錯量。4.社CH4與Cl2發(fā)生咬取代罷反應丘時，影有機哨取代供產(chǎn)物聚的總權(quán)物質(zhì)狀的量習與CH4的物造質(zhì)的益量有窯何關(guān)柱系？綜合幫拓展一、飾有機百物與鳴無機折物的車比較性質(zhì)和反應有機物無機物溶解性多數(shù)不溶于水，易溶于有機溶劑大多數(shù)溶于水，而不溶于有機溶劑耐熱性多數(shù)不耐熱，熔點較低，一般在400℃以下多數(shù)耐熱，難熔化，熔點一般比較高可燃性多數(shù)可以燃燒多數(shù)不能燃燒電離性多數(shù)是非電解質(zhì)多數(shù)是電解質(zhì)二、謹甲烷位分子養(yǎng)的正悉四面主體結(jié)胳構(gòu)1．CH4分子些的空拳間構(gòu)腔型為峽正四產(chǎn)面體鬼，4個C—流H鍵的豪長度界、強例度和要夾角催完全黨相同股，因宴此CH4分子找中的4個氫刪原子鴉性質(zhì)鑒完全燃相同滑。(1撲)若將CH4分子路中的4個氫艙原子鴨全部情用其東他的膠相同司的原笛子或箭原子刑團替倘代，籠則該鬼原子辨形成戒的分狂子結(jié)都構(gòu)仍茂為正滋四面渡體，驕如CC虎l4。(2貧)若CH4分子抄中的4個氫顏原子佳被其絡他的導不同湖原子頌或原邀子團豈替代萬，則便該原緣瑞子形登成的據(jù)分子軟結(jié)構(gòu)刺仍為沖四面防體，吩但不往屬于創(chuàng)正四奶面體揮，如CH3Cl、CH2Cl2、CH掩Cl3。2．中兩學化辭學中疫常見姑的具漁有正軋四面漢體結(jié)競構(gòu)的饞物質(zhì)轎有CH4、CC適l4、P4、金蓄剛石燒、晶飾體硅汁、死等。特別政關(guān)注嫂：CH4分子歷屬于10電子氧分子葡；CH4分子原中的醫(yī)化學促鍵均憐為共汗價單釀鍵。三、邊甲烷土取代貝反應瘦的注勿意事飛項1．反應隔條件特為光奇照，思在室更溫暗砌處不思發(fā)生死反應溜，但狼不能累用強睬光直輔接照榨射，講否則肯會發(fā)旅生爆潮炸。2．反賊應物揪中鹵溪素為襯純鹵誓素，泳如甲昌烷通衛(wèi)入溴膜水中針不反粉應。3．甲竭烷的憲取代莊反應既是一方種連節(jié)鎖反戲應，拴即第工一步欄反應疤一旦努開始醫(yī)，后卸續(xù)反惹應立啄即進刺行。4．與Cl2相似鑒，其脅他鹵貧素單枝質(zhì)在鼻光照除條件法下，刪也能膜與CH4發(fā)生雕取代努反應虎。5．光百照CH4與Cl2的混宇合物欲，生文成物綿中各服物質(zhì)逗均含乒有，算其中HC暴l的物傲質(zhì)的嘩量最欺多。6．1它mo裂l有機民物CxHy與Cl2發(fā)生葛完全俗取代僅反應妨時，蠟消耗Cl2的最邀大物純質(zhì)的次量為ymo帝l。四、充置換皺反應嘗與取嶼代反杯應的勒辨析

區(qū)別取代反應置換反應甲烷與氯氣反應Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑定義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替代的反應一種單質(zhì)跟一種化合物反應，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應反應物化合物與單質(zhì)或化合物一種單質(zhì)和一種化合物類型實例(續(xù)上構(gòu)表)生成物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質(zhì)反應條件反應受催化劑、溫度、光的影響水溶液中置換遵循強制弱的原則反應中電子得失不一定有電子的轉(zhuǎn)移一定有電子的得失嘗試藝應用1．烴仰是()A．含您有碳正、氫累元素史的有榴機物B．含緞有碳詢元素燙的化略合物C．僅揭由碳淺、氫意兩種拔元素低組成悟的有太機物D．完懷全燃校燒只諒生成獅二氧蝦化碳屆和水煩的化針合物C2．下智列物登質(zhì)：①CO2；②CH稠Cl3；③CH4；④CC踐l4，其惕中結(jié)荷構(gòu)具尋有正泄四面周體構(gòu)胡型的肺是()A．①②陷③B．③④C．②③史④D．①②庫③④解析逆：CH4和CC云l4是以C原子愁為中沾心的拾正四比面體騾結(jié)構(gòu)觀。CH件Cl3分子多中由亞于C原子嫁周圍舌的四疤個原觸子不匯同，恩其分糠布不翼均勻疫，故劑不是指正四中面體樣。CO2是直并線型鉗分子嫁。答案蔽：B3．(雙選丹題)下列魄物質(zhì)貍在一瘡定條霞件下辨，可械與CH4發(fā)生賣化學咱反應近的是()A．氯劈燕氣B．溴萬水C．氧書氣D．KM秘nO4溶液解析悅：CH4與Cl2在光報照條搜件下瞞可以重發(fā)生池反應薦；CH4在氧虛氣中省可以段燃燒命；CH4和溴朵水、KM螺nO4溶液芳均不打反應犯。答案攔：AC一、街甲烷碼的結(jié)估構(gòu)(2飾01歲1年臨刷沂檢遼測)甲烷陪分子吼是以救碳原求子為證中心恭的正馬四面排體結(jié)泳構(gòu)，花而不絹是正黎方形侮的平歇面結(jié)傻構(gòu)，賴理由芹是()A．CH3Cl不存殖在同黨分異書構(gòu)體B．CH2Cl2不存賺在同叫分異醉構(gòu)體C．CH拘Cl3不存刪在同社分異燒構(gòu)體D．CC景l(fā)4不存屑在同貞分異摸構(gòu)體解析分：解本耕題可究用假國設(shè)法門，先甩假設(shè)躍甲烷賺是正貓方形鎮(zhèn)的平墨面結(jié)繭構(gòu)，朽再逐魯項判埋斷。即使薪在平莫面上援，CH3C1、CH保Cl3、CC冤l4也只丟有一飛種結(jié)報構(gòu)，A、C、D三項幼均不于可選安。不能啦重合絞，是陳兩種辜物質(zhì)(即同緩分異幼構(gòu)體)，與B項矛啟盾。答案線：B變式平應用1．下?lián)屏嘘P(guān)攔于甲鹿烷的明結(jié)構(gòu)兩，說機法錯泰誤的發(fā)是()A．甲權(quán)烷的競四個警碳氫獄鍵相粘同B．甲賀烷分攔子為茂正四緣瑞面體殃結(jié)構(gòu)C．甲劉烷分甘子為刊正面雅四邊濫形結(jié)真構(gòu)D．甲綱烷分易子中老的化手學鍵喪都是軋共價失鍵解析役：甲烷準的結(jié)誓構(gòu)式廉為究，條是正夫四面你體結(jié)搜構(gòu)，嘴共有罩四個取碳氫次共價底鍵，血這四融個鍵才是完模全相涌同的蕉。答案及：C二、登甲烷固的取吊代反里應把1體積CH4和4體積Cl2組成殃的混搏合氣絞體充插入大航試管首中，京將此禁試管牌倒立峰在盛脹有Ag唐NO3溶液段的水板槽中心，放佩在光耍亮處方，片距刻后包發(fā)現(xiàn)拘試管聾內(nèi)壁抄上有哨油狀遲液滴眼出現(xiàn)共，該粱油狀儉液滴義可能飼是__漏__央__蠟__纖__該__，水兄槽中嶺還觀雅察到__酒__忍__障__癥__凍__，原因亡是__昆__殲__艘__明__歲__款(用離蜻子方努程式謠解釋)。若樓向水廣槽中害再滴照入幾幟滴紫唯色石泄蕊溶敵液可黨觀察天到__斃__增__知__，原鑄因是__見__游__鑄__疲__寧__鈴__帥__熱__花__慢__蔑__習__球__笨__廟__幣__搭__續(xù)__長__捉__皮__切_。解析社：CH4和Cl2在光亞照條者件下宵生成CH3C1陜(氣體)、CH2Cl2、CH鴨Cl3、CC忠l4和HC完l，隨劃著反莖應的榴進行斬，Cl2不斷姿消耗椅，黃隸綠色拿逐漸艇消失道，又賽由于鄰生成采的CH2Cl2、CH共Cl3、CC投l4常溫輩下均耗為無砍色液劉體，麗故試粉管內(nèi)市壁上疼有油刻狀液佛滴生酸成。槍因生偷成的HC擴l易溶晨于水養(yǎng)，反耍應后石試管墾內(nèi)氣題體壓剩強減占小，但試管喝內(nèi)液林面上請升，厘且HC巧l溶于宜水后評，與Ag鮮NO3反應粥生成Ag劈燕Cl白色王沉淀狡。溶攪液中劃含有H＋，故篇加入紡紫色駐石蕊欺溶液故后溶漲液變徑紅。答案碗：CH2Cl2、CH丑Cl3、CC您l4有白陪色沉窄淀產(chǎn)流生Ag＋＋Cl－==坑=A慌gC撥l↓溶液頃變紅仍反瓜應生戚成的HC遞l溶于橫水，黨使溶騎液顯姻酸性名師碗點睛狀：CH4與Cl2的取第代反賭應是絮一種性連鎖風反應喉，不攻會停聞留在贏某一痕步，底第一慕步反設(shè)應一暑旦開卷始，猾后續(xù)難反應抽也會溪立即勞進行愈。因尺此產(chǎn)柳物是5種物頃質(zhì)的搏混合袖物，譜不會灶得到蚊純凈看的產(chǎn)禿物。變式氣應用2．在頑光照嘗條件斤下，坑將等鮮物質(zhì)集的量初的甲談烷和神氯氣碼充分尖反應歷，所網(wǎng)得產(chǎn)陜物中醒物質(zhì)柳的量距最多挎的是()A．CH3ClB．CH2Cl2C．CH鉆Cl3D．HC棚lD水平閃測試1．下讓列敘形述中嫌不正諷確的攪是()A．點估燃甲舅烷不漏必事隔先進榜行驗像純B．甲杯烷燃底燒能袍放出駱大量屠的熱長，所亭以是早一種檔很好來的氣乖體燃侍料C．煤糾礦的腔礦井辱要注易意通戴風和子嚴禁躁煙火涌，以到防爆佩炸事啦故的定發(fā)生D．1啄mo袋l甲烷唱完全勉燃燒嗽需要2洪mo蝴l氧氣解析羊：雖然量甲烷些在通末常情醒況下腫性質(zhì)澤比較賠穩(wěn)定酬，但默甲烷和屬可情燃性索氣體凈，可窄燃性觀氣體閱在點指燃前鴉需驗嗓純，蓋當空罩氣中時甲烷霸含量候在5%～15蕩.4財%(體積慕分數(shù))范圍昌內(nèi)時創(chuàng)，遇駛明火師將發(fā)皮生爆盈炸，炮故A項錯屋誤，壘其他叉選項礎(chǔ)都正抱確。答案乘：A2．目忠前，應英國嚴工程情師開乓發(fā)出慎了一蜜款新判型環(huán)盜保汽缺車，碎這輛挨車的“加氣財站”是污蘇水處做理廠季，因仁為它午使用蛛的燃扣料是教壓縮膽甲烷咬氣體沉。下枯列有艱關(guān)甲婦烷的稻敘述擠正確營的是()A．甲烘烷是覽綠色滴能源B．甲片烷在毯光照邁下與口氯氣勢反應制，其宵產(chǎn)物旱中二娘氯甲未烷是良正四令面體鴉結(jié)構(gòu)C．表置示甲材烷完以全燃我燒的騙化學蛙方程尤式為2C驕H4＋3O22C助O＋4H2OD．甲授烷與全氯氣返在點慕燃條抬件下污發(fā)生筋取代貿(mào)反應A3．(雙選塔題)把純霜凈的阻甲烷剪與氯籃氣混躍合放是入集輝氣瓶弟中，社用玻寨璃片彼蓋好鹽瓶口脊，放謀在光輛亮的仔地方杰，片反刻后舉，下走列說寒法正躁確的赴是()A．氣色體發(fā)毅生爆柿炸反筆應B．瓶怠內(nèi)氣蛇體的押顏色腳變淺C．用球一根鉆蘸有潮濃氨度水的過玻璃介棒伸蹈入瓶襲內(nèi)時雨有白像煙產(chǎn)著生D．集彈氣瓶降中充舞滿了顏油狀擺液體解析野：CH4與Cl2若放農(nóng)在強孫光下抱會發(fā)恭生爆圈炸，山但在泉光亮釘?shù)牡刈７?，除會緩已慢反嗓應，悶瓶?nèi)裹氣體拼顏色勸變淺圖，生兵成HC余l(xiāng)氣體憂和CH3Cl氣體讀，另忠外三資種取配代物拍為液憂體，盲故瓶芳壁上挪有油頁珠，寄但并稻不充鄭滿氣陷瓶。答案俗：BC4．下?lián)P列物愁質(zhì)中皮不能弊和氯啊氣發(fā)增生取拋代反趙應的緩是()A．CH3Cl扒B．CC鏡l4C．CH4D．CH2Cl2B5．下公列氣際體既思可以蛇用堿墳石灰招干燥被又可政以用消濃硫霞酸干咽燥的乖是()A．Cl2B．CH4C．NH3D．SO2B6．如會右圖壩所示眨，U型管閑的左脫端被識水和嚇膠塞裝封閉餃有甲飾烷和助氯氣(體積恰比為1:斗4)的混艇合氣桿體(忽略及氯氣廢在水音中的堅溶解)，讓煮混合于氣體票在光桶照的奔條件點下緩攪慢地補反應徑一段款時間贈。(1花)假設(shè)為甲烷六與氯殘氣充繳分反陵應，壇最終霜只產(chǎn)嫂生一銜種有肌機物榮，請倒寫出幣化學謠方程扮式__稻__研__陡__貞__皆__暗__乖__鍛__牌__鹿__膠__岔__暗__個__柏__炕__給__斯__怒_。塞(2肺)經(jīng)過慣幾個且小時匹的反獸應后釀，U型管數(shù)右端碗的玻遇璃管騎中水間柱變娃化是()A．升狂高B．降際低C．不副變D．無提法確即定(3疊)試解臺釋U型管虛右端五的玻棒璃管趣中水祝柱變斬化的墾原因缺：__催__濟__記__穗__嚴__的__掩__菜__眉__錘__吼__否__脂__英__素__亞__名__扁__脫__婦__矩__掩__劉__容__麥__喇__冰__述__舟__耍__聾__凳__趨__赴__筑__看__陵__囑__押__薪__感__榴__屈__計__液__碑__凝__掏__藏__位__州__亂__舍__昏__腐__麥__昂__挖__辜__組__她__奮__類__生__并__努__臨__宇__度__業(yè)__故__貢__花__逮__莖__捆__。解析股：CH4與Cl2發(fā)生束取代著反應娛是一懶個連盯續(xù)的中取代筐反應煤，生宣成四都種有億機產(chǎn)蔑物。為當限臟定只翁產(chǎn)生笨一種膝產(chǎn)物塔時，餓可認雷為CH4中的垂氫原鄉(xiāng)豐子完虜全被摘取代把。答案頑：(1佳)C保H4＋4C辜l2CC史l4＋4H咬Cl(2博)B(3辮)由上漫述反祝應的延方程瞎式可像知，攀此反切應中巴氣體睜的物昨質(zhì)的掀量減凈少，鳴且生巧成的HC槐l易溶恒于水勻，所題以左喪端壓宏強減簽小至濟零，即故右補端玻滋璃管隙中的警水柱飛降低逗，左栽端氣梯柱消廈失能力斜提升7．為步驗證包甲烷仁分子增中含隔有碳捧、氫喝兩種讓元素珠，可孔將其概燃燒泳產(chǎn)物稈通過①濃H2SO4；②澄清州石灰漲水；③無水印硫酸刮銅。護正確何的順默序是()A．①②構(gòu)③B．②③C．②③存①D．③②解析瘦：甲烷皇的燃蝦燒產(chǎn)尸物為CO2和H2O，驗祥證CO2用澄歷清的縫石灰昂水，踐驗證H2O用無車水硫挨酸銅塑，若度先驗肚證CO2時會軌帶出乓水蒸碼氣，杜干擾H2O的檢卵驗，差因此須應先證驗證H2O再驗躁證CO2。答案得：D8．1疑mo鴉l甲烷統(tǒng)和氯桌氣在隊光照妥條件施下反溜應生夜成物遠質(zhì)的重量相炒同的4種取子代物仆，則錘消耗輩氯氣矛的物僵質(zhì)的送量是()A．5割mo每l指B．2.外5百mo排lC．1痕mo智l個D．2律mo潛l解析傅：審明弟題意草，反壓應的詠甲烷余為1閉mo補l，生敲成的CH3Cl、CH2Cl2、CH堵Cl3、CC速l4各0.麻25愚m的ol。由蜓取代招反應稿的特擔點可用知，霉每取賞代一瘡個H原子蔬，即碎有一縣分子Cl2反應株，故經(jīng)共消隨耗Cl2：0.捉25罵m趕ol×1＋0.取25商m磚ol×2＋0.灘25袍m擠ol×3＋0.敘25栽m僵ol×4＝2.辜5杏mo此l。答案漆：B9．如碼右圖慢所示稠，某圾氣體X可能訴由H2、CO、CH4