高一化学 甲烷和烷烃.pdf

第1课时甲烷、烷烽课前自主学案课前自主学案自主学习重、化石燃料化石燃料天然气 石油 煤组成元素主要有主要有还有少量S、O、N等主要有C、H、O,还 有少量S、P、N 等主要成分 山Am碳氢化合物有机化合物和 无机物组成的：i像杂混合物i、教育第三遍二、甲烷1.、存在：是天然气、沼气、瓦斯、坑道气、可燃冰的主要成分。2.分子结构”结构式电子式空田构3.物理性质颜色：；气味：状态：气体；溶 解性：难溶于水；密度：比空气小。4.化学性质(1)燃烧反应甲烷燃烧的实验产物 检验方法罩一只干燥的烧杯罩一只内壁用 澄清石灰水润 洗过的烧杯现象烧杯内壁有水珠生成石灰水变浑浊结论有H2。生成有CO2生成、甲烷燃烧的热化学方程式1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时可以放出890 kJ的热量，其燃烧的热化学方程式为：CH4（g）+2（）2（g）C（）z（g）+2H2（）11=-89（）旦 mo【T（2）取代反应定义有机化合物分子中的某种原子（或原子团）甲烷与氯气的反应 实验操作|ci2+1ch4饱和食盐叁a.黄绿色逐渐消失，最后变为无色;实验现象 0集气瓶内壁有油状液滴出现;c.集气瓶内液面上升,水槽内有少量 固体析出反应原理光昭CH4+C12CH3C1+HC1光昭CH3 Cl+。2 CH2 cb+HC1光昭CH2CI2+Cl2 CHC13+HC1,光昭CHC13+Cl2CCI4+HCloEM霎登教育网网盛教席第勤5.甲烷的利用(1)可制得制冷剂-氟利昂：CL HFch4-CHC13 CHFC12。(2)可制得CH3OH：CO H,产B*CH30H4-2-一定压强、温度-。(3)甲日高温下可分解，分解的化学方程式为:CH4JLC+2H1.(1)若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子,还是正四面体结构吗？(2)在甲烷和氯气的取代反应实验中，集气瓶内 液面为什么会上升？-【提示】因CH键与CC1键的键长 不同，故CH3cl是四面体结构，但不是正四 面体结构。-(2)该反应是气体体积减小的反应，而且生 成的HC1极易溶于水，导致集气瓶内气体压 强减小，在外界大气压的作用下，水槽内的 饱和食盐水将会被压入集气瓶中，导致液面*思考感悟 三、烷煌1.烽仅含碳和氢两种元素的有机化合物,又叫 碳氢化合物。2 烷煌结构：碳原子都以碳碳单键相连,其余的价键 全部与氢原子结合,达到“饱和”。(3)命名：W10：依次称为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷.NU:直接根据碳原子数称为某烷，如Cl6H34 称为十六烷。(4)性质：和甲烷相似。可与。2发生燃烧反应，其化学方程式为：3n+l 点燃CnH2n+2+O2-CO2+(n+l)H2Oo可与C12在光照下发生里生反应。r3.同系物分子结构相似，组成上相差1个或若干个“但”原子团的有机化合物互称为同系物。如甲烷（CH/、乙烷（CH3cH3）丙烷（CH3cH2cH3）互为同系物。2.CH3cH2cH2cH3分子中碳原子在同一条直上？【提示】烷煌分子中的碳原子以单键与其他原子 相连，因此与之成键的四个原子构成四面体结构，碳原子不在同一条直线上，直链烷煌碳原子之间呈 锯齿形。自主体验思考感悟1.第28届国际地质大会提供的资料显示，在海底蕴 藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。其蕴 藏量是地球上煤和石油的几百倍，因而是一种等待 开发的巨大能源物质。有关可燃冰的下列预测中错 误的是（）A.高压、低温有助于可燃冰的形成B.可燃冰的主要成分是甲烷C.可燃冰是一种比较清洁的能源D.可燃冰的微粒间存在着离子键；.12.判断下列叙述中错误的是（）A.点燃甲烷必须事先进行验纯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1500 以上，能分 解成炭黑和氢气答案：D3.甲烷和氯气以物质的量比1：1混合，在光昭 条件下得到的有机产物是（）、ch3a ch2ci2 chci3 cci4 HC1A只有 B.和的混合物C只有 D.的混合物答案：D课堂互动讲练要点一甲烷与卤素单质的取代反应项目情况 反应条 件反应物 要求光照（放在光亮处，日光直接照射爆炸）所用的卤素单质必须是纯净物，甲烷与 卤素单质的水溶液不反应。卤素单质一 般选用。2，因为F2与CH4反应太剧烈，而Br,、k与CH4反应过于缓慢|窕丽高网！，网逃教育第三遍J逐步取代，即CH4分子中的氢原子被氯原子 反应 逐步取代，但在同一个体系中，往往是各步 特点反应同时发生，得到的产物是含多种成分的混合物Q）取代产物状态产物 特点（以CH4 与Cl?反应 为例）常温下ch3a为气体，ch2a2、chci3 CCI4为液体。_（2）产物的量5种产物中HC1的物质的量最多。根据碳原子守恒，4种取代产物的物质的 量之和与参加反应的CH4的物质的量相等。根据反应关系式，生成的HC1的物质的量，颠教育第三遍（2011年福州高一检测）如图所 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 的装置放置在有光亮的地方，让混合 气体缓慢地反应一段时间。一玻璃管胶塞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:若题目中甲烷与氯气的体积比为1:1,则得到 的产物为（填字母代号）。A.CH3C1 HC1B.CC14 HC1C.CH3a CH2C12D.CH3C1 CH2a2 chci3 CC14 HC1经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变 化是（填字母代号）。(4)若水中含有NazSiCg则在U形管左端会观察到右端玻璃管的作用是【思路点拨】解答该题需注意以下三点：(1)甲烷的取代反应是一种连锁反应，第一步反应 一旦开始后续反应立即进行。(2)产物HC1易溶于水，会引起压强变小。(3)硅酸是难溶性弱酸。教育第三遍1【解析】(1)因。2足量，若充分反应，则CH4中 的四个氢原子可完全被取代，生成CCL和HCL CH4 光昭+4C12 4CCL,+4HCL(2)甲烷与氯气的取代反应，故得到四种氯代产物和HCL是四步反应同时发生,(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形 管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形 管右侧液面下降，左侧液面上升。一(4)因左侧生成HC1溶于水后发生反应2HC1+Na2SiO3=H2SiO3 I+2NaCL 所以观察到有白 色胶状沉淀生成。为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。【答案】(1)CH4+4C12 CC14+4HC1(2)D(3)B(4)有白色胶状沉淀生成(5)平衡气压窕丽高网！，网逃教育第三痼域翻M变式训练1把1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NazSiOs溶液的水槽里，Cl2 和 CH4Na2SiO3 溶液试管中:放在光亮处。预测可能观察到的实验现象:漫射日光羽国教鼠网网跳教席第期(2)水槽中：_o解析：CH4 和 Ck光照生成 CH3CI、CH2a2、CHCI3、CCI4、HC1等物质，随着反应的进行，Ck不断消耗,黄绿色逐渐消失。又由于生成的CH2ck、CHCI3、CCI4常温下均为无色液体，。2易溶于有机溶剂，使 试管壁上有黄色油滴。因生成的HC1易溶于水，导致 反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升。HCI溶于水后，与NSiOs反应生成白色胶状沉淀。答案：(1)气体颜色逐渐褪去水面上升试管壁上有黄色油状液滴要点二院煌的化学性质1.氧化竟管通常情况下性质稳定，不能使酸性KMI1O4溶液和 滨水褪色，不能与强酸、强碱反应。烷煌的氧化 反应一般指燃烧反应，其通式为：3n+l 占燃CnH2n 2+V-O2-wCO2+(h+1)H2教育煌都易燃烧:GH)+(x+)O2-xCO2+H2O可见等物质的量的煌相比，（x+3越大，对应的烽耗 氧量越多。2.取代反应烷煌的取代反应同甲烷的取代反应，在光照的条件下可与Ck发生取代反应，其通式为CH2m+2+光昭Cl2 CH2+1C1+HCL（2011年龙岩高一检测）下列有关烷煌的叙 述中，不正确的是（）A.在烷煌分子中，所有的化学键都为单键B.所有的烷煌在光照条件下都能与Cl?发生取代 反应C.烷煌的分子通式为CH2+2,符合该通式的煌 不定是烷烽D.随着碳原子数的增加，烷煌的熔、沸点逐渐 升高【解析】烷煌中的碳碳键、碳氢键均为单键；烷煌都能与Cl?发生取代反应，这是烷煌的主要特 性之一；随着碳原子数的增加，烷煌的分子间作 用力增大，使其熔、沸点逐渐升高；因分子通式 中CH2+2中的氢原子已达饱和，故符合CH2-2 的有机物只可能是烷烽。【答案】c变式训练2科学家对中国首颗探月卫星发回的 数据进行了分析，发现月球形成时可能存在稀薄 的原始大气层，主要由窟、氢、氨、氨等气体组 成，不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合 物的说法正确的是（）A.碳氢化合物的通式为C“H2+2B.燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳 氢化合物C.碳原子间以单键相连的煌是烷煌D.碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数解析：选D。CH2+2是烷煌的通式，A错误；燃 烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化 合物，化学式为QHjOn的有机物的燃烧产物也是 二氧化碳和水，B错误；碳原子间全部以单键相 连的链煌才是烷煌，C错误；因为碳原子的相对 原子质量(12)为偶数，煌分子中的氢原子数也为 偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定探究整合应用如何确定煌类的分子式1.最简式法最简式，又叫实验式，与分子式在数值上相差倍,如乙烷的实验式为C%。根据煌中各元素的质量分 数（或元素的质量比），求出该姓的实验式，再根据 该煌的相对分子质量求的值，即可确定分子式。2.物质的量法根据煌的摩尔质量和煌中各元素的质量分数（或元素 的质量比），推算出1 mol该煌中各元素的原子的物 质的量，从而确定分子中各原子的个数。.-Xu 7.总系I3.原子守恒法主要思路是：首先要判断有机物中所含元素的种 类，然后根据题目所给条件确定有机物中各元素 的原子数目，从而得到分子式。例如：1 mol烽完 全燃烧得到。mol CO2,贝Ui mol煌中碳原子物质 的量为。mol；得到 mol水，贝”I mol煌中氢原子物质的量为2 mol,分子式为CqHz方。4.化学方程式法写出煌(CxHy)燃烧生成CO2和H2o的化学方程式(x+)O2*xCO2+2H2O0 根据化学方 程式，结合已知条件可计算烽的分区式。窦国教育网网些.TJ某气态烷煌20 mL,完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气100 mL,该煌的化学式是（）A.C2H6C.C4H10B.C3H8D.C5HI?【解析】气态烷煌的燃烧方程式为:CH2+2+20 mL3n+1 占燃-O2-nCO2+(n+1)H2O3+12100 mL3+11解得=3。即【答案】B20 mL=100 mL2