甲烷的性質(zhì)高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

甲烷性質(zhì)愛(ài)化學(xué)化學(xué)會(huì)更愛(ài)你本節(jié)課學(xué)習(xí)最簡(jiǎn)單的有機(jī)物----甲烷甲烷是天然氣、沼氣、煤層氣、煤礦坑道氣的主要成分。1.有機(jī)物性質(zhì)：大多數(shù)熔點(diǎn)較低，難溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有機(jī)溶劑；易燃燒，受熱會(huì)分解；有機(jī)反應(yīng)較復(fù)雜，所以方程式不用“=”，用“→”！一、甲烷的結(jié)構(gòu)1.甲烷空間構(gòu)型為：正四面體(1)碳原子位于正四面體中心,四個(gè)氫原子位于正四面體頂點(diǎn)(2)四個(gè)C-H鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相同，夾角相等，均為109°28′(3)最多有三個(gè)原子共平面2.

分子式：CH4注意：白磷(鍵角60°)電子式結(jié)構(gòu)式球棍模型分子結(jié)構(gòu)示意圖空間填充模型109°28′空間充填模型(比例模型)反映了甲烷的真實(shí)結(jié)構(gòu)3.如何證明甲烷空間構(gòu)型是正四面體而不是平面正方形？甲烷二氯取代物只有一種二、甲烷的物理、化學(xué)性質(zhì)無(wú)色、無(wú)味、氣體、ρCH4＜ρ空氣,難溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有機(jī)溶劑.甲烷的收集方法為向下排空氣法或排水法。1.穩(wěn)定性甲烷與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化物、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿不反應(yīng)，不能使酸性高錳酸鉀褪色，也不能使氯水、溴水等褪色2.取代反應(yīng)：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)------特點(diǎn):有上有下,取而代之【實(shí)驗(yàn)7-1】取兩支試管，均通過(guò)排飽和食鹽水的方法收集半試管甲烷和半試管氯氣，分別用鐵架臺(tái)固定。將其中一支試管套上鋁箔，另一支試管放在光亮處（不要直射）。靜置，比較二者現(xiàn)象。（4）烷烴的典型性質(zhì)——取代反應(yīng)視頻A：

試管內(nèi)氣體黃綠色逐漸變淺；試管內(nèi)壁有油狀液體出現(xiàn)，試管中有少量白霧，且試管內(nèi)液面上升；水槽內(nèi)有固體析出。CH4+Cl2

光照CH4+Cl2

避光B：試管內(nèi)無(wú)明顯變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：2.取代反應(yīng)①條件:氣態(tài)鹵素單質(zhì)、光照注意：①鹵素單質(zhì)的水溶液、四氯化碳溶液不行；

②不能用強(qiáng)光、直射光,易爆炸CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光CHCl3+Cl2

CCl4+HCl光CH2Cl2+Cl2

CHCl3

+HCl光CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光三氯甲烷又叫氯仿（有機(jī)溶劑）四氯甲烷又叫四氯化碳（有機(jī)溶劑、滅火劑）一氯甲烷是氣體二氯甲烷是液體，特點(diǎn)：連鎖反應(yīng)

無(wú)論甲烷與氯氣比例為多少，也不能得到CH3Cl純凈物生成物均為混合物產(chǎn)物都是5種，最終產(chǎn)物最多的是HCl

有機(jī)產(chǎn)物有4種，氣態(tài)有機(jī)產(chǎn)物CH3Cl

，正四面體為CCl4；常用有機(jī)溶劑為CHCl3CCl4

；內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴

CH2Cl2

、CHCl3、CCl4

③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:色變淺；出油滴；有白霧；液上升；析晶體1）試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺；2）試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴（

CH2Cl2

、CHCl3、CCl4

）；3）試管內(nèi)有少量白霧（HCl）。4）試管內(nèi)液面上升（HCl易溶于水，不會(huì)升滿,CH3Cl是氣體）5）水槽中析出無(wú)色晶體（NaCl固體）1.用飽和食鹽水的目的：降低Cl2在水中的溶解度，所以不能用蒸餾水代替。2.NaCl析出的原因：HCl溶解到飽和食鹽水中，使NaCl過(guò)飽和析出④.如何證明CH4和Cl2該反應(yīng)為取代反應(yīng)？①取反應(yīng)后溶液于試管中，加硝酸酸化的硝酸銀，若有白色沉淀，則發(fā)生取代反應(yīng)。②取反應(yīng)后溶液于試管中，測(cè)pH，若pH下降，則發(fā)生取代反應(yīng)?！?，氯氣溶于水有氯離子√Cl2→HCl,酸性增強(qiáng)只有CCl4是正四面體，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3不是正四面體結(jié)構(gòu)，而是四面體結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗膫€(gè)鍵長(zhǎng)度不完全相同。3.氧化反應(yīng)：與O2（燃燒）淡藍(lán)色火焰，放出大量熱

CH4+2O2CO2+2H2O①點(diǎn)燃前驗(yàn)純②火焰上方罩干燥小燒杯，有水珠，說(shuō)明生成水；迅速向燒杯中注澄清石灰水，變渾濁，說(shuō)明生成CO2。③燃燒后氣體先通過(guò)無(wú)水硫酸銅，再通過(guò)澄清石灰水注意：燃燒后生成的CO2和H2O的有機(jī)物，不一定只含C、H元素，還有可能含O元素。4.高溫分解：CH4C+2H2（黑色固體小顆粒）點(diǎn)燃高溫三、烷烴的性質(zhì)及計(jì)算烷烴都易燃燒，所以為石油、天然氣等燃料的主要成分1.燃燒反應(yīng)：（與甲烷類似）烷烴燃燒通式等體積天然氣和煤氣燃燒時(shí)，天然氣耗的氧氣更多，故某灶具原來(lái)使用的燃料是煤氣，如果改用天然氣，其進(jìn)風(fēng)口應(yīng)改大，如不改大，則甲烷會(huì)燃燒不充分，浪費(fèi)燃料，產(chǎn)生黑煙或有毒的CO。等體積的天然氣和煤氣耗氧量分別為1：2和1:1/22.取代反應(yīng)（同甲烷）：一上一下，取而代之氣態(tài)鹵素單質(zhì)、光照★無(wú)論甲烷和氯氣什么比例，均得到五種產(chǎn)物★1molCH4最多消耗4mol氯氣計(jì)算：(根據(jù)C守恒和一上一下原則列示，設(shè)最少產(chǎn)物為x)①1molCH4與Cl2光照條件下充分反應(yīng)，得到四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量相同，耗氯氣的物質(zhì)的量為

2.5mol4x=1x=0.250.25+0.25×2+0.25×3+0.25×4=2.5②1molCH4與Cl2光照條件下充分反應(yīng)，充分反應(yīng)后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2：3：4，則消耗氯氣的物質(zhì)的量為

3molx+2x+3x+4x=1x=0.10.1+0.2×2+0.3×3+0.4×4=31.實(shí)驗(yàn)室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。光照下反應(yīng)一段時(shí)間后,下列裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是(

)2.將漫射光照射到裝有氯氣和甲烷混合氣體(體積比為4∶1)的試管上(如下圖所示)。下列現(xiàn)象正確的是

(

)①試管內(nèi)黃綠色逐漸變淺②試管內(nèi)黃綠色逐漸加深③無(wú)任何現(xiàn)象④試管內(nèi)液面上升⑤試管內(nèi)壁上有油狀生成A．①B．①④⑤

C．①⑤

D．②⑤DB液面未升高3.將體積比為1∶4的甲烷與氯氣混合于一集氣瓶中，加蓋后置于光亮處，下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論敘述不正確的是A.產(chǎn)物中只有四氯化碳分子是正四面體結(jié)構(gòu)B.瓶中氣體的黃綠色逐漸變淺，瓶?jī)?nèi)壁有油狀液滴形成C.若日光直射，可能發(fā)生爆炸D.生成物只有CCl4、HClD12344.下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是________(填序號(hào))。①CH4C＋2H2

②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu③CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl

④2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2

⑤CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O

⑥CH3CH2Br＋H2O