第五章烃考点1甲烷

第五章烃考点1 甲烷一、教学目的：1．知识目的：⑴．使学生能运用共价键和碳原子结构的知识来了解有机化合物种类繁多的本质原因，为以后学习有机的知识做好准备。

⑵．使学生掌握烃的概念，甲烷的组成和分子结构。

⑶．使学生掌握甲烷的物理性质和化学性质，掌握取代反应的概念与特点。

⑷．使学生了解甲烷的实验室制法，了解甲烷的用途。

2．能力目的：⑴．通过对甲烷的性质的复习，对甲烷的知识的归纳、综合，使甲烷的知识网络化、系统化。

⑵．培养学生利用模型法分析问题、解决问题的能力以及建立具体和抽象的联系的能力3．考纲透视：⑴．了解有机化合物数目众多和异构现象普遍存在的本质原因。

⑵．了解以甲烷为例，了解有机化合物的基本碳架结构。

掌握烷烃中各种碳碳键、碳氢键的性质和主要化学反应，并能结合同系列原理加以应用。

二、教学重点：甲烷的化学性质，取代反应的概念三、教学难点：甲烷的分子结构与化学性质的关系四、教学过程：1．学案导学⑴有机物和无机物：①含_____的化合物叫做有机化合物，简称有机物，有机物中通常还含有等元素，但像_______、、等类它们的组成和性质与无机化合物相似，所以仍称为无机化合物。

有机物与无机物可以相互转换：如甲烷的燃烧；用NH4CNO无机盐制有机肥料。

[答案]C， H、O、N、S、P、卤素像碳的氧化物（CO、CO2）、碳酸及其盐（H2CO3、CaCO3、NaHCO3）、金属碳化物（SiC、CaC2、KCN、KSCN）CH4+2O2点燃CO2+2H2O 尿素②有机物种类繁多的原因：_______________________________；_______________________________；。

[答案]碳原子最外层电子数为4，可以形成四个共价键（碳原子间；碳与其它原子间）。

碳原子间彼此连接方式较多，且可以形成长链（或环）(碳与碳原子间且可形成单键、双键、三键)。

有机物分子间通过分子间作用力形成分子晶体。

③ 有机物的性质特点：溶解性 ；导电性 ；熔沸点 热稳定性 ；可燃性 ； 。

化学反应的特点 。

写有机反应方程式时一般用 连接反应物和生成物[答案]多数难溶于水，易溶于有机溶剂。

大多数有机物为非电解质，不易导电。

大多数有机物熔沸点低，常温下为液态、气态，液态物质易挥发。

大多数有机物受热容易分解。

大多数有机物容易燃烧。

反应一般比较复杂，反应速率较慢，还常伴有副反应发生。

通常需加热或使用催化剂。

“→”（2）烃①仅含有_________________的化合物叫烃，又叫_______________。

②烃的通式通常用______表示，它燃烧的化学方程式通式为__________________________。

[答案]C 、H ．碳氢化合物，C x H y（3）甲烷①甲烷，俗名___________________是一种___________的气体，密度比空气______，____溶于水。

[答案]沼气、坑道气、天然气无色无味的气体，小，难溶于水。

②甲烷组成结构：分子式_______，电子式__________，结构式___________，结构简式______，其空间构型为___________，键角________，分子是_______分子。

[答案]分子式：CH 4H 电子式： H C H 结构式： H －C －H H结构简式CH 4正四面体的立体结构，键角109028′非极性分子③实验室用______________ 和_____________共热制取甲烷，化学方程式为_______________________________________。

其中碱石灰的作用为 可用 法或 _法收集，可用 作干燥剂[答案]无水醋酸钠（CH 3COONa ）碱石灰（适量的氢氧化钠和氧化钙的混合物）CH 3COONa ＋NaOH CH 4↑＋Na 2CO 3 NaOH 作反应物CaO 起干燥、吸水作用排水法或向下排空气法。

可选用碱石灰或浓H 2SO 4④通常条件下，甲烷化学性质比较稳定，一般不与_______、______、_______等反应，也不能使 、 褪色，原因是分子中所有键均为C －H 单键，结构稳定。

但在特殊情况下也会起反应。

[答案]强酸、强碱和强氧化剂，酸性KMnO 4和溴水褪色。

· · · · H H △ CaO甲烷可发生氧化反应，在空气中燃烧，易燃，点燃前需______，现象____________反应方程式____________________[答案]验纯，发出淡蓝色火焰，放出大量的热。

CH 4＋2O2 CO 2＋2H 2O甲烷可发生取代反应，将甲烷和氯气混合气体试管倒置于盛饱和食盐水的水槽中且放在光亮处有 现象，原因为 （用化学方程式表示） ___________ ________________________ 叫做取代反应。

[答案]试管壁上出现油状液滴，试管内水面上升。

CH 4 + Cl 2 CH 3Cl （g ）+ HClCH 3Cl + Cl 2 CH 2Cl 2（l ）+ HClCH 2Cl 2 + Cl 2 CHCl 3（l ）+ HClCHCl 3 + Cl 2 CCl 4（l ）+ HCl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甲烷高温下会分解：在隔绝空气并加热至1000℃，分解生成____________和__________________反应方程式____________________其中， 是合成氨的原料， _____ 是橡胶工业的原料。

[答案]炭黑和氢气。

CH 4 C ＋2H 2 氢气、炭黑2．知识串讲⑴甲烷知识的网络关系图（2）甲烷的结构点燃 光照光照光照 光照高温球棍模型（表示分子里各原子的相对位置）与比例模型（大体表示原子的体积比） 甲烷是由极性键构成的非极性分子，甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，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。

而不是正方形的平面结构，所以CH 2Cl 2不存在同分异构体。

中学化学中常见的物质(或微粒)中，正四面体结构的有：白磷、金刚石、晶体硅、碳化硅、CH 4、CCl 4、NH 4+、SO 42-、SiO 2等。

（3）甲烷的实验室制法①药品：无水醋酸钠和碱石灰②反应原理CH 3COONa + NaOH Na 2CO 3 + CH 4↑③发生装置：与制NH 3、O 2装置相同④收集方法：排水法或向下排空气法⑤尾气处理：点燃燃烧(4)甲烷的化学性质：①氧化反应：甲烷可在空气中燃烧CH 4＋2O 2 CO 2＋2H 2O甲烷可在空气中燃烧有淡蓝色火焰，燃烧有淡蓝色火焰的小结：CH 4、H 2S 、H 2等气体在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色；固态的硫在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色；液态的酒精在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，CO 气体在空气中燃烧，火焰呈蓝色。

在点燃甲烷气体时，必须先进行纯度检验，只有纯度符合点燃要求的甲烷气体才能点燃。

甲烷在氧气不充足的条件下燃烧产物为CO 、CO 2、H 2OCH 4＋（2-1/2X ）O 2 点燃 X CO ＋（1-X ）CO 2＋2H 2O②取代反应：CH 4 + Cl 2 CH 3Cl （g ）+ HCl CH 3Cl + Cl 2 CH 2Cl 2（l ）+ HClCH 2Cl 2 + Cl 2 CHCl 3（l ）+ HClCHCl 3 + Cl 2 CCl 4（l ）+ HCl各种产物的物质的量之间的关系：a. n (HCl)最大，且 n (HCl)= n (Cl 2)b. n (CH 4)= n (CH 3Cl)+ n (CH 2Cl 2)+ n (CHCl 3)+ n (CCl 4)c. n (HCl)= n (CH 3Cl)+2 n (CH 2Cl 2)+3 n (CHCl 3)+4 n (CCl 4)甲烷分子结构示意图 点燃 光照光照光照 光照碱石灰加热③高温分解：CH4高温C+2H2（制取炭黑）3．典例分析1．（06上海高考）N A代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是A 9g D2O中含有的电子数为5N AB 1molMgCl2中含有的离子数为2N AC 1molCH4分子中共价键总数为4N AD 7.1g C12与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2N A[解析]阿伏加德罗常数几乎是每年必考。

选项A中D2O的式量为20，9g D2O中含有的电子数为9/20×10N A=4.5N A；选项B中1molMgCl2中含有的离子数为3N A；选项C中HCH4结构式：H－C－HH1molCH4分子中共价键总数为4N A。

所以选项C是正确的；选项D中7.1g C12与足量NaOH溶液反应转移的电子数应为0.1N A[答案] C2．（06盐城一模）氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体——光气（COCl2）：反应方程式为2CHCl3＋O2 2COCl2＋2HCl为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂以及该反应的类型分别为（）A．AgNO3（aq）；属于取代反应B．NaOH（aq）；不属于取代反应C．HCl（aq）；属于取代反应D．湿润的蓝色石蕊试纸；不属于取代反应[解析]若氯仿被空气氧化，则必有HCl生成，可检验出是否有HCl生成：用AgNO3（aq）检验时出现白色沉淀，用湿润的蓝色石蕊试纸检验时试纸变红色。

有机物分子CHCl3可认为CHCl3中的1个H原子和1个Cl原子被1个O原子代替变成了COCl2，，符合取代反应（“某些”被“其他”代替）的概念，属于取代反应。

[答案] A3．（06大丰一调）两种气态烃组成的混合气体0.1 mol，完全燃烧得到7.04g CO2和3.6g H2O ，下列说法正确的是（）A 、一定有甲烷B 、一定是甲烷和乙烯C 、一定没有乙烷D 、一定有乙炔[解析]根据题目条件， 0.1 mol 两种气态烃组成的混合气体，完全燃烧生成n(CO 2)=0.16 mol , n(H 2O)=0.2mol 。

所以，混合气平均化学式为C 1.6H 4 。

从此平均化学式可以看出，两种气态烃分子中，必有一种碳原子数大于1.6 ，另一种小于1.6 ，并且应该是整数，故碳原子数小于1.6的烃肯定是CH 4 ，又因为平均H 原子数为4，则另一种烃的H 原子数必为4 ，可以是乙烯（C 2H 4），也可以是丙炔（C 3H 4）。

[答案] A C4．（06广西模拟）将1 mol CH 4和一定物质的量的Cl 2混合均匀，以漫散光照射使CH 4与Cl 2发生取代反应。

反应后CH 4与Cl 2均无剩余，且测得四种含碳取代物的物质的量相同。