713烷烴的性質(zhì)(講義)-2022-2023學(xué)年高一化學(xué)(人教版2019)_第1頁(yè)
713烷烴的性質(zhì)(講義)-2022-2023學(xué)年高一化學(xué)(人教版2019)_第2頁(yè)
713烷烴的性質(zhì)(講義)-2022-2023學(xué)年高一化學(xué)(人教版2019)_第3頁(yè)
713烷烴的性質(zhì)(講義)-2022-2023學(xué)年高一化學(xué)(人教版2019)_第4頁(yè)
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第七章第一節(jié)第3課時(shí)烷烴的性質(zhì)第七章第一節(jié)第3課時(shí)烷烴的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo):學(xué)習(xí)目標(biāo):1.結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),明確烷烴用途及性質(zhì)的關(guān)系。2.以甲烷為例,掌握烷烴的性質(zhì),依據(jù)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),能夠推導(dǎo)出烷烴的性質(zhì)及有機(jī)物的一些通性。3.了解甲烷和氯氣取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,掌握取代反應(yīng)概念,學(xué)會(huì)辨識(shí)取代反應(yīng),了解有機(jī)反應(yīng)的特點(diǎn)。甲烷的性質(zhì)知識(shí)整理甲烷的性質(zhì)知識(shí)整理1.甲烷的存在:天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分均為甲烷。我國(guó)的天然氣主要分布在中西部地區(qū)及海底2.甲烷的物理性質(zhì):無(wú)色、無(wú)味、極難溶于水、密度比空氣小的氣體3.甲烷分子的組成與結(jié)構(gòu)分子式電子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式球棍模型空間充填模型CH4CH4結(jié)構(gòu)特點(diǎn)CH4空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu),C原子位于正四面體的中心,4個(gè)H原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)上,4個(gè)C—H鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵能完全相同,鍵角為109°28,4.甲烷的化學(xué)性質(zhì):一般情況下,化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑等不反應(yīng)(1)甲烷的氧化反應(yīng)——燃燒反應(yīng)甲烷與氧氣燃燒的化學(xué)方程式:CH4+2O2eq\o(,\s\up9(點(diǎn)燃))CO2+2H2O①甲烷是優(yōu)良的氣體燃料,通常狀況下,1mol甲烷在空氣中完全燃燒,生成二氧化碳和水,放出890kJ熱量。因此以甲烷為主要成分的天然氣、沼氣是理想的清潔能源②點(diǎn)燃甲烷前必須檢驗(yàn)純度??諝庵械募淄楹吭?%~15.4%(體積)范圍內(nèi)時(shí),遇火花將發(fā)生爆炸③煤礦中時(shí)常發(fā)生瓦斯爆炸,這與CH4氣體爆炸有關(guān)。為了保證安全生產(chǎn),必須采取通風(fēng),嚴(yán)禁煙火等措施(2)甲烷的取代反應(yīng)①實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程取兩支試管,均通過(guò)排飽和食鹽水的方法先后各收集半試管CH4和半試管Cl2,分別用鐵架臺(tái)固定好。將其中一支試管用鋁箔套上,另一試管放在光亮處(不要放在日光直射的地方)。靜置,比較兩支試管內(nèi)的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)裝置AB實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A裝置:試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺;試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn),試管中有少量白霧生成,且試管內(nèi)液面上升,水槽中有固體析出B裝置:無(wú)明顯現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論CH4與Cl2在光照時(shí)才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)②反應(yīng)的機(jī)理③化學(xué)反應(yīng)方程式CH4+Cl2eq\o(,\s\up10(光照))CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2eq\o(,\s\up10(光照))CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2eq\o(,\s\up10(光照))CHCl3+HClCHCl3+Cl2eq\o(,\s\up10(光照))CCl4+HCl=4\*GB3④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)所替代的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)【要點(diǎn)詮釋】①反應(yīng)條件:光照(漫散光照射),在室溫暗處不發(fā)生反應(yīng),但不能用日光或其他強(qiáng)光直射,以防爆炸②對(duì)反應(yīng)物狀態(tài)的要求:CH4和氯氣,因此甲烷和溴蒸氣、碘蒸氣在光照條件下也能發(fā)生取代反應(yīng),CH4與氯水、溴水則不反應(yīng)③CH4與Cl2的取代反應(yīng)為連鎖反應(yīng),各步反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,即第一步反應(yīng)一旦開(kāi)始,后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行,因此產(chǎn)物復(fù)雜,五種產(chǎn)物都有,但HCl最多④甲烷四種取代產(chǎn)物性質(zhì)見(jiàn)下表CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4名稱(chēng)一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷四氯甲烷俗稱(chēng)————氯仿四氯化碳狀態(tài)氣態(tài)液態(tài)液態(tài)液態(tài)結(jié)構(gòu)式空間構(gòu)型四面體四面體四面體正四面體密度——大于水大于水大于水用途麻醉劑——溶劑溶劑、滅火劑⑤取代反應(yīng)的特點(diǎn)是“上一下一,有進(jìn)有出”,類(lèi)似無(wú)機(jī)反應(yīng)中的復(fù)分解反應(yīng),注意在書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式時(shí),防止漏寫(xiě)產(chǎn)物中的小分子(3)甲烷的受熱分解:CH4C+2H2(分解溫度通常在1000°C以上,說(shuō)明甲烷的熱穩(wěn)定性很強(qiáng))烷烴的性質(zhì)烷烴的性質(zhì)知識(shí)整理知識(shí)整理1.烷烴物理性質(zhì)幾種常見(jiàn)烷烴的物理性質(zhì)名稱(chēng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式常溫時(shí)的狀態(tài)熔點(diǎn)/0C沸點(diǎn)/0C相對(duì)密度甲烷CH4氣-182.5-161.5乙烷CH3CH3氣-182.8-88.6丙烷CH3CH2CH3氣-188.0-42.10.5005丁烷CH3CH2CH2CH3氣-138.4-0.50.5788戊烷CH3CH2CH2CH2CH3液-129.736.00.5572癸烷CH3(CH2)8CH3液-29.7174.10.7298十七烷CH3(CH2)15CH3固22.0302.20.7767正丁烷和異丁烷物理性質(zhì)的比較名稱(chēng)分子式熔點(diǎn)/0C沸點(diǎn)/0C相對(duì)密度正丁烷C4H10-138.4-0.50.5788異丁烷C4H10-159.6-11.70.557(1)狀態(tài):一般情況下,1~4個(gè)碳原子烷烴(烴)為氣態(tài),5~16個(gè)碳原子為液態(tài),16個(gè)碳原子以上為固態(tài)(2)溶解性:烷烴不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑(3)熔沸點(diǎn):隨著烷烴分子中碳原子數(shù)增加,相對(duì)分子質(zhì)量增大,范德華力逐漸增大,烷烴分子的熔、沸點(diǎn)逐漸升高;分子式相同的烷烴,支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低,如熔、沸點(diǎn):正丁烷>異丁烷(4)密度:隨著碳原子數(shù)的遞增,密度逐漸增加;烷烴的密度都小于水的密度2.烷烴的化學(xué)性質(zhì)(烷烴的化學(xué)性質(zhì)與甲烷相似,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,常溫下不與跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑等不反應(yīng))(1)烷烴的氧化反應(yīng)——燃燒反應(yīng):CnH2n+2+eq\f(3n+1,2)O2nCO2+(n+1)H2O=1\*GB3①丙烷的燃燒:CH3CH2CH3+5O23CO2+4H2O=2\*GB3②在空氣或氧氣中點(diǎn)燃烷烴,完全燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2O,相但在同狀況下隨著烷烴分子里碳原子數(shù)的增加往往會(huì)燃燒越來(lái)越不充分,使燃燒火焰明亮,甚至伴有黑煙(2)烷烴的取代反應(yīng):CnH2n+2+X2eq\o(,\s\up10(光照))CnH2n+1X+HX,CnH2n+1X可與X2繼續(xù)發(fā)生取代反應(yīng)=1\*GB3①光照條件下,乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng):CH3CH3+Cl2eq\o(,\s\up10(光照))CH3CH2Cl+HCl(只要求寫(xiě)一氯取代)②該反應(yīng)中的化學(xué)鍵變化情況:斷裂C—H鍵和Cl—Cl鍵,形成C—Cl鍵和H—Cl鍵=3\*GB3③烷烴與氯氣也可以是溴蒸氣在光照條件下發(fā)生的取代反應(yīng),隨著烷烴碳原子數(shù)的增多,產(chǎn)物越將會(huì)越來(lái)越多,但HCl最多;而生成的取代產(chǎn)物的種類(lèi)將會(huì)更多,如:甲烷的氯代物有:一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷共四種氯代物,乙烷的氯代物產(chǎn)物將會(huì)更多(9種)④烷烴與X2取代反應(yīng)為連鎖反應(yīng),烷烴中的氫原子被氯原子逐步取代,各步反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,即第一步反應(yīng)一旦開(kāi)始,后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行⑤烷烴與X2取代反應(yīng)的數(shù)量關(guān)系:每取代1mol氫原子,消耗1molCl2,生成1molHCl(3)烷烴的分解反應(yīng)(高溫裂化或裂解)——應(yīng)用于石油化工和天然氣化工生產(chǎn)中烷烴受熱時(shí)會(huì)分解,生成含碳原子數(shù)較少的烷烴和烯烴如:C16H34C8H16+C8H18典型例題典型例題1.下列關(guān)于甲烷的說(shuō)法正確的是()A.甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色B.甲烷和氯水在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)C.甲烷能夠燃燒,在一定條件下會(huì)發(fā)生爆炸,因此是礦井的安全威脅之一D.將甲烷和氯氣按體積比1∶1混合,光照條件下可以得到純凈的CH3Cl解析:選C甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,A錯(cuò)誤;甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),和氯水不反應(yīng),B錯(cuò)誤;甲烷能夠燃燒,在一定條件下會(huì)發(fā)生爆炸,C正確;甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),是一系列的反應(yīng),因此得到的產(chǎn)物是混合物,D錯(cuò)誤。2.下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()解析:選C①CHCl3分子中的H原子被Cl原子取代,屬于取代反應(yīng);②該反應(yīng)屬于置換反應(yīng);③該反應(yīng)屬于化合反應(yīng);④CH3CH2CN分子中“—CH2—”中的1個(gè)H原子被Cl原子取代,屬于取代反應(yīng);⑤CH3CH2OH分子中的—OH被Br原子取代,屬于取代反應(yīng)。3.下列有關(guān)烷烴的敘述中,不正確的是()A.在烷烴分子中,所有的化學(xué)鍵都是單鍵B.分子通式為CnH2n+2的烴是烷烴C.烷烴中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去D.所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)解析:選C烷烴分子中碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵全是單鍵,故A正確;分子通式為CnH2n+2的烴,分子中碳原子形成的全是單鍵,是飽和烴,所以一定是烷烴,故B正確;烷烴的結(jié)構(gòu)決定了化學(xué)性質(zhì),碳原子是飽和狀態(tài),所以均不能使KMnO4(H+)溶液褪色,故C錯(cuò)誤;烷烴的通性是飽和碳原子上的氫原子在一定條件下和氯氣發(fā)生取代反應(yīng),所以烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),故D正確。分層練習(xí)分層練習(xí)基礎(chǔ)性——強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)扎實(shí)1.在我國(guó)的南海、東海海底已發(fā)現(xiàn)天然氣(含甲烷等)的水合物CH4·nH2O,它易燃燒,外形似冰,被稱(chēng)為“可燃冰”?!翱扇急钡拈_(kāi)采,有助于解決人類(lèi)面臨的能源危機(jī)。下列關(guān)于甲烷分子的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.甲烷分子中的化學(xué)鍵都是極性鍵B.甲烷分子中4個(gè)C—H鍵完全相同C.甲烷分子中碳原子位于正四面體的中心D.甲烷分子中碳元素的化合價(jià)為+4解析:選DCH4中碳的化合價(jià)為-4價(jià),D錯(cuò)誤。2.《易經(jīng)》描述的“澤中有火”“上火下澤”,其中燃燒的氣體主要是()A.氫氣 B.一氧化碳C.甲烷 D.乙烯解析:選C由題意“澤中有火”“上火下澤”,澤,指湖泊池沼?!皾芍杏谢稹?,是指“氣體”在湖泊池沼水上起火現(xiàn)象的描述,沼氣的主要成分為甲烷。3.幾種烷烴的沸點(diǎn)如下:烷烴甲烷乙烷丁烷戊烷沸點(diǎn)/℃-164-89-0.536根據(jù)以上數(shù)據(jù)推斷丙烷的沸點(diǎn)可能是()A.約-40℃ B.低于-162℃C.低于-89℃ D.高于36℃解析:選A丙烷(C3H8)分子中含三個(gè)碳原子,其相對(duì)分子質(zhì)量比乙烷(C2H6)要大,比丁烷(C4H10)要小,所以其沸點(diǎn)應(yīng)高于乙烷、低于丁烷,即介于-89℃~-0.5℃之間。4.如圖所示,在光照條件下,將盛有CH4和Cl2的試管倒扣于盛有飽和食鹽水的水槽中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是()A.試管中液面上升至試管頂部B.試管內(nèi)的黃綠色變淺C.試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴D.試管內(nèi)出現(xiàn)少量白霧,水槽中出現(xiàn)少量白色晶體解析:選A反應(yīng)生成的一氯甲烷為氣體,故液面不會(huì)上升至試管頂部,A錯(cuò)誤;氯氣與甲烷發(fā)生反應(yīng),逐漸被消耗,生成無(wú)色物質(zhì),黃綠色變淺,B正確;反應(yīng)生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳不溶于水,為油狀液滴,C正確;CH4和Cl2發(fā)生取代反應(yīng),生成HCl,HCl遇水形成酸霧,HCl溶于水后飽和食鹽水中Cl-濃度增大,所以水槽內(nèi)有少量晶體析出,D正確。5.天然氣的主要成分是甲烷,還含有一定量的乙烷、丙烷等可燃性氣體。下列有關(guān)的說(shuō)法不正確的是()A.甲烷與丙烷互為同系物B.甲烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.乙烷和氯氣在光照的條件下可以發(fā)生取代反應(yīng)D.甲烷、乙烷、丙烷中的化學(xué)鍵都是極性共價(jià)鍵解析:選D甲烷與丙烷,結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差兩個(gè)CH2原子團(tuán),互稱(chēng)為同系物,故A正確;甲烷的化學(xué)性質(zhì)一般比較穩(wěn)定,通常不與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng),故B正確;乙烷和氯氣在光照的條件下可以發(fā)生取代反應(yīng),故C正確;甲烷中只有碳?xì)滏I,只含極性共價(jià)鍵,乙烷、丙烷中既有碳?xì)滏I,也有碳碳單鍵,所以既有極性共價(jià)鍵,也有非極性共價(jià)鍵,故D錯(cuò)誤。6.下列化學(xué)反應(yīng)中不屬于取代反應(yīng)的是()A.CH2Cl2+Br2eq\o(→,\s\up7(光))CHBrCl2+HBrB.CH3OH+HCleq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl+H2OC.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑D.CH3CH2Br+H2Oeq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5(△))CH3CH2OH+HBr解析:選C取代反應(yīng)是指有機(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)所替代的反應(yīng)。C項(xiàng)中的反應(yīng)為置換反應(yīng),不是有機(jī)反應(yīng),更不是取代反應(yīng)。綜合性——強(qiáng)調(diào)融會(huì)貫通7.丁烷有兩種不同結(jié)構(gòu),分別為正丁烷和異丁烷,均可用作制冷劑,下列關(guān)于丁烷的說(shuō)法正確的是()A.異丁烷的沸點(diǎn)高于正丁烷的沸點(diǎn)B.正丁烷和異丁烷中碳原子均不可能共平面C.可以通過(guò)酸性KMnO4溶液鑒別正丁烷和異丁烷D.丁烷的一氯取代物共有4種結(jié)構(gòu)(不包含立體異構(gòu))解析:選D正丁烷和異丁烷互為同分異構(gòu)體,烷烴的同分異構(gòu)體中支鏈越多,熔沸點(diǎn)越低,則異丁烷沸點(diǎn)低于正丁烷,故A錯(cuò)誤;正丁烷和異丁烷中所有碳原子都為飽和碳原子,飽和碳原子的空間結(jié)構(gòu)為四面體形,通過(guò)碳碳單鍵旋轉(zhuǎn)正丁烷中所有碳原子可能共平面,異丁烷中最多有三個(gè)碳原子共平面,故B錯(cuò)誤;正丁烷和異丁烷都不能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng),則酸性高錳酸鉀溶液不能鑒別正丁烷和異丁烷,故C錯(cuò)誤;丁烷的同分異構(gòu)體為正丁烷和異丁烷,正丁烷和異丁烷分子中都含有2類(lèi)氫原子,一氯代物都有2種,則丁烷的一氯代物共有4種,故D正確。8.兩種氣態(tài)烷烴的混合物,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其密度為1.16g·L-1,則關(guān)于此混合物組成的說(shuō)法正確的是()A.一定有甲烷B.一定有乙烷C.可能是甲烷和戊烷的混合物D.可能是乙烷和丙烷的混合物解析:選A兩種氣態(tài)烷烴的混合物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.16g·L-1,則該混合烷烴的平均摩爾質(zhì)量為1.16g·L-1×22.4L·mol-1≈26g·mol-1,那么其中一種烷烴的摩爾質(zhì)量一定小于26g·mol-1,即該氣態(tài)混合烷烴中一定有甲烷。戊烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為液態(tài),故該混合氣中不可能有戊烷。9.下面三個(gè)敘述中,n值為5的是()①甲烷在光照條件下與氯氣反應(yīng)最多能得到n種產(chǎn)物②丁基(—C4H9)的結(jié)構(gòu)共有n種③己烷有n種同分異構(gòu)體A.①② B.①③C.②③ D.①②③解析:選B①甲烷在光照條件下與氯氣反應(yīng),得到產(chǎn)物有:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,共5種;②丁基(—C4H9)的結(jié)構(gòu)有:—CH2CH2CH2CH3、—CH(CH3)CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—C(CH3)3,共4種;③己烷的同分異構(gòu)體有:CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3、CH3C(CH3)2CH2CH3,共5種。10.120℃時(shí),1體積某鏈狀烷烴和4體積O2混合,完全燃燒后,恢復(fù)到原來(lái)的溫度和壓強(qiáng),測(cè)得反應(yīng)前后氣體的體積不變。該鏈狀烷烴分子中所含的碳原子數(shù)是()A.1 B.2C.3 D.4解析:選A鏈狀烷烴燃燒通式為CxHy+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(y,4)))O2→xCO2+eq\f(y,2)H2O(g),由燃燒前后體積不變,得1+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(y,4)))=x+eq\f(y,2)(120℃),解得y=4。依題意,4體積O2為適量或過(guò)量,故x+eq\f(y,4)≤4,因?yàn)閥=4,故x≤3,該鏈狀烷烴為CH4。11.兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體,完全燃燒后得到CO2和H2O(g)的物質(zhì)的量隨著混合烴的物質(zhì)的量的變化如圖所示,則下列對(duì)混合烴的判斷正確的是()①可能有C2H2②一定有CH4③一定有C3H8④一定沒(méi)有C4H6⑤可能有C2H6A.②⑤ B.②④C.③④ D.②③解析:選B由題圖可知兩種氣態(tài)烴的平均組成為C1.6H4,根據(jù)碳原子平均數(shù)可知,該混合氣體中一定含有CH4,由氫原子平均數(shù)可知,另一氣態(tài)烴中氫原子數(shù)目為4,碳原子數(shù)目大于1.6,且不超過(guò)4,則一定沒(méi)有C2H2、C3H8、C4H6、C2H6,故②④正確。12.在光照條件下,CH4與Cl2能發(fā)生取代反應(yīng)。若1molCH4與Cl2反應(yīng),待反應(yīng)完成后測(cè)得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量之比為n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)=1∶2∶3∶4,則消耗Cl2的物質(zhì)的量為()A.1.0mol B.2.0molC.3.0mol D.4.0mol解析:選C根據(jù)碳原子守恒,生成四種有機(jī)取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量n(CH3Cl)、n(CH2Cl2)、n(CHCl3)、n(CCl4)分別是0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol,消耗的Cl2為0.1mol+2×0.2mol+3×0.3mol+4×0.4mol=3.0mol。13.天然氣作為清潔能源,在助力節(jié)能減排的同時(shí),也帶來(lái)“氣荒”等問(wèn)題,于是出現(xiàn)了“油改氣”或“煤改氣”。專(zhuān)家指出“十二五”期間天然氣產(chǎn)業(yè)將有更大作為。(1)天然氣主要成分的分子式是____________,電子式為_(kāi)_________________,結(jié)構(gòu)式為_(kāi)___________________;分子里各原子的空間分布呈____________結(jié)構(gòu)。(2)天然氣主要成分在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)天然氣主要成分與Cl2在光照條件下反應(yīng)生成一氯甲烷的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。答案:(1)CH4正四面體(2)產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰CH4+2O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2+2H2O(3)CH4+Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl+HCl14.如圖是某同學(xué)利用日常用品注射器設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置。甲管中注入10mLCH4,同溫同壓下乙管中注入50mLCl2,將乙管氣體推入甲管中,氣體在甲管中反應(yīng),針管放在光亮處一段時(shí)間。(1)下列是某同學(xué)預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:①氣體最終變?yōu)闊o(wú)色;②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,甲管活塞向內(nèi)移動(dòng);③甲管內(nèi)壁有油珠;④產(chǎn)生火花。其中正確的是________。(2)甲管中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的類(lèi)型為_(kāi)_______________。(3)反應(yīng)后,能吸收甲管中剩余氣體的試劑是________。A.水 B.NaOH溶液C.AgNO3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AgNO3溶液的小試管中會(huì)觀(guān)察到________________________,若再向其中滴入幾滴石蕊溶液,又觀(guān)察到______________。解析:在光照條件下,甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng):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+HCl。(1)理論上,甲烷與氯氣體積比為1∶4時(shí),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(shuō)明氯氣過(guò)量,反應(yīng)后仍有氯氣剩余。該反應(yīng)進(jìn)行緩慢,不會(huì)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,甲管活塞向內(nèi)移動(dòng)。(2)甲烷分子中的四個(gè)氫原子可被氯原子逐一取代,故甲管中發(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HCl會(huì)與AgNO3溶液反應(yīng)生成AgCl白色沉淀,同時(shí)因CH2Cl2、CHCl3、CCl4難溶于水而看到液體分為兩層,因Cl2有剩余,若加入幾滴石蕊,溶液會(huì)先變紅后褪色。答案:(1)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應(yīng)用性、創(chuàng)新性——強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新思維,體現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值15.[雙選]0.1mol某鏈狀烷烴完全燃燒生

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