最新高中化学甲烷的性质 精品Word文件下载.docx

最新高中化学甲烷的性质 精品Word文件下载.docx

《最新高中化学甲烷的性质 精品Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新高中化学甲烷的性质 精品Word文件下载.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化学式

电子式

结构式

氯化氢

二氧化碳

双氧水

知识点一　甲烷的组成和结构

[探究活动]

1．已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g·

L－1，含碳75%，含氢25%，试通过计算确定甲烷的分子式。

2．甲烷的分子结构中碳原子最外层的____个电子分别与____个氢原子的电子形成______个______键。

因此甲烷的分子式为________，电子式为______________________，结构式为____________________，其空间结构为____________。

3．下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况（　　）

A．ⅠB．ⅡC．ⅢD．Ⅳ

[归纳总结]

甲烷分子具有________________结构，其中，4个C—H键的________和________相同，________相等。

[活学活用]

1．以下关于甲烷的说法中错误的是（　　）

A．甲烷分子是由极性键构成的分子

B．甲烷分子具有正四面体结构

C．甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键

D．甲烷分子中具有非极性键

知识点二　甲烷的氧化反应

1．某同学设计了甲烷燃烧的实验，请回答以下各问题：

（1）甲烷在空气中燃烧，火焰呈________色，会放出大量的热。

（2）在火焰上方罩一个干燥的烧杯，烧杯内壁变模糊证明有________生成，说明甲烷中含有________元素；

把烧杯翻转，注入少量澄清石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊证明有____________生成，说明甲烷中含有________元素。

（3）甲烷燃烧的化学方程式是

________________________________________________________________________，

它与我们以前学习的化学方程式的不同点是

这主要是因为

________________________________________________________________________。

2．空气中含甲烷：

5%～15%，氧气中含甲烷：

5.4%～59.2%，遇火花将发生爆炸，煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。

假如你是一名煤矿工人，当你在矿井采矿时，为预防瓦斯爆炸，你会采取哪些措施呢？

3．将CH4通入酸性KMnO4溶液中，观察可能的现象，试解释其原因。

1．在通常情况下，甲烷比较稳定，与酸性高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。

2．甲烷是一种优良的气体燃料，在通常情况下，1mol甲烷在空气中完全燃烧，生成1mol二氧化碳和2mol水，放出890kJ热量。

2．下列叙述中错误的是（　　）

A．点燃甲烷前不必进行验纯

B．甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料

C．煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生

D．点燃甲烷不一定会爆炸

知识点三　甲烷的取代反应

1．按要求完成下列实验，并填写下表：

实验操作

实验现象

A装置：

（1）试管内气体颜色逐渐________，

（2）试管内壁有____________出现，（3）试管中有____________，（4）试管内液面____________，（5）水槽中有____________。

B装置：

______________

实验结论

CH4与Cl2在________时才能发生化学反应

2.上述对比实验中A试管中有如下反应发生

像这种有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫做取代反应。

（1）产物CH3Cl（一氯甲烷，沸点－24.2℃）还能继续与氯气发生取代反应，请用结构简式写出后续反应的化学方程式。

（2）事实上，甲烷与氯气反应可生成四种有机物，写出其中生成氯仿（三氯甲烷）的化学方程式。

3．甲烷的四种氯代产物都________水。

除____________常温下是气体外，其他三种都是__________。

4．问题讨论

（1）若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子变成一氯甲烷，还是正四面体结构吗？

（2）CH4与Cl2发生取代反应时，有机取代产物的总物质的量与CH4的物质的量有何关系？

（3）CH3Cl、CCl4只有一种结构，能说明CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构吗？

甲烷发生取代反应的有关规律

（1）反应条件和反应物

反应条件为光照，反应物为卤素单质。

例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。

（2）反应产物

反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象。

（3）物质的量的关系

CH4与Cl2发生取代反应时，每1molH原子被取代，消耗1molCl2分子，同时生成1mol的HCl分子。

3．若甲烷与氯气以物质的量之比1∶3混合，在光照下得到的产物有：

①CH3Cl　②CH2Cl2　③CHCl3　④CCl4

⑤HCl，其中正确的是（　　）

A．只有①B．只有③

C．①②③的混合物D．①②③④⑤的混合物

4．有机物分子里的某些原子（或原子团）被其他原子（或原子团）代替的反应叫取代反应。

下列化学反应中不属于取代反应的是（　　）

A．CH2Cl2＋Br2

CHBrCl2＋HBr

B．CH3OH＋HCl

CH3Cl＋H2O

C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

D．CH3—CH2—Br＋H2O

CH3—CH2—OH＋HBr

1．近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰，其有效成分为甲烷，下列说法正确的是（　　）

①甲烷属于烃类　②在相同条件下，甲烷的密度大于空气　③甲烷难溶于水　④可燃冰是一种极具潜力的能源

A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④

2．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是（　　）

A．CH3ClB．CCl4C．CH2Cl2D．CH4

3．有四种物质：

①金刚石、②白磷、③甲烷、④四氯化碳，其中分子具有正四面体结构的是（　　）

A．①②③B．①③④C．②③④D．①②③④

4．某有机物在氧气里充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1，由此可以得出该有机物（　　）

A．分子中C、H、O的个数之比为1∶2∶3

B．分子中C和H的个数之比为1∶2

C．分子中肯定不含氧原子

D．分子中肯定含有氧原子

5．为除去混在甲烷中的CO2和H2O，可将混合气体通过盛有__________的洗气瓶，除去________，再通过盛有________的洗气瓶，除去________；

也可将混合气体通过________，一次性将杂质气体除去。

学习准备区

1．碳　CO、CO2、H2CO3及碳酸盐　碳　氢　甲烷　糖类　油脂　蛋白质

2．无　无　气体　小　不　沼气　坑道气　天然气　甲烷　甲烷

学习探究区

知识点一

探究活动

1．甲烷的摩尔质量为M＝22.4L·

mol－1×

0.717g·

L－1＝16g·

mol－1

1mol甲烷气体中含碳原子的物质的量：

＝1mol

1mol甲烷气体中含氢原子的物质的量：

＝4mol。

所以甲烷的分子式为CH4。

2．4　4　4　共价　CH4　

　正四面体

3．D　[这几种形式中，分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象的表达出H、C的位置及所占比例，电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。

]

归纳总结

正四面体　长度　强度　夹角

活学活用

1．D

知识点二

1．

（1）淡蓝　

（2）水　氢　二氧化碳　碳　（3）CH4＋2O2

CO2＋2H2O　化学方程式中间用“―→”而不用“===”　有机物参加的化学反应往往比较复杂，副反应多，故不用等号

2．及时通风、避免明火。

3．酸性KMnO4溶液的颜色不发生变化，CH4分子为正四面体结构，结构对称，通常情况下甲烷的化学性质比较稳定。

2．A　[甲烷与氧气混合达到一定比例范围时，点燃会发生爆炸，因此，甲烷点燃前要进行验纯。

知识点三

1．变浅　油状液滴　少量白雾　上升　固体析出　无明显现象　光照

2．

3．不溶于　一氯甲烷　油状液体

4．

（1）因C—H键与C—Cl键的长度不同，故CH3Cl是四面体结构，但不是正四面体结构。

（2）根据碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等于反应物CH4的物质的量。

（3）不能。

因为不论CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是正方形的平面结构，CH3Cl、CCl4均只有一种结构。

3．D　[在甲烷与氯气的反应中，无论甲烷与氯气的物质的量之比是多少，得到的都是各种氯代物和氯化氢气体的混合物。

4．C　[取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。

C项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。

学习检测区

1．C　2.B　3.D　4.B

5．NaOH溶液　CO2　浓硫酸　H2O　碱石灰