最简单的有机物

最简单的有机物

第一节 最简单的有机物—甲烷

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一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分)

1.在目前已知的110多种元素中,形成化合物种类最多的元素是 ( )

A.碳元素 B.氢元素 C.氧元素 D.金属元素

2.下列说法正确的是 ( )

A.含碳元素的化合物都是有机物

B.完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物都是烃

C.大多数有机物分子中碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键是非极性共价键和极性共价键

D.有机物完全燃烧只可能生成CO2和H2O

3.已知天然气的主要成分CH4是一种能导致温室效应的气体,等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下面是有关天然气的几种叙述:①天然气与煤、柴油相比是较洁净的能源;②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大;③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是 ( )

A.①②③ B.只有① C.①② D.只有③

4.“可燃冰”又称“天然气水合物”,它是在海底的高压、低温条件下形成的,外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100~200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确( )

A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源

B.“可燃冰”是一种比较洁净的能源

C.“可燃冰”提供了水可能变成油的例证

D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷

5.鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是 ( )

A.点燃B.点燃C.点燃

D.点燃通入澄清石灰水罩上小烧杯加入溴的四氯化碳溶液 加入澄清石灰水 通入澄清石灰水 通入酸性KMnO4溶液

6.下列物质能和甲烷发生取代反应的是 ( )

A.氯化氢 B.水 C.氢氟酸 D.溴蒸气

7.将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照,充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol,则参加反应的Cl2的物质的量为( )

A.1.5 mol B.3 mol C.4.5 mol D.6 mol

8.光照对下列反应几乎无影响的是 ( )

A.氢气与氯气 B.甲烷与氯气 C.甲烷与氧气 D.次氯酸分解

9.煤矿发生瓦斯爆炸事故,会造成严重的人员伤亡,因此在矿井里,必须采取安全措施,如通风、严禁烟火等,而且要随时检查瓦斯的体积分数,如果空气中含甲烷5%~15.4%,

遇明火会发生爆炸。发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是( )

A.5% B.9.5% C.10.5% D.15.4%

10.将标准状况下的甲烷11.2 L与氧气22.4 L混合后点燃,恢复到原状况时,气体的体积

为( )

A.11.2 L B.22.4 L C.33.6 L D.44.8 L

11.第16届亚运会于2010年11月12日至27日在中国广州进行。其火炬“潮流”的外壳主

要采用高品质的铝合金材料制造,在其燃烧系统内装有主要成分为丙烷的环保型燃料。下列有关丙烷的叙述中,不正确的是 ( )

A.丙烷是直链烃,但分子中碳原子不在一条直线上

B.在光照条件下,丙烷能够与氯气发生取代反应

C.丙烷比其同分异构体丁烷易汽化,耗氧量少

D.丙烷燃烧时主要是将化学能转变为热能和光能

12.下列说法正确的是( )

A.凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,彼此一定是同系物

B.两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则二者一定是同分异构体

C.相对分子质量相同的几种化合物,互称为同分异构体

D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,互为同分异构体

13.下列物质中不属于烷烃的是( )

A.CH4 B.C3H8 C.C4H8 D.C5H12

14.下列有关烷烃的叙述:①都可以燃烧 ②特征反应是取代反应 ③相邻两个烷烃在分

子组成上相差一个甲基,其中正确的是( )

A.①和③ B.②和③ C.只有① D.①和②

15.下列各组物质,能互称为同系物的一组是( )

78A.34Se和8034Se B.CH3CH3和CH3CH2CH2CH3

C.一氯甲烷和二氯甲烷 D.丁烷和异丁烷

16.相对分子质量为100的饱和链状烷烃,主链上有5个碳原子的同分异构体有( )

A.3种 B.4种 C.5种 D.6种

17.若1 mol某烷烃燃烧后,测得产物中含有m mol CO2和n mol CO,则该烷烃分子中氢

原子个数为( )

A.m+n B.2(m+n) C.m-n+2 D.2(n+m+1)

18.在常温、常压下,取下列四种气态烃各1 mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最

多的是( )

A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C2H6

19.两种气态烃的混合物共1 L,在空气中完全燃烧生成1.5 L CO2气体和2 L水蒸气(均在

标准状况下测定)。关于该混合物的说法正确的是( )

A.一定有甲烷 B.一定有乙烷

C.一定含有甲烷,不一定含有乙烷D.可能是甲烷和丙烷的混合物

20.美宇航局(NASA)提醒人类:环保、素食、节能将有效抑制温室效应;否则两极冰山融化,将引发一系列灾难。美国宇航局(NASA)科研人员发现了一种比二氧化碳高104倍的“超级温室气体”全氟丙烷(C3F8),提醒人们慎用含氟物。有关全氟丙烷的说法正确的是

( )

A.分子中的三个碳原子可能处于同一直线上

B.全氟丙烷的电子式为:

C.由丙烷转化为全氟丙烷的反应为取代反应

D.全氟丙烷可由全氟丙烯(CF2CFCF3)与H2加成得到

二、非选择题(本大题共8小题,共60分)

21.(6分)为了除去混在甲烷中的二氧化碳和水蒸气,可将混合气体先通过盛有________的洗气瓶除去________;再通过盛有________的洗气瓶除去________。

22.(6分)如下图,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成,将气体X燃烧,把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题:

(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则气体X是__________

(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,则气体X是________ 。

(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则气体X可能是___________ _ 。

23.(8分)如下图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4,同温同压下乙管中注入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,气体在甲管中反应,用日光照射一段时间。

(1)下列是某同学预测的实验现象:

①气体最终变为无色;②实验过程中,甲管活塞向内移动;③甲管内壁有油珠;④产生火花。其中正确的是________。

(2)甲管中发生的化学反应类型为__ ______。

(3)反应后,甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是_________________。

A.水 B.氢氧化钠溶液 C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水

(4)反应后,若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________________________________________________________________________,

若再向其中滴入几滴石蕊试液,又观察到

______________________________________________________________________。

24.(8分)某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L,其质量为2 g,该烃中氢元素的质量分数为25%,则该烃的分子式为________,电子式为________,结构式为________,其分子的空间构型为________。

25.(8分)如下图表示4个碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合,则图中

(1)属于烷烃的是________。

(2)在如上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成________和________;不仅可以形成________,还可以形成碳环,故有机化合物种类繁多。

(3)图中与B互为同分异构体的有________;图中物质碳元素的质量分数最大的是________。

26.(8分)有下列各组物质:

A.O2和O3 B.和

E.甲烷和庚烷

(1)________组互为同位素;

(2)________组互为同素异形体;

(3)________组属同系物;

(4)________组互为同分异构体;

(5)________组是同一物质。

27.(8分)已知某烷烃分子中电子数为42。

(1)该烷烃的分子式为____________________。

(2)写出该烷烃分子所有的同分异构体的结构简式

________________________________________________________________________。

(3)上述同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是__________________。(写结构简式)

28.(8分)(1)乙烷(CH3CH3)可认为是甲基(—CH3)取代了甲烷中的1个氢原子生成的,丙烷(CH3CH2CH3)可认为是甲基取代了乙烷中的1个氢原子生成的,依次类推。请结合甲烷的结构特点分析:丙烷分子中的3个碳原子能在一条直线上吗? (填“能”或“不能”)正丁烷(CH3CH2CH2CH3)的4个碳原子最可能的构型是怎样的?__________________________________。

(2)键线结构式是以线表示共价键,每个折点和线端点处表示一个碳原子,并省略书写氢原子的一种表示有机化合物结构的方式,如异丁烷要表示为“”,请分析这一表示方式的要领,试用键线结构式写出戊烷(C5H12)的同分异构体________、________、________。

附加题:

1.若要使0.5 mol 甲烷和Cl2发生取代反应,反应后CH4与Cl2均无剩余,并生成相同物质 的量的四种取代物, 则需要Cl2的物质的量为 ( )

A.2.5 mol B.2 mol

C.1.25 mol D.0.5 mol

2.代表有机物中几种同系物的相对分子质量的一组数字是 ( )

A.16、32、48、64 B.2、16、30、44、58

C.16、17、18、19 D.46、60、74、88、102

3.一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,此混合气体质量为49.6g,当其缓慢经过无水CaCl2时,CaCl2增重25.2g。原混合气体中CO2的质量为 ( )

A.12.5g B.13.2g

C.19.7g D.24.4g

4.乙烷和丙烷的混合气体完全燃烧后,先将产物通过浓硫酸,浓硫酸增重2.04g,然后通过

Na2O2,Na2O2增重2.24g,混合气体中乙烷和丙烷的体积比为 ( )

A.1:1 B.2:3 C.3:2 D.3:5

5.在标准状况下,1.12 L某气态烃(密度为0.717g/L)充分燃烧后,将生成的气体先通过无水

氯化钙,再通过氢氧化钠溶液,经测定前者增重1.8 g,后者增重2.2 g,求该烃的分子式。

第一节 最简单的有机物—甲烷

1. A 解析: 在化合物中,有机物最多,有机物都是含碳化合物,故碳元素形成化合物种类最多。[来源:学科网]

2. C 解析: 有机物通常是指含碳元素的化合物,但CO、CO2、Na2CO3等少数物质,虽含有碳元素,但其性质却跟无机物相似,故一般把它们归为无机物;完全燃烧只生成CO2和H2O,仅说明该化合物中含有C、H两种元素,但不能说明只由C、H两种元素组成,例如,乙醇(C2H6O)完全燃烧也只生成CO2和H2O,但乙醇不是烃;有机物中碳与碳之间不论是单键、双键、三键,都是非极性共价键,而碳与其他原子间多为极性共价键,故C选项正确;有些有机物除含碳、氢、氧外,还含有氮、硫、卤素、磷等,它们完全燃烧可能还会生成SO2、氮的氧化物等物质。

3. C 解析: 煤燃烧时产生有毒气体SO2,放出相同的热量,所消耗的天然气质量比柴油少得多,因此①说法正确;等质量的CH4和CO2相比,CH4的物质的量比CO2大,根据题给信息,前者的温室效应大,②说法正确;天然气的燃烧产物为CO2和H2O,因此不能形成酸雨,③说法错误。

4. C 解析: “可燃冰”中,水还是水,水没有变成甲烷,没有变成油,也没有可燃性。甲烷燃烧的主要产物是H2O和CO2,属于较清洁能源。氢能、风能、电能等属于清洁能源。

5. B 解析: 根据燃烧后的产物来判断,甲烷燃烧后生成CO2和H2O,氢气燃烧后生成H2O,CO燃烧后生成CO2,在燃烧的火焰上罩一个干燥的小烧杯,出现水雾的是甲烷和氢气,没有的是CO;然后在有水雾的两个小烧杯里加入澄清石灰水,出现浑浊的是甲烷,无现象的是H2。[来源:学+科+网Z+X+X+K]

6. D 解析: HCl、HF分别是CH4与Cl2和F2发生取代反应的产物,故不能与甲烷发生取代反应,A、C不对;CH4不溶于水,也不与水反应,B不对;只有溴蒸气像Cl2一样能和CH4发生取代反应。

7. B 解析: 解答此题宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的,故这四种取代物共1 mol,设CH3Cl的物质的量为x,则x+(x+0.1 mol)+(x+0.2 mol)+(x+0.3 mol)=1 mol,得x=0.1 mol,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol,含Cl原子的物质的量共为0.1 mol×1+0.2 mol×2+0.3 mol×3+0.4 mol×4=3 mol。而一个Cl2分子中只有一个Cl原子参与取代反应,因此消耗的Cl2也为3 mol。

光照10CH4+30Cl2――→CH3Cl+2CH2Cl2+3CHCl3+4CCl4+30HCl

1 mol 3 mol

8. C 解析: CH4与O2反应需点燃;H2与Cl2反应可光照,也可点燃;CH4与Cl2光照光照发生取代反应;2HClO=====2HCl+O2↑。

9. B 解析: 爆炸极限是指可燃性气体与空气的混合物点燃能发生爆炸的浓度范围。事实上,在这个浓度范围内爆炸的强弱程度不同,其中有一个爆炸最强点,它所要满足的条件:在混合气体中,可燃性气体与助燃性气体的体积比恰好是完全反应时的比值。根

点燃据反应CH4+2O2――→CO2+2H2O,恰好反应时V(CH4)∶V(O2)=1∶2,空气中氧气所占

1的体积分数约为21%,甲烷占混合气体的体积分数约为100%≈9.5%。 21+21%

10. A 解析: 由CH4 + 2O2 ―→ CO2+2H2O(l)[来源:学&科&网]

知: 22.4 L 2×22.4 L 22.4 L

11.2 L 22.4 L 11.2 L 所以甲烷和氧气完全反应,生成CO2和H2O,生成的CO2体积在标准状况下为11.2 L。

11. C 解析: 丙烷和丁烷不是同分异构体,故C项错误。

12. D 解析: A项,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,其分子结构不一定相似,CH3—CH==CH2与;B项,若两种化合物组成元素相同,各元素

的质量分数也相同,则它们的最简式必定相同。最简式相同的化合物可能是同分异构体,也可能不是同分异构体,如CH3(CH2)2CH3与CH3CH(CH3)2,CH2CH2与CH2CHCH3;C项,相对分子质量相同的物质很多,如无机物中的H2SO4和H3PO4,又如有机物中的C2H6O(乙醇)与CH2O2(甲酸),这两组物质分别具有相同的相对分子质量,但由于它们的分子式不同,所以不是同分异构体;D项,当不同化合物组成元素的质量分数相同,相对分子质量也相同时,其分子式一定相同,因此这样的不同化合物互为同分异构体。

13. C 解析: 烷烃的组成通式为CnH2n+2,故C项不符合。

14. D 解析: 所有含不同碳原子数的烷烃分子之间属于同系物,其在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,而相邻烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团,而不是甲基。

15. B 解析: A项,二者互为同位素;B项,二者互为同系物;C项,二者不是同系物;D项,二者互为同分异构体。

16. C 解析: 根据烷烃的通式CnH2n+2可知,相对分子质量为100的烷烃是C7H16。而主链上有5个碳原子的同分异构体有:(CH3)3C—CH2—CH2—CH3、(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3、

(CH3)2CH—CH2—CH(CH3)2、(CH3CH2)2C(CH3)2、(CH3CH2)3CH,共5种。

17. D 解析: 根据烷烃的通式CnH2n+2可得答案。

18. C 解析: 设此气态烃的分子式为CxHy,则其完全燃烧的化学方程式为CxHyyyy点燃+x4O2――→xCO2+2O,则1 mol烃完全燃烧时耗氧量为x+4 mol,上述选项分别2

代入比较可知C4H10耗氧量最多。

19. A 解析: 设混合烃为CxHy,则有

yy点燃CxHy+x+4O2――→xCO2+22O(g) 

y 1 x 2

1 L 1.5 L 2 L

列式解得:x=1.5,y=4[来源:Zxxk.Com]

即混合烃的平均分子式为C1.5H4,则其中一定含有CH4,另一种必须是含有4个H的烃。

20. C 解析: A项错误,三个碳原子不可能处于同一直线上;B项错误,F原子最外层有

7个电子;C项正确,该反应为取代反应;D项错误,与H2加成产物为CF2H—CFH—CF3。

21. 氢氧化钠溶液(合理即可) 二氧化碳 浓硫酸 水蒸气

解析: 应先除去二氧化碳,再除去水蒸气,因为气体通过NaOH溶液(或澄清石灰水等)会带出部分水蒸气。

22. (1)H2 (2)CO (3)CH4(或H2和CO;H2和CH4;CO和CH4;H2、CO和CH4) 解析: 主要考查根据洗气瓶中质量的变化,确定原气体X的成分。

点燃点燃点燃由2H2+O2=====2H2O,2CO+O2=====2CO2,CH4+2O2――→CO2+2H2O,浓H2SO4

吸收水,石灰水吸收CO2等可知:(1)若A洗气瓶质量增加,B洗气瓶质量不变,说明气体X燃烧只生成水,故X为H2。(2)若A洗气瓶质量不变,B洗气瓶质量增加,说明气体X燃烧只有CO2生成,故X为CO。(3)若A、B两洗气瓶质量都增加,说明气体X燃烧产物既有H2O,又有CO2,故X气体组成必须含有C、H两种元素。它可以是CH4或以下组合:H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4。

23. (1)②③ (2)取代反应 (3)B

(4)液体分为两层,产生白色沉淀 溶液先变红后褪色

光解析: 在光照下,甲烷与氯气发生连锁反应:CH4+Cl2――→CH3Cl+HCl,CH3Cl

光光光+Cl2――→CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2――→CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2――→CCl4+HCl。

(1)理论上,甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应,而甲管里氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1,说明氯气过量,最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢,不会产生火花。产物

中只有氯化氢和一氯甲烷为气体,所以气体的总物质的量减小,内部压强减小,甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲管中发生的是取代反应。

(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢,可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,若加入几滴石蕊,溶液会先变红后褪色,因有Cl2剩余。

24. CH4

正四面体形

2.8 L解析: n烃=22.4 L/mol0.125 mol,

2 g16 g×25%M烃=16 g/mol,n(H)=4 mol, 0.125 mol1 g/mol

n(C)==1 mol,此烃为CH4。

25. (1)AC (2)双键 三键 碳链 (3)E、F、H D和G

解析: (1)烷烃分子中的碳原子间只以单键结合,剩余价键均与氢结合,A、C是烷烃,B、E、F是烯烃,D、G是炔烃,H是环烷烃。(2)(3)所涉及内容是有机物种类繁多的原因。 26. (1)B (2)A (3)E (4)C (5)D

解析: O2和O3互为同素异形体,和

互为同分异构体,27. (1)C5H12 互为同位素,CH3CH2CH2CH3和是同一物质,甲烷和庚烷属同系物。

解析: (1)烷烃分子通式为CnH2n+2,则其分子中电子数6n+(2n+2)=42,n=5,烷

烃分子式为C5H12。

(2)烷烃C5H12有三种同分异构体,其结构简式分别为

(3)烷烃分子中,碳原子数相同时,所带支链越多,其沸点越低,因此烷烃C5H12三种同分异构体中,沸点最低。

28. (1)不能。呈锯齿状

(2)

解析: (1)正丁烷的4个碳原子应呈锯齿状“

(2)戊烷的3种同分异构体的结构简式分别为: 结合键线结构式的表示方式分别写作

”排列。

最简单的有机物

“最简单的有机物——甲烷”教学设计

教学内容:甲烷

教学目标:

(1) 知识与技能:了解甲烷在自然界中的存在形式和用途;认识甲烷的正四面体结构;

理解掌握甲烷的物理性质和化学性质.

(2) 过程与方法:通过观察提问的方式从有机物到烃再到甲烷的顺序引出甲烷,使学生

不仅对甲烷也对有机物有了一定的了解;通过图片、表格、模型、多媒体动画等多种方法呈现教学内容,通过讲授、讨论、小组合作、实践活动(模型制作)、实验探究等教学方法训练学生比较、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法;

(3) 情感态度与价值观:通过学生已有知识顺利进行初、高中知识的自然连接,使学生

更容易地完成从无机学习到有机学习的过度,并利用有机的入门学习,激发学生对学习有机化学的兴趣;培养学生严谨的科学态度。

教学重点、难点:

重点:甲烷的结构特点以及甲烷的化学性质

难点:甲烷的取代反应;有机物立体结构模型的建立

教学方法:讲授、提问讨论、实验探究,对比等教学方法 辅助教学手段:多媒体,模型 教学过程:

课后活动

回去预习烷烃,通过收集一些烷烃的资料,用拼插模型(或橡皮泥、粘土、泡沫塑料,牙签火柴棍等代用品),制作烷烃的分子模型,作品下堂课带来,我们评出做的好的,设置第一、二、三名 作业(略) 板书

有机化合物

最简单的有机物—甲烷

1、 甲烷的结构

结构式 :用短线来表示一对共用电子的图式叫结构式 立体结构:正四面体型 2、 甲烷的物理性质(略) 3、 甲烷的化学性质 (1) 氧化反应:

(2) 取代反应

4、 取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团所替代的反应

“最简单的有机化合物

作者:陈风雷

化学教学 2015年07期

  一、课标要求与学情基础

  1.课程标准的要求和教科书的编排

  关于《化学2》中的“甲烷”,《普通高中化学课程标准(实验)》(以下简称《课程标准》)的要求是“了解甲烷的……主要性质”[1]。《江苏省普通高中化学课程标准教学要求》将其细化为“知道甲烷的分子结构,了解甲烷的来源,了解甲烷的可燃性、取代反应等性质及主要用途”[2]。

  人教版教科书以“最简单的有机化合物——甲烷”为题,将其安排在《化学2》第3章“有机化合物”的第一节[3]。教科书以甲烷在自然界中的存在、我国使用天然气的历史以及“西气东输”的现状、天然气作为能源的特点等导入新课,然后介绍了甲烷的分子式、电子式和结构式,并设计了制作正四面体和甲烷球棍模型的“实践活动”帮助学生认识甲烷分子的结构特征。关于甲烷的性质,在回忆初中已知的物理性质的基础上,首先介绍“在通常情况下,甲烷比较稳定”,不能与酸性高锰酸钾溶液、强酸、强碱等反应,然后依次介绍了甲烷的氧化反应和取代反应。在取代反应中,教科书通过“科学探究”栏目采用“减法原理”设计了一个对比实验,将“一支试管用黑纸包好”,人为地去除了“光”的因素,并与没有包裹黑纸的试管进行比较,让学生获得“光”是甲烷取代反应必备条件的事实材料[4]。

  综上可知,课程标准和教科书主要是让学生从生活实际和已有知识出发,学习甲烷的结构和性质,重点认识甲烷的正四面体结构和取代反应的特点,使学生在初中知识的基础上有所提高。同时,使学生进一步加深对物质结构决定性质、性质决定存在和用途的认识,并了解学习有机化合物的基本思路和方法,激发学生对有机化学领域的学习兴趣。

  2.学情基础

  学生在九年级化学学习中,已经学习了甲烷的物理性质和甲烷能够燃烧的化学性质,在《化学1》中又较系统地学习了无机化合物的性质,了解了认识元素化合物性质的一般方法,初步建立了物质性质和用途之间的联系,这都为学习有机化合物奠定了一定的基础。但是由于受《课程标准》的限制,现行高中化学教科书对于无机化合物的知识,“主要介绍了一些基本的或典型的化学事实,如物质的物理或化学性质、物质的用途及物质与生活、社会的联系等,并不追求知识的系统性和连贯性,而是注重知识的实用性和有效性”[5]。所以,学生对“结构决定性质”的认识不是非常的深刻。而对于有机化合物的学习,更需要从结构的角度认识其反应的机理,所以,逐步建立起有机物“(组成)结构——性质——用途”的认识关系,使学生了解学习和研究有机物的一般方法,并形成相应的分析和解决问题的能力,是开启有机化合物的学习时亟须解决的问题。

  二、教学目标

  通过道尔顿等科学家研究甲烷等有机物结构的化学史实、对甲烷分子结构模型的搭建,以及二氯甲烷只有一种结构的事实,认识甲烷分子的正四面体结构特征。

  通过天然气、可燃冰、页岩气等图片的介绍,了解甲烷的来源。

  在回忆初中所学甲烷知识的基础上巩固甲烷的可燃性,进一步体会甲烷是一种重要的能源。

  通过对实验现象的观察和分析认识甲烷的取代反应等性质,知道卤代烃在有机合成中具有重要的作用。

  结合对甲烷组成、结构、性质、用途的学习,进一步加深对物质结构决定性质、性质决定存在和用途的认识,并激发起对有机化学领域的学习兴趣。

  三、教学实录

  1.播放新闻,引入新课

  [师]我们知道,有机化合物是指含有碳元素的化合物。它在我们身边随处可见,也与我们的生活息息相关。下面请大家看一个新闻视频。

  [视频]2014年5月21日中俄两国签署了30年天然气“供气框架协议”。

  [师]4000亿美元(约合2.5万亿元人民币)的协议总额,这份“世纪大单”足以震惊世界。天然气的主要成分是——

  [生]甲烷。

  [师]它是最简单的有机化合物。今天,我们就一起来进一步学习这种最简单的有机化合物——甲烷。

  设计意图:通过新闻视频让学生切实体会到甲烷在我们日常生活中的重要用途,激发学生学习甲烷的热情,并将燃料作为甲烷学习的情景线索贯穿本课教学的始终。

  2.分析图片,回顾旧知

  [师]除了天然气以外,你知道甲烷在自然界中的其他存在形式吗?

  [生]沼气、油田气、煤矿坑道气、可燃冰等。

  [投影]图片展示:“西气东输”工程建设示意图、农村沼气池、煤矿坑道气、油田气、可燃冰、深海机器人潜入海底探寻可燃冰。

  [师]新华网报道,德国已成功制造深海机器人,能潜入6000m深的海底探寻可燃冰。我们在初中时已经学习过甲烷,你对甲烷有哪些了解呢?

  [生]甲烷的分子式是,通常情况是无色无味的气体,有可燃性,可做燃料。

  [投影]这些是甲烷在自然界中的存在、分子组成、主要性质和主要用途。

  设计意图:让学生回顾对甲烷已有的认识,教师再从4个方面进行总结,主要是为了让学生通过本节课的学习能获得新的认识,体现课堂的前后呼应。这也符合学生的新知识生长在旧知识之上的一般规律。

  3.分析史料,认识结构

  [师]下面请大家写出甲烷的电子式。

  [生]一位学生上黑板书写甲烷的电子式。

  [师]在化学上,常用一根短线表示一对共用电子,这种形式叫做结构式。请写出甲烷的结构式。

  [生]一位学生上黑板书写甲烷的结构式。

  [师]甲烷分子的空间结构到底是怎样的呢?

  早在1804年,“近代化学之父”道尔顿就开始甲烷分子结构的研究。随后,在德国凯库勒、俄国布特列洛夫等一批科学巨匠的努力下,有机化合物的经典结构理论基本建立,人们提出了一些甲烷分子结构的猜想。1874年,第一位诺贝尔化学奖的获得者——范特霍夫提出了碳原子具有四面体结构的假说。下面请同学们搭出历史上科学家猜想的甲烷分子结构。

  [生]两人一组,合作完成甲烷分子结构模型的搭建。

  [师]请一组代表来和大家分享一下。告诉大家你们搭了几种结构?你们觉得哪一种是合理的?为什么?

  [生]我们一共搭了3种结构,有平面正方形、四棱锥形和正四面体形。我们认为正四面体形是合理的,因为甲烷分子中的4对共用电子对在碳原子的核外应该是均等分布的,平面正方形和四棱锥形的共用电子对在碳原子的四周都不是完全均等分布的。

  [师]回答得非常好!我这里有4个气球,现在用皮筋把它们扎在一起,请大家看一看它们将怎样分布?(四面体分布)我现在把这4个气球在黑板上压在一个平面中,现在是什么形状?(平面正方形),用力往上抛(将4个气球用一个手指弹离黑板),再看!!是什么形状?4个气球又呈正四面体的分布,这说明四面体才是它的自然状态。如果将这4个气球看成碳原子周围的4个共用电子对,这个中心就是碳原子的核,甲烷分子结构的自然取向应该是正四面体。近代,科学家通过X-射线和电子衍射等科学实验都证实了这一假说。在甲烷分子中4个C-H键的长度和强度相同,夹角相等。

  [投影]X-射线衍射仪和电子衍射试验仪;甲烷分子的键长、键能、键角。

  设计意图:甲烷分子的立体结构是本课的难点和重点,也是贯穿本课的一条主线。通过介绍历史上科学家对甲烷立体结构的探索历程,并让学生自己搭建模型进行对比分析,促进学生对甲烷立体结构的认识。借助气球演示,引导学生从粒子之间作用的层面认识甲烷的立体结构,突破难点,进一步强化学生对甲烷正四面体结构的认识。

  4.操作实验,探究性质

  [师]刚才大家搭建的甲烷分子模型是球棍模型,这是甲烷分子的比例模型(呈现模型)。我们知道天然气是一种重要的高效清洁能源,请大家写出甲烷燃烧的化学方程式。

  [生]一位学生上黑板书写甲烷燃烧的化学方程式。

  [师]25℃、1.01×Pa时,1mol 在空气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,能放出890kJ的热量。天然气能作为燃料正是利用该反应放出的能量。在这个氧化还原反应中,甲烷被氧气——氧化,甲烷发生了——氧化反应,体现了甲烷的——还原性。我们在讨论有机物的性质时,经常从有机物的角度判断反应的类型,也就是说在这个反应中甲烷发生了氧化反应,该反应的类型通常简称为氧化反应。

  [师]实验室可以用哪些物质来制取氧气?

  [生]氯酸钾和二氧化锰;高锰酸钾;双氧水。

  [师]我们知道高锰酸钾也是一种强氧化剂,甲烷具有还原性,那么甲烷是否能与高锰酸钾溶液反应呢?我们来做个实验,看看甲烷是否能与高锰酸钾溶液反应?

  [投影]实验试剂:甲烷气体(小针筒内)、酸性高锰酸钾溶液。实验仪器:白色点滴板。实验操作:(1)将2~3滴酸性高锰酸钾溶液滴在白色点滴板上;(2)将点滴板上的试剂抽人针筒,并塞上塞子,轻轻晃动;(3)实验结束时,将针筒内试液保留,等课后处理。

  [师]请一位同学来读一下实验操作要点,其他同学听清楚了再开始实验。

  [生]分组进行实验探究。

  [师]请一组代表来汇报交流一下。

  [生]实验现象:酸性高锰酸钾溶液没有褪色。

  [师]这说明在通常情况下,甲烷还是比较稳定的,它不能与酸性高锰酸钾溶液反应。另外,甲烷也不能与强酸或强碱反应。

  [师]在实验室里,可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气。氯气也是一种具有强氧化性的物质。甲烷能与氯气反应吗?课前老师利用一组装置进行了相应的实验,下面请大家来看实验的录像视频。

  [投影]甲烷与氯气反应实验的录像视频。

  [师]在3只U型管中均装满饱和食盐水,然后在U型管1的右侧充入25mL甲烷和25mL氯气,在U型管2的右侧充入50mL氯气,在U型管3的右侧充入25mL甲烷和25mL氯气。U型管1和U型管2用白色冷光源节能灯进行光照,U型管3用黑纸包裹。思考,这样的实验设计意图是什么?

  [生]用两个字概括——对比。其中,有反应条件光照和不光照的对比,还有单独氯气光照和混合气体光照的对比。

  [师]我们来看看实验结果是怎样的?U型管1液面明显上升,U型管2和U型管3液面无明显变化。U型管1内液面上方形成白雾,管壁出现少量油状液滴,黄绿色褪去。取U型管1内少量液体,滴加紫色石蕊试液,试液变红色。由此我们能得出怎样的结论?

  [生]说明在光照条件下,氯气和甲烷发生了化学反应。

  [师]请大家判断反应的生成物。

  [生]石蕊试液变红,说明反应有酸性物质生成;管内出现白雾,说明有液态小滴生成。

  [师]非常好!其中酸性物质应该是——氯化氢,氯化氢分子中的氢原子来自哪里?氯原子来自哪里?

  [生]氢原子来自甲烷分子,氯原子来自氯气分子。

  [师]那么,除了氯化氢以外,还有什么物质生成?请大家完成化学方程式。

  [生]一位学生上黑板板书:甲烷与氯气光照条件下反应生成一氯甲烷和氯化氢。

  [师]我们把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叫取代反应,这是有机化学中一种重要的反应类型。已知一氯甲烷是无色气体,那么还有什么实验现象没有得到解释?

  [生]管壁还有油状小液滴。

  [师]说明甲烷与氯气反应除了有一氯甲烷生成以外,还有其他产物生成。你们认为生成物还有怎样的可能?为什么?

  [生]甲烷分子中的4个氢原子完全相同,除了生成一氯甲烷外,应该还能进一步发生取代反应,生成二氯甲烷、三氯甲烷或四氯甲烷。

  [师]分析的有理有据。请大家写出其他几个反应的化学方程式。

  [投影]一氯甲烷与氯气反应生成二氯甲烷和氯化氢;二氯甲烷与氯气反应生成三氯甲烷和氯化氢;三氯甲烷与氯气反应生成四氯甲烷和氯化氢。

  [师]甲烷氯代的产物可能有4种,其中只有一氯甲烷是气体,其他都是不溶于水的油状液体。三氯甲烷又名氯仿,它和四氯化碳都是重要的有机溶剂。虽然氯气和氧气都是氧化剂,但甲烷与氧气和甲烷与氯气反应的原理有所不同。甲烷与氧气反应能放出大量的热,这就决定了甲烷是一种重要的能源;甲烷以及后面要学习的其他烷烃与氯气反应所生成的一系列氯代烃是有机合成的重要中间体,这在有机合成中具有重要的意义。

  设计意图:甲烷与氯气的取代反应是本课的重点,通过氧气、高锰酸钾到氯气的演绎,将甲烷的化学性质进行有机联系并加以对比,可以帮助学生形成条理化和结构化的知识;通过实验装置的优化和对比实验的设计,又能使学生体会甲烷与氯气反应的条件,同时体验科学探究的有关思路和一般方法。

  5.搭建模型,深化认识

  [师]请通过模型搭建来检验下列推理:因为二氯甲烷只有一种结构,所以甲烷分子的结构是正四面体形而不是平面正方形。

  [生]小组合作完成。

  [师]请一组同学通过你们搭建的模型来阐述一下自己的理解。

  [生]如果甲烷分子是平面正方形,两个氯原子可以处于邻位或者对位,那么二氯甲烷就有两种结构。而如果甲烷分子是正四面体形,怎么替换都只有一种结构。

  设计意图:有机物学习与无机物的显著不同就是分子结构的重要性。通过二氯甲烷分子结构模型的搭建,可以进一步加深学生对甲烷分子正四面体结构的认识。

  6.再播视频,拓展认识

  [视频]能源与军事。

  [投影]甲烷的广泛应用:汽车行业,化工行业,电力行业,陶瓷行业。

  [师]甲烷的应用十分广泛,在军事、汽车等行业的运用主要是通过多种不同形式利用甲烷发生氧化反应时所放出的能量;工业上还经常通过直接转化法或间接转化法,将甲烷用于制取甲醇、甲醛,以及氨气、二甲醚等化工产品。

  [师]大家听说过页岩气吗?

  [投影]页岩气图片。

  [师]目前一些国家从页岩层中开采出来了一种重要的非常规天然气资源,人们称其为页岩气。打个比方,岩石就像是人的肌肉,而页岩气就是渗透在肌肉中的血液,开发常规的天然气是在静脉中采血,而开发页岩气就如同直接从毛细血管中采血。美国是最早开发利用页岩气的国家。在2000年,页岩气产量不足美国天然气供应的1%,而今天已经占到30%。日前从在上海举行的“2014ECF亚洲页岩气峰会”传来消息,中国已经成为继美国、加拿大之后,第三个能够使用自主技术进行页岩气商用开采的国家。有专家预测,它将极大地改变世界能源格局。我想人类孜孜不倦地对甲烷的存在进行探索,这恰恰说明——探索来自需求。

  设计意图:丰富学生对甲烷用途和自然界存在的了解,打开资源利用和能源发现的新视角。

  7.归纳总结,结束新课

  [师]今天我们对甲烷又有了新的认识,谁能总结一下!

  [生]我们学习了甲烷分子的正四面体结构、甲烷和氯气的取代反应以及甲烷的广泛用途,了解了页岩气等甲烷的存在情况。

  [师]今天我们对甲烷又有了新的认识,我们用4个关键词来对应:结构、性质、存在、用途。

  [投影]甲烷分子呈正四面体结构,碳原子对应甲烷,4个氢原子分别对应结构、性质、存在和用途(图略)。

  [师]本课从甲烷立体结构的分析,到甲烷化学性质的探究,借助模型的搭建,学习了甲烷的空间结构和化学性质,还学习了一种重要的有机反应类型——取代反应。这其实就是我们学习有机物的一般思路和方法。

  [投影]有机化学杂志《Tetrahedron》的封面。

  [师]这是国际上一本权威的有机化学杂志,有没有同学知道这本杂志的名称?

  [生]四面体。

  [师]四面体是有机化合物的一种基本结构,正是它的发现揭开了其他复杂有机物结构的神奇面纱!我想以这几句话来结束今天的课:探索来自需求,神奇出自平凡,创新源于思考。今天我们打开了有机化学学习的大门,让我们慢慢体会有机化学的无穷魅力!

  四、教学反思

  1.利用已有知识

  关于甲烷,九年级化学课程标准中有“了解使用天然气(或沼气)等燃料对环境的影响、知道天然气等化石燃料是人类社会重要的自然资源”等教学要求。也就是说,学生已经了解了甲烷的主要物理性质以及甲烷的可燃性。奥苏伯尔有一个著名的命题:“如果我不得不将所有的教育心理学原理还原为一句话的话,我将会说,影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么。根据学生的原有知识状况进行教学”[6]。所以,本课教学过程中注意从学生的已有知识出发,对甲烷的物理性质在回忆的基础上进行了直接利用,关于甲烷的可燃性没有再通过有关实验探究其燃烧产物,而是直接书写燃烧的反应方程式,在分析甲烷发生了氧化反应的基础上,着重介绍了有机物反应类型的判断角度,说明甲烷的燃烧虽然是氧化还原反应,但在有机化学中通常是以有机物发生的反应为叙说主体,把该反应称为“甲烷的氧化反应”或简称为“氧化反应”。这样既避免了对学生已有知识的重复讲解,也为突出重点和突破难点留下宝贵的时间。

  2.注重结构主线

  通过结构理解性质是化学学习的重要策略,这在学习有机化合物的过程中显得尤为突出。甲烷的正四面体是有机物结构中的一种典型代表,为了帮助学生认识甲烷的正四面体结构,教科书安排了制作正四面体和甲烷球棍模型的“实践活动”。为了使学生认识到结构对性质的意义以及正四面体是甲烷分子的必然结构,本课教学中贯穿了一条结构主线,主要包括以下几个教学活动。(1)介绍了道尔顿、凯库勒、布特列洛夫、范特霍夫等科学家对甲烷或有机物结构的探索历程;(2)组织学生根据科学家的猜想搭建甲烷分子的可能结构;(3)用气球模拟4对共用电子对的自然取向;(4)结合二氯甲烷只有一种结构的事实进一步体会甲烷的正四面体结构;(5)借用甲烷的正四面体结构总结甲烷的结构、性质、存在和用途;(6)以《四面体》杂志的封面说明四面体是有机化合物的一种基本结构。这样不仅可以帮助学生建立起甲烷的立体结构,而且可以强化学生在有机化学学习过程中的结构意识。

  3.突出实验探究

  实验是化学学习活动中实施科学探究的重要途径。关于甲烷的化学性质,本课主要涉及了甲烷与氧气、酸性高锰酸钾溶液、氯气等三种氧化剂的作用,其中甲烷的可燃性是学生的已有知识,因此本课只剩两个化学实验。其中,甲烷与酸性高锰酸钾溶液的作用,教科书没有安排实验,但是由于操作简单,于是就增设了相应的学生实验。关于甲烷的取代反应,教科书的对比实验,是用“减法原理”将一支试管用黑纸包好,以避免光照,但是实验中发现不包黑纸的试管中反应也比较慢,于是又用“加法原理”改进实验,用光源照射不包黑纸的试管。这样,不仅“加”光和“减”光形成了鲜明的对比,而且加快了反应的速率,在较短时间内观察到了明显的现象,为分析甲烷的取代反应提供了足够的感性材料,保证了教学活动的顺利进行。同时,这对于强化学生的实验观,提升他们的实验素养也具有积极的意义。

  4.紧密联系实际

  甲烷作为一种清洁能源,自从“西气东输”工程实施以来,几乎惠及每一个家庭。所以,教科书以甲烷在自然界中的存在、我国使用天然气的历史以及“西气东输”的现状、天然气作为能源的特点等导入新课,完全是必要的也是可行的。为了充分展示甲烷的能源意义,本课又搜集并介绍了中俄两国天然气“供气框架协议”的签订、页岩气的开采等有关甲烷作为能源的最新动态。但是仅强调甲烷是一种重要的能源,学生对甲烷社会价值的认识就只能停留在初中水平。为此,本课在比较甲烷与氧气、氯气两种氧化剂反应情况后指出,甲烷燃烧放热决定了甲烷是一种重要的能源,而甲烷以及后面要学习的其他烷烃与氯气反应所生成一系列氯代烃是有机合成的重要中间体,对于有机合成具有重要的意义。这样不仅能使学生理解学习甲烷取代反应的意义,而且能提升学生的学科价值观,激起学生进一步学习有机化学的兴趣和热情。

  注:作者执教的“最简单的有机化合物——甲烷”在中国教育学会化学教学专业委员会举办的“2014年全国高中化学优质课观摩暨教学培训活动”中获特等奖。

作者介绍:陈风雷,江苏省南通中学(江苏 南通 226001)。

最简单的有机物--甲烷

甲烷

一、 有机物

1、定义:含有碳元素的化合物为有机物。

(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物)

2、组成元素:C、 H、 O、 N、 S、 P、 X(卤素)等

3、有机物的特点:

数量庞大,种类繁多;可燃性;熔点低;溶解性(一般难溶于水,易溶于有机溶剂); 可

以人工合成;有机反应的特点(反应速率较慢, 反应比较复杂, 产率低)

练习:

1、下列说法正确的是( )

A、含碳的化合物都是有机化合物 B、有机化合物都是由C、H、O三种元素组成

C、有机物只能从动、植物等有生命的物质中得到

D、有机物都难溶于水而易溶于有机溶剂

2、下列物质属于有机物的是 ( )

A、CO B、NaHCO3 C、NH4HCO3 D、CH4

二、 最简单的有机物--甲烷 CH4

1、 物理性质

甲烷是无色、无味的气体,比空气轻,极难溶于水,能够燃烧,是天然气、沼气、坑气

的主要成分。

2、 甲烷的分子结构

科学实验证明,甲烷分子是一个正四面体的立体结构,碳原子位于正四面体的中心,4

个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。

甲烷的电子式为: 其结构式为:

练习:

1、下列说法不正确的是( )

(A)甲烷分子中C、H间是极性键 (B)甲烷分子是空间三角锥结构

(C)甲烷的结构式为CH4 (D)甲烷分子是非极性分子

2、若2g甲烷含水量有m个分子,则阿伏加德罗常数为( )

(A)m/16 (B)16m (C)32m (D) 8m

3、 甲烷的化学性质

甲烷比较稳定,一般不跟强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂反应。但是在一定条件下,甲

烷也会发生某些反应,即能燃烧、易取代、难加成:

(1) 氧化反应(即燃烧) 甲烷燃烧前要先检验纯度即验纯

纯净的甲烷能在空气中安静地燃烧,发出淡蓝色的火焰

CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) 注意:有机物反应式用箭头而不用等号表示

(2) 甲烷的取代反应

在室温下,甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中长期保存而不起任何反应。但把混合气体

放在光亮的地方就会发生反应,黄绿色的氯气就会逐渐变淡,有水上升、有白雾、石蕊试

液变红,证明有HCl气体生成,出油滴,证明有不溶于水的有机物生成

反应现象:色变浅、出油滴、水上升、

有白雾、石蕊变红

反应条件:光照或加热

反应式:CH4+Cl2光照CH3Cl+HCl CH3Cl +C12光照CH2C12+HCl

一氯甲烷 二氯甲烷

CH2C12+C12光照CHCl3+HCl CHCl3+C12光照CCl4+HCl

三氯甲烷 四氯化碳

注意:四个反应同时发生;甲烷的四种氯化物都不溶于水;在常温下一氯甲烷是气体,其

它三种都是液体;三氯甲烷和四氯甲烷都是工业上重要的溶剂;四氯甲烷还是一种

效率较高的灭火剂。

(3) 取代反应

有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。

如甲烷与氯气的反应中,甲烷分子里的氢原子被氯原子所代替而生成了四种取代产物,所以

甲烷与氯气的反应就属于取代反应。

性质:CH2Cl2只有一种结构证明甲烷是正四面体结构,

用途:甲烷是一种高效、低耗、污染小的清洁能源

练习:

例1、在光照下,将等物质的量的甲烷和氯气充分反应,得到的物质的量最多的物质是( )

A CH3C1 B CH2C12 C CCl4 D HCl

例2、等物质的量的甲烷和氯气组成的混和气体,经较长时间光照,最后得到的有机物是

①CH3Cl ②CH2C12 ③CHCl3 ④CCl4

A、只有① B、只有② C、只有①②③ D、①②③④

练习:

把体积相同的甲烷和氯气充入一个集气瓶中,光照一段时间后,发现气体的黄绿色变浅,

气瓶壁上有淡黄绿色液滴,此时,集气瓶内的物质最多可能有 ( )

A.四种 B.五种 C.六种 D.七种

例3、下列物质不能和氯气发生取代反应的是 ( )

A CH3Cl B CH2C12 C CHCl3 D CCl4

例4、鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法,是将它们分别( )

A.先后通入溴水和澄清石灰水

B.点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯

C.点燃,先后罩上干燥的冷烧杯和内壁涂有澄清石灰水的烧杯

D.点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯,再通入溴水

练习:

有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、、H2、CO、CO2 和HCl组成。为确定其组成,

进行以下实验:①将此混合气体通过浓硫酸,气体总体积基本不变。②再通过过量的澄清石

灰水,未见浑浊,但气体体积减少。③把剩余气体在供氧的情况下燃烧,燃烧产物不能使无

水硫酸铜变色。原混合气体含有( )

A.CO和HCl B.CH4和NH3 C. CH4和HCl、 D.H2和CO2

例5、已知甲烷分子中的氢原子可被其它原子或原子团代替,如甲烷分子中的氢原子被氯原

子取代可得到四种物质:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,这四种产物的结构能充分说明

甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形平面结构的是 ( )

A.CH3Cl只有一种结构 B.CH2Cl2只有一种结构

C.CHCl3只有一种结构 D.CCl4只有一种结构

例6、下列叙述中错误的是 ( )

A、点燃甲烷不必像点燃氢气那样事先检验

B、甲烷燃烧能放出大量的热,所以是一种很好的气体燃料

C、煤矿矿井要注意通风和严禁烟火,以防爆炸事故的发生

D、CH2Cl2只有一种结构证明甲烷是正四面体结构

例7、气体的主要成分不是甲烷的是 ( )

A、沼气 B、坑气 C、天然气 D、水煤气

练习: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甲烷属于有机物 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. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④

例8、向下列物质的水溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生的是 ( )

A、CH3Cl B、NaCl C、KClO3 D、CCl4

例9、将标准状况下的11.2L甲烷和22.4L氧气混合后点燃,恢复到原状况时,气体的体积

A.11.2L B.22.4L C.33.6L D.44.8L

例10、0.6mol甲烷完全和氯气发生取代反应,若生成的四种氯代产物的物质的量相同,则

反应消耗的氯气的物质的量为 ( )

A、2.5mol B、4.5mol C、0.6mol D、1.5mol

性质:取代一个H,需要1mol 氯气

三、 烷烃

烃:只含C、H两种元素的有机物叫做烃。

烷烃:烃分子中,碳碳原子之间都以单键结合成链状,其余的价键全部跟氢原子相结合,

达到“饱和”。这样的烃称为饱和链烃,也称烷烃。烷烃化学式符合CnH2n+2

可见,甲烷也是烷烃,是最简单的烷烃。

性质:烷烃的化学性质和甲烷相似,通常较稳定,常温下一般不跟强酸、强碱或高锰酸钾

等强氧化剂反应。但是在一定条件下,能发生燃烧反应和取代反应。

烷烃中,常温下,碳原子数小于5的烷烃是气体,碳原子数大于等于5的烷烃为液

体。随着C原子数的增多,分别叫“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸(主

链碳原子数在十以 内的用天干表示)、十一、十二„„(主链碳原子数在十以上的

用小写中文数字表示)”烷。

烷烃互为同系物。结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的一系列

化合物互称为同系物。

练习:

例1、写出下列各种烷烃的化学式:

相对分子质量是86的烷烃________,

对H2的相对密度为22的烷烃____________,

练习:

分子中有76个氢原子的烷烃_________,

碳、氢的质量比为5:1的烷烃__________。

例2、下列物质中不属于烃类的是

A、C6H6 B、C2H4O C、C8H10 D、C4H10

练习

下列物质属于烃的是:A.H2S B.C2H2 C.CH3Cl D.C2H5OH E.CH4 F.H2

G.金刚石 H.CH3COOH I.CO2 J.C2H4

例3、下列有机物常温下呈气态的是 ( )

A.CH3(CH2)2CH3 B.CH3(CH2)15CH3

C.CHCl3 D.CH3Cl

例4、下列化学性质中,烷烃不具备的是

A.可以在空气中燃烧 B.与C12发生取代反应

C.可以与溴水中的溴反应而使溴水褪色 D.在常温常压下能使高锰酸钾溶液褪色 ( )

例5、取下列4种气态烃各1mol,分别在足量的氧气中燃烧,其中消耗氧气最多的是

A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4

练习:

等质量的下列烃完全燃烧时,消耗O2最多的是

A.CH4 B.C2H6

例6、标准状况下将35ml气态烷烃完全燃烧,恢复到原来状况下,得到140ml二氧化碳气

体,则该烃的分子式为( )

A、C5H12 B、C4H10 C、C3H6 D、C3H8

C.C3H6 D.C6H6

例7、两种气态烃的混合气体共1L,在空气中燃烧生成1.5L CO2气体和2L水蒸气(气体体积均在相同状况下测定),关于该混合气体的说法正确的是( )

A、一定含有甲烷 B、一定含有甲烷,不一定含乙烷

C、一定含有乙烷,不一定含有甲烷 D、一定不含有乙烷

例8、1体积某烃(CxHy)的蒸气完全燃烧生成的二氧化碳比水蒸气少1体积(在同温同压下测定),0.1mol该烃完全燃烧的产物被碱石灰吸收,碱石灰增重39g,通过计算确定该烃的分子式。

C6H14

例9、已知:某烃的气体密度在标准状况下为1.25 g/L,其中含碳的质量分数为85.71%,求该物质的分子式.

C2H4

最简单的有机物甲烷

说课稿

大家好!

我是xx选手文倩,今天我要说课的内容是《最简单的有机化合物—甲烷》。下面我将从 说教材 教法分析与学法分析 说教学程序设计 说板书 四个方面进行我的说课。

一 、说教材

教材简介

该节内容选自人教版普通高中课程标准实验教科书化学必修2第三章第一节最简单的有机化合物—甲烷(第一课时)。

教材地位及作用

教材主要内容为甲烷的结构(包括结构式、电子式),甲烷的物理性质和化学性质。甲烷的化学性质包括甲烷的氧化反应和取代反应以及受热分解。将《甲烷》这节内容放在教材的必修二,是考虑到学生在高一化学中已学过物质结构的知识,如共价键、极性分子和非极性分子等基础知识,具备了学习本章的学习基础。烃是一切有机物的母体,是学习有机物的基础。而甲烷作为结构最简单的有机物又是学习烃的入门,所以让学生掌握甲烷的知识,就是为学习烃 、烃的衍生物及接下来学习的有机内容奠定好良好的基础。

(三)、教学目标

知识与技能目标:1.了解自然界中甲烷的存在及储量情况;2.掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构;3.掌握甲烷的重要化学性质,并理解取代反应的含义;4.了解甲烷对人类生产和生活的意义。

过程与方法目标:1.在探讨甲烷结构的过程中,初步学会有机物结构的表示

方法;2.掌握甲烷性质的过程中,逐渐形成“结构决定性质,性质反映结构”的观点;3.运用微观动画体验甲烷空间结构和取代反应历程。

情感态度与价值观目标:1.初步形成对有机化学领域的学习兴趣;2.认识化学微观世界分子结构的立体美;3.培养学生关心环境、能源、安全等问题。

(四)、教学重难点

重点:1.甲烷的结构;2.甲烷的化学性质。

难点:1.甲烷的空间结构;2.甲烷的取代反应。

二 、教学分析与学法分析

多媒体辅助法:播放实验视频归纳出甲烷的结构特点和化学反应规律

实践探究法:以学生实践活动为主探讨甲烷结构,比如制作甲烷模型

小组讨论法:通过讨论、小组合作等组织形式进一步训练类比和建模的科学思维方法

三 、教学程序设计

我将采用板块教学法

板块一:自主构建物理性质。通过展示可燃冰的图片,播放西气东输的视频来创 设情境引入新课,向学生展示一瓶甲烷气体,请同学观察,阅读教材,回答我提出的关于其物理性质的问题

板块二:甲烷的结构探究。学生自主学习并完成甲烷的分子式 、电子式和结构简式的书写。老师评价后提出问题甲烷究竟有着怎样的结构,学生开始猜想。然后分组制作甲烷的模型,再展示交流。

板块三:甲烷的氧化反应。分别将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液和加有石蕊试液的强碱溶液中。学生分组进行探究,交流与总结。得出结论:甲烷的性质在通常情

况下稳定,但在点燃条件下就会燃烧。让同学感知甲烷是一种清洁能源燃料。 板块四:甲烷的取代反应。在两支试管中都按比例收集好甲烷和氯气,一支用纸包好避光,另外一支用点燃的镁条照射进行对比试验。让学生观察并思考以下两个问题:实验中得到哪些信息,从所得信息中你能获得哪些启示。然后小组内进行交流和小组间汇报,得出结论甲烷与氯气在光照下发生了取代反应。

课堂总结:最后总结今天的所学内容,本节课我们开始了对有机物的学习,认识到甲烷的正四面体结构和它的几个重要化学反应,如:氧化反应、取代反应。学习中要重点对甲烷和氯气的取代反应加以理解,更要树立结构和性质紧密相关的观点。

四、板书设计

一、甲烷的组成和结构

甲烷的分子式:CH4 甲烷的电子式: 甲烷的结构式:

二、甲烷的性质

1.甲烷的物理性质。

2.甲烷的存在。

3.甲烷的化学性质。

(1) 甲烷的氧化反应。

(2) 甲烷的取代反应。

4.甲烷的主要用途。

《最简单的有机物——甲烷》(1)

第三章有机化合物

※ 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)分子组成:分子式:CH4

H

(2)分子结构:①电子式: H C H H

②结构式 H H

④分子结构示意图:

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

2.甲烷的存在及物理性质:甲烷是一种色、 溶于水,密

度比空气 小 。

3.甲烷的化学性质:比较稳定,通常不与 剂反应。在特定条件

下,也会发生某些反应。

+ KMnO4 (H(不褪色)

Br2

(1) 氧化反应:甲烷是一种优良的气体燃料,通常状况下,mol甲烷完全燃烧,生成CO2 和

H2O, 放出890kJ热量。甲烷在空气中燃烧的爆炸极限:甲烷含量(体积分

数)5%~15.4% 。

点燃 -1CH4(g)+ 2O2 (g) COmol 2(g)+2H2O(l) △H == -890kJ·

(2)取代反应:有机物分子里的某些 原子 或 原子团 被其他的 原子 或原子团所代替的反

应。

【实验探究】在光照下CH4与Cl2反应:取两支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先

后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好。其中1支试管A

用黑色纸套套上,另1支试管B放在光亮处(不要放在日光直射的地方,以

免引起爆炸)片刻后,去掉1支试管上的黑纸套,观察比较两支试管中的物

质。

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 无现象

③试管中有少量白雾

1

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。

反应的化学方程式:

H — H H ——Cl —Cl

H H

一氯甲烷(沸点:-24.2℃)

光 或:CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 CH3Cl + Cl2 光 CH2Cl2+ Cl2 CH3Cl +Cl2 光

※生成的卤代物:常温下CH3Cl是体;CH2Cl2、CHCl3、CCl4均是油状 液

CHCl3和CCl4在工业上是重

要的 溶剂 。

(3)甲烷受热分解:CH4 C + 2H2 (炭黑)

1.已知:甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L,其中含碳的质量分数为75%,含氢质量

分数为25%,求甲烷的分子式。

N(C)==0.717×22.4×75%÷12==1

甲烷分子中

N(H)==0.717×22.4×25%÷1==4

CH4

2.怎样防止甲烷气体燃烧时发生爆炸?怎样检查其燃烧的生成产物?

答:点燃之前先检验纯度。

在火焰上方罩一只干而冷的烧杯,烧杯内壁有水珠,证明产物有水。将烧杯倒转,在烧

杯内壁滴上石灰水在罩在火焰上方,石灰水变浑浊,证明产物有CO2

3.如何区别H2、CO、CH4三种气体?

烧杯内壁 石灰水 结论

答:进行燃烧试验: 有水珠 不浑浊 是H2

无水珠 变浑浊 是CO

有水珠 变浑浊 是CH4

4.下列分子具有正四面体结构的是----------------------------------------------(AD )

A. H HB. C. H HD. HClClCl 5.下列事实中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.CH3Cl只代表一种物质 B.CH2Cl2只代表一种物质

C.CHCl3只代表一种物质 D.CCl4只代表一种物质

6.在光照下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应,得到的产物的物质的量最多的是------(D)

A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl

7.1mol甲烷和一定量氯气在光照下反应,恰好反应生成了等物质的量的四种氯代甲烷。则消

耗氯气的物质的量为----------------------------------------------------------------------------------------

(B)

A.2 mol B.2.5 mol C.3 mol D.5 mol

2

8.如右图所示,试推测实验所能产生的现象并解释:

现象 解释

①试管内黄绿色气体颜色变浅 家万余氯气反应,消耗了氯气 ②试管壁出现油状液滴 生成的卤代物不溶于水 ③试管中有少量白雾 生成的HCl吸收水蒸气形成

酸雾

④试管内液面上升 生成的HCl溶于水试管内压

强减小

【课后作业】 CH4 饱和食盐水

一、选择题

1、下列物质中不属于有机物的是 --------------------------------------------------------------------( C )

A、CO(NH2)2 B、NH4CNO C、KSCN D、CH3CH2OH

3、下列反应属于取代反应的是--------------------------------------------------------------------------(BD)

A、甲烷燃烧 B、由甲烷制取氯仿 C、由甲烷制炭黑 D、钠与水反应制得H2

4、氯仿可作麻醉剂,但常因保存不慎而被空气氧化,产生剧毒物质光气(COCl2),反应式为

2CHCl3+O2 2COCl2+2HCl。为防止事故,在使用前检验氯仿是否变质,应用的试

剂是( B )

A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液 C.HCl溶液 D.H2O

5、空气中含甲烷5%~15%(体积分数)点燃就会发生爆炸,发生爆炸最强烈时,甲烷在空气中

所占的体积分数约是 ---------------------------------------------------------------------------------

( C )

A.5% B.9.5% C.10% D.15%

6、某有机物在氧气中充分燃烧,生成的水蒸气和CO2的物质的量之比为1:1,由此可得出的

结论是--------------------------------------------------------------------------(DB)

A.该有机物分子中碳、氢、氧原子个数比为1:2:3

B.分子中碳、氢原子个数比为1:2

C.有机物中必定含有氧元素

D.无法判断有机物中是否含有氧元素

7、隔绝空气强热CH4,可分解为C2H2和H2,若有80%CH4按上述形式分解,所得混合气体

的密度是相同条件下氦气密度的倍数是-------------------------------------------------------------

( D )

A.2 B.2.22 C.3.46 D.4.44

8、等质量的下列烃完全燃烧时,消耗O2最多的是------------------------------------------------( D )

A.CH4 B.C2H6 C.C3H6 D.C6H6

9、一定量的甲烷燃烧后得到的产物是CO、CO2和H2O(g),此混合物的质量为49.6g,当其缓

缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2g,则混合气体中CO的质量为---------( A )

A.11.2g B.12.5g C.13.2g D.24.4g

10、第28届国际地质大会提供的资料显示,海底有大量的天然气水合物可满足人类1000年的

能源需要。天然气水合物是一种晶体,晶体中平均每46个水分子构建成8个笼,每个笼可

容纳1个CH4分子或1游离的水分子。若晶体中8个笼只有6个容纳甲烷分子,另2个笼

被游离水分子填充,则天然气水合物的平均组成可表示为---------------------------------( B )

23 A.CH4·14H2O B.CH4·8H2O C.CH4H2O D.CH4·6H2O 3

11、下列各物质的键角均为为109028/的是(EF ),具有正四面体结构的是(BEF)

(A)H2O (B)P4 (C)CO2 (D)NH3

(E)金刚石 (F)CH4 (G)H2S (E)二氧化硅

二、计算题

1.某气态烃在标准状况下的体积为2.8L,其质量为2g,该烃中氢元素的质量分数为25%,求

(1)该烃的分子式。

答案:CH4

(2)写出其电子式、结构式。(略)

3

2.取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840mL,点燃并将燃烧后的气体用过量的碱石灰吸

收,碱石灰增重0.600g。求 ⑴ 碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)。

⑵ 原混合气体中CH4跟O2的体积比。

答案:(1)剩余O2504ml (2)CH4跟O2的体积比为1 :4

一、烷烃:

1.定义:烃分子中的碳原子之间只以全部跟合,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。

3.结构特点 (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与氢原子结合, 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

分 子 式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C4H10

结 构 式

3 3

结构简式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH32CH

5.烷烃的化学性质:与甲烷相似,通常状况下很稳定,跟 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 ,在分子组成上相差一个或若干个“ ”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 的化合物互称为同分异构体。

4

【随堂练习】

1.写出 -CH3的电子式:________,1mol -CH3 中含有_9__mol电子。

2.下列物质的沸点按由高到低的顺序为:。

① CH3(CH2)2CH3;② CH3(CH2)3CH3③ (CH3)3CH;

④ (CH3)4C;⑤ (CH3)2CHCH2CH3

3.C3H8分子中共价键总数是---------------------------------------------------------------------------( C )

A.3 B.8 C.10 D.11

4.下列物质中,一定互为同系物的是-----------------------------------------------------------------( B )

A. C4H8与C6H12 B.C3H8 与 C5H12

C. 2- 甲基丁烷与2,2- 二甲基丙烷 D.CnH2n 与CmH2m (m ≠ n)

5.下列有机物的命名正确的是--------------------------------------------------------------------------( D )

A. 1,2─二甲基戊烷 B. 2─乙基戊烷

C. 3,4─二甲基戊烷 D. 3,4─二甲基己烷

6.下列叙述中正确的是-------------------------------------------------------------------------------------(C)

A.分子式相同,各元素的质量分数也相同的物质是同种物质

B.组成通式相同的不同物质一定是同分异构体

C.分子式相同的不同物质一定是同分异构体

D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体

7.下列烷烃进行一氯取代后,只能生成三种沸点不同的产物的是--------------------------------(D) 3 3

A.CH32CH3 B.CH3CH22CH3

3 3

C.CH33 D.CH32CH3

CH3 3

8.已知丙烷的二氯代物有四种结构,则其六氯代物的异构体数目有__4_种。

9.乙烷和氯气的混合气体在漫射散光照射时发生反应,生成的有机产物种类是-------------(D )

5

A.1种 B.3种 C.6种 D.9种

【课后作业】

一、选择题

1.下列化学式只表示一种纯净物的是----------------------------------------------------------------( A )

A.C3H8 B.C4H10 C.CH2Br2 D.C

2. 两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1L该混合烃与9LO2混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍为10L,下列各组混合烃中不符合此条件的是----------------------( BD )

A.CH4、C2H4 B.CH4、C3H6 C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6

3.下列气体在氧气中充分燃烧后 ,其产物既可使无水硫酸铜变蓝,又可使澄清石灰水变浑浊的-------------------------------------------------------------------------( AB )

A.H2S B.CH4 C.H2 D.CO

4.甲烷与丙烷混合气体的密度与同温同压下乙烷的密度相同,混合气中甲烷与丙烷的体积比是 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------( D )

A.2:1 B.3:4 C.1:3 D.1:1

5. 1,2,3—三苯基环丙烷的3个苯基可以分布在环丙烷平面的上下,因此有如右所示2个异构体(是苯基,环用键线表示。C、H原子都未画出)。据此,可判断1,2,3,4,5—五氯环戊烷(假定五个碳原子也处于同一平面上)的异构体数是-------------------------------------------( A )

A.4 B.5 C.6 D.7

二、填空题

6.写出下列各种烷烃的化学式:

⑴ 。

⑵ 相对分子质量是86。

⑶ 对H2的相对密度为22 ⑷ 分子中有76。 ⑹ 碳、氢的质量比为5:1。

三、计算题

7.某烃的蒸气对氢气的相对密度为43,取21.5g此烃与过量氧气反应,将其生成物通过浓硫酸,浓硫酸的质量增加31.5g,再通过NaOH溶液,

NaOH溶液质量增加66g。求此烃的分子式。

答案:c6h14

6

最简单的有机物—甲烷

最简单的有机物—甲烷(必2-3.1)

1.下列说法正确的是( )

A.有机物的水溶液都不导电 B.有机物都易燃烧

C.有机物只能从有机体中获取 D.有机物都含有碳元素

2.在一定条件下,可与甲烷发生反应的是( )

A.氧气(光照) B.氯气(加热)

C.高锰酸钾酸性溶液(常温) D.浓硫酸(常温)

3.下列五种烃:①CH3CH2CH(CH3)2 ②CH3C(CH3)3 ③丙烷 ④戊烷 ⑤CH3CH(CH3)2,其沸点按由高到低的顺序排列正确的是( )

A.①②③④⑤ B.②③④⑤① C.⑤②①③④ D.④①②⑤③

4.下列物质中互为同分异构体的是( )

13A.12

6C与6C B.O2与O3 C.与D.

5.写出下列各烷烃的分子式。

(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍___________________。

(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子____________________。

1.已知甲烷分子中的氢原子可被其他原子或原子团代替,如甲烷分子中的氢原子被氯原子取代可得到四种物质:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,这四种产物的结构能充分说明甲烷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的是( )

A.CH3Cl只有一种结构 B.CH2Cl2只有一种结构

C.CHCl3只有一种结构 D.CCl4只有一种结构

2.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① B.只有③ C.①②③的混合物 D.①②③④的混合物

3.下列各对物质中属于同分异构体的是( )

A.12C和14C B.金刚石和石墨 C.与 D.

4.丁烷(C4H10)失去1个氢原子后得到丁基(—C4H9),丁基的结构共有( )

A.2种 B.3种 C.4种 D.5种

5.我国已启动的“西气东输”工程是为了_______________,其中的“气”是指_____________气,其主要成分的分子式是___________________,电子式为______________________,结构式为______________;分子里各原子的空间分布呈_______________结构。最适于表示分子空间构型的模型是_______________,能最真实地反映分子形状的模型是_______________。

6.(1)在通常情况下,甲烷的化学性质_______________,它与高锰酸钾等_______________不反应,即______________(填“能”或“不能”)使高锰酸钾酸性溶液褪色;也不与_______________或_________________反应;但在一定条件下,甲烷能发生_______________、_______________等反应。

(2)写出在光照条件下,甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程式:____________。

7.分子式为C8Hm的烷烃,m值等于______________________;分子式为CnH22的烷烃,n值等于_________________;相对分子质量为212的烷烃的分子式为_______________。

解析:由烷烃的通式CnH2n+2可知:m=18;n=10;因12n+2n+2=212,故相对分子质量为212的烷烃分子中的碳原子n=15,即分子式为C15H32。

1.天然气根据成分不同分为贫气和富气,贫气中甲烷的含量较多,富气中乙烷、丙烷、丁烷的含量相对高一些。若要将它们液化,下列说法正确的是( )

A.贫气易液化 B.富气易液化

C.二者液化条件相同 D.加压、降温均有利于两者液化

2.近年来,一些大城市的部分公交车改用天然气作为燃料,这样做的主要目的是( )

A.加大发动机动力 B.降低成本

C.减少对空气的污染 D.减少二氧化碳的排放量

3.下列关于甲烷的说法不正确的是( )

A.甲烷分子具有正四面体结构 B.甲烷分子中的四个C—H键是完全等价的

C.甲烷分子是平面正方形结构 D.甲烷分子的结构式是

4.煤气的主要成分是CO、H2。把一套以煤气为燃料的灶具(如煤气灶)改为以天然气为燃料时,灶具应作相应调整,正确的方法是( )

A.两种气体进入量都减小 B.增大空气的进入量或减小天然气的进入量

C.两种气体进入量都增大 D.减小空气进入量或增大天然气的进入量

5.甲烷和氯气以物质的量比1∶1混合,在光照条件下,得到的产物是( )

①CH3Cl、Cl2 ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4

A.只有① B.①和②的混合物

C.只有③ D.①②③④的混合物

6.下列气体在空气中充分燃烧后,其生成物既可使无水CuSO4变蓝,又可使澄清石灰水变浑浊的是( )

A.CO B.CH4 C.H2 D.H2S

7.在同一系列中,所有同系物都具有( )

A.相同的相对分子质量 B.相同的物理性质

C.相似的化学性质 D.相同的最简式

8.对有机物的结构理解,要以立体几何知识为依托,重点理解有机物分子中的价键在空间的分布,注意有机物结构式或结构简式的书写仅表示原子连接的次序,不代表有机物的空间结构。烷烃的结构可从甲烷的立体结构拓展想象,如乙烷(CH3CH3)可认为是甲烷分子中的一个氢原子被—CH3取代形成的。三个碳原子以上的烷烃分子中的碳原子呈锯齿形,可能共平面,但不可能共直线。结构类的试题常考查原子共面问题和同分异构体数目的判断。如甲烷分子中最多可有________________个氢原子与碳原子共平面,①CH4,②C3H8,③C4H10,④C5H12四种烃的

一种同分异构体只能生成一种一氯代物,此种烃可以是____________________。

9.下列各组物质:①金刚石和C60 ②H2、D2和T2 ③235U和238U ④CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 ⑤乙烷和己烷 ⑥CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和

CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3中,互为同位素的是(填序号,下同)________________,互为同素异形体的是____________,互为同系物的是____________,属于同一物质的是__________。

10.目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气,浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分为CO、H2和少量烃类,天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下:

2CO+O2点燃2CO2,2H2+O2点燃2H2O,CH4+2O2点燃CO2+2H2O

根据以上化学方程式判断,燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是_______________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改燃天然气,灶具的改进方法是___________进风口(填“增大”或“减少”),如不作改进可能产生的不良后果是__________________,管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表:

试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因是_________________________________________________________________________。

11.烷烃完全燃烧都可以生成CO2和H2O。现以甲烷、乙烷、丙烷三种物质燃烧为例,进行燃烧分析。

(1)取等物质的量的三种物质,在O2中完全燃烧,生成CO2最多的是_________________,生成H2O最多的是_________________,消耗O2最多的是_________________。由此可以得出结论:等物质的量的烷烃完全燃烧,生成CO2、H2O以及消耗O2的量随着_____________的增多而变大。

(2)取等质量的三种物质,在O2中完全燃烧,生成CO2最多的是_________________,生成H2O最多的是_________________,消耗O2最多的是_________________。由此可以得出结论:等质量的烷烃完全燃烧,生成CO2的量随着_________________的增大而变大,生成水的量随着_______________的增大而变大,消耗O2的量随着_________________的增大而变大。

12.美籍埃及人泽维尔用激光闪烁照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程,因而获得1999年诺贝尔化学奖。激光有很多用途,例如波长为10.3 μm的红外激光能切断B(CH3)3分子中的一个B—C键,使之与HBr发生取代反应:

B(CH3)2Br+CH4 B(CH3)3+HBr

而利用9.6 μm的红外激光却能切断两个B—C键并与HBr发生二元取代反应。

(1)试写出二元取代反应的方程式________________________________________________。

(2)利用5.6 g B(CH3)3和9.72 g HBr正好完全反应,则生成物中除甲烷以外,其他两产物的物质的量之比为多少?

10.3 m的激光

13.右图是研究甲烷取代反应实验装置图,具体的实验方法是:

取一个100 mL的大量筒,用排饱和食盐水的方法先后收集20 mL CH4和80 mL Cl2,进行实验。

(1)若研究甲烷与氯气的取代反应,还需要的条件是________________________________。

(2)若将如图所示装置放在光亮的地方,等待片刻,观察到的现象是__________________。

(3)若将如图所示装置放在强光下照射会有_________________(填可能发生的不良后果)。

(4)若量筒中的甲烷和氯气的量比较大,放在光亮的地方足够长的时间,除看到(2)的现象外,还能看到的现象是_____________________________________________________________。

14.目前,从自然界发现的和人工合成的有机物已经超过2 000万种,远远多于无机物。其主要原因如下:

(1)有机化合物都含有C元素,碳原子最外层有___________个电子,每个C原子可以与C原子或其他元素的原子形成______________个共价键,这些共价键可能是__________________、__________________或__________________。

(2)多个C原子可以相互结合成__________________或__________________,而分子式相同的分子,其结合方式也有可能不同。如4个C原子相互以单键结合的方式就有4种,请在下列方框中画出其他3种结合方式:

15.“西气东输”工程,是指将西部新疆塔里木盆地的天然气输送到上海以及整个长江三角洲地区的工程。我国西部蕴藏着22.4万亿立方米的天然气资源,约占全国陆上天然气资源总量的60%。我国东部地区发展速度快,能源及化工原料供应紧缺,对优质清洁的天然气需求强烈。天然气在燃烧过程中几乎没有烟尘,有害气体的排放量大大低于石油和煤,是一种十分有发展前景的优质清洁能源。按目前西气东输的规划方案,每年120亿立方米的供气量,可代替几千万吨的煤,天然气在能源消费中的比例将由2.1%上升到4%。另外,天然气可加工成油墨及橡胶制造业所需要的炭黑(颗粒很小的高纯碳)、乙炔(C2H2)、工业溶剂等。

请完成下列问题:

(1)天然气的主要成分是什么?

(2)为什么说天然气是一种清洁能源?

(3)天然气是如何生产炭黑、乙炔(C2H2)、工业溶剂的?试用化学方程式表示。

(4)天然气在使用过程中应注意什么事项?

(5)查阅资料后回答天然气是如何形成的。

1、解析:CH3COOH是弱电解质,其溶液能导电,A项不正确;CCl4不能燃烧,B项错误;有些有机物是可以进行合成的,如尿素,C项不正确。

答案:D

2、解析:常温下甲烷性质稳定,与浓硫酸、高锰酸钾酸性溶液不发生反应。常温和光照条件下,氧气不能与甲烷发生反应。加热条件下氯气能与甲烷发生反应。

答案:B

3、解析:方法一:烷烃的沸点,一般来说①具有不同C原子数的烷烃,C原子数越多沸点越高;②具有相同C原子数的烷烃,分子结构越趋于链状(支链越少)沸点越高,趋于球形(支链越多)沸点越低。

方法二:所列五种烷烃,戊烷沸点最高,④应排在第一位,可排除A、B、C三项。

答案:D

4、解析:同分异构体是具有相同分子式但分子结构不同的化合物的互称;同位素是具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同原子的互称;同素异形体是由同种元素组成的不同单质的互称。故A项为同位素,B项为同素异形体,C项为同系物。

答案:D

5、解析:烷烃的分子组成通式为CnH2n+2。

①Mr(A)=D×Mr(H2)=14n+2即n=5。

②2n+2=200,即n=99。答案:(1)C5H12 (2)C99H200

1、解析:甲烷分子中有四个等同的C—H键,在空间可能有两种对称分布,正四面体结构和平面正方形结构。本题可用“反证法”,假设甲烷是正方形的平面结构,CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种结构,不能从它们只有一种结构说明不是正方形的平面结构;而CH2Cl2分子里的五个原子若在同一平面上,应有两种结构:和,只有甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,CH2Cl2才能只有一种结构。

答案:B

2、解析:甲烷和氯气在光照下,会发生四步取代反应,而反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的,即使甲烷和氯气的物质的量之比是1∶1的情况,也不会仅生成CH3Cl,因为一旦生成CH3Cl后,CH3Cl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代,直到分子中氢原子都被取代完,因此其产物不是纯净的CH3Cl。题设甲烷与氯气以物质的量之比1∶3混合,则四步取代反应都可能发生。

答案:D

3、解析:选项A和B不是化合物,均不能称为同分异构体。选项A是表示碳的两种同位素,选项B是表示碳元素的两种同素异形体,选项C中两种结构简式表示同一种物质,因为该分子的结构是以碳原子为中心的四面体构型。选项D符合同分异构体的三个要求。

答案:D

4、解析:丁烷(C4H10)有两种结构:CH3CH2CH2CH3和,它们分子中各有两种氢原子,因此失去1个氢原子后得到的丁基(—C4H9)的结构共有4种。

答案:C

5、答案:改善我国东部的能源结构 天然 CH4

体 球棍模型 比例模型

6、答案:(1)比较稳定 强氧化剂 不能 强酸 强碱 氧化 取代

(2)CH4+Cl2光照CH3Cl+HCl 正四面

7、答案:18 10 C15H32

1、解析:贫气和富气沸点都很高,都不易液化,只有加压、降温才有利于两者液化。 答案:D

2、解析:天然气的主要成分为甲烷,燃烧比较充分,可以减少对空气的污染。

答案:C

3、解析:甲烷分子具有空间正四面体结构而非平面正方形结构。

答案:C

4、解析:三种气体燃烧的化学方程式分别为:

2H2+O2点燃 2H2O 2CO+O2点燃 2CO2 CH4+2O2点燃CO2+2H2O

可以看出,等体积的H2、CO、CH4分别完全燃烧,CH4的耗氧量最大,故若煤气灶改以天然气为燃料时,需增大空气进入量或减小天然气的进入量。

答案:B

5、解析:甲烷和氯气按等物质的量反应,而不可能是1个甲烷分子与1个氯分子的反应,所以无论反应物的物质的量之比是多少,都会得到各种氯代物。

答案:D

6、解析:在空气中充分燃烧后,其生成物既可使无水CuSO4变蓝,又可使澄清石灰水变浑浊,说明该物质中有C、H两种元素,燃烧后生成CO2和H2O。

答案:B

7、解析:同系物分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,因此,同系物的相对分子质量应相差14的整数倍,物理性质随碳原子数的增加呈现规律性的变化;同系物中碳、氢原子个数比不一定相同,即同系物的最简式不一定相同;对于同系物的化学性质,由于同系物的结构相似,所以,同系物的化学性质相似。

答案:C

8、解析:甲烷分子中最多可有两个氢原子与碳原子共平面,CH4的一氯代物有一种,C5H12同分异构体中的一氯代物也只有一种。

答案:2 ①④

9、解析:互为同位素的是235U和238U,互为同素异形体的是金刚石和C60,互为同系物的是乙烷和己烷,属于同一物质的是CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3。 答案:③ ① ⑤ ⑥

10、答案:天然气 增大 不能充分燃烧,生成有毒的CO 丁烷遇冷凝结为液体使管道内气

流不畅

11、答案:(1)丙烷 丙烷 丙烷 分子中碳原子数 (2)丙烷 甲烷 甲烷 分子中碳的质量分数 分子中氢的质量分数 分子中氢的质量分数

12、解析:(1)B(CH3)3+2HBrB(CH3)Br2+2CH4

(2)n〔B(CH3)3〕=9.6m的激光5.6g9.72g=0.1 mol n(HBr)==0.12 mol 1156gmol81gmol

设生成B(CH3)2Br的物质的量为a,B(CH3)Br2的物质的量为b,

则: molab0.1a0.08 n〔B(CH3)2Br〕∶n〔B(CH3)Br2〕=4∶1  mola2b0.12b0.02

9.6m的激光B(CH3)Br2+2CH4 答案:(1)B(CH3)3+2HBr

(2)4∶1

13、解析:CH4与Cl2反应需光照条件。由于生成油状的CH2Cl2等,故会在量筒壁上出现油状液滴。生成的HCl溶于水,故水面会上升。CH4与Cl2遇强光会发生爆炸。由于HCl溶于饱和食盐水,c(Cl-)增大,故会产生浑浊现象(即析出固体NaCl)。

答案:(1)光照(2)可以观察到量筒壁上出现油状液滴,量筒内水面上升

(3)爆炸(4)水槽中的饱和食盐水变浑浊

14、解析:有机物的多样性,根本原因在于C可形成多种化学键以及C原子的多种连接方式。 答案:(1)4 4 单键 双键 三键 (2)碳链碳环

(其他合理形式亦可)

15、解析:天然气的主要成分是甲烷。由于它燃烧时不产生烟尘,主要产物是水和二氧化碳,其他有害气体少,故属于清洁能源。甲烷虽然很稳定,但在隔绝空气加热到1 000 ℃以上时,也会分解成炭黑和氢气。两分子甲烷在有催化剂存在的条件下,可转化成乙炔和氢气。甲烷的氯代产物中三氯甲烷(俗称氯仿)和四氯甲烷(俗称四氯化碳)属于重要的工业溶剂。由于天然气易燃易爆,故在使用时要注意防火灾、防爆炸、防泄漏等。有关天然气的形成等知识,可查阅文献、科普杂志、有机化学教材等,也可利用上网搜索的方式查阅。

答案:(1)主要成分是CH4(甲烷) (2)燃烧时几乎没有烟尘,有害气体的排放量非常少

C(3)CH41000C+2H2

2CH4催化剂C2H2+3H2

CH4+3Cl2→CHCl3+3HCl或CH4+4Cl2→CCl4+4HCl

(4)防火、防爆炸、防泄漏

(5)天然气是由动植物残体在隔绝空气的情况下,经过某些微生物发酵的作用而生成的

最简单的有机化合物

最简单的有机化合物---------甲烷

一、有机物

1.定义:绝大多数含_____的化合物称为有机化合物

除____、______、_____碳酸盐、碳酸氢盐等

2.特点

绝大多数有机物 (1)熔沸点_____

(2)不易溶于水、易溶于有机溶剂

(3)易燃烧,且副产物多,不彻底用__________表示

取向

(4)绝缘性好,多数为非电解质 3.组成和结构

组成元素:________________________________ ① C的最外层有四个单电子形成四个共价键 ② C与C之间形成C—C、C=C、C≡C、

链状、环状

因此有机物的种类繁多

4分类

烃:仅含_____和_____两种元素的有机物 有机物

烃的衍生物:除C、H外还含有__________ 二、甲烷

1、 结构

分子式:___________ 电子式:____________

结构式:___________ 结构简式:__________

最简式:___________空间构型:__________ 键角:_________ 2、物理性质:

无色 无味 气体 ________溶于水 密度比空气_____ 3、化学性质:

通况下性质稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂反应。 (1)氧化反应 ① 可燃性:_________________________ 现象:___________________________ ② CH4______使KMnO4溶液和溴水褪色 (2)取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他

原子或原子团所代替的反应。

现象:

____________________ ____________________ ____________________

原理:_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________ 注意:a、反应条件:光照

b、CH4与纯卤素单质间的反应 c、产物为混合物 __________ 两气体______、______三液体______、_______、______ 取代反应的特点:有上有下 (3)不稳定性:

隔绝空气加热至1000℃以上

___________________________________________ 4、用途: 燃料 制氯仿 、四氯化碳、碳黑、H2 三、烷烃

1、定义:碳原子之间以碳碳单键(C—C)结合成链

状其余与H原子结合,C的化合价都以充 分利用达到饱和的状态,这样的烃称饱和 烃,也叫烷烃。

2、结构特点:链状 单键(C—C) 饱和 分子中C原子不共线,呈__________

3、通式:CnH2n+2(n≥1)

如:甲烷______乙烷______丙烷______丁烷______ 4、物理性质:

(1)状态:_______气态 注意:新戊烷常温下为气体

_______液体 _______ 固体

(2)密度:烷烃的ρ<1 随C数的_____ρ_____ 注意:烃比水轻 (3)熔沸点:

C数不同:C数______M______熔沸点______ C数相同:支链______熔沸点______

(4)溶解性:均____溶于水,易溶于有机溶剂 5、化学性质: (1)氧化反应:

通况下性质稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂反应。 ① 可燃性:___________________________________ ② ______ 使KMnO4溶液和溴水褪色。 (2)取代反应:

通式:___________________________________ (3)不稳定性:

隔绝空气高温条件下均可分解,产物不一定为C、H2

四、同系物

(1)定义:________相似,在分子组成上相差一个或若

C7H16 干个________原子团的物质互称为同系物。

(2)条件: ①结构相似,并不是完全相同,如CH3CH2CH3(无支链)与 (有支链)是同系物。

②通式相同,但符合同一通式的不一定是同系物,必须是同一类物质

③相差n个CH2,相对分子质量相差14n 如:CH4、C2H6、C3H8、C4H10

3、性质:化学性质相似,物理性质呈递变性

4、烃基:烃基:烃分子失去一个或几个H原子后剩余

的部分叫烃基 —R

烷基:烷烃失去H原子后剩余的部分叫烷基 如:甲基:__________ 乙基:___________

丙基:__________ 异丙基:__________

五、有机物的同分异构现象及同分异构体 1、同分异构现象:化合物具有相同分子式,

不同结构的现象。

2、同分异构体:

(1)定义:分子式相同,结构不同的化合物间互称

同分异构体。

(2)特点: 分子式 (C数同) 组成元素 相对分子质量

不同点:结构不同

性质不同

注意:相对分子质量相同,结构不同的化合物不一

定是同分异构体。如:___________________ 3、 烷烃同分异构体书写 方法:缩主增支法

缩主增支变位置,命名不同不重复 原则:减C变位

规律: 主链由长到短 支链由整到散 位置由心到边(非端)排布由邻到间 写出下列烷烃的同分异构体 C6H14

小结:烷烃同分异构体数目: CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 等效氢法

(1)同一碳原子上的H等效

(2)同一碳原子连的—CH3上的H等效 (3)对称H等效 C2H6的一氯代物:

C3H8的一氯代物:

二元取代物书写原则:定一动一 C2H6的二氯代物:

___________________________________________ C3H8的二氯代物:

___________________________________________ 1.下列说法中错误的是 ( ) ①化学性质相似的有机物是同系物

②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物

③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定是同系物

④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似

A.①②③④ B.只有②③ C.只有③④ D.只有①②③

2.有机物 (3-甲基戊烷)的一氯代物有( ) A.3种

B.4种

C.5种 D.6种

六、命名

1、 习惯命名法:

(1) 依据C原子总数称“某烷” ① C数≤10 用天干命名

甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 ② C数>10 用中文大写数字表示 如:C11H24 十一烷

(2) 依据支链数目命名: 在某烷前加“正、异、新” 如:C5H12

正戊烷:___________________________________ 异戊烷:___________________________________ 新戊烷:___________________________________ 2、 系统命名法: 步骤:

(1)找主链 称某烷 (2)编号码 定支链 (3)取代基 写在前 标位置 短线连 (4)不同基 简在前

相同基 二三连 原则:

一长:选最长连为主链

一多:当最长连有两条时,选含支链最多的一条为主

一近:离支链最近的一端C标“1” 一小:取代基位次和最小 一简:距离相同 简在前 即:简基—复基—某烷 练:

3

1、CH3——CH2—CH2—CH3 ___________________________________________ 3

2、CH3———CH2—CH3 2CH3

___________________________________________ 3、CH3———CH2—CH3 CH3—2 2—CH2—CH3

__________________________________________

CH32

3 4

、 ——CH23

3 2CH3 ___________________________________________

3 5

、CH3——CH2—CH2—CH3

2CH3

___________________________________________

6、CH3C(CH2CH3)2CH(C2H5)CH(CH3)2

___________________________________________

7、(CH3)3CCH(CH3)CH(CH3)CH(C2H5)2

___________________________________________

8

CH32

3 、 ——CH23 3 2CH3

___________________________________________

9 、CH3———CH2—CH3 CH3

—2

—CH3

3

___________________________________________

二、下列有关烷烃的系统名称是否正确(在括号内标√、×),

若不正确,请在横线上写出正确名称。 (1)3—甲基丁烷:( )

________________________________________。 (2)3,4—二甲基戊烷:( )

________________________________________。 (3)2,4—二乙基己烷:( )

________________________________________。 (4)2,3—二甲基—5—乙基己烷:( )

________________________________________。 (5)3,4,6—三甲基—4—乙基辛烷:( )

________________________________________。 1、烷烃(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3的名称是[ ]

A.2-甲基-3-乙基丁烷 B.2-乙基-3-甲基丁烷 C.2,3-二甲基戊烷 D.3,4-二甲基戊烷 2、“辛烷值

C.2,4,4—三甲基戊烷 D.2,2,4—三甲基戊烷

3、下列烷烃的名称中正确的是[ ]

A.2,3—二甲基丁烷 B.3,3—二甲基丁烷 C.3—甲基—2—乙基戊烷 D.3—乙基—5—甲基己烷

甲烷和烷烃习题 (1)

1、有四种物质:①金刚石 ②白磷 ③甲烷 ④石墨,其中分子具有正四面体结构的是( )

A、①②③ B、①③④ C、①② D、②③ 2、下列叙述中错误的是( ) A.点燃前甲烷不必验纯

B.甲烷燃烧能放出大量的热,所以是一种很好的气体燃料 C.煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火,以防爆炸事故的发生D.在空气中,将甲烷加热到1000℃以上,能分解成炭黑和氢气

3、下列表示甲基的电子式中,正确的是[ ]

4、(08)2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的是丙烷, 下列有关丙烷的叙述不正确的是[ ] A.分子中的碳原子不在一条直线上

B.光照下能够发生取代反应

C.比丁烷更易液化 D.含氢的质量分数比乙烷小 5、下列四种物质中,沸点最高的是[ ]

A.正戊烷 B.正丁烷 C.异丁烷 D.新戊烷

6、能够证明甲烷构型是四面体的事实是( ) A.甲烷的四个键键能相同 B.甲烷的四个键键长相等C.甲烷的所有C-H键键角相等 D.二氯甲烷没有同分异构体 7、下列说法正确的是[ ]

A.分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物B.相对分子质量相同的不同物质,一定互为同分异构体 C.分子式相同的不同有机物,一定互为同分异构体 D.同系物之间一定不是同分异构体,同分异构体之间也一定不 是同系物

8、下列分子式所表示的烃中,属于烷烃的是( ) A.C3H6 B.C4H6 C.C5H12 D.C6H6 9、将等物质的量的甲烷和氯气混合后,在漫射光的照射下充分反应,生成物中物质的量最大的是( )

A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl

10、下列化学性质中,烷烃不具备的是( ) A.一定条件下发生分解反应 B.可以在空气中燃烧 C.与Cl2发生取代反应 D.能使高锰酸钾溶液褪色 11、某有机物在空气中完全燃烧只生成CO2和水,则 此有机物[ ] A.只含碳、氢两种元素 B.一定含有氧元素 C.一定含有碳、氢、氧三种元素

D.一定含有碳、氢元素,可能还含有氧元素

12、由沸点数据:甲烷-146℃,乙烷-89℃,丁烷-0.5℃, 戊烷+36℃,判断丙烷的沸点可能是[ ]

A.高于-0.5℃ B.约是+30℃ C.约是-40℃ D.低于-89℃ 13、有关饱和链烃的叙述正确的是( )

①都是易燃物 ②特征反应是取代反应 ③相邻两个饱和链烃在分子组成上相差一个甲基 A、①和③ B、②和③ C、只有① D、①和② 14、已知丙烷的二氯代物有四种异构体,则其六氯代物的异构体数目为( )

A、2种 B、3种 C、4种 D、5种 15、下列各对物质中,互为同系物的是[ ] A.C2H6和C8H18 B.C2H4和C2H5OH C.C2H4和C5H12 D.CH3COOH和C3H8

16、在下列反应中,光照对反应几乎没有影响的是[ ] A.氯气和氢气的反应 B.氯气和甲烷的反应 C.次氯酸和硝酸的分解 D.氢气与氧气的反应 17、在甲烷与氯气发生取代反应的产物中,室温下呈气态的有机物有[ ]

A.一种 B.两种 C.三种 D.四种

18、将等物质的量的甲烷和氯气混合,光照下充分反应后所得产物的物质的量最大的是[ ]

A.CH3Cl B.CHCl3 C.CCl4 D.HCl

19、对于下列物质:①氯气,②硫酸,③溴水,④烧碱溶液, ⑤氧气,⑥酸性高锰酸钾溶液,其中在一定条件下能跟甲烷发

生化学反应的是[ ]

A.①②③ B.④⑤⑥ C.①⑤ D.②③④⑥ 20、鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是[ ] A.通过灼热氧化铜 B.点燃→通入澄清石灰水 C.点燃→通入无水硫酸铜 D.点燃→罩干烧杯→加入澄清石灰水

21、某烷烃含有200个氢原子,那么该烃的分子式是[ ] A.C97H200 B.C98H200 C.C99H200 D.C100H200 22、某两种气态烷烃组成的混合气体,对氢气的相对密度为14,则混合气中一定有[ ]

A.甲烷 B.乙烷 C.丙烷 D.环丙烷

23、1 mol丙烷在光照条件下,最多可与多少摩尔氯气发生取代 A.4 mol B.8 mol C.2 mol D.10 mol 24、下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3 ③CH(CH3)3 ④(CH3)2CHCH2CH3 A.②④①③ B.④②①③ C.④③②①

D.②④③①

25、下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代烃的是 A.CH3CH2CH2CH3 B.CH3CH(CH3)2 C.CH3C(CH3)3 D.(CH3)2CHCH2CH3

26、(1)分子中含有20个碳原子的烷烃的分子式为___________; (2)分子中含有20个氢原子的烷烃的分子式为___________; (3)分子中含碳、氢原子总数为20的烷烃的分子式为__________ (4)相对分子质量为100的烷烃的分子式为___________; (5)分子中含有50个电子的烷烃的分子式为_____________;

最简单的有机化合物

第三章 有机化合物

第三节 最简单的有机化合物—甲烷 第(2)课时

【学习重难点】:

1、掌握烷烃的命名方法。能运用命名方法解决相关问题。 2、掌握同系物和同分异构体的概念的基础上,进一步理解有机物种类繁多的现象与原因 知识再现知识再现知识再现知识再现

【新知学习】: 思考:

1. 甲烷的分子结构有什么特点?甲烷有哪些主要化学性质?

2. 什么叫取代反应?举例说明。

一、烷烃

(1)概念: ____ ________________ 烷烃的通式:____________________ (2)物理性质:

① 状态:一般情况下,1—4个碳原子烷烃为___________, 5—16个碳原子为__________,16个碳原子以上为_____________。

② 溶解性:烷烃________溶于水,_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。 ③ 熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐_____________。 ④ 密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐___________。 (3)烷烃的化学性质

① 一般比较稳定,在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。 ② 取代反应:在光照条件下能跟卤素发生取代反应。______________________________

③ 氧化反应:在点燃条件下,烷烃能燃烧______________________________ (4)系统命名法:

A、选 为主链。如果有多条最长碳链,应以取代基简单、数目多的为主链。 B、 为起点给碳原子编号,如果两端离取代基一样远,应以离简单取代基近的一端为起点。

C、简单的取代基在前、复杂的取代基在后,标明位次。 D、 基合并。

E、阿拉伯数字与汉字间用“—”连接,阿拉伯数字间用“,”连接。 F、总原则取代基位次之和最小。

例:CH3—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH3 CH3 CH2—CH3

命名 二、同系物、同分异构体 1、同系物

(1)定义: (2)同系物的判断标准:

1分子结构 (即两种物质属于同一类物质) ○

2分子组成上相差一个或若干个 原子团 ○

(3)互为同系物的有机化合物的组成与结构特点

1同系物的结构相似, ○主要指化学键类型相似,分子中个原子的结合方式相似。

对烷烃而言,就是指碳原子间通过共价单间相连,其余价键全部结合氢原子。但同系物的结构相似却并不完全相同。 2同系物的组成元素必相同。 ○

3同系物必须符合一个通式。 ○

4同系物一定具有不同的分子式。 ○

2、同分异构体

化合物具有相同的分子式,但是具有不同结构的现象,叫做 。 具有同分异构现象的化合物互称 。

3、同位素、同素异形体与同系物、同分异构体的比较

[跟踪检测]:

1.主链上含有5个碳原子,分子中共有7个碳原子的烷烃,其结构式有( ) (A)4种 (B)5种 (C)6种 (D)7种 2.代表有机物中几种同系物的相对分子质量的一组数字是( )。 (A)16、32、48、64 (B)2、16、30、44、58 (C)16、17、18、19 (D)46、60、74、88、102 3.乙烷在光照的条件下与氯气混和,最多可以生成几种物质( ) (A)6种 (B)7种 (C)9种 (D)10种 4.烃分子可以看作由以下基团组合而成:

如某烷烃分子中同时存在这四种基团,则该烷烃最少含有的碳原子数应是( )

(A)6 (B)7 (C)8 (D)10

5.一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,此混合气体质量为49.6g,当其缓慢经过无水CaCl2时,CaCl2增重25.2g。原混合气体中CO2的质量为( ) (A)12.5g (B)13.2g (C)19.7g (D)24.4g 6.下列各烃中,一卤代物有两种,二卤代物有四种的是( )

(A)C2H6 (B)C3H8 (C)CH3CH(CH3)CH3 (D)CH3CH2CH2CH3

9.分子中含有34个氢原子的烷烃是____________,化学式为_________;通常情况下为液态的分子中含碳原子数最少的烷烃的俗名分别是_________、___________、___________,其中沸点最低的物质的结构简式是______________________。支链含乙基的烷烃中相对分子质量最小的物质其名称是___________________

10.在101.3kPa、473K条件下,十一烷以及分子中碳原子数比它小的烷烃均为气态。以下变化中,最初与最终均维持这种条件。A、B、C三种烷烃(气)分子中碳原子依次增加相同的个数,取等体积的三种气体,分别跟30mLO2(过量)混合引燃,充分反应后发现:A与O2反应前后气体总体积不变;B与O2反应后气体总体积增加了4mL;C与O2反应后气

体总体积为反应前的1.25倍。试求: (1)A的分子式及相对分子质量。

(2)原任意一种烷烃的体积及B、C的分子式。

最简单的有机化合物

最简单的有机化合物——甲烷

1、下列事实中能证明甲烷分子具有以碳原子为中心的正四面体结构的是( )

A.CH3Cl只代表一种物质 B.CH3Cl2只代表一种物质

C.CH3Cl3只代表一种物质 D.CCl4只代表一种物质 2、下列关于甲烷的说法正确的是( )

A.实验室可以用排水法收集甲烷 B.只有纯净的甲烷才能在空气中安静的燃烧

C.甲烷能与溴水发生取代反应

D.3、如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置.甲管中注入10 mLCH4,同温同压下乙管中注入50 mLCl2,将乙管气体推入甲管中,气体在甲管中反应,

针管用日光照射一段时间.

(1)下列是某同学预测的实验现象:

①气体最终变为无色;②实验过程中,甲管活塞向内移动;③甲管内壁有油珠;④产生火花.

其中正确的是(2)甲管中发生的化学反应类型为

(3)反应后,可用于吸收甲注射器中剩余气体的试剂是______

a.水 b.氢氧化钠溶液 c.硝酸银溶液 d.饱和食盐水

4、在标准状况下,22.4L CH4与氯气在光照下发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗的氯气为( )

A.0.5 mol B.2 mol C.2.5 mol D.4 mol

5、下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( )

A. 在烷烃中,除甲烷、乙烷外,其他烷烃都能使酸性的高锰酸钾溶液褪色 B. 所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应 C. 烷烃的分子通式为CnH2n2,符合该通式的烃不一定是烷烃

D. 随着碳原子数的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高

6、在1.013×10 Pa5

正确的是( )

A. 在标准状况下,新戊烷是气体

B. 10520C5H12都是液体

C. 烷烃随碳原子数增加,沸点降低

D. CH随支链增加,沸点降低 512

7、下列几组物质中,互为同位素的有______,互为同素异形体的有______,互为同系物的有______,互为同分异构体的有______,属于同种物质的有______. ①O2和O3

②35Cl和37Cl

③CH3CH3和CH3CH2CH3

④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3 ⑤

⑥CH(3CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3

⑦CH3CH(CH3)CH3和CH(CH3)3

8、将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4g Na2O2的密闭容器中,电火花点燃,反应结束后,容器内的压强为零(150℃),将残留物溶于水中,无气体产生.下列叙述正确的是( )

A. 原混合气体中O2和CH4B. 残留物只有Na2CO3

C. 原混合气体中O2与CH4的体积比为1:1

D. 残留物只有Na2CO3和NaOH

9、两种气态烃的混合物是1L,在空气中完全燃烧生成1.5LCO2和2L水蒸气(标准状况下)关于该混合物说法正确的是( )

A.一定有甲烷 B.一定有乙烷

C.一定有甲烷,不一定有乙烷 D.可能是甲烷和丙烷的混合物

10、现有CH4、C3H4、C2H4、C2H6、C3H6五种有机物,同质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________;同状况、同体积的以上五种物质完全燃烧时,耗去O2的量最多的是________;同质量的以上五种物质完全燃烧时,生成CO2最多的是________;生成水最多的是________.

11、C5H12有3种不同结构:甲、CH3(CH2)乙、CH3CH(CH3)CH2CH3 丙、3CH3,

C(CH3)4,下列相关叙述正确的是( ) A. 甲、乙、丙属同系物,均可与氯气、溴蒸气发生取代反应

B. C5H12表示一种纯净物

C. 甲、乙、丙中,丙的沸点最低

D. 甲乙丙既互为同系物,又互为同分异构体

12、写出下列各烷烃的分子式.

(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍______.(2)1分子烷烃B中含有200个氢原子______.

(3)1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下15 L的水蒸气______.

(4)分子中含有22个共价键的烷烃______.(5)相对分子质量为212的烷烃______.