甲烷知识点归纳与精练.docx
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甲烷知识点归纳与精练
最简单的有机物——甲烷
1.使学生掌握甲烷的结构式、甲烷的电子式和甲烷分子的正四面体结构；
2.掌握甲烷的化学性质，了解有关实验的结论，了解取代反应；
3.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
重点:
甲烷的结构和甲烷的化学性质
有机物：
组成里含碳元素的化合物。
（CO、CO2、H2CO3及其盐除外）
烃：
仅由碳和氢两种元素组成的化合物。
一、甲烷
1.甲烷的分子组成和结构
①分子式②电子式③结构式④结构简式
CH4
CH4
⑤结构特点：
整个分子呈正四面体型结构，4个C—H键的键长、键角、键能（强度）完全相同，键的空间排列对称，
键角为109°28，分子为非极性分子。
注意：
CH2Cl2（二氯甲烷）只有1种结构，说明甲烷是正四面体结构
2.物理性质：
甲烷是一种无色、没有气味的气体，极难溶于水，密度比空气小。
3.化学性质：
比较稳定，通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应。
甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色
（即跟二者不反）
在特定条件下，也会发生某些反应。
（1）氧化反应：
CH4（g）＋2O2（g）
CO2（g）＋2H2O
（2）取代反应：
有机物分子中某些原子或原子团被其他的原子或原子团所代替的反应。
现象：
①试管内黄绿色气体颜色变浅②试管壁出现油状液滴
③试管中有少量白雾④试管内液面上升
结论：
甲烷与氯气的混合气体无光照时，不发生反应，
在光照条件下，甲烷与氯气发生了化学反应。
化学方程式：
①生成的卤代物：
均不溶于水
②甲烷中每取代1molH，需1molCl2来反应
高温
（炭黑）
（3）甲烷受热分解：
CH4C+2H2
二、烷烃
1.定义：
烃分子中的碳原子之间只以单键结合，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。
这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。
2.组成通式：
CnH2n＋2。
3.结构特点①碳碳单键（C—C）
②呈链状（直链或带支链）
③“饱和”：
碳原子剩余的价键全部氢原子结合，每个碳原子都形成4个单键。
烷烃甲烷乙烷丙烷丁烷异丁烷
CH3
分子式CH4C2H6C3H8C4H10C4H10
结构简式CH4CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH3
4物理性质：
烷烃随着碳原子增多，其熔沸点升高，
碳原子1——4的烷烃，常温下是气态，多于4个碳原子的烷烃是液态或固态。
（新戊烷是气态）
烷烃分子中，支链越多，熔沸点越低，相对密度越小。
5.烷烃的化学性质：
与甲烷相似，通常状况下很稳定，跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应，都能在空气里燃烧，在光照下与氯气发生取代反应
6.烷烃的命名：
※烃基：
烃分子失去一个或几个氢原子以后剩余的部分。
甲基（－CH3）、乙基（－CH2CH3）
①习惯命名法：
按碳原子总数读做“某”烷
十个碳以内的：
读“天干”名（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）
十个碳以上的：
按碳原子总数读做“某”烷。
同分异构体：
读做“正”、“异”、“新”。
例如：
C5H12（戊烷）C8H18（辛烷）C17H36（十七烷）
②系统命名法：
选主链称某烷：
选最长的碳链为主链，按主链上的碳原子数读“某”烷。
写编号定支链：
离支链最近为起点编号，确定支链的位置。
书写顺序：
支链编号—短线—支链名称—主链名称
二、同系物、同分异构体
1.同系物：
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的物质互称
为同系物。
2.同分异构现象和同分异构体
（1）同分异构现象：
化合物具有相同的分子式式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。
（2）同分异构体：
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
【比较四同】
比较
概念
定义
化学式或分子式
结构特点
性质
同位素
质子数相同中子数不同的原子
用原子符号表示不同的原子1H、2H
电子排布相同，原子核结构不同
物理性质不同，
化学性质相同
同素异形体
同一种元素组成的不同单质
同种元素符号，表示不同的分子组成O2和O3
单质的组成或结构不同
物理性质不同，
化学性质相似
同系物
结构相似分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物。
不同
CH4、C2H6
结构相似。
物理性质不同，有一定的递变规律；
化学性质相似
同分异构体
分子式相同，结不同的化合物。
相同
不同或相似
物理性质不同，化学性质也不一定相同。
可以属于同一类物质，也可以属于不同类物质；
1．属于烃类的有机物是
A．CH3COOHB．CH2=CH2C．CH3CH2OHD．CH3COOCH2CH3
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．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：
①CH3Cl；②CH2Cl2；③CHCl3；④CCl4，其中正确的是
A．只有①B．只有②C．①②③的混合物D．①②③④的混合物
4．下列物质中在一定条件下，可与甲烷发生化学反应的是是（）。
A．氯气B．溴水C．四氯化碳D．酸性KMnO4溶液
5．下列反应中，不属于取代反应的是（）
A．
B．
C．
D．
6．有关甲烷和乙烷的说法中，错误的是
A．互为同系物
B．均不能使高锰酸钾酸性溶液褪色
C．在核磁共振氢谱图（1H核磁共振谱图）中，均只有1个吸收峰
D．二氯取代物均为两种
7．下列物质互为同分异构体的一组是
A．35Cl和37ClB．CH3CH2OH和CH3OCH3
C．O2和O3D．H2O和H2O2
8．下列事实能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是
A．四个C－H键完全相同B．CH4的一氯代物只有一种
C．在常温常压下CH2Cl2为液体D．CH2Cl2只有一种空间结构
9．C4H10的一氯取代物共有
A.1种B.2种C.3种D.4种
10．下列物质中，互为同系物的是
A．12C和14CＢ．乙烷和十六烷C．葡萄糖和果糖Ｄ．O2和O3
11．下列各对物质中，互为同系物的是
A．CH4、C2H4B．CH4、C2H5OH
C．C2H6、C3H8D．CH3COOH、C3H8
12．有关化学用语正确的是
13．两种气态烃组成的混合物0.1mol，完全燃烧得0.16molCO2和3.6gH2O,则混合物中
A．一定有甲烷B．一定有甲烷和乙烯（C2H4）
C．可能有乙烷（C2H6）D．一定有乙炔（C2H2）
14．下列不可能存在的有机物是（）
A．2—甲基丙烷
B．2，3—二氯—2，2—二甲基戊烷
C．3—溴—3—乙基戊烷
D．2，2，3，3—四甲基丁烷
15．下列烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物的有
A．2-甲基丙烷B．环戊烷C．2,2-二甲基丁烷D．2,2-二甲基丙烷
16．下列各组物质中，互称为同分异构体的是（）。
A．水与冰B．O2与O3
C．
D．
17．下列化学用语表达正确的是
A．一氯乙烷的结构式为CH3ClB．丁烷的结构简式为CH3（CH2）2CH3
C．四氯化碳的电子式为
D．苯的分子式为
18．有机物：
①正戊烷 ②异戊烷 ③新戊烷 ④正丁烷⑤异丁烷，
它们的沸点按由高到低的顺序排列正确的是
A．①＞②＞③＞④＞⑤B．⑤＞④＞③＞②＞①
C．①＞②＞④＞③＞⑤D．①＞②＞③＞⑤＞④
19．下列说法中正确的是（）
A．
和
互为同位素
B．
和
互为同分异构体
C．正丁烷和异丁烷互为同系物
D．
和
是同一种物质
20．等质量的下列有机物完全燃烧，消耗O2最多的是（）
A．CH4B．CH3CH3C．C2H2D．C5H12
21．有下列各组微粒或物质
①组两种微粒互为同位素；②组两种物质互为同素异形体；
③组两种物质属于同系物；④组两物质互为同分异构体；
⑤组两物质是同一物质。
22．（6分）把1molCH4和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，回答下列问题：
（1）片刻后试管中的现象为：
①试管内气体的颜色变浅，②试管壁上出现、③试管内。
（2）在反应结束后，试管内的产物最多的是，空间构型呈正四面体的产物为。
（3）若
（2）中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为。
23．（4分）某气态烷烃A的密度是相同状况下H2的29倍，则：
A的分子式为，请写出A所有同分异构体的结构简式，其一氯取代产物共有种。
24．Ⅰ、有下列五种烃：
①
②
③乙烷④戊烷⑤
，其中互为同分异构体的是（填序号），②与⑤之间的关系为，
②③④⑤四种物质按它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是（填序号）
Ⅱ、某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A在一定条件下可发生如图所示的转化，请回答下列问题：
（1）写出A的电子式，E的结构简式为
（2）写出下列反应化学方程式，并注明③⑤反应类型
②_____________________________________________
③_____________________，反应类型________；
⑤_____________________，反应类型________；
（3）除去B中混有的少量杂质A，所用的试剂为
25．（8分）下列物质中互为同分异构体的有，互为同素异形体的有，属于同位素的有，属于同一种物质的有。
（填序号）
①液氯②
③白磷④18O⑤
⑥红磷⑦16O⑧氯气
评卷人
得分
三、实验题（题型注释）
26．（10分）利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。
某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，所设计的装置如下图所示：
（1）A中制取C12反应的化学方程式是_____________________________。
（2）D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是_________________________。
（3）E装置的作用是______________（填序号）。
A．收集气体B．吸收氯气C．吸收氯化氢
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是______________。
（5）将lmolCH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是______________。
27、如右图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：
4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。
将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。
（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式。
_____________________________。
（2）经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是
A.升高B.降低C.不变D.无法确定
（3）U形管左端的气柱变化是
A.体积增大B.体积减小但不会消失C.体积减小直至消失D.不变
（4）试解释U形管右端玻璃管中水柱变化的原因_____________________________。
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