人教版高中化学必修二甲烷.docx
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人教版高中化学必修二课件最简单的有机化合物——甲烷
光照
CH4+2Br2
CH2Br2+2HBr
光照
CH4+3Br2
CHBr3+3HBr
光照
CH4+4Br2
CBr4+4HBr
22
二、甲烷的性质
（3）甲烷的受热分解 CH4 高温 C+2H2
结构 决定 性质 决定用途
23
二、甲烷的性质
应用： 三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重
要的溶剂。 氢气是合成氨和合成汽油等工业
放在光亮处。片刻后，比较2支试管 中的物质，二者是否出现了区别？
1.你从实验中得到哪些信息？ 2.从所得的实验信息中你能得到哪些 启示？
10
二、甲烷的性质
现象与结论：
室温时，混合气体无光照时，不发生反应；光照时
现象 混合气体的黄绿色变浅，试管壁上出现油滴，试管
中有少量白雾，试管内的液面上升。
结论
1 说明试管内的混合气体在光照的条件下发生了化 学反应。 2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状 物质，且不溶与水。 3 试管内液面上升，说明随着反应的进行，试管内 的气压在减小，即气体总体积在减小。
思考：1molCH4完全生成1molCCl4需多少molCl2？
生成多少molHCl？ 4mol 4mol
光照下甲烷与氯气发生取代反应
CH4 ＋ Cl2 光照 CH3Cl ＋HCl CH4 ＋ 2Cl2 光照 CH2Cl2 ＋ 2HCl CH4 ＋ 3Cl2 光照 CHCl3 ＋3 HCl CH4 ＋ 4Cl2 光照 CCl4 ＋ 4HCl
7
二、甲烷的性质
2、化学性质：
通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强 碱和强氧化剂等一般不发生反应。
高一化学 新人教版必修二 3.1甲烷(新人教版必修2)
14
2.氧化反应 (燃烧)
验纯??
CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O 890KJ
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2019/9/2
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1
有机物概述
1.什么是有机物？其组成元素有哪些？
2.有机物种类繁多的原因何在？
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4.多数熔沸点低。
5.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴 有副反应发生。
有机物的以上性质特点与其
密切相关。
2019/9/2
5
仅含碳和氢两种元
素的有机化合物称为碳 感谢您下载包图网平台上提供的PPT作品，为了您和包图网以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法律责任！包图网将对作品进 行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！
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二、物理性质 观察描述
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2019/9/2
人教版高中化学必修二课件3.11甲烷
种气体产物。 （２）有机反应很复杂，产物较多。
（３）多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。
※取代反应与置换反应的比较 ：
[练习]
1、1mol甲烷最多能与多少氯气进 行取代，生成多少HCl？ 2、将1molCH4和Cl2发生取代反应， 待反应发生后，测得四种有机取代 物的物质的量相等，则消耗的Cl2为 ？
沼气：存在于池沼中 俗名： 坑气（瓦斯）：煤矿的坑道中
｛
天然气：地壳中
有机物组成的表示方法 分子式电子式结构式结构简式 CH4
CH4
结构式:用短线来表示一对共用电子的图式
问题：从甲烷的电子式是否可以推断甲烷分子中 碳原子和四个氢原子都在同一个平面上？
2、甲烷分子的结构特点 ：
以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正 四面体。键角：109°28′
3.分解反应：
①甲烷常温时很稳定，高温时可断键 ②甲烷的高温裂解反应方程式： ③以上反应的温度高低比较：
其产物：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶
工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等
注：多数有机物熔点低，受热易分解。
甲烷是无色、无味的气体，密度是比水 小，极难溶于水。
通常情况下，甲烷比较稳定。
1.氧化反应：
注：
(１)有机反应方程式中用“→”不用“＝” (２)CH4在空气中易燃烧，甚至可以引起爆炸。
点燃之前必须检验其纯度。 （３）多数有机物易燃烧。
①甲烷在点燃的条件 下能被氧气氧化， 在通常情况下， KMnO4(H+)溶液等强 氧化剂能不能将甲烷 氧化？
2.取代反应：
甲烷与氯气光照条件下的反应
光照
→
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
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代替的反应。
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)
人教版高中化学必修二甲烷精品课件
温馨提示：(1)判断取代反应和置换反应时，一要看反应 物，若反应物均为无机物，则一定不属于取代反应；二要看 生成物，生成物中有单质，一般不属于取代反应。 (2)甲烷与氯气反应的特点。 ①甲烷逐步取代，各步反应同时进行，四种氯代有机物 都存在； ②生成物中 HCl 最多； ③每取代 1 mol 氢原子， 消耗 1 mol Cl2， 生成 1 mol HCl。
(2)由上图可知C原子不仅可以通过共价键与其他原子结 合成分子，还可以彼此之间以共价键构成碳链或碳环，再结 合其他原子形成分子；碳原子之间可以形成C—C单键，也可 以形成C===C双键、CC三键。这些都是有机物结构多样性 的表现，即碳原子成键类型的多样性和同分异构现象是有机 物种类繁多的主要原因。 (3)碳链可以是直链，也可以是环链。 (4)有机化合物还有同分异构现象，有多种同分异构体。
●典例透析 【典例 2】 (2013· 经典习题选萃)下列各图均能表示甲烷 的分子结构，按要求回答下列问题。
(1)对号入座(填序号)： 甲烷的球棍模型是________， 甲烷的电子式是_________。 (2)如果甲烷是平面结构， 则 CH2Cl2 应该有________种结 构， 实际 CH2Cl2 有________种结构， 证明甲烷不是平面结构， 而是________结构，上面________更能反映其真实存在状况。
【解析】
(1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质，其
中分子结构示意图(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映 甲烷分子的空间构型，但其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(B)只反映原子最外层电子的 成键情况。
【答案】
自我校对：
1 颜色 □ 2 气味 □ 3 气体 □
6 明亮 □ 清洁
人教版高中化学必修二《最简单的有机化合物—甲烷》
最简单的有机化合物—甲烷知识点一．有机化合物和烃概念组成元素有机化合物大部分含有碳元素的化合物一定含有C，常含有H,O，有的还含有N,P,S,Cl等(写元素符号，下同)。
烃仅含有C,H的有机物有机化合物都含有碳元素，但含有碳元素的物质不一定都是有机物，如CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐都属于无机物。
知识点二．甲烷1．存在和用途(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)用途：天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，还是一种重要的化工原料。
2．组成与结构(1)表示方法化学式电子式结构式分子结构示意图球棍模型比例模型CH4(2)结构特点甲烷分子是以碳原子为中心，氢原子为顶点的正四面体结构，其中C—H键的键长和键角相同。
3．物理性质颜色 状态 气味 密度(与空气相比) 水溶性 无色气态无味小极难溶4.化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与KMnO 4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，甲烷也能发生某些反应。
(1)氧化反应纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色，放出大量的热，反应的化学方程式为 CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 。
(2)取代反应①取代反应：有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。
②甲烷与氯气的取代反应实验操作实验现象a.气体颜色变浅，最后消失b.试管内壁有油状液滴出现c.试管内液面逐渐上升d.试管中有少量白雾③取代产物水溶性：甲烷的四种氯代产物均不溶于水。
状态：常温下除一氯甲烷是气体，其余三种均为液体。
④取代反应和置换反应的区别。
知识点三．烷烃1．烷烃定义及通性：烃的分子里所有的碳原子均达到“饱和”的链烃即所有的碳原子间均以单键的形式连接叫做饱和链烃，也叫烷烃。
通式：C n H2n+2（n≥1）,如乙烷、丙烷、丁烷等。
通性：①n≤4为气体，溶沸点、密度随碳原子数增大而增大②通常状况下，很稳定，与酸、碱和氧化剂都不发生反应，也难与其它物质化合。
高中化学《甲烷》课件_新人教版必修2
结构式：
H
H
C H
H
（平面）
[思考]上述结构式是否说明甲烷分子的 真实构型是以碳原子为中心，四个氢原 子为顶点的平面正方形？
利用取代反应筛选我们的假设
1)式量相同,结构不同的有机物具有不同的沸点。 2)甲烷和氯气反应后,测得式量为50.5的产物 只有唯一的沸点: -27.73oC。 3)甲烷和氯气反应后,测得式量为85的产物 只有唯一的沸点: 39.75 C。 这样的事实 我们猜测的那些结构中，哪些符 请你们尝试用两个 氯 原子代替两 个氢 告诉我们什 合这样的实验事实呢？ 原子看看刚才猜测的两种甲烷哪种结构 么？
探究甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化？
结论：甲烷不能使高锰酸钾褪色
甲烷性质稳定不与酸 性高锰酸钾溶液或者 是溴水等强氧化剂反 应，也不与强酸，强 碱反应
2、取代反应
取代反应(特征反应)
科学探究
你从实验中得到哪些信息？ 从所得的实验信息中你能得到哪些 启示
取代反应
注意：装置要放在光亮的地
现象：
CCl4+HCl
产物为混合物
讨论： 取代反应与置换反应的区别
取代反应 适用于有机反应 置换反应 适用于无机反应
反应物、生成物中不一定有单 质
反应物、生成物中一定有单质
逐步取代 ，很多反应是可逆的 反应一般是单向进行 反应能否进行受催化剂、温度、 在水溶液中进行的置换反应遵 光照等外界条件影响较大 循金属或非金属的活动顺序
o
符合二氯甲烷只有一种？
2、甲烷分子的立体结构：
以碳原子为中心， 四个 氢原子为顶点的正四面 体。键角109。28，
但由于有机物的立体结构 式书写起来比较费事，为方便 起见，一般采用平面的结构解 式来表示。
人教版高中化学必修2第三章第一节甲烷精美课件
Cl
Cl
光
Cl C H + Cl Cl
Cl C Cl + H Cl
Cl
Cl
四氯甲烷 （液体、四氯化碳）
你能仿照写出甲烷与溴蒸气依次反应的方程式吗？
取代反应与置换反应
定义
举例
反应 物 生成 物 电子 转移 反应 特点
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代替的反应。
CH4+Cl2 光 CH3Cl+HCl
新课导入
人类是如何发现甲烷的？
西周
十八世纪
意大利 物理学 家伏特
道尔顿
“象曰：‘泽中有火 。’”这里的“泽” 就是沼泽。“火井” 是我国古代人们给天 然气井的形象命名。
用木棒搅动淤泥，让冒出的气泡通入 倒转过来并充满水的瓶子中收集，点 燃该气体，火焰呈青蓝色，燃烧较慢 ，不同于氢气的燃烧。
甲烷是天然气，沼气，油田气和煤矿的坑道气的主要成分
H
H
二氯甲烷 （液体） 你能写出二氯甲烷进一步与氯气反应依次生成三氯 甲烷和四氯甲烷的方程式吗？
甲烷的化学性质
取代反应 有机物分子中某些原子或原子团被其它 原子或原子团所代替的反应
Cl
Cl
光
Cl C H + Cl Cl
Cl C Cl + H Cl
H
H
三氯甲烷 （液体）
甲烷的化学性质
取代反应 有机物分子中某些原子或原子团被其它 原子或原子团所代替的反应
2
3 取代反应 在光照条件下与氯气、溴蒸气等卤素单质反应
认识烷烃
4 同分异构现象 同分
异构，分子中原 子排列形式
化合物分子式相同而结构不同的现象，叫做同分异构 现象。具有相同分子式不同结构的化合物互称为同分 异构体。
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6．B
【解析】无论CH4分子为平面正方形结构还是以碳原子为中心的正四面体结构,CH3Cl和CHCl3都只有一种结构即只代表一种物质,且CCl4是高度对称的分子;对于CH2Cl2,若CH4为平面正方形结构,则CH2Cl2应有 和 两种结构,而CH2Cl2只代表一种物质,说明CH4不是平面正方形结构,而是以碳原子为中心的正四面体结构。
(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,溶液呈酸性,pH试纸变为红色。
12．变浅，上升；黄色油珠；白色胶状沉淀。
A.10.5% B.9.5% C.8% D.5%
11．如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4,同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,将注射器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;
13．(1)H2(2)CO
(3)①CH4②CH4与H2③CH4与CO
④H2与CO ⑤CH4、H2和CO
【解析】本题主要考查根据洗气瓶中溶液质量的变化来确定X气体的成分。
2H2＋O2 2H2O,2CO＋O2 2CO2，
CH4＋2O2 CO2＋2H2O
由浓H2SO4吸收水，石灰水吸收CO2，得：
(1)若A洗气瓶质量增加，B洗气瓶质量不变，则说明X气体燃烧只生成水，故X为H2。
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,
CH3Cl+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,而该注射器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。
高中化学学习材料
甲烷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1．瓦斯气体的主要成分是甲烷。甲烷是化工生产中的重要原料,以甲烷为原料可以合成多种有机物。下列有关甲烷的叙述正确的是 ( )
A.甲烷的四个碳氢键的长度和强度相同,是平面正方形分子
(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,试推测X可能有几种组合,填写下表。(有多少种写多少种,不必填满)
组合
①
②
③
④
⑤
⑥
X
参考答案
1．B
【解析】甲烷分子的空间构型为正四面体结构;碳原子体积大于氢原子,C项图示中氢原子大于碳原子,不符合实际;甲烷与溴的取代反应应该是甲烷与溴蒸气在光照的条件下反应。
7．B
【解析】略
8．D
【解析】取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。A项C2H4的燃烧不是取代反应；B项为置换反应；C项为复分解反应；D项中Cl原子取代了CH2Cl2中的一个H原子，故属于取代反应。
9．B
【解析】常温下甲烷性质稳定，与浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液不发生反应。在常温和光照条件下，氧气不能与甲烷发生反应，但氯气能与甲烷发生取代反应。
(2)若A洗气瓶质量不变，B洗气瓶质量增加，则说明X气体燃烧只有CO2生成，故X为CO。
(3)若A、B两个洗气瓶质量增加，则说明X气体的燃烧产物既有H2O又有CO2，它可以是CH4或下列组合：H2、CO，H2、CH4，CO、CH4，H2、CO、CH4。
A.甲烷分子的空间构型是正四面体,所以CH2Cl2有两种不同构型
B.甲烷可以与氯气发生取代反应,但甲烷不能使氯水褪色
C.甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸,因此,是矿井安全的重要威胁之一
D.甲烷能使KMnO4溶液褪色
6．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是平面正方形结构,依据是 ( )
A.CH3Cl只代表一种物质
2．D
【解析】A属于分解反应,B属于置换反应,C属于氧化反应,D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,一般而言置换反应是针对无机物间的反应而言的,取代反应是针对有机物间的反应而言的。
3．C
【解析】集气瓶上的淡黄色液滴是氯气溶于有机溶剂的结果，说明氯气在此反应中有剩余，甲烷和氯气的体积相等，故甲烷也有剩余。甲烷取代反应的产物中是气体的有CH3Cl、HCl,另外还有没有完全反应的甲烷和氯气。
③甲管内壁生的化学反应类型为。
(3)反应后,甲管中剩余气体最好用下列的吸收。
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,若用pH试纸测量甲管中溶液的酸碱性,可观察到pH试纸变色。
C.NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D.CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl
9．在常温和光照条件下，可与甲烷发生反应的是( )
A.氧气 B.氯气
C.酸性高锰酸钾溶液 D.浓硫酸
10．瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15%(体积分数)时遇火所产生的，发生爆炸最剧烈时，甲烷在空气中的体积分数大约为( )
12．把2体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛Na2SiO3溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色____________，试管中的液面________，试管壁上有_________出现，水槽中还观察到___________。
13．如图,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:
B.甲烷的电子式为
C.甲烷分子的球棍模型为
D.甲烷可以与溴水发生取代反应
2．下列反应属于取代反应的是 ( )
A.CH4 C+2H2
B.2HI+Cl2====2HCl+I2
C.CH4+2O2 CO2+2H2O
D.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
3．常温下把体积相同的甲烷和氯气充入一个无色的集气瓶中,光照一段时间后,发现气体的黄绿色变浅,集气瓶上有淡黄绿色液滴,此时集气瓶中最多含有气体物质的种数是 ( )
【解析】CH4和Cl2光照生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴。因生成的HCl极易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升。HCl溶于水后，与Na2SiO3反应生成白色胶状沉淀。
B.CH2Cl2只代表一种物质
C. CHCl3只代表一种物质
l4是高度对称的分子
7．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是( )
A.CH3Cl l4C.CH2Cl2D.CH4
8．下列反应属于取代反应的是( )
A.C2H4＋3O2 2CO2＋2H2O
B.Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
4．B
【解析】CH4、CCl4中各自的键的长度、键的强度相等,故为正四面体结构;CH3Cl中含C—H键和C—Cl键两种不同的化学键,不是正四面体。
5．BC
【解析】甲烷分子的空间构型是正四面体,二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种结构,A错误;甲烷可以与纯卤素(氯气)发生取代反应,不是氯水,B正确;矿井中存在甲烷气体,甲烷易燃易爆,因此甲烷是矿井安全的重要威胁之一,C正确;甲烷常温下性质稳定,与KMnO4溶液、酸或碱等均不反应,D错误。
A.5种 B.6种 C.4种 D.3种
4．如图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型图。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.CH4、CCl4中的化学键完全相同
D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同
5．(双选)下列关于甲烷的叙述中正确的是 ( )
10．B
【解析】由CH4＋2O2 CO2＋2H2O可知，瓦斯爆炸最剧烈时，CH4和O2的体积比应为1∶2，因此CH4与空气的体积比为1∶(2 )≈1∶9.5，那么它在空气中的体积分数为 100%≈9.5%。
11．(1)②③ (2)取代反应 (3)B
(4)液体分为两层,产生白色沉淀 红
【解析】在光照下,甲烷与氯气发生连锁反应:
【解析】无论CH4分子为平面正方形结构还是以碳原子为中心的正四面体结构,CH3Cl和CHCl3都只有一种结构即只代表一种物质,且CCl4是高度对称的分子;对于CH2Cl2,若CH4为平面正方形结构,则CH2Cl2应有 和 两种结构,而CH2Cl2只代表一种物质,说明CH4不是平面正方形结构,而是以碳原子为中心的正四面体结构。
(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,溶液呈酸性,pH试纸变为红色。
12．变浅，上升；黄色油珠；白色胶状沉淀。
A.10.5% B.9.5% C.8% D.5%
11．如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4,同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,将注射器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;
13．(1)H2(2)CO
(3)①CH4②CH4与H2③CH4与CO
④H2与CO ⑤CH4、H2和CO
【解析】本题主要考查根据洗气瓶中溶液质量的变化来确定X气体的成分。
2H2＋O2 2H2O,2CO＋O2 2CO2，
CH4＋2O2 CO2＋2H2O
由浓H2SO4吸收水，石灰水吸收CO2，得：
(1)若A洗气瓶质量增加，B洗气瓶质量不变，则说明X气体燃烧只生成水，故X为H2。
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,
CH3Cl+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,而该注射器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。
高中化学学习材料
甲烷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1．瓦斯气体的主要成分是甲烷。甲烷是化工生产中的重要原料,以甲烷为原料可以合成多种有机物。下列有关甲烷的叙述正确的是 ( )
A.甲烷的四个碳氢键的长度和强度相同,是平面正方形分子
(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,试推测X可能有几种组合,填写下表。(有多少种写多少种,不必填满)
组合
①
②
③
④
⑤
⑥
X
参考答案
1．B
【解析】甲烷分子的空间构型为正四面体结构;碳原子体积大于氢原子,C项图示中氢原子大于碳原子,不符合实际;甲烷与溴的取代反应应该是甲烷与溴蒸气在光照的条件下反应。
7．B
【解析】略
8．D
【解析】取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。A项C2H4的燃烧不是取代反应；B项为置换反应；C项为复分解反应；D项中Cl原子取代了CH2Cl2中的一个H原子，故属于取代反应。
9．B
【解析】常温下甲烷性质稳定，与浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液不发生反应。在常温和光照条件下，氧气不能与甲烷发生反应，但氯气能与甲烷发生取代反应。
(2)若A洗气瓶质量不变，B洗气瓶质量增加，则说明X气体燃烧只有CO2生成，故X为CO。
(3)若A、B两个洗气瓶质量增加，则说明X气体的燃烧产物既有H2O又有CO2，它可以是CH4或下列组合：H2、CO，H2、CH4，CO、CH4，H2、CO、CH4。
A.甲烷分子的空间构型是正四面体,所以CH2Cl2有两种不同构型
B.甲烷可以与氯气发生取代反应,但甲烷不能使氯水褪色
C.甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸,因此,是矿井安全的重要威胁之一
D.甲烷能使KMnO4溶液褪色
6．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是平面正方形结构,依据是 ( )
A.CH3Cl只代表一种物质
2．D
【解析】A属于分解反应,B属于置换反应,C属于氧化反应,D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,一般而言置换反应是针对无机物间的反应而言的,取代反应是针对有机物间的反应而言的。
3．C
【解析】集气瓶上的淡黄色液滴是氯气溶于有机溶剂的结果，说明氯气在此反应中有剩余，甲烷和氯气的体积相等，故甲烷也有剩余。甲烷取代反应的产物中是气体的有CH3Cl、HCl,另外还有没有完全反应的甲烷和氯气。
③甲管内壁生的化学反应类型为。
(3)反应后,甲管中剩余气体最好用下列的吸收。
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,若用pH试纸测量甲管中溶液的酸碱性,可观察到pH试纸变色。
C.NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D.CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl
9．在常温和光照条件下，可与甲烷发生反应的是( )
A.氧气 B.氯气
C.酸性高锰酸钾溶液 D.浓硫酸
10．瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15%(体积分数)时遇火所产生的，发生爆炸最剧烈时，甲烷在空气中的体积分数大约为( )
12．把2体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛Na2SiO3溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色____________，试管中的液面________，试管壁上有_________出现，水槽中还观察到___________。
13．如图,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:
B.甲烷的电子式为
C.甲烷分子的球棍模型为
D.甲烷可以与溴水发生取代反应
2．下列反应属于取代反应的是 ( )
A.CH4 C+2H2
B.2HI+Cl2====2HCl+I2
C.CH4+2O2 CO2+2H2O
D.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
3．常温下把体积相同的甲烷和氯气充入一个无色的集气瓶中,光照一段时间后,发现气体的黄绿色变浅,集气瓶上有淡黄绿色液滴,此时集气瓶中最多含有气体物质的种数是 ( )
【解析】CH4和Cl2光照生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴。因生成的HCl极易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升。HCl溶于水后，与Na2SiO3反应生成白色胶状沉淀。
B.CH2Cl2只代表一种物质
C. CHCl3只代表一种物质
l4是高度对称的分子
7．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是( )
A.CH3Cl l4C.CH2Cl2D.CH4
8．下列反应属于取代反应的是( )
A.C2H4＋3O2 2CO2＋2H2O
B.Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
4．B
【解析】CH4、CCl4中各自的键的长度、键的强度相等,故为正四面体结构;CH3Cl中含C—H键和C—Cl键两种不同的化学键,不是正四面体。
5．BC
【解析】甲烷分子的空间构型是正四面体,二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种结构,A错误;甲烷可以与纯卤素(氯气)发生取代反应,不是氯水,B正确;矿井中存在甲烷气体,甲烷易燃易爆,因此甲烷是矿井安全的重要威胁之一,C正确;甲烷常温下性质稳定,与KMnO4溶液、酸或碱等均不反应,D错误。
A.5种 B.6种 C.4种 D.3种
4．如图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型图。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.CH4、CCl4中的化学键完全相同
D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同
5．(双选)下列关于甲烷的叙述中正确的是 ( )
10．B
【解析】由CH4＋2O2 CO2＋2H2O可知，瓦斯爆炸最剧烈时，CH4和O2的体积比应为1∶2，因此CH4与空气的体积比为1∶(2 )≈1∶9.5，那么它在空气中的体积分数为 100%≈9.5%。
11．(1)②③ (2)取代反应 (3)B
(4)液体分为两层,产生白色沉淀 红
【解析】在光照下,甲烷与氯气发生连锁反应: