化學(xué)2011年新版人教版必修2同步學(xué)案第3章1節(jié)最簡單有機化合物甲烷帶詳細解析

1、高考資源網(wǎng)（） 您身邊的高考專家PAGE 21 - HYPERLINK 版權(quán)所有高考資源網(wǎng)第三章有機化合物第一節(jié)最簡單的有機化合物甲烷重難點一 有機物與無機物的比較物質(zhì)比較有機物無機物類型多數(shù)為共價化合物，多數(shù)是非電解質(zhì)有離子化合物，也有共價化合物，多數(shù)是電解質(zhì)結(jié)構(gòu)多數(shù)物質(zhì)中只含共價鍵有些物質(zhì)中含離子鍵，有些物質(zhì)中含共價鍵，有些物質(zhì)中二者均有溶解性多數(shù)難溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有機溶劑多數(shù)能溶于水而難溶于有機溶劑耐熱性多數(shù)不耐熱，熔點較低(400以下多數(shù)耐熱，熔點較高可燃性多數(shù)能燃燒多數(shù)不能燃燒化學(xué)反應(yīng)類型一般比較復(fù)雜，副反應(yīng)多，反應(yīng)速率慢，方程式用“”表示一般比較簡單，副反應(yīng)少，反應(yīng)速

2、率快，方程式用“=”表示特別提醒無機物與有機物在性質(zhì)及反應(yīng)上的差別是相對的、有條件的。我們研究物質(zhì)共性的同時，也應(yīng)看到一些物質(zhì)的特殊性，如多數(shù)有機物具有可燃性，但CCl4不能燃燒，常用于滅火。重難點二 取代反應(yīng)1甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律(1)反應(yīng)條件和反應(yīng)物反應(yīng)條件為光照，反應(yīng)物為鹵素單質(zhì)。例如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，但可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。(2)反應(yīng)產(chǎn)物(以CH4與Cl2反應(yīng)為例)反應(yīng)生成的產(chǎn)物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機物與氯化氫形成的混合物，雖然反應(yīng)物的比例、反應(yīng)的時間長短等因素會造成各種產(chǎn)物的比例不一，但很難出現(xiàn)全部是某一種產(chǎn)物的現(xiàn)象。(3)物質(zhì)的量的關(guān)

3、系CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時，每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同時生成1 mol的HCl分子。特別提醒(1)有機反應(yīng)比較復(fù)雜，常伴隨很多副反應(yīng)發(fā)生，因此有機反應(yīng)方程式常用“”。(2)CH4與Cl2的反應(yīng)逐步進行，應(yīng)分步書寫。(3)當(dāng)n(CH4)n(Cl2)11時，反應(yīng)并不只發(fā)生CH4Cl2eq o(,sup7(光)CH3ClHCl，其他反應(yīng)仍同時發(fā)生。2取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別類別取代反應(yīng)置換反應(yīng)實例CH4Cl2eq o(,sup7(光)CH3ClHClZnH2SO4=ZnSO4H2定義有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應(yīng)一種單質(zhì)跟一種化合物反

4、應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)反應(yīng)物一種化合物和另一種化合物或單質(zhì)一種單質(zhì)和一種化合物生成物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質(zhì)反應(yīng)中電子得失不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，因此不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，一定是氧化還原反應(yīng)反應(yīng)是否可逆有不少是可逆反應(yīng)一般是不可逆反應(yīng)反應(yīng)條件大多需加熱、光照、催化劑一般只需常溫或加熱特別提醒利用取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的特點來判斷所給的反應(yīng)類型時，一要看反應(yīng)物，即參加反應(yīng)的是有機物還是無機物，若反應(yīng)物均為無機物，則一定不屬于取代反應(yīng)；二要看生成物，若生成物中有單質(zhì)，一般也不屬于取代反應(yīng)。重難點三 同系物的判斷1判斷標(biāo)準(zhǔn)(1)分子結(jié)構(gòu)相似即兩種物質(zhì)均屬于同

5、一類物質(zhì)；(2)分子組成上相差一個或若干個CH2原子團。2互為同系物的有機化合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(1)同系物的結(jié)構(gòu)相似，主要指化學(xué)鍵類型相似，分子中各原子的結(jié)合方式相似。對烷烴而言就是指碳原子之間通過共價單鍵相連，其余價鍵全部結(jié)合氫原子。同系物的結(jié)構(gòu)相似，并不是相同。例如，和CH3CH2CH3，前者有支鏈，而后者無支鏈，結(jié)構(gòu)不盡相同，但兩者的碳原子均以單鍵結(jié)合成鏈狀，結(jié)構(gòu)相似，故為同系物。(2)同系物的組成元素必相同。(3)同系物必符合同一通式。但符合同一通式，且分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)也不一定是同系物，如CH2=CH2(乙烯)和 (環(huán)丙烷)。(4)同系物一定具有不同的分子

6、式。特別提醒根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式判斷物質(zhì)是不是屬于同系物，要注意所給的物質(zhì)是不是分子式相同，若分子式相同則不屬于同系物，如CH3 CH2 CH2 CH3和屬于同分異構(gòu)體，不屬于同系物。重難點四 同分異構(gòu)體1同分異構(gòu)體的判斷依據(jù)(1)分子式必須相同。相對分子質(zhì)量相同、結(jié)構(gòu)不同的化合物不一定是同分異構(gòu)體。如C2H4O和CO2；C2H4和CO；C8H18和C17H14O等。(2)結(jié)構(gòu)不同。注意從兩個方面考慮，一是原子或原子團的連接順序不同，二是原子的空間排列不同。特別提醒同分異構(gòu)體可以是同類物質(zhì)，也可以是不同類物質(zhì)。2烷烴同分異構(gòu)體的書寫(1)烷烴的同分異構(gòu)體的書寫一般采用“減鏈法”，其書寫技巧如下：

7、 (2)烷烴同分異構(gòu)體書寫的一般步驟：先寫出碳原子數(shù)最多的主鏈。寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基接在主鏈某碳原子上。寫出少兩個碳原子的主鏈，另兩個碳原子作為乙基或兩個甲基接在主鏈碳原子上，以此類推。(3)實例分析：現(xiàn)以C6H14為例，基本步驟如下：a將分子中全部碳原子連成直鏈作為母鏈b從母鏈一端取下一個碳原子作為支鏈(即甲基)，依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)的各個碳原子上，此時碳架有兩種：注意不能連在位和位上，否則會使碳鏈變長，位和位等效，只能用一個，否則重復(fù)。c從母鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈(即乙基)或兩個支鏈(即2個甲基)依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)的各個碳原子上，此時碳架結(jié)構(gòu)有

8、兩種：位或位上不能連乙基，否則會使主鏈上有5個碳原子，使主鏈變長。所以C6H14共有5種同分異構(gòu)體。特別提醒書寫同分異構(gòu)體時一定要做到“有序”和“等效”，即思維的有序性和碳原子的等效性，避免遺漏和重復(fù)。同時要注意總結(jié)規(guī)律，如：烴的一元取代物種類數(shù)等于烴中等效氫原子的種類數(shù)，一種烴如果有m個氫原子，那么它的n元取代物與(mn)元取代物種類相等。重難點五 “四同”的比較概念內(nèi)容同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體適用對象原子單質(zhì)有機物有機物、無機物判斷依據(jù)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同同一種元素的不同單質(zhì)結(jié)構(gòu)相似通式相同相對分子質(zhì)量不同(相差14n)分子式相同結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)電子層結(jié)構(gòu)相同，原子核結(jié)構(gòu)不同單質(zhì)的組

9、成和結(jié)構(gòu)不同相似不同性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)幾乎一樣，物理性質(zhì)有差異化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)差別較大化學(xué)性質(zhì)相似，熔、沸點、密度呈規(guī)律性變化化學(xué)性質(zhì)可能相似也可能不同，物理性質(zhì)不同實例H、D與T，16O與18O氧氣與臭氧，金剛石與石墨甲烷與丁烷，乙烷與丙烷戊烷有正戊烷、異戊烷、新戊烷3種特別提醒H2、D2和T2是氫元素的三種核素形成的結(jié)構(gòu)相同的三種單質(zhì)，它們既不是同位素也不是同素異形體。重難點六 烴的燃燒規(guī)律1同溫同壓下，氣態(tài)烴完全燃燒前后氣體體積變化規(guī)律(1)若燃燒后生成的水為液態(tài)：CxHy(xeq f(y,4)O2eq o(,sup7(點燃)xCO2eq f(y,2)H2O(1)1 xeq f(y,4)

10、 x eq f(y,2)VV前V后1xeq f(y,4)x1eq f(y,4)0由此可見，若燃燒后生成的水為液態(tài)，燃燒后氣體的體積一定減小，燃燒前后氣體體積減小值只與烴分子中的氫原子數(shù)有關(guān)，與碳原子數(shù)無關(guān)。(2)若燃燒后生成的水為氣態(tài)：CxHy(xeq f(y,4)O2eq o(,sup7(點燃)xCO2eq f(y,2)H2O(g) 1 xeq f(y,4) x eq f(y,2)VV后V前xeq f(y,2)1xeq f(y,4)eq f(y,4)1則烴分子中氫原子數(shù) 由此可見，若燃燒后生成的水為氣態(tài)，氣體總體積只與氫原子數(shù)有關(guān)，可能增大，可能不變，也可能減少。2烴完全燃燒時耗氧量規(guī)律烴燃

11、燒通式為CxHy(xeq f(y,4)O2eq o(,sup7(點燃)xCO2eq f(y,2)H2O依上式可得如下規(guī)律：(1)物質(zhì)的量相同的烴，(xeq f(y,4)越大，耗氧量越多，若兩種烴(xeq f(y,4)相等，則耗氧量相同。(2)質(zhì)量相同的烴，eq f(y,x)越大(含氫量越大)，則耗氧量越多，若兩種烴的eq f(y,x)相等，質(zhì)量相等，則耗氧量相同。(3)質(zhì)量相同的烴，eq f(x,y)越大(含碳量越大)，則生成的CO2越多，若兩種烴的eq f(x,y)相等，質(zhì)量相同，則生成的CO2和H2O的量均相等。特別提醒烴燃燒通式可用于混合烴平均分子式的計算。題型1 有機物的組成和性質(zhì) 例

12、1下列關(guān)于有機化合物的說法中，正確的是()A凡是含碳元素的化合物都屬于有機化合物B易溶于汽油、酒精、苯等有機溶劑的物質(zhì)一定是有機化合物C所有的有機化合物都很容易燃燒D有機化合物有的不溶于水，有的可溶于水解析含碳元素的化合物不一定是有機化合物，如CO、CO2、SiC、CaC2等，選項A錯；一般說來，有機物易溶于有機溶劑、無機物易溶于無機溶劑，但不能說是“一定”，如Br2、I2 就易溶于有機溶劑而不易溶于水，故選項B錯；有機化合物一般易燃，但不是“都很”容易燃燒，如CCl4是常用的滅火劑，選項C也不對；有機化合物有的不溶于水，如CH4，有的可溶于水，如乙醇、乙酸等。答案D學(xué)習(xí)有機化學(xué)要注意與無機化

13、學(xué)中的概念進行對比，防止混淆。對于一些基本概念和名稱，不能只從字面上理解，而要從本質(zhì)上進行分析。同時，在學(xué)習(xí)生活中要經(jīng)常用化學(xué)的視角去觀察和思考日常生活、生產(chǎn)和社會中的一些問題。題型2 甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)例2把1體積CH4和4體積Cl2組成的混合氣體充入大試管中，將此試管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中，放在光亮處，片刻后發(fā)現(xiàn)試管壁上有油狀液滴出現(xiàn)，該油狀液滴可能是_，水槽中還觀察到_，原因是_(用離子方程式解釋)。若向水槽中再滴入幾滴紫色石蕊試液又觀察到_，原因是_。解析CH4和Cl2光照生成CH3Cl(氣體)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，隨著反應(yīng)進行，Cl2不斷消耗，黃綠色逐

14、漸消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下均為無色液體，Cl2易溶于有機溶劑，使試管壁上有黃色油滴；因生成的HCl易溶于水，反應(yīng)后，試管內(nèi)氣體壓強減小，水位在試管內(nèi)上升，HCl溶于水后，與AgNO3反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，同時溶液中溶質(zhì)為HNO3，故加入紫色石蕊試液后溶液變紅。答案CH2Cl2、CHCl3、CCl4有白色沉淀產(chǎn)生AgCl=AgCl溶液變紅因反應(yīng)生成HNO3使溶液顯酸性題型3 烷烴的組成和性質(zhì)例3兩種氣態(tài)烴以任意比例混合，在105時1 L該混合烴與9 L氧氣混合，充分燃燒后恢復(fù)到原狀態(tài)，ACH4與C2H4 BCH4與C3H6 CC2H4與C3H4 DC2H2與

15、C解析混合烴與氧氣的體積比是19，T100，則混合烴完全燃燒生成CO2和H2O(g)。又因為燃燒前后氣體體積未變，所以混合烴的平均化學(xué)式是CnH4。但C2H2與C3H6的組合不一定是CnH4，只有當(dāng)二者的體積比為11時才符合CnH4答案BD(1)根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積變化進行計算時，應(yīng)注意反應(yīng)條件，100以上水為氣態(tài)，100(2)審題時要注意一些關(guān)鍵字詞，如本題中的“任意比例”等。題型4 同系物和同分異構(gòu)體例4下列幾組物質(zhì)中，互為同位素的有_，互為同素異形體的有_，互為同系物的有_，互為同分異構(gòu)體的有_，屬于同種物質(zhì)的有_。O2和O335Cl和37ClCH3CH3和CH3CH2CH3CH3CH2

16、CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3H2、D2和T2CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3CH3CH(CH3)CH3和CH(CH3)3解析是氧元素的兩種單質(zhì)，互為同素異形體；是氯元素的兩種不同原子，互為同位素；中乙烷與丙烷互為同系物，中兩種分子均為烷烴，碳原子數(shù)不同也必為同系物，均屬同一物質(zhì)；兩者分別為正丁烷與異丁烷，互為同分異構(gòu)體。答案解答此類題目，要特別注意同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體及同一物質(zhì)等概念的研究對象。如同位素的研究對象是核素，同素異形體的研究對象是單質(zhì)，而同分異構(gòu)體的研究對象是分子式相同的化合物。裁一段長25 cm、寬8

17、.7 cm的矩形紙板或硬紙條，提示甲烷分子的結(jié)構(gòu)特點：在CH4分子里，每個H原子都以極性單鍵與C原子結(jié)合；任意兩個CH鍵之間的夾角都相等(10928)，每個CH鍵的長度都相同；CH4分子的空間結(jié)構(gòu)形式為正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心位置，4個H原子位于正四面體的4個頂點。取2支硬質(zhì)大試管，通過排飽和食鹽水的方法先后各收集半試管甲烷和半試管氯氣提示1.從實驗中得到的信息：(1)套有黑色紙?zhí)椎脑嚬苤腥猿錆M了黃綠色氣體。(2)未用黑色紙?zhí)椎脑嚬軆?nèi)氣體的黃綠色逐漸變淺，試管內(nèi)壁有無色、油狀液滴附著，試管中有少量白霧，且試管內(nèi)液面上升。2可獲得的啟示：(1)CH4和Cl2在室溫暗處不發(fā)生反應(yīng)，但

18、在光照的條件下能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)在光照的條件下，甲烷和氯氣反應(yīng)生成了不溶于水的有機物，同時有HCl生成。3CH3Cl與Cl2進一步反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH3ClCl2eq o(,sup7(光)CH2Cl2HClCH2Cl2Cl2eq o(,sup7(光)CHCl3HClCHCl3Cl2eq o(,sup7(光)CCl4HCl與甲烷結(jié)構(gòu)相似的有機物還有很多，請你觀察下列有機物的結(jié)構(gòu)式提示烷烴分子的結(jié)構(gòu)特點：(1)碳原子之間的化學(xué)鍵都是單鍵，每個碳原子都形成了4個共價鍵；(2)多個碳原子相互連接成為開放式鏈狀骨架，而不是封閉式環(huán)狀骨架；(3)在碳原子的四個鍵中，除了碳碳單鍵以外，其余的鍵都被氫原

19、子所飽和；(4)每個碳原子周圍的4個鍵都伸向空間四個不同的方向。(5)3個及3個以上的碳原子成鋸齒狀排列，而不是直線形排列。參考教材中圖36，分析、歸納以碳為骨架的有機物種類繁多的原因。提示有機物種類繁多的原因：(1)碳原子的最外層有4個電子，可以在原子之間形成4對共用電子。(2)碳原子不僅可以通過共價鍵與其他原子結(jié)合形成分子，還可以彼此之間以共價鍵構(gòu)成碳鏈或碳環(huán)，再結(jié)合其他原子形成分子。(3)碳原子之間可以是單鍵(CC，碳原子以1對共用電子形成的共價鍵)，也可以是雙鍵(C=C，碳原子以2對共用電子形成的共價鍵)，還可以是三鍵(CC，碳原子以3對共用電子形成的共價鍵)。(4)分子式相同的有機物

20、廣泛存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。1C沼氣、坑道氣和天然氣的主要成分都是甲烷；煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣。2ACCH4和Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)；CH4和O2點燃時發(fā)生氧化反應(yīng)；CH4不能與酸性KMnO4溶液和溴水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。3DCH4與Cl2各步取代反應(yīng)中，都有HCl氣體生成。4A碳原子最外層有4個電子，能與其他原子形成4對共用電子，即4個共價鍵。5C甲烷燃燒生成CO2和H2O，一氧化碳燃燒只生成CO2，氫氣燃燒只生成H2O，生成的H2O在干燥的冷燒杯內(nèi)壁上形成水珠，CO2能使澄清的石灰水變渾濁。6CH2和Cl2光照可以爆炸 (反應(yīng)生成HCl)；Cl2與CH4光照可以發(fā)生取代反應(yīng)；HClO光

21、照會發(fā)生分解，生成HCl和O2；CH4和O2的反應(yīng)，光照對它幾乎沒有影響，必須點燃才能發(fā)生。7B有機物種類繁多的原因主要取決于碳原子的特殊結(jié)構(gòu)。最外層4個電子，易形成4對共用電子，且碳原子間的連接方式(成鏈或成環(huán))與成鍵方式(單鍵、雙鍵或三鍵)都具有多樣性，再加上廣泛存在的同分異構(gòu)現(xiàn)象，共同導(dǎo)致了有機物的種類繁多。8D具有相同的分子式和不同結(jié)構(gòu)的化合物互稱同分異構(gòu)體。9(1)天然氣；(2)改大；如不改造進風(fēng)口，天然氣燃燒不充分，產(chǎn)生CO，污染環(huán)境，浪費燃料；(3)丁烷遇冷容易液化，管道氣流不暢。解析(1)由方程式可知，燃燒1體積CH4需2體積O2，而燃燒1體積煤氣(CO和H2)需要eq f(1

22、,2)體積O2，故天然氣消耗O2體積較大。(2)適用于管道煤氣的灶具改為用天然氣時，需改用大進風(fēng)口，或者減少天然氣進氣量。如不改造進風(fēng)口，會導(dǎo)致O2供應(yīng)不足，燃燒不完全，產(chǎn)生有毒氣體CO，并且浪費燃料。(3)由表中數(shù)據(jù)可知，丁烷的沸點是0.510CO2：0.5 molH2O：1.0 mol解析CH42O2eq o(,sup7(點燃)CO22H2O 22.4 L 1 mol 2 11.2 L n(CO2) n(H2n(CO2)eq f(11.2 L1 mol,22.4 L)0.5 moln(H2O)eq f(11.2 L2 mol,22.4 L)1.0 mol1有機物都是從有機體中分離出來的物質(zhì)

23、；有機物都是含碳元素的共價化合物；有機物都不溶于水，易溶于有機溶劑；有機物不具備無機物的性質(zhì)，都是非電解質(zhì)。以上說法中錯誤的是() A B C D答案D解析有機物不一定要從有機體中分離出來，如由無機物可制取有機物：CO2H2eq o(,sup7(催化劑),sdo5(加熱、加壓)CH3OH；有些有機鹽如CH3COONa、CH3COONH4等都溶于水；無機物與有機物沒有絕對界限，必然有某些共同特點和性質(zhì)，如乙酸、醋酸鈉等是電解質(zhì)。2能夠證明甲烷分子空間結(jié)構(gòu)為正四面體的事實是()A甲烷的四個碳氫鍵的鍵能相等 B甲烷的四個碳氫鍵的鍵長相等C甲烷的一氯代物只有一種 D甲烷的二氯代物只有一種答案D解析甲烷

24、的結(jié)構(gòu)式為，其分子空間構(gòu)型可能有兩種：為平面正方形結(jié)構(gòu)；為空間正四面體結(jié)構(gòu)。無論是還是，A、B、C都是成立的，或者說A、B、C成立并不能證明甲烷的分子空間構(gòu)型是還是。若是構(gòu)型，則二氯甲烷有兩種結(jié)構(gòu)。若是構(gòu)型，則二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)。32008年北京奧運會的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有關(guān)丙烷的敘述中不正確的是()A分子中碳原子不在一條直線上 B光照下能夠發(fā)生取代反應(yīng)C比丁烷更易液化 D是石油分餾的一種產(chǎn)品答案C解析丙烷分子結(jié)構(gòu)為鋸齒形，三個碳原子不在同一條直線上；丙烷光照條件下可以發(fā)生取代反應(yīng)，這是烷烴的通性；丙烷和丁烷都是分子晶體，丁烷的相對分子質(zhì)量大于丙烷，因此丁烷的沸點較高

25、，丁烷更易液化；石油分餾的產(chǎn)物是各種烴的混合物。因此只有C不正確。4下圖中的小球代表碳原子，棍代表碳碳單鍵，每個碳原子的剩余價鍵全部跟氫原子結(jié)合，則兩分子的關(guān)系為()A同系物 B同分異構(gòu)體 C同位素 D同素異形體答案B解析由圖示可知二者的分子式均為C4H10，但結(jié)構(gòu)不同，故互為同分異構(gòu)體。而同系物的分子式必然不同，同位素的研究對象是核素，同素異形體的研究對象為單質(zhì)。5某氣態(tài)烷烴20 mL，完全燃燒時，正好消耗同溫同壓下的氧氣100 mL，該烴的化學(xué)式是()AC2H6 BC3H8 CC4H10 DC5答案B解析設(shè)烷烴為CnH2n2CnH2n2eq f(3n1,2)O2eq o(,sup7(點燃)

26、nCO2(n1)H2O1eq f(3n1,2)20 mL100 mL即eq f(1,20 mL)eq f(f(3n1,2),100 mL)則n3，所以分子式為C3H8。6下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()AC2H43O2eq o(,sup7(點燃)2CO22H2OBZnCuSO4=ZnSO4CuCNaClAgNO3=AgClNaNO3DCH2Cl2Cl2eq o(,sup7(光照)CHCl3HCl答案D解析取代反應(yīng)是有機物分子中的原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應(yīng)。A項C2H4的燃燒，不是取代反應(yīng)；B項為置換反應(yīng)；C項為復(fù)分解反應(yīng)；D項中Cl原子取代了CH2Cl2中的一個H原子，故屬于取代反

27、應(yīng)。7相對分子質(zhì)量為72的烷烴，其分子式是_。該烷烴的一氯代物分子中有兩個CH3，兩個CH2，一個，一個Cl，它的可能結(jié)構(gòu)有四種。請寫出這四種可能的結(jié)構(gòu)簡式：(1)_；(2)_；(3)_；(4)_。解析設(shè)該烴的分子式為CnH2n2，則有：12n2n272，得n5，分子式：C5H12。要寫出滿足題意的四種一氯代烷，最好的方法是先寫出C5H12的所有同分異構(gòu)體，然后再對烴的結(jié)構(gòu)簡式進行一氯取代。C5H12共有如下三種同分異構(gòu)體：顯然對第一式進行一氯取代，會得到如下兩種合理結(jié)構(gòu)。對第二式進行一氯取代，會得到如下兩種合理結(jié)構(gòu)：當(dāng)然對第三式進行一氯取代，不會得到合理結(jié)構(gòu)。81體積某烴的蒸氣完全燃燒生成的

28、CO2比水蒸氣少1體積(在同溫同壓下測定)，0.1 mol該烴完全燃燒的產(chǎn)物被堿石灰吸收，堿石灰增重39 g，則該烴的分子式為答案C6H14解析設(shè)烴的分子式為CxHyCxHy(xeq f(y,4)O2eq o(,sup7(點燃)xCO2eq f(y,2)H2O1 xeq f(y,2) 1 mol x mol eq f(y,2)moleq blcrc (avs4alco1(x1f(y,2)44xf(y,2)18390)解得x6，y14。 所以烴的分子式為C6H14。第1課時甲烷的性質(zhì)1下列各種物質(zhì)中屬于有機物的是()A金剛石 B碳酸鈉 C酒精 D碳酸答案C解析有機物指的是絕大多數(shù)含碳元素的化合物

29、。組成有機物的元素除碳外，通常還有氫、氧、氮、硫、鹵素、磷等。但對于碳氧化合物、碳酸及其鹽、硫氰化物等少數(shù)含碳化合物，由于其組成與性質(zhì)都跟無機物相似，故仍屬無機物。故“有機物中一定含有碳元素，但含有碳元素的物質(zhì)不一定是有機物”。2如果使0.5 mol甲烷完全跟Cl2發(fā)生取代反應(yīng)并生成等物質(zhì)的量的四種氯代物，則需要消耗氯氣_mol。答案1.25解析解法一：原子守恒法：CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4中的碳原子都是從CH4中來的，故這四種氯代物共0.5 mol，每種氯代物均為0.125 mol，含Cl原子的物質(zhì)的量為0.125 mol10.125 mol20.125 mol30.12

30、5 mol41.25 mol。而一個Cl2分子中只有一個Cl原子參加反應(yīng)，因此消耗的Cl2的物質(zhì)的量也為1.25 mol。解法二：關(guān)系式法：若生成等物質(zhì)的量的四種氯代物，由CH4和Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH4Cl2eq o(,sup7(光)CH3ClHClCH42Cl2eq o(,sup7(光)CH2Cl22HClCH43Cl2eq o(,sup7(光)CHCl33HClCH44Cl2eq o(,sup7(光)CCl44HCl可得總關(guān)系式：4CH410Cl24 mol10 mol05 molxeq f(4 mol,10 mol)eq f(0.5 mol,x)，解得x1.25 mol。3如下圖

31、所示，U型管的左端被水和膠塞封閉，內(nèi)有甲烷和氯氣(體積比為14)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉且內(nèi)有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光的地方，讓混合氣體緩慢地反應(yīng)一段時間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣均完全反應(yīng)，且只產(chǎn)生一種有機物，請寫出化學(xué)方程式：_。(2)經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，U型管右端的玻璃管中水柱變化是_(填字母序號)。A升高 B降低 C不變 D無法確定(3)試解釋U型管右端的玻璃管中水柱變化的原因：_。答案(1)CH44Cl2eq o(,sup7(光照)CCl44HCl(2)B(3)CH4和Cl2完全反應(yīng)，氣體物質(zhì)的量減少，且生成的HCl溶于水，U形管左端壓強減小解析在

32、V(CH4)V(Cl2)14，且只有一種產(chǎn)物生成時，CH4被完全取代生成CCl4；左側(cè)氣體物質(zhì)的量減小，且生成的HCl易溶于水，壓強減小，則玻璃管中水柱降低。1已知天然氣的主要成分CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體，等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，前者大。下面是有關(guān)天然氣的幾種敘述，其中正確的是()天然氣與煤、柴油相比是較清潔的能源等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大燃燒天然氣也是酸雨的成因之一A B只有 C和 D只有答案C解析天然氣作為能源的特點是高效、低耗、污染小，正確；等物質(zhì)的量的CH4比CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)大，當(dāng)質(zhì)量相等時，CH4的物質(zhì)的量大，故溫室效應(yīng)更大；酸雨的成

33、因是氮和硫的氧化物，與CO2無關(guān)。2下列分子具有正四面體結(jié)構(gòu)的是()答案AD解析CH4為正四面體結(jié)構(gòu)，若其中4個H原子完全被四個其他相同原子取代，所得的分子也為正四面體結(jié)構(gòu)。3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 L甲烷和22.4 L氧氣混合后點燃，恢復(fù)到原狀況時A11.2 L B22.4 L C33.6 L答案A解析甲烷燃燒的化學(xué)方程式為CH42O2eq o(,sup7(點燃)CO22H2O，當(dāng)溫度超過100時(即水為氣態(tài))，反應(yīng)前后氣體體積不變。而在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水是液態(tài)，11.2 L甲烷與22.4 L氧氣恰好完全反應(yīng)，最后只剩下二氧化碳，其體積為4當(dāng)空氣中混有5%15.4%的甲烷時，點燃會發(fā)生爆炸，當(dāng)爆

34、炸最強烈時，甲烷的含量為()A9.1% B10.5% C10% D5%答案A解析當(dāng)甲烷與空氣中的氧氣恰好反應(yīng)時，爆炸最強烈。由CH42O2eq o(,sup7(點燃)CO22H2O及O2在空氣中的體積分數(shù)為20%，可知：甲烷的含量為eq f(1,12/20%)100%9.1%。5.如圖所示，集氣瓶內(nèi)充滿某混合氣體，置于光亮處，將滴管內(nèi)的水?dāng)D入集氣瓶后，燒杯中的水會進入集氣瓶，集氣瓶內(nèi)的氣體是() CO、O2 Cl2、CH4 NO2、O2 N2、H2A B C D答案D解析中CO與O2不發(fā)生反應(yīng)，且都不與水反應(yīng)，不會使瓶內(nèi)壓強減少；中CH4與Cl2發(fā)生反應(yīng)，生成易溶于水的HCl和一些油狀液體，使

35、瓶內(nèi)壓強減少；中NO2與水發(fā)生反應(yīng)，使瓶內(nèi)壓強減??；N2與H2通常情況下不會發(fā)生反應(yīng)，且都不與水反應(yīng)，瓶中壓強不變，故D項正確。6下列敘述錯誤的是()A通常情況下，甲烷跟強酸、強堿、 強氧化劑不起反應(yīng)B甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化C甲烷跟氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)D甲烷的四種取代物都難溶于水答案B解析CH4的性質(zhì)比較穩(wěn)定，通常情況下，不與強酸、強堿、強氧化劑反應(yīng)，而不是不能被任何氧化劑氧化，A正確，B錯誤；CH4在光照條件下與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，生成4種有機產(chǎn)物，它們是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均難溶于

36、水，故C、D均正確。7若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比11混合，在光照下得到的取代產(chǎn)物是()CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4A只有 B只有C的混合物 D的混合物答案D解析甲烷和氯氣在光照下發(fā)生的四步取代反應(yīng)是連鎖反應(yīng)，反應(yīng)進行到哪一步不是由反應(yīng)物甲烷和氯氣的物質(zhì)的量之比來決定的。即使是甲烷和氯氣的物質(zhì)的量之比是11的情況，也不會僅發(fā)生CH4Cl2eq o(,sup7(光)CH3ClHCl這樣一種取代反應(yīng)，因為一旦生成CH3Cl后，CH3Cl分子中的氫原子又可繼續(xù)被氯原子取代，因此其產(chǎn)物不是純凈的CH3Cl，而是四種取代產(chǎn)物的混合物。8甲烷在不同條件下有兩種熱解反應(yīng)： CH4(g)eq

37、o(,sup7(1 000)C(s)2H2(g)；2CH4(g)eq o(,sup7(電弧),sdo5(1 500)C2H2(g)3H2(g)?，F(xiàn)將兩份標(biāo)準(zhǔn)狀況下等體積的甲烷分別通入兩個容積可變的密閉容器中，按式和式熱解，待完全反應(yīng)后，恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)狀況，則兩容器中氣體體積關(guān)系正確的是()A和相等 B小于C大于 D無法判斷答案A解析本題是從氣體體積變化的角度來考查甲烷的熱解反應(yīng)。反應(yīng)生成物C為固體，所以反應(yīng)后的氣體體積為反應(yīng)前的2倍，反應(yīng)的生成物全為氣體，反應(yīng)后的氣體體積也為反應(yīng)前的2倍，也就是兩個反應(yīng)前后的氣體體積比均為12，等體積的甲烷發(fā)生反應(yīng)和反應(yīng)后得到的氣體體積相等。9甲烷分子是以碳原子為

38、中心的正四面體結(jié)構(gòu)，而不是正方形的平面結(jié)構(gòu)，理由是()ACH3Cl只有一種空間結(jié)構(gòu) BCH2Cl2只有一種空間結(jié)構(gòu)CCHCl3只有一種空間結(jié)構(gòu) DCCl4是非極性分子答案B解析如果甲烷是正方形的平面結(jié)構(gòu)，則CH2Cl2分子中五個原子必在同一平面上，它有兩種不同結(jié)構(gòu)：與，而實際上CH2Cl2只有一種結(jié)構(gòu)。101 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完成后測得四種有機取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則消耗的Cl2為_mol，被氯原子取代的氫原子有_mol。其中碳含量最小的有機物是_。答案2.5 2.5 CCl4解析因為CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成的4種取代產(chǎn)物中的碳原子均來自于CH4，由碳原子守恒

39、可知，共生成1 mol 取代產(chǎn)物，且每一種取代產(chǎn)物物質(zhì)的量均為0.25 mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均來自Cl2，由CH4和Cl2反應(yīng)的方程式知共耗Cl2；0.25 mol0.25 mol20.25 mol30.25 mol42.5 mol。Cl2中的eq f(1,2)Cl進入有機物，故n(H)取代n(Cl2)2.5 mol。碳含量最小的有機物是CCl4。11有一種無色混合氣體可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的一種或幾種組成。將此混合氣體通過濃硫酸，氣體總體積基本不變；再通過少量澄清石灰水，最終無沉淀生成，但氣體總體積減??；把剩余氣

40、體在供氧的情況下引燃，燃燒產(chǎn)物不能使無水硫酸銅變色。則原混合氣體中符合條件的可能氣體組合為_。答案HCl與CO或CO與CO2或CO、CO2與HCl解析由可知一定不含NH3；由可知一定含有HCl或CO2中的至少一種；由可知一定不含CH4、H2，一定含CO。故原混合氣體可能是HCl與CO或CO與CO2或CO、CO2與HCl。12利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學(xué)興趣小組在實驗室中模擬上述過程，其設(shè)計的模擬裝置如下：根據(jù)設(shè)計要求回答：(1)B裝置有三種功能：控制氣流速度；均勻混合氣體；_。(2)設(shè)V(Cl2)/V(CH4)x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)

41、_。(3)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是_。(4)E裝置的作用是_(填編號)。A收集氣體 B吸收氯氣 C防止倒吸 D吸收氯化氫(5)在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式： _。(6)E裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為_。該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣主要成分為_(填編號)。aCH4bCH3ClcCH2Cl2dCHCl3eCCl4答案(1)干燥混合氣體(2)大于或等于4(3)吸收過量的氯氣(4)CD(5)CH42Cl2eq o(,sup7(強光)C4HCl(6)分液ab解析(

42、1)B裝置的三種功能：控制氣流速度，從而達到合適的反應(yīng)比例。均勻混合氣體，便于后續(xù)實驗；干燥混合氣體，以利于C中反應(yīng)的發(fā)生。(2)當(dāng)反應(yīng)：CH44Cl2eq o(,sup7(光)CCl44HCl時生成HCl氣體最多，所以要保證eq f(VCl2,VCH4)x4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl22KI=2KClI2。(4)E裝置既吸收反應(yīng)生成的HCl氣體，同時還防止倒吸。(5)據(jù)信息知黑色小顆粒應(yīng)為碳粉，故據(jù)原子守恒應(yīng)為：CH42Cl2eq o(,sup7(強光)C4HCl。（6）分離難溶于水溶液的油狀液體可用分液法。第2課時烷烴1在常溫常壓下，取下列四種氣態(tài)烴各1 mol

43、，分別在足量的氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是()ACH4 BC3H8 CC4H10 DC答案C解析設(shè)此氣態(tài)烴的分子式為CxHy，則其完全燃燒的化學(xué)方程式為CxHy(xeq f(y,4)O2eq o(,sup7(點燃)xCO2eq f(y,2)H2O，則1 mol烴完全燃燒時耗氧量為(xeq f(y,4)mol，上述選項分別代入比較可知C4H10耗氧量最多。規(guī)律總結(jié)(1)比較等物質(zhì)的量的烴完全燃燒時耗氧量的大小可根據(jù)其燃燒通式：CxHy(xeq f(y,4)O2eq o(,sup7(點燃)xCO2eq f(y,2)H2O進行判斷，(xeq f(y,4)越大，則其完全燃燒時耗氧量越多，否則耗氧量越小

44、。(2)比較等質(zhì)量的烴完全燃燒時耗氧量的大小可將烴的分子式CxHy化為CHeq f(y,x)的形式，則eq f(y,x)越大，其完全燃燒時耗氧量越多。即等質(zhì)量的烴完全燃燒時，烴分子中的氫原子與碳原子的原子個數(shù)比(或氫的質(zhì)量分數(shù))越大，耗氧量越多。2下列說法錯誤的是()化學(xué)性質(zhì)相似的有機物是同系物在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物是同系物若烴中碳、氫元素的質(zhì)量分數(shù)相同，它們必定是同系物互為同分異構(gòu)體的兩種有機物的物理性質(zhì)有差別，但化學(xué)性質(zhì)必定相似A B只有 C只有 D只有答案A3進行一氯取代反應(yīng)后，只能生成三種沸點不同的有機物的烷烴是()A(CH3)2CHCH2CH2CH3 B(C

45、H3CH2)2CHCH3 C(CH3)2CHCH(CH3)2 D(CH3)3CCH2CH3答案D解析“三種沸點不同的有機物”即為“三種不同的一氯代物”。也即烷烴中有三種不同的氫原子：A中有5種，B中有4種，C中有2種，D中有3種。1下列物質(zhì)中不屬于烷烴的是()ACH4 BC3H8 CC4H8 D答案C解析由烷烴的通式CnH2n2可知，丁烷應(yīng)為C4H10。2有一類有機硅化合物中只含有硅元素和氫元素，叫硅烷，它們的分子組成與烷烴相似，其中有一種結(jié)構(gòu)最簡單的硅烷叫甲硅烷(SiH4)，則有關(guān)描述不正確的是()A硅烷的分子通式可表示為SinH2n2B甲硅烷燃燒生成SiO2和H2OC甲硅烷的沸點高于甲烷D

46、甲硅烷的穩(wěn)定性比甲烷強答案D解析碳、硅均為第A族元素，硅烷的分子組成與烷烴相似，由烷烴通式CnH2n2，A項正確；由烷烴燃燒生成CO2和H2O類推，B項正確；CH4、SiH4均屬分子晶體，因分子量SiH4CH4，所以沸點SiH4高于CH4，C項正確；同主族氫化物穩(wěn)定性由上而下逐漸減弱，故甲硅烷穩(wěn)定性比甲烷弱，D項錯誤。3根據(jù)下表中烴的分子式排列規(guī)律，判斷空格中烴的同分異構(gòu)體數(shù)目是()12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A.3 B4 C5 答案A解析分析圖表得出規(guī)律，1、2組、3、4組、5、6組，7、8組H原子個數(shù)相差4，第5種物質(zhì)分子式為C5H12，有3

47、種同分異構(gòu)體、CH3(CH2)3CH3、4某烴的一種同分異構(gòu)體只能生成一種一氯代物，該烴的分子式可能是()AC3H8 BC4H10 CC5H12 D答案C解析一氯代物只有一種的烴分子中的氫原子只有一種，故其結(jié)構(gòu)應(yīng)非常對稱。符合要求的烴有兩類：5在1.013105 Pa下，測得的某些烷烴的沸點見下表。據(jù)表分析，下列選項正確的是()物質(zhì)名稱沸點()正丁烷CH3(CH2)2CH30.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.0異戊烷27.8新戊烷9.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0A.在標(biāo)準(zhǔn)狀況時，新戊烷是氣體B在1.013105 Pa、20時，C5H12C烷烴隨碳原子數(shù)的增加，沸點降低DC5H

48、12隨支鏈的增加，沸點降低答案D解析新戊烷的沸點是9.5，標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液體，20時是氣體，則A、B均錯誤；烷烴隨碳原子數(shù)的增加，沸點升高；C5H6一種有機物的化學(xué)式為C4H4，分子結(jié)構(gòu)如圖所示，將該有機物與適量氯氣混合后光照，生成的鹵代烴的種類共有()A2 B4 C5 D答案B解析該分子四個碳原子構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，四個氫原子是等效的，故存在C4H3Cl、C4H2Cl2、C4HCl3、C4Cl4四種有機物。7下列敘述正確的是()A分子式相同、各元素質(zhì)量分數(shù)也相同的物質(zhì)是同種物質(zhì)B通式相同的不同物質(zhì)一定屬于同系物C分子式相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體D相對分子質(zhì)量相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體答案C解析分子式相同的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)不一定相同，所以不是同種物質(zhì)；通式相同的不同物質(zhì)不一定是同系物，也可能是同分異構(gòu)體或是其他關(guān)系；相對分子質(zhì)量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6等，因此不一定是同分異