高中化學(xué)三維設(shè)計(jì)江蘇專版必修二講義專題3化石燃料與有機(jī)化合物

專題3荀雌合鼬獲得身座用

第一單元I化石燃料與有機(jī)化合物

第一課時

天然氣的利用甲烷

［課標(biāo)要求］

1.會書寫甲烷的分子式、結(jié)構(gòu)式、電子式，知道甲烷分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

2.知道甲烷能發(fā)生氧化反應(yīng)和取代反應(yīng)，會書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式。

3.知道取代反應(yīng)的概念。

晨背?重點(diǎn)語句

1.甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，四荒氫原子位手曷品點(diǎn)。烷涇中與

r\碳原子相連的四個原子構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)。

2.甲烷的氧化反應(yīng)：甲烷可在空氣中安靜的燃燒，但不能被酸性KMnCh溶液氧化。

r\3.甲烷的特征性質(zhì)--取代反應(yīng)：

光

(1)生成一氯甲烷的反應(yīng)：CH4+CI2------?CH3C1+HC1;

(2)量的關(guān)系：1molH被取代，消耗ImolCL,生成1molHC1。

4.烷涇的分子通式是C“H2“+2,在烷涇分子中，碳原子間以碳碳單鍵相連，其余價鍵均與氫原

子相連，并達(dá)到飽和。

碰^厘斯E1甲烷的存在、用途及結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)

1.甲烷的存在與用途

⑴存在

甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。我國的天然氣主要分布在中西部地區(qū)及海底。

(2)主要用途

甲烷易燃燒，完全燃燒生成C5、旦Q并放出大量的熱量，因此甲烷可用作燃料。天然氣和沼氣都是

理想的清潔能源。甲烷還可用作化工原料。

2.甲烷的組成與結(jié)構(gòu)

甲烷的分子

分子式電子式結(jié)構(gòu)式空間構(gòu)型

模型

01/44

1.已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷的密度是0.717g?L-i,你能確定甲烷的相對分子質(zhì)量嗎？甲烷中含碳75%、

含氫25%,則甲烷的分子式是什么？

提示：甲烷的相對分子質(zhì)量是0.717X22.4^16,

甲烷分子中碳原子數(shù)為16義75%=

12

氫原子數(shù)為&<1%=4,

故甲烷的分子式為CH4o

2.根據(jù)甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)推測CH2a2結(jié)構(gòu)應(yīng)該有幾種？

H

C

/|\

TT1TT

提示：甲烷的立體結(jié)構(gòu)為H門，因此，CH2cb中的2個C1在空間一定處于相似位置，CH2C12

只有一種結(jié)構(gòu)。

生成?系統(tǒng)認(rèn)知

1.證明甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)的方法

甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)，可以通過研究CH2c12存在幾種結(jié)構(gòu)來確定。CH4有四個等同的C—H鍵，在

空間上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)，如圖所示。

若是正四面體結(jié)構(gòu)，甲烷分子中任意兩個氫原子被兩個氯原子取代，CH2a2的結(jié)構(gòu)只有一種；若是

平面正方形結(jié)構(gòu)，則取代的兩個氫原子分鄰位和對位，CH2C12的結(jié)構(gòu)有兩種?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，CH2C12

的結(jié)構(gòu)只有一種，說明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)。

2.甲烷空間結(jié)構(gòu)的兩點(diǎn)拓展應(yīng)用

(1)若CH4分子中的4個氫原子全部用其他相同的原子替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為正四面體結(jié)構(gòu)。

(2)若CH4分子中的4個氫原子被其他不同的原子替代，則形成的分子結(jié)構(gòu)仍為四面體，但不屬于正

四面體，如CH3C1、CH2c12等。

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演練?應(yīng)用體驗(yàn)

1.下列關(guān)于甲烷的說法不正確的是（）

A.甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu)

B.甲烷分子中的四個C—H鍵相同

C.甲烷分子是平面正方形結(jié)構(gòu)

H

H-

D.甲烷分子的結(jié)構(gòu)式是

解析：選C甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體，不是平面正方形。

2.下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，哪一種更能反映其真實(shí)存在狀況（）

H

C\\HH：C：H

H

HH

C.球棍模型D.比例模型

解析：選D這幾種形式都可表示甲烷分子，其中分子結(jié)構(gòu)示意圖、球棍模型及比例模型均能反映甲

烷分子的空間構(gòu)型，但比例模型更能形象的表達(dá)出甲烷分子中H、C原子的位置及所占比例。電子式只反

映出原子的最外層好的成鍵情況。

即國破網(wǎng)甲烷的性質(zhì)

基礎(chǔ)?自主落實(shí)

1.物理性質(zhì)

顏色狀態(tài)氣味密度（與空氣相比）水溶性

無色氣體無味比空氣小極難溶于水

2.化學(xué)性質(zhì)

穩(wěn)定性:常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及高鎰酸鉀,

溶液等不發(fā)生反應(yīng)

學(xué);

sT氧化反應(yīng)（可燃性）J

性;

格取代反應(yīng)：有機(jī)化合物分子中的某種原子（或原子團(tuán)）J'

~~被另一種原子（或原子團(tuán)，所取代的反應(yīng)

（1）甲烷燃燒的現(xiàn)象和化學(xué)方程式

現(xiàn)象：在空氣中安靜地燃燒，火焰呈淡藍(lán)色。

化學(xué)方程式：CH4+2O2~^*CC>2+2H2O。

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(2)CH4與CL在光照時反應(yīng)的化學(xué)方程式

①CH4+Cb^^CH3Cl+HCl；

②CH3CI+CL-^*CH2a2+HC1；

光照

③CHzCb+Cb-^^CHCb+HCl；

并照

④CHCb+CL^^CCL+HCh

(3)甲烷的4種氯代產(chǎn)物的性質(zhì)

①常溫下為氣體的是CH3CL常溫下為液體的是CH2CI2、CHCb和CCL。

②不溶于水的是CHQ、CH2a2、CHCb和CCk。

［特別提醒］有機(jī)反應(yīng)比較復(fù)雜，常有副反應(yīng)發(fā)生，因此有機(jī)反應(yīng)的化學(xué)方程式常用“一/而不是

探究

1.如何檢驗(yàn)CH4的燃燒產(chǎn)物？

提示：將甲烷點(diǎn)燃，在火焰上方罩一潔凈而干燥的燒杯，若燒杯內(nèi)壁有水霧生成，則證明燃燒產(chǎn)物中

有H2O,然后迅速將燒杯倒轉(zhuǎn)過來，向其中加入少量澄清石灰水，石灰水變渾濁，則說明有CO2生成。

2.1mol甲烷與1molCb在光照條件下充分反應(yīng)，所得的產(chǎn)物只有一氯甲烷嗎？

提示：1molCH’與1molCb光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化

碳的混合物。

3.CH4和CL取代反應(yīng)的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是什么？它與C12在量上有什么關(guān)系？

提示：因?yàn)樵贑H4和C12的取代反應(yīng)中，每一步都有HC1生成，故產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是HCL

根據(jù)化學(xué)方程式可知，每生成1molHC1則消耗1moicL,故反應(yīng)生成的HC1與反應(yīng)消耗的CL的物質(zhì)的

量相等。

生成

甲烷與氯氣等鹵素單質(zhì)反應(yīng)時注意的問題

(1)反應(yīng)條件

光照但不能用強(qiáng)光直接照射，否則會發(fā)生爆炸，在黑暗處不發(fā)生反應(yīng)。

(2)物質(zhì)狀態(tài)

與氯氣相似，其他鹵素單質(zhì)在光照條件下，也能與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)。反應(yīng)物中的鹵素為鹵素單質(zhì)，

如甲烷通入澳水中不反應(yīng)。

(3)連鎖反應(yīng)

甲烷的取代反應(yīng)是一種連鎖反應(yīng)，即第一步反應(yīng)一旦開始，后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行。

(4)產(chǎn)物

光照甲烷與氯氣的混合物，得到甲烷各種氯代物與HC1的混合物，生成物中HC1的物質(zhì)的量最多。

(5)數(shù)量關(guān)系

CH4與CL發(fā)生取代反應(yīng)時，有1molH被取代，就有1molCL被消耗，同時生成1molHCL即1mol

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CxH>與C12發(fā)生取代反應(yīng)時，最多可消耗ymolCho

演練?應(yīng)用體驗(yàn)

1.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCH4與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機(jī)取代物

的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣為()

A.0.5molB.2mol

C.2.5molD.4mol

解析：選C1molCH4與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成CH3CI、CH2c12、CHCb、CCk各0.25mol,該

四種取代

物中w(Cl)=0.25molX(l+2+3+4)=2.5mol,根據(jù)取代反應(yīng)特點(diǎn)的氯原子進(jìn)入氯化氫，所以/i(HCl)

2

=2.5mol,故生成物中所含氯原子共2.5mol+2.5mol=5mol,參加反應(yīng)的氯氣為“(CL)=2.5mol。

2.用“短線”將甲烷與CL在廣口瓶內(nèi)混合并在光照條件下發(fā)生反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和產(chǎn)生這些現(xiàn)象的

原因連接起來。

①廣口瓶內(nèi)氣體

顏色變淺A.CH2C12>CHCb、CCk都

是難溶于水的油狀液體

②廣口瓶內(nèi)壁有

油狀液滴出現(xiàn)B.生成的HC1極易溶于水，

導(dǎo)致廣口瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小

③廣口瓶中有少

量白霧產(chǎn)生C.C12被消耗，產(chǎn)生無色物質(zhì)

④廣口瓶內(nèi)液面上升D.反應(yīng)中產(chǎn)生的HC1與水蒸

氣結(jié)合形成鹽酸小液滴

答案：①一C②一A③一DB

幽膜網(wǎng)日I烷燒

基礎(chǔ)?自主落實(shí)

1.兩個概念

煌:僅含C、H兩種元素的有機(jī)化合物

烷燒:分子中碳原子都以碳碳里舞相連，其余的價鍵

均用于與氫原子結(jié)合，達(dá)到“飽和”的性

2.烷姓

(1)分子通式：

(2)習(xí)慣命名

“W1012345678910

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甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷

'直1根據(jù)碳I子數(shù)稱二烷

〃210______________________________________________________________________________

Cl6H34：十六烷,CISHJS：十八烷

(3)化學(xué)性質(zhì)(類似甲烷)

①穩(wěn)定性：通常狀態(tài)下烷燒性質(zhì)穩(wěn)定。

②可燃性：烷燒都能燃燒，燃燒通式為

C“H2“+2+四里02述燮*/CCh+m+DHzO。

2

③取代反應(yīng)：烷燒都能與鹵素單質(zhì)在光照下發(fā)生取代反應(yīng)。寫出C2H6與C12在光照條件下生成一氯

代物的化學(xué)方程式：C2H6+C12*PHsCl+HCh

3.同系物

⑴概念

“相似”——分子結(jié)構(gòu)相似:

“相差”——分子組成相差1個或若干個“CSz”原子團(tuán)。

(2)實(shí)例

CH4與CH3cH3、丙烷(CH3cH2cH3)、正丁烷(CH3cH2cH2cH3)互為同系物。

探究

1.由烷燒的分子通式計(jì)算烷燒分子中能形成多少條共價鍵？

提示：烷燒的通式為CWH2?+2(W為碳原子數(shù))，碳、氫原子提供的成鍵電子數(shù)之和為4X〃+2"+2=6〃

+2,電子對數(shù)也就是共價鍵數(shù)為1(6"+2)=3"+1,即能形成3〃+1條共價鍵。

2

2.互為同系物的兩種化合物的最簡式一定相同嗎？

提示：不一定。CH4與CH3cH3互為同系物，但CH3cH3的最簡式為CH。

3.相對分子質(zhì)量相差14的化合物是否屬于同系物？

提示：不一定；如乙烷(相對分子質(zhì)量30)和CO2(相對分子質(zhì)量44)相差14,但二者不屬于同系物。

生成

判斷同系物的方法

1.判斷標(biāo)準(zhǔn)——“同類不同碳”

互為同系物的物質(zhì)均屬于同一類，即分

子結(jié)構(gòu)相似

互為同系物的物質(zhì)碳原子數(shù)不同，即分

子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)

2.組成特點(diǎn)

(1)同系物必須結(jié)構(gòu)相似。

(2)分子組成通式相同。

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(3)同系物相對分子質(zhì)量相差14或14的整數(shù)倍。

3.判斷方法

三刀一分子組成差一個或若干個CH2原子團(tuán)

I

二同|一同通式，同結(jié)構(gòu)

「必為同一類物質(zhì)

三注意|—結(jié)構(gòu)相似

一化學(xué)性質(zhì)相似但不完全相同

4.注意事項(xiàng)

(1)同系物必須是“有機(jī)化合物”。

(2)同系物一定具有不同的分子式。若分子式相同就可能屬于同分異構(gòu)體。

(3)具有相同通式的有機(jī)物除烷燒外都不能確定是不是同系物。

演練?應(yīng)用體驗(yàn)

1.下列有關(guān)簡單烷燒的敘述中正確的是()

①都是易燃物②特征反應(yīng)是取代反應(yīng)③相鄰兩個烷燒在分子組成上相差一個CH3原子團(tuán)

A.①③B.②③

C.①D.①②

解析：選D烷煌含有碳和氫兩種元素，都能燃燒生成二氧化碳和水，①正確；烷煌都易發(fā)生取代反

應(yīng)，②正確；相鄰兩個燒涇在分子組成上相差一個“CH2”，③不正確。

2.下列數(shù)據(jù)是有機(jī)物的相對分子質(zhì)量，可能互為同系物的一組是()

A.16、30、58、72B.16、28、40、52

C.16、32、48、54D.16、30、42、56

解析：選A由于同系物在組成上相差若干個CH2原子團(tuán)，因此在相對分子質(zhì)量上相差14或其整數(shù)

倍，只有A符合。

「三級訓(xùn)練?節(jié)節(jié)過關(guān)1

鞏固練

1.下列關(guān)于甲烷的說法正確的是()

A.能使澳的四氯化碳溶液褪色

B.是天然氣的主要成分

C.不能發(fā)生燃燒反應(yīng)

D.能使酸性KMnO4溶液褪色

解析：選BA項(xiàng)，甲烷不能與澳的四氯化碳溶液發(fā)生取代反應(yīng)，將甲烷通入澳的四氯化碳溶液，無

現(xiàn)象，錯誤；B項(xiàng)，天然氣的主要成分是甲烷，正確；C項(xiàng)，甲烷是一種可燃性氣體，可在空氣中安靜地

燃燒，錯誤；D項(xiàng)，甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，不能被酸性KMnO4溶液氧化，錯誤。

2.下列物質(zhì)中，屬于烷燒的是()

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A.C8H16B.CH3CH2OH

CH3—c—CH3

C.CH3D.CH2CH2

解析：選CA不符合燒燒通式C“H2”+2；B不是燒(含O);D項(xiàng)分子中碳原子間不是單鍵結(jié)合，不是

燒燒。

3.下列敘述正確的是()

A.分子式相同，各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同的物質(zhì)是同種物質(zhì)

B.通式相同的不同物質(zhì)一定屬于同系物

C.分子式相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體

D.同系物的性質(zhì)完全相同

解析：選C分子式相同的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)不一定相同，可能是同分異構(gòu)體；通式相同的不同物質(zhì)不一定

是同系物，也可能是同分異構(gòu)體或是其他關(guān)系；同系物的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)不同。

4.將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣混合后，在漫射光的照射下充分反應(yīng),生成物中物質(zhì)的量最大的是()

A.HC1B.CH3C1

C.CH2CI2D.CCI4

解析：選A等物質(zhì)的量的CH4和Cb混合后反應(yīng)，CH3CkCH2CI2,CCLt、CHCb都有生成，生成

這四種物質(zhì)的時候，都有HC1生成，即HC1的物質(zhì)的量最大。

5.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-玻璃管1：4)的混

CH4和CL

合氣體，假定氯氣在水中溶解度可以忽略。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，讓混合氣體緩慢的反應(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(jī)物，請寫出化學(xué)方程式：

(2)經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，U形管右端的玻璃管中水柱變化是，

A.升高B,降低

C.不變D.無法確定

(3)甲烷通常用來作燃料，其燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式是

解析：(1)甲烷與氯氣的體積之比是1：4時，若只生成一種有機(jī)產(chǎn)物，則該產(chǎn)物是四氯化碳，甲烷分

子中的H原子全部被取代，化學(xué)方程式是CH4+4CL—-L1*CC14+4HC1O

(2)因?yàn)镠C1溶于水，所以反應(yīng)完全后，氣體的壓強(qiáng)減小，則左側(cè)水面升高，右側(cè)水面降低。

(3)甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，化學(xué)方程式是CH4+2O2」第*CO2+2H2O。

光照

答案：(DCH4+4CL---^CC^+^Cl(2)B

占燃

(3)CH4+202,CCh+2H2O

08/44

全面練

1.右圖是某物質(zhì)分子的比例模型，該物質(zhì)的分子式是（）

A.NH3B.CH4

C.H2OD.C2H4

解析：選B從圖上看出，符合甲烷的結(jié)構(gòu)。

2.光照對下列反應(yīng)幾乎無影響的是（）

A.氫氣與氯氣B.甲烷與氯氣

C.甲烷與氧氣D.次氯酸分解

解析：選CCH4與反應(yīng)需點(diǎn)燃；H2與C12反應(yīng)可光照，也可點(diǎn)燃；CH4與C12光照發(fā)生取代反應(yīng)；

光昭

2HC1O=^=2HC1+O2to

3.有下列物質(zhì)：①氯氣；②硝酸；③漠水；④燒堿；⑤氧氣；⑥酸性KMnCh溶液，其中在一定條

件下可與甲烷反應(yīng)的是（）

A.①②③B.④⑤⑥

C.①⑤D.②③④⑥

解析：選C甲烷在光照條件下可與CL發(fā)生取代反應(yīng)，在點(diǎn)燃條件下可與Ch反應(yīng)生成CO2和HzO;

甲烷與硝酸、漠水、燒堿、酸性KMnCh溶液均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

4.下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是（）

高溫

A.CH4—*C+2H2

B.2HI+C12^2HC1+I2

,點(diǎn)燃，

C.CH4+2O2—*CO2+2H2O

光

D.CH4+CI2->CH3C1+HC1

解析：選DA屬于分解反應(yīng)，B屬于置換反應(yīng)，C屬于氧化還原反應(yīng)（燃燒），D屬于取代反應(yīng)。

5.下列關(guān)于同系物的說法中，錯誤的是（）

A.同系物具有相同的分子式

B.同系物符合同一通式

C.相鄰的同系物彼此在組成上相差一個CH2原子團(tuán)

D.同系物的化學(xué)性質(zhì)基本相似

解析：選A同系物結(jié)構(gòu)相似，屬于同一類物質(zhì)，因此有同一通式，但一定不具有相同的分子式，A

錯誤，B正確：相鄰?fù)滴镌诜肿咏M成上相差一個CH2原子團(tuán)，C正確；因結(jié)構(gòu)相似，所以化學(xué)性質(zhì)基本

相似，D正確。

6.下列物質(zhì)中，不能和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的是（）

A.CH3C1B.CCI4

C.CH2CI2D.CH4

解析：選B甲烷和CH3CI、CH2cb、CHCL均能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，但CH,分子中的氫原子全

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部被取代后即CC14與氯氣不能再發(fā)生取代反應(yīng)。

7.等體積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)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論中，正確

的是()

①反應(yīng)后C12完全反應(yīng)而CH4有剩余

②瓶內(nèi)壁有油狀液滴生成

③最后有CH4、CL、CH3CkCH2CI2,CHCh，CC14、HC1七種物質(zhì)共存

④只有CH3cl和HC1兩種產(chǎn)物

A.①②B.②③

C.③④D.①④

解析：選B有機(jī)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行不徹底，故反應(yīng)后有CH4和CL剩余，產(chǎn)物有CH3CkCH2cI2、CHCb、

CCL和HC1。

8.下列敘述錯誤的是()

A.通常情況下，甲烷跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑不起反應(yīng)

B.甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)

C.甲烷跟氯氣反應(yīng)無論生成CH3CI、CH2CI2,CHCh,還是CCk,都屬于取代反應(yīng)

D.甲烷的四種取代物常溫下均為液體

解析：選D通常情況下甲烷較穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，A正確；甲烷分子是以碳原

子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，B正確；甲烷與Cb在光照時發(fā)生取代反應(yīng)生成CH3CI、CH2C12,CHCI3,CCh

及HC1五種產(chǎn)物，其中四種有機(jī)產(chǎn)物中CH3cl為氣體，CH2cL、CHCb、CCI4為液體，C正確，D錯誤。

9.已知某烷燒的相對分子質(zhì)量為30。

(1)該烷燒的分子式為o

(2)該烷燒在光照時與CL反應(yīng)生成一氯代物的化學(xué)方程式為

___________________________________________________________________________，屬于反

應(yīng)。

解析：烷注的通式為C“H2“+2,則14"+2=30,得〃=2,即C2H6。

答案：⑴C2H6

(2)CH3cH3+CI2光照,CH3cH2CI+HCI取代

10.如下圖是某同學(xué)利用日常用品注射器設(shè)計(jì)的簡易實(shí)驗(yàn)裝置。甲中注入10mLeH4,同溫同壓下乙

中注入50mLeL,將乙中氣體推入甲中，用漫散光照射一段時間，氣體在甲中反應(yīng)。

工??...)一(I.......I》

甲乙

(1)下列是某同學(xué)預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

①氣體最終變?yōu)榧t色；②實(shí)驗(yàn)過程中，甲中活塞向內(nèi)移動；③甲中內(nèi)壁有油珠；④產(chǎn)生火花。

其中正確的是。

(2)甲管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型為。

(3)反應(yīng)后，甲中剩余氣體能用下列試劑吸收的是。

10/44

A.水B.氫氧化鈉溶液

C.硝酸銀溶液D.飽和食鹽水

(4)反應(yīng)后，若將甲中的物質(zhì)推入盛有適量AgNCh溶液的小試管中會觀察到。

若再向其中滴入幾滴石蕊溶液，又觀察到o

解析：在光照下，甲烷與氯氣發(fā)生連鎖反應(yīng)：CH4+CI2-^*CH3CH-HCI,cjhci+cb力MCH2cb

光照光照

+HC1,CH2CI2+CI2一~^CHCL+HCl,CHCI3+CI2一-L1*CC14+HC1O

(1)理論上，甲烷與氯氣按體積比為1:4時二者恰好完全反應(yīng)，而甲中氯氣與甲烷體積比為5：1>4：1,

說明氯氣過量，最終氣體中仍有氯氣。反應(yīng)過程中不會產(chǎn)生火花。產(chǎn)物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，

所以氣體的總物質(zhì)的量減小，內(nèi)部壓強(qiáng)減小，甲中活塞向內(nèi)移動。

(2)甲烷分子中的四個氫原子可被氯原子逐一取代，故甲中發(fā)生的是取代反應(yīng)。

(3)剩余氣體中含有氯氣和氯化氫，可用氫氧化鈉溶液吸收剩余氣體。

(4)生成的HC1會與AgNCh溶液反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，同時因CH2cL、CHCh,CCL難溶于水而

看到液體分為兩層，因CL有剩余，若加入幾滴石蕊溶液，溶液會先變紅后褪色。

答案：。)②③(2)取代反應(yīng)(3)B(4)液體分為兩層，產(chǎn)生白色沉淀溶液先變紅后褪色

提能練

1.下列物質(zhì)互為同系物的是()

HH

I

A.H—C—C1與Cl—C—C1

II

ClH

B.CH3—CH3與CH3—CH—CH2—CH3

CH3

C.CH3cH2cl與CH2cleH2cl

D.CH4與CH3cHzc1

解析：選BA項(xiàng)為同種物質(zhì)，B項(xiàng)互為同系物，C項(xiàng)所含氯原子數(shù)不同，分子組成不是相差一個

CH2原子團(tuán)或其倍數(shù)，D項(xiàng)不是同一類別的物質(zhì)，故不屬于同系物。

2.將甲烷與氯氣按1：3的體積比混合于一試管中，倒立于盛有飽和°工皿匐e食鹽水的水

槽，置于光亮處(如圖所示)，下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論的敘述不正確!的是()

A.試管中氣體的黃綠色逐漸變淺，水面上升.三縣招酎

B.生成物只有三氯甲烷和氯化氫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是氣體

C.試管內(nèi)壁有油狀液滴形成

D.試管內(nèi)有少量白霧

解析：選BA項(xiàng)，在光照條件下，甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成物均沒有顏色，所以氣體顏色變

淺，氯化氫溶于水后導(dǎo)致試管內(nèi)液面上升，正確；B項(xiàng)，甲烷和氯氣反應(yīng)的生成物只有一氯甲烷和HC1

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是氣體，錯誤；C項(xiàng)，二氯甲烷和三氯甲烷都是液態(tài)有機(jī)物，所以試管內(nèi)壁有油狀液滴生成，

11/44

正確；D項(xiàng)，該反應(yīng)中有氯化氫生成，氯化氫遇空氣中的水蒸氣形成白霧，正確。

3.鑒別CH4、CO、H2三種無色氣體的方法是（）

A.點(diǎn)燃一通入澄清石灰水一加入漠的四氯化碳溶液

B.點(diǎn)燃一罩上小燒杯一加入澄清石灰水

C.點(diǎn)燃一通入澄清石灰水

D.點(diǎn)燃一通入酸性KMnCh溶液

解析：選B根據(jù)燃燒后的產(chǎn)物來判斷，甲烷燃燒后生成CO2和H2O,周燃燒后生成H2O,CO燃

燒后生成CO2。在火焰的上方罩一個干燥的小燒杯，出現(xiàn)水霧的是甲烷和Hz,沒有水霧的是CO;然后在

有水霧的兩個小燒杯里加入澄清石灰水，出現(xiàn)渾濁的是甲烷，無現(xiàn)象的是H2。

4.甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，而不是正方形的平面結(jié)構(gòu)，理由是（）

A.CH3cl只有一種結(jié)構(gòu)

B.CH2cL只有一種結(jié)構(gòu)

C.CHCL只有一種結(jié)構(gòu)

D.CH4中含有4個C—H共價鍵

解析：選B甲烷分子無論是正四面體結(jié)構(gòu)，還是正方形的平面結(jié)構(gòu)，A、C、D三項(xiàng)都是成立的，

ClH

H—C—ClCl—C—C1

I

CH2cb若是正方形的平面結(jié)構(gòu)，則其結(jié)構(gòu)應(yīng)有兩種，即H和H,若是正四面體結(jié)構(gòu)，

則其結(jié)構(gòu)只有一種。無論是正四面體結(jié)構(gòu)還是正方形結(jié)構(gòu)，CH4中含有4個C—H共價鍵。

5.1mol乙烷在光照條件下，最多可以與多少摩爾Ch發(fā)生取代反應(yīng)（）

A.4molB.8mol

C.2molD.6mol

解析：選D乙烷的分子式為C2H6,1molCb只能取代烷燒中的1molH原子，故1mol乙烷最多與6

molCb發(fā)生取代反應(yīng)。

6.有兩種氣態(tài)烷燒組成的混合物，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.16g?L-i,則關(guān)于混合物的組成判斷正確的

是（）

A.一定有甲烷

B.一定有乙烷

C.一定是甲烷和乙烷的混合物

D.可能是乙烷和丙烷的混合物

解析：選A混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是M（平均）=1.16g<LrX22.4L-mo「=26g?mo「，即平均相

對分子質(zhì)量為26,在烷涇中相對分子質(zhì)量小于26的只有甲烷，因此一定含有甲烷。

7.將0.2mol下列點(diǎn)完全燃燒后，生成的氣體緩緩?fù)ㄈ?.5L2moiIF的NaOH溶液中，生成正鹽和

酸式鹽的物質(zhì)的量之比為1：3,則該烷燒是（）

A.乙烷B.丙烷

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C.丁烷D.戊烷

解析:選C設(shè)該燒燒分子中含有“個C原子，則完全燃燒產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量是0.2“molo//(NaOH)

-1

=0.5LX2molL=lmol;又設(shè)產(chǎn)生的Na2CO3的物質(zhì)的量為amol,則NaHCO3為3amol,根據(jù)鈉原

子守恒可得20+3a=1,解得a=0.2mol,所以Na2cO3為0.2mol,NaHCCh為0.6mol;根據(jù)碳原子守恒

可得0.2"=0.8,〃=4,因此該烷燒是丁烷。

8.在一定的溫度、壓強(qiáng)下，向100mLe山和Ar的混合氣體中通入400mL。2,點(diǎn)燃使其完全反應(yīng)，

最后在相同條件下得到干燥氣體460mL,則反應(yīng)前混合氣體中CH4和Ar的物質(zhì)的量之比為()

A.1：4B.1：3

C.1：2D.1：1

解析：選AAr是稀有氣體，不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體的體積變化由CH4燃燒生成的水引起。反

應(yīng)前后氣體的體積變化為100mL+400mL-460mL=40mL?

設(shè)混合氣體中CH4的體積為X。

占燃

CH4+2O2--^CO2+2H2OAP減小

1mL2mL1mL2mL

x40mL

x=20mL

Ar的體積為100mL-20mL=80mL,CH4與Ar的體積之比為1：4,相同條件下，氣體的體積之

比等于物質(zhì)的量之比，即M(CH4)：n(Ar)=l：4。

9.利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)興趣小組擬在

實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如圖。

根據(jù)要求填空：

(1)寫出CH4與C12反應(yīng)生成一氯代物的化學(xué)方程式:

(2)B裝置有三種功能：①控制氣體流速；②將氣體混合均勻；

③o

(3)D裝置中的石棉上吸附著KI飽和溶液及KI粉末，其作用是。

(4)E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為

(5)該裝置還有缺陷，原因是沒有進(jìn)行尾氣處理，尾氣的主要成分是(填編號)。

A.CH4B.CH3CIC.CH2CI2

D.CHCI3E.CCI4

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弁昭

解析：(1)CH4與C12反應(yīng)生成的一氯代物為CH3。，則化學(xué)方程式為CH4+CI2---^CHiCl+HCL

(2)B裝置盛有濃硫酸，具有吸水性，所以B裝置的第③種作用為干燥甲烷和氯氣。

(3)CL與CH4反應(yīng)可能有部分CL剩余，CL能與KI反應(yīng)生成L和KC1,所以D裝置中石棉上吸附著

的KI飽和溶液及KI粉末的作用是除去未反應(yīng)的Cl2?

(4)CH4與Cb反應(yīng)生成的CH3cl和HC1是氣體，HC1易溶于水而CH3C1難溶于水，液體分層，從E

中分離出鹽酸的最佳方法為分液。

(5)反應(yīng)物CH4可能有剩余，生成物CH3a為氣體，尾氣的主要成分是CH4和CH3C1O

光照

答案：(DCRt+Cb--L1*CH3C14-HC1

(2)干燥甲烷和氯氣(3)除去未反應(yīng)的Cb(4)分液(5)AB

10.(1)完全燃燒0.1mol某燒，燃燒產(chǎn)物依次通過濃硫酸、濃堿液，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱得濃硫酸增重9g,

濃堿液增重17.6g。該點(diǎn)的化學(xué)式為,并寫出其所有可能的結(jié)構(gòu)簡式：o

(2)某知2.2g,在O2中完全燃燒，生成6.6gCCh和3.6gHzO,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其密度為1.9643g1一1,

其化學(xué)式為o

(3)某烷燒的相對分子質(zhì)量為128,該烷煌的化學(xué)式為o

(4)在120℃和101kPa的條件下，某氣態(tài)垃和一定質(zhì)量的氧氣混合氣體，點(diǎn)燃完全反應(yīng)后再恢復(fù)到原

來的溫度時，氣體體積縮小，則該燒分子內(nèi)的氫原子個數(shù)?

A.小于4B.大于4

C.等于4D.無法判斷

解析：(1)0.1mol燒中，M(C)=——7-6G_=0.4mol,M(H)=-9G_X2=1mol,則每個燒分子中含

44g-mol118g-mol1

4個C原子、10個H原子，即分子式為CdHio。該燒結(jié)構(gòu)簡式有二種：CH3—CH2—CH2—CH3,

CH3

CH—CH-CH

33o

(2)該姓的摩爾質(zhì)量M=22.4L-mol-1X1.9643g-L-1=44g-mol-1,涇分子中"(C)：M(H)=

6.6g3.6g=3：g,最簡式為C3H8,最簡式相對分子質(zhì)量為44,故化學(xué)式為C3H8。

44g?mol118g,mol1

(3)設(shè)該烷沒的化學(xué)式為C?H2?+2,則14"+2=128,解得：〃=9,化學(xué)式為C9H20。

(4)設(shè)煌的分子式為CxHy,則有：

CvH,+卜+K-^*XCO2+^H2O,

因?yàn)榉磻?yīng)后氣體體積縮小，則l+x+2>x+2,

42

即y<4o

答案：（DC4H10CH3—CH2—CH2—CH3、

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CH3

CH3—CH—CH3

(2)C3H8(3)C9H20(4)A

第二課時

石油煉制乙烯

［課標(biāo)要求］

1.知道石油煉制方法(分鐐、催化裂化、裂解)、目的及其主要產(chǎn)品。

2.知道乙烯的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)。

3.會書寫乙烯等物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式。

1.石油煉制的方法有分儲、催化裂化和裂解。石油的分鐐是物理凝尸石油的裂花「復(fù)京是化學(xué)

變化。

2.乙烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：

(1)乙烯分子是平面形結(jié)構(gòu)，分子中2個C原子與4個H原子共平面；

、(2)乙烯能使淡水褪色(加成反應(yīng))，也能使酸性KMnC>4溶液褪色(氧化反應(yīng))。

3.乙烘的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：

(1)乙烘分子是直線形結(jié)構(gòu)，分子中2個C原子與2個H原子在同一直線上；

(2)乙烘能使淡水褪色(加成反應(yīng))，也能使酸性KMnCh溶液褪色(氧化反應(yīng))。

石油的煉制

基礎(chǔ)?自主落實(shí)

1.石油的分儲

(1)實(shí)驗(yàn)室蒸儲石油

①實(shí)驗(yàn)裝置：

②注意事項(xiàng):

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石棉網(wǎng)一蒸鐳燒瓶加熱時需墊石棉網(wǎng)

碎瓷片I一作用：防暴沸

位置

-----A溫度計(jì)水銀球在蒸儲燒瓶支管口處

溫度計(jì)_作用

測微分蒸氣的溫度

進(jìn)出水方向十,

---------->下口進(jìn),上口出

冷凝管一作用

「冷凝蒸氣

③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：

'60?150℃溫度范圍內(nèi)收集到液

錐形瓶內(nèi)收集;體有汽油味f該液體為汽油

到油狀液體1150?300℃溫度范圍內(nèi)收集到液

.體有煤迪味—該液體為煤迪

(2)石油的分儲

嗝斯—根據(jù)沸點(diǎn)不同，通過加熱汽化，然后冷凝，把

笠)一石油分成不同遞點(diǎn)范圍內(nèi)的產(chǎn)物

@g)一分帽塔

i

造)一石油氣、汽迪、煤迪、柴油、潤滑油、重油

I

電)一各鐳分仍是混合物，石油分編屬于物理變化

2.石油的裂化

(1)目的：為了提高從石油得到的汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量和質(zhì)量。

(2)原理：用石油分儲產(chǎn)品為原料,在加熱、加壓和催化劑存在下,使相對分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的

煌斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的燒。

(3)舉例(十六烷的裂化)。

化學(xué)方程式：G6H34——一->c8H二+C8H16。

加熱、加拉------

3.石油的裂解

⑴原理

以比裂化更高的溫度使石油分儲產(chǎn)物中的長鏈也斷裂為乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈點(diǎn)的過程。

(2)目的

獲得乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈篇,為石油化工提供原料。

探究

1.石油裂化的目的是什么？石油裂解的目的是什么？

提示：石油裂化的主要目的是為了提高輕質(zhì)油(特別是汽油)的產(chǎn)量；石油裂解的主要目的是為了得到

氣態(tài)短鏈煌(特別是乙烯)，作化工原料。

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2.石油的分儲、催化裂化、裂解分別屬于哪種變化類型？

提示：分館屬于物理變化，催化裂化、裂解屬于化學(xué)變化。

3.如何區(qū)分裂化汽油和直儲（分儲得到）汽油？

提示：能使澳的CC14溶液褪色的是裂化汽油，不褪色的是直儲汽油。

生成

1.石油分僧、裂化'裂解的比較

石油煉制

分館裂化裂解

的方法

在一定條件下，把相對分在高溫下，把石油產(chǎn)品

用蒸發(fā)和冷凝的方法把

子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的燒斷中具有長鏈分子的燃

原理石油分成不同沸點(diǎn)范圍

裂為相對分子質(zhì)量小、沸斷裂為乙烯、丙烯等小

的蒸儲產(chǎn)物

點(diǎn)低的燒