2020人教版化学必修2 3.1.1 甲烷的性质
高中化学 3.1.1 甲烷的性质教师用书 新人教版必修2
第1课时甲烷的性质[目标导航] 1.了解有机化合物的概念及碳原子的成键特点。
2.了解甲烷的来源和主要用途。
3.了解甲烷的分子结构，掌握甲烷的性质。
4.理解取代反应的概念。
一、甲烷的存在、结构及物理性质1．存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
2．分子结构甲烷的分子式是CH4；电子式是；结构式是。
实验证明，甲烷分子具有正四面体结构，其中四个C—H键长度和强度相同，夹角相等。
3．物理性质颜色状态气味密度(与空气相比) 水溶性无色气体无味比空气小极难溶提醒如CO、CO2、碳酸及其盐等。
议一议(1)CH4是正四面体结构，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4也都是正四面体结构吗？(2)如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2有几种结构？实际上有几种结构？答案(1)CH4是正四面体结构，碳原子处于正四面体的中心，四个氢原子处于正四面体的四个顶点上。
根据甲烷是正四面体结构推理，有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子或原子团相结合，如，若a、b、c、d相同，则构成正四面体结构，如CCl4；若a、b、c、d不相同，则构成四面体，但不是正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
(2)如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2有2种结构，分别是、。
实际为空间四面体结构，所以二氯甲烷只有一种结构。
二、甲烷的化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。
但在特定的条件下，甲烷也会发生某些反应。
1．氧化反应(燃烧)(1)化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。
(2)现象：甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。
2．取代反应(1)取代反应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。
(2)甲烷与氯气的取代反应①实验探究实验操作实验现象A装置：a.试管内气体颜色逐渐变浅；b.试管内壁有油状液滴出现；c.试管中有少量白雾；d.试管内液面上升；e.水槽中有固体析出B装置：无明显现象实验结论CH4与Cl2在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2CCl4＋HClCH3Cl CH2Cl2CHCl3CCl4状态气体均为油状液体水溶性都难溶于水点拨无论423223、CCl4和HCl的混合物。
甲烷相关知识点总结
甲烷相关知识点总结甲烷的物理性质1. 物理性状：甲烷是一种无色、无味、无毒的天然气。
2. 密度：甲烷的密度比空气小，因此它能够上升到大气中。
在标准大气压下，甲烷的密度为0.717 kg/m3。
3. 燃烧特性：甲烷是一种易燃气体，可以在空气中燃烧，产生水和二氧化碳。
4. 溶解性：甲烷难溶于水，但在低温高压条件下可以溶解于水中，形成水合物。
5. 熔点与沸点：甲烷的熔点为-182.5°C，沸点为-161.6°C。
6. 导电性：甲烷是一种非极性分子，因此在标准条件下不会导电。
甲烷的化学性质1. 燃烧反应：甲烷是一种优良的燃料，它与氧气反应产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O2. 氧化反应：甲烷可以被氧气氧化成甲醛、甲酸等化合物。
CH4 + O2 → HCHO + H2OCH4 + 2O2 → HCOOH + H2O3. 裂解反应：在高温下，甲烷可以裂解成碳和氢气。
CH4 → C + 2H24. 氯化反应：甲烷可以与氯气发生反应，生成氯代甲烷。
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl5. 卤素化反应：甲烷可以与溴或碘反应，生成溴代甲烷或碘代甲烷。
CH4 + Br2 → CH3Br + HBrCH4 + I2 → CH3I + HI甲烷的制备方法1. 天然气分离：甲烷是天然气的主要成分，通过对天然气进行脱水、脱硫等处理，可以制备纯净的甲烷气体。
2. 甲烷水合物分解：甲烷水合物是一种在高压低温条件下形成的固态化合物，通过加热可以分解出甲烷气体。
3. 植物腐泥发酵：在缺氧环境下，植物腐泥中的有机物会发生厌氧发酵产生甲烷气体，这也是沼气的主要成分。
甲烷的应用1. 燃料：甲烷是一种优良的燃料，被广泛用于家庭燃气、工业燃料等领域。
2. 化工原料：甲烷可以通过氧化制备甲醛、甲酸等化工原料。
3. 制冷剂：甲烷可以作为制冷剂使用。
4. 发电：甲烷可以用于发电，尤其是在联合循环发电站中。
甲烷化学知识点总结
甲烷化学知识点总结1. 结构特点甲烷的分子结构呈正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子位于四个顶点上。
由于甲烷分子的结构稳定，碳-碳和碳-氢的键的键长和键角都是固定的，这也是甲烷分子具有特殊性质的原因之一。
2. 物理性质甲烷是一种无色、无臭的气体，在常温常压下为气体态，但在极低温下可以冷凝成液体或固体。
甲烷的密度小于空气，燃烧时产生的气体比空气轻，容易聚集在上部，具有爆炸危险。
甲烷具有较高的燃烧热值，是一种常用的燃料。
3. 化学性质（1）燃烧反应甲烷是一种良好的燃料，在氧气的存在下能够发生燃烧反应产生二氧化碳和水。
甲烷的燃烧是一个放热反应，生成的燃烧热可以被利用作为能源。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O（2）氧化反应当甲烷与氧气在高温条件下反应时，可以生成一氧化碳和水。
2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O这是一种不完全燃烧反应，生成的一氧化碳具有毒性，会对环境和人体健康造成危害。
（3）氧化反应在空气中，甲烷还可以与氮气发生氧化反应，生成一些氮氧化物。
这些氮氧化物是大气中的污染物之一，对环境具有一定的危害。
CH4 + 2N2 → 2N2O + N24. 化学反应（1）卤代反应由于甲烷分子中的碳原子电负性较小，碳-氢键的键能较高，因此甲烷分子不容易进行化学反应。
但在适当的条件下，如在紫外光的照射下，可以进行卤代反应。
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl（2）氧化反应在高温或催化剂的作用下，甲烷可以氧化成一氧化碳、二氧化碳和水等产物。
CH4 + O2 → CO + 2H2OCH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O（3）加成反应甲烷还可以通过加成反应与其他烃类发生反应，生成更复杂的有机化合物。
CH4 + C2H4 → C2H6这些化学反应使得甲烷可以作为重要的有机合成原料，在化工领域有着广泛的应用。
5. 生产工艺目前，甲烷的生产主要有天然气提取和合成气制甲烷两种途径。
甲烷的性质课件学年人教版高中化学必修二
·H·
电子式:H··C····H H
结构式:
用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电 子)的式子 用短线来表示一对共用电子的图示
①具有化学式所能表示的意义;
②表示分子中原子的结合或排列顺序的式
子,但不表示空间构型
3.1 第1课时 甲烷的性质 课件-2020-2021学年人教版高中化学 必修二( 共30张 PPT)
自主测试
课前篇自主预习
1.金刚石、二氧化碳、甲烷、碳酸钙四种物质中,哪些属于有机
物?
提示甲烷属于有机物;金刚石、二氧化碳、碳酸钙属于无机物。
2.天然气是一种化石能源,其主要成分的化学式是CH4,其燃烧的
化学方程式为CH4+2O2
CO2+2H2O。
3.碳原子的原子结构示意图为
;甲烷的电子式为 。
4.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另
3.1 第1课时 甲烷的性质 课件-2020-2021学年人教版高中化学 必修二((2)取代反应。 ①实验探究:甲烷与Cl2的取代反应。
课前篇自主预习
实验 操作
实验 A 装置:试管内气体颜色逐渐变浅;试管内壁有油状液滴出 现象 现,试管中有少量白雾,且试管内液面上升
知识铺垫
新知预习
自主测试
课前篇自主预习
4.化学性质
通常状况下,甲烷性质比较稳定,与强酸、强碱、强氧化剂都不
反应。但在特定的条件下,甲烷也能发生某些反应。
(1)氧化反应。
甲烷在空气中燃烧的化学方程式为CH4+2O2 现象为安静地燃烧,火焰呈淡蓝色。
CO2+2H2O;
3.1 第1课时 甲烷的性质 课件-2020-2021学年人教版高中化学 必修二( 共30张 PPT)
高一化学必修二甲烷知识点
高一化学必修二甲烷知识点甲烷是一种简单的有机化合物，分子式为CH4。
作为天然气的主要成分之一，甲烷在我们日常生活和工业生产中扮演着重要的角色。
下面将详细介绍甲烷的性质、制备方法、化学反应以及在环境保护方面的作用。
一、甲烷的性质甲烷是一种无色、无臭、无味的气体，密度小于空气，在常温常压下不易液化。
它的沸点为-161.5℃，熔点为-182.5℃。
甲烷是不可燃气体，但能与氧气发生剧烈反应燃烧，生成二氧化碳和水。
甲烷是一种非极性分子，由于电子云分布均匀，因此溶解性较差。
二、甲烷的制备方法1. 自然界中，甲烷主要由生物质的分解和地下矿藏中的石油和天然气释放而产生。
这是一种自然形成的方法，无需人工干预。
2. 实验室制备甲烷的方式是通过碳的还原反应。
将甲醇与碱金属的固体还原剂（如钠）反应，生成甲烷气体。
三、甲烷的化学反应1. 燃烧反应：甲烷与氧气发生剧烈的燃烧反应，产生二氧化碳和水。
这是甲烷在我们常见的火焰中燃烧的过程。
2. 卤素取代反应：当甲烷与卤素（如氯气）反应时，可以取代甲烷分子中的氢原子，生成卤代烷。
这是甲烷在有机合成中常见的反应之一。
3. 氧化反应：甲烷可通过催化剂参与氧化反应，生成一氧化碳和水。
该反应是甲烷作为温室气体的重要原因之一。
四、甲烷在环境保护中的作用1. 作为一种清洁燃料，甲烷在代替传统燃煤、燃油的过程中可以减少大量的二氧化碳排放，对缓解温室效应具有积极的作用。
2. 甲烷可以通过合理利用和控制煤矿、油田等地下矿藏中的甲烷释放，减少甲烷对环境的污染和破坏。
3. 在城市污水处理过程中，甲烷可以通过厌氧消化技术被生物转化产生，用于发电或供热，实现能源回收和资源利用。
综上所述，甲烷是一种重要的有机化合物，具有独特的物理性质和化学反应。
在能源利用和环境保护方面，合理利用和控制甲烷的释放，对于减少温室气体排放和实现资源循环利用具有重要意义。
人教版高中化学必修二课件3.1.1甲烷的性质
【释义链接】 ①空间结构 又称为立体结构或分子形状,用以描述分子中原子的三维排列 方式。有机物分子一般是由多个原子构成,而原子之间不是简 单地堆积成分子,而是有一定的顺序,具有空间结构。分子的 空间构型有六种基本类型：直线形、平面三角形、四面体、 八面体、三角锥形、角形。
②键的长度、强度和夹角 即键长、键能和键角,是了解分子结构的基本构型和稳定性的 参数。键长是形成共价键的两原子核间的平均距离;键能是表 征化学键强度的物理量,可以用键断裂时所吸收的能量大小来 衡量。键能越大,化学键越牢固,含有该键的分子越稳定。键 角是分子内同一原子形成的两个化学键之间的夹角,它决定着 分子的空间构型。
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第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
学习目标
1.了解有机化合物的概念。 2.了解甲烷的物理性质及其存在和用途。 3.熟练掌握甲烷的分子结构和主要性质。 4.认识取代反应的概念及特点。
学习重点
甲烷的结构特点和甲烷的取代反应。
【自主预习】 一、有机化合物和烃 1.有机化合物： (1)概念：含有_碳__元__素__的化合物。 (2)组成：一定含有_碳__元__素__,常有_氢__、__氧__元素,某些有机物还 含有氮、硫、卤素、磷等元素。
多数_溶__解__于__水__而__ _难__溶__于__有__机__溶__剂__
多数_耐__热__,_熔__点__较__高__ 多数_不__能__燃__烧__
2.从碳的原子结构分析,有机物碳原子成键有什么特点?
提示：碳的原子结构示意图为
,其最外层有4个电子,
不易失电子,也不易得电子,一般通过共价键与氢、氧、卤 素、硫、氮等元素的原子相结合,也可以与碳原子形成多种 形式的共价键。
甲烷的高中化学性质和用途
甲烷的高中化学性质和用途甲烷（CH4）是一种无色、无臭的天然气，由一个碳原子和四个氢原子组成。
它是最简单的烷烃，常见于地下煤矿、油田和沼泽地等地质环境。
甲烷在高中化学中是一个重要的学习对象，下面将介绍甲烷的高中化学性质和一些常见的用途。
首先，甲烷的化学性质包括燃烧性质、化学反应性质和酸碱性质等。
1. 燃烧性质：甲烷是一种易燃气体，能与氧气发生剧烈燃烧的化学反应，生成二氧化碳（CO2）和水（H2O）。
这是因为甲烷中碳原子与氢原子之间的键能被氧气中的氧原子取代。
甲烷的燃烧反应是一个放热反应，释放出大量的能量，并且伴随有明亮的火焰。
2. 化学反应性质：虽然甲烷是一种相对稳定的化合物，但它仍然可以参与一些重要的化学反应。
例如，甲烷可以与氯气（Cl2）react产生氯甲烷（CH3Cl），此反应称为氯代反应。
甲烷还可以与氧化剂如硝酸（HNO3）反应生成甲酸（HCOOH）。
此外，甲烷还可通过催化剂作用下与水蒸气进行反应产生合成气（一氧化碳和氢气）。
3. 酸碱性质：甲烷基本上是一种非极性分子，不溶于水和大多数的极性溶剂。
因此，从酸碱性质的角度看，甲烷可以视为具有较弱碱性的物质。
其次，甲烷在工业和日常生活中有许多重要的用途。
1. 燃料：由于甲烷是一种高效且清洁的燃料，广泛应用于炊具、取暖设备、发电站等领域。
相较于煤炭和石油等传统能源，甲烷可以在燃烧过程中产生较少的氮氧化物和碳氧化物，对环境污染较小。
2. 化学原料：甲烷是化学工业中的重要原料，可用于合成其他有机物，例如甲醇（CH3OH）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等。
这些化合物在制造塑料、合成纤维、制药等行业中都扮演着重要角色。
3. 常见的天然气：由于甲烷广泛存在于天然气中，被用作家庭及工业用途供应。
天然气通常通过管道输送，可以供应给家庭用户进行烹饪、取暖和热水提供。
4. 光电行业：由于甲烷燃烧行为具有稳定性和不需要氧气的特点，它可以在半导体制造领域用作沉积工艺的精细加工化学源。
人教版高中化学必修二教学设计：甲烷的结构与化学性质
（人教必修2）3.1.1《甲烷的结构与性质》教学设计学式。
（提示：可以根据共价键理论和C、H原子比例判断甲烷分子式。
）【板书】1、甲烷的化学式(分子式)：CH4【讲解】因为碳原子有四个价电子，欲形成八个电子的稳定结构，需要形成四对共用电子对才能达到八个电子的稳定结构；氢原子核外有一个电子，欲形成两个电子的稳定结构，需要形成一对共用电子对才能达到两个电子的稳定结构。
所以甲烷的化学式为：CH4【随堂练习】已知甲烷的分子式为CH4，①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。
【板书】2、电子式：3、结构式(structural formula)：结构简式：CH4【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布。
我们知道了甲烷的分子式和结构式，那么甲烷分子的结构是什么样的呢？【实践活动】按课本要求动手实验：【讲解】甲烷的电子式和结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式，但不能表示甲烷分子中原子在空间的排布情况。
经过科学实验证明甲烷分子的结构是对称的正四面体结构，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，四个C—H键强度相同。
【讲解】但是CH4的结构式并不能代表其真实构型，我们称其为平面结构式，只是为了简便起见，一般只写有机物的平面结构式。
【展示】甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型事物的联系性。
教师根据学生的回答，总结、归纳，进行板书。
【讲解】球棍模型及比例模型：借助球棍子模型讲解人们是如何确定甲烷是正四面体空间结构，而不是平面正方形结构。
【投影】拓展资料：甲烷分子结构的参数：1、键角都是109028′2、键长1．09×10－-10m3、键能是413kJ/mol【讲解】结构式实际是分子球棍模型在平面上的投影，表示分子内各原子的成键情况。
球棍模型能表示分子内各原子在空间的相对位置和立体构型。
比例模型能表示分子内各成键原子的相对大小和在空间的相对位置。
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第一节最简单的有机化合物——甲烷第1课时甲烷的性质基础巩固1下列关于有机物的叙述中,正确的是( )A.只含有碳元素和氢元素B.一定含有氧元素C.都可以燃烧D.都是含碳元素的化合物,主要包括烃和烃的衍生物(后续学到),大部分有机物可以燃烧(但CCl4不燃烧)。
有机物中的烃类仅由C、H两种元素组成,不含氧元素。
2“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”的叙述中不正确的是( )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,因其燃烧后产物只有CO2和H2O,是一种比较洁净的能源;又因其在海底中储量丰富,可能成为人类未来的重要能源,故A、B、D均正确。
C中,水和油的元素组成不同,“水变油”违反元素守恒定律。
3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,四个键的长度、强度相等,分子中的C—H键为极性共价键。
4下列反应属于取代反应的是( )A.CH4C+2H2B.2HI+Cl22HCl+I2C.CH4+2O2CO2+2H2OD.CH4+Cl2CH3Cl+HCl项属于分解反应;B项属于置换反应;C项属于氧化反应;D项属于取代反应。
要从反应实质的角度理解取代反应和置换反应的区别。
5下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是( )A.都是有机物B.都不溶于水C.常温下有一种气态物质,其余均是液体D.除一种外均是四面体结构Cl2反应的产物中有HCl,HCl不是有机物,易溶于水;产物中HCl、CH3Cl在常温下是气态物质;除HCl外,其余产物均为四面体结构。
6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,其中分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的立体构型,但其中比例模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例。
电子式只反映原子的成键情况。
7在光照条件下,下列物质中能与甲烷反应的是( )A.盐酸B.Cl2C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液,光照条件下只有Cl2能与甲烷发生取代反应,故B项正确。
8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,集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.4种B.5种C.6种D.7种CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,再加上没有反应的甲烷和氯气,集气瓶内的物质最多可能有7种。
9将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶,用玻璃片把瓶口盖好后,分别作如下处理,各有怎样的现象发生?(1)置于黑暗处:。
(2)将点燃的镁条靠近集气瓶外壁:。
(3)放在光亮的教室里:。
(4)甲烷和氯气发生的一系列反应都是反应(填反应类型),生成的有机物中常用作有机溶剂的是,可用作灭火剂的是。
无明显现象(2)发生爆炸(3)黄绿色逐渐变浅,最后消失,瓶壁上出现油状液滴(4)取代CHCl3、CCl4CCl4CH4与Cl2的取代反应是在光照条件下进行的,因而在黑暗处不会发生反应;将点燃的镁条靠近集气瓶,因光太强烈,反应较快,能发生爆炸;放于光亮的教室里,反应较平缓地发生,现象为黄绿色渐渐变浅,最后消失,瓶壁上出现油状液滴;该类有机反应是典型的取代反应,其产物中有机物共四种,常作有机溶剂的是CHCl3、CCl4,可作灭火剂的是CCl4。
10如图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。
将X气体燃烧,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。
2(2)CO (3)CH4;H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4,确定原气体X的成分。
2H2+O22H2O,2CO+O22CO2,CH4+2O2CO2+2H2O,由A瓶中浓硫酸只吸收水,B瓶中澄清石灰水只吸收CO2得:(1)若A瓶质量增加,B瓶质量不变,说明气体X燃烧只生成水,故X为H2。
(2)若A瓶质量不变,B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两瓶质量均增加,说明气体X的燃烧产物既有H2O又有CO2,故X气体成分不确定。
它可以是CH4或以下组合:H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4。
能力提升1下列物质中,不属于烃类的是( )A.乙烷(C2H6)B.苯(C6H6)C.乙烯(C2H4)D.乙醇(C2H6O),不属于烃类。
2下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。
下列说法正确的是( )A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构B.CH4、CCl4都是正四面体结构C.CH3Cl中的化学键完全相同D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同3Cl中的C—Cl键和C—H键不同,故CH3Cl不是正四面体结构;CH4和CCl4的性质也不相同。
3鉴别甲烷、一氧化碳和氢气3种无色气体的方法,是将它们( )A.先后通入溴水和澄清石灰水B.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯C.点燃,先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯D.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯,通入溴水4、CO和H2与溴水、澄清石灰水都不反应,A项不可选。
CH4和CO燃烧都生成CO2,B、D项不可选。
干冷的烧杯可检验燃烧产物中是否有水,涂有澄清石灰水的烧杯可检验燃烧产物中是否有CO2。
4下列反应中属于取代反应的是( )A.AgNO3+HCl AgCl↓+HNO3B.CH4+2O2CO2+2H2OC.CH2Br2+Cl2CHClBr2+HClD.2Na+2H2O2NaOH+H2↑、D两项所示反应不是有机反应,故不是取代反应;B项反应为CH4的燃烧,是氧化反应。
5在光照条件下,将1 mol CH4与Cl2反应,得到等物质的量的4种有机取代产物,则消耗Cl2物质的量为( )A.1 molB.2 molC.2.5 molD.10 molCH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl,CH4+3Cl2CHCl3+3HCl,CH4+4Cl2CCl4+4HCl。
1 mol CH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25 mol,则消耗Cl2为0.25 mol+0.25 mol×2+0.25 mol×3+0.25 mol×4=2.5 mol。
6将标准状况下的11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合点燃,恢复到原状况后,气体的体积为( )A.11.2 LB.22.4 LC.33.6 LD.44.8 L4+2O2CO2+2H2O,11.2 L甲烷与22.4 L氧气恰好完全反应生成11.2 L的CO2气体,标准状况下H2O 不是气体。
7一定体积的甲烷在一定量O2中燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,测得混合气体的质量为49.6 g,将混合气体缓慢通过无水CaCl2时,CaCl2质量增加25.2 g,则原混合气体中CO2的质量为( )A.12.5 gB.13.2 gC.19.7 gD.24.4 g2吸收水蒸气,生成H2O 25.2 g,即生成1.4 mol H2O;根据氢原子守恒,可得CH4为0.7 mol;再根据碳原子守恒,可得CO和CO2共0.7 mol,可得44 g·mol-1×n(CO2)+28 g·mol-1×[0.7 mol-n(CO2)]=49.6 g-25.2 g,可得n(CO2)=0.3 mol,m(CO2)=13.2 g。
★8某个体小煤矿曾发生瓦斯爆炸事故,造成人员伤亡。
在煤矿矿井里,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,如果空气中含甲烷的体积分数为5%~15.4%,遇到明火会发生爆炸。
发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数约是( )A.5%B.9.1%C.10.5%D.15%事实上在这个浓度范围内爆炸强弱程度不同,其中有一个爆炸最强点,它所要满足的条件是: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。
根据反应CH4+2O2CO2+2H2O,恰好完全反应时V(CH4)∶V(O2)=1∶2,空气中氧气所占的体积分数约为,甲烷占混合气体的体积分数约为×100%≈9.1%。
9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 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,针管用日光照射一段时间,气体在甲管中反应。
(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)充分反应后,甲管中剩余气体能用下列试剂中的吸收。
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。
②③(2)取代反应(3)B (4)液体分为两层,水层中产生白色沉淀光照下,甲烷与氯气发生连锁反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+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,而该针管里甲烷与氯气体积比为,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4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。
(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。
★10利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。
某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:根据设计要求回答:(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③。
(2)设=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是。
(4)E装置的作用是(填序号)。
A.收集气体B.吸收氯气C.防止倒吸D.吸收氯化氢(5)E装置除盐酸外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为。