高中化學必修2學案第3章重要的有機化合物311甲烷的性質與結構

第1節(jié)認識有機化合物第1課時甲烷的性質與結構[學習目標定位]1.了解有機物的性質。2.掌握甲烷的分子式、結構式、電子式、空間構型。3.掌握甲烷的氧化反應和取代反應。4.掌握取代反應的概念、特點，能判斷一些有機化學反應是不是取代反應。一、甲烷的存在、用途及結構1．有機化合物有機化合物是指絕大多數(shù)含__________的化合物，但含碳的化合物__________是有機化合物。多數(shù)有機物具有________的熔、沸點、______溶于水、______燃燒。2．甲烷的存在與用途(1)甲烷的存在甲烷是________、________、________和____________________的主要成分。我國的天然氣主要分布在中西部地區(qū)及海底。(2)甲烷的主要用途甲烷易燃燒，完全燃燒生成________、________并放出大量的熱，因此甲烷可用作________。天然氣和沼氣都是理想的清潔能源。甲烷還可用作____________。3．甲烷的組成與結構

分子式電子式結構式空間構型甲烷分子結構模型______結構，____原子位于正四面體中心，____原子位于四個頂點上1．結構式：用短線“—”表示原子所形成的共價鍵進而表示物質結構的式子叫做結構式。2．一個碳原子以4個單鍵與其他原子相結合時，無論這4個原子是否相同，都分別在四面體的頂點上，但不一定為正四面體，也不可能在同一平面上，并且最多有3個原子共面。1．下列關于甲烷的說法中錯誤的是()A．甲烷分子是由極性鍵構成的分子B．甲烷分子具有正四面體結構C．甲烷分子中四個C—H鍵完全相同D．甲烷分子中含有非極性鍵2．下列各圖均能表示甲烷的分子結構，哪一種更能反映其真實存在的狀況()二、甲烷的性質1．甲烷的物理性質顏色狀態(tài)氣味密度溶解性____色____味比空氣________溶于水

2.甲烷的化學性質(1)甲烷的燃燒①將甲烷在空氣中點燃觀察現(xiàn)象，并填寫下表：燃燒現(xiàn)象檢驗產(chǎn)物方法現(xiàn)象結論在火焰上方罩一個干燥的燒杯在火焰上方罩一個涂有澄清石灰水的燒杯②甲烷燃燒的化學方程式為____________________________________________。以甲烷為主要成分的天然氣是一種理想的清潔能源。特別提醒點燃甲烷前必須檢驗純度。空氣中的甲烷含量在4.9%～16%(體積)范圍內時，遇火花發(fā)生爆炸。(2)甲烷的穩(wěn)定性實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論酸性高錳酸鉀溶液不________通常情況下，甲烷化學性質比較穩(wěn)定，不能被____________溶液、________等強氧化劑氧化，也不與________、________等物質反應(3)甲烷的取代反應按要求完成下列實驗，并填寫下表：實驗操作實驗現(xiàn)象A裝置：試管內氣體顏色逐漸________；試管內壁有__________出現(xiàn)；試管中有____________；試管內液面________；水槽中有____________B裝置：____________實驗結論CH4與Cl2在________時才能發(fā)生化學反應

①上述實驗A中發(fā)生反應的化學方程式為__________________________________；________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。②取代反應是指______________________________________________的反應。CH4和Cl2反應的四種取代產(chǎn)物都____溶于水，常溫下除____________是氣體外，其他三種都是_________。歸納總結甲烷的取代反應反應條件光照反應物甲烷能與氯氣、溴蒸氣、碘蒸氣等鹵素單質反應，但不能與氯水、溴水、碘水等反應反應特點(1)甲烷分子的一個氫原子被鹵素單質的一個原子取代，下來的氫原子與鹵素單質的另一個原子形成鹵化氫；(2)該反應為連鎖反應，即使甲烷與氯氣按1∶1混合反應，得到的有機產(chǎn)物也不是只有CH3Cl，而是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物反應產(chǎn)物不論如何控制反應物的用量，反應產(chǎn)物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機物與HCl形成的混合物，五種產(chǎn)物中HCl最多物質的量的關系參加反應的Cl2的物質的量＝生成的HCl的物質的量＝有機產(chǎn)物中氯原子的物質的量3．在光照條件下，將1molCH4與Cl2反應，得到等物質的量的4種取代物，則消耗Cl2物質的量為()A．1mol B．2molC．2.5mol D．10mol4．下列化學反應中不屬于取代反應的是()A．CH2Cl2＋Br2eq\o(→,\s\up7(光照))CHBrCl2＋HBrB．CH3OH＋HCleq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋H2OC．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑D．CH3—CH2—Br＋H2Oeq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5(△))CH3—CH2—OH＋HBr1．有下列物質：①氯氣、②硝酸、③溴水、④燒堿、⑤氧氣、⑥酸性KMnO4溶液，其中在一定條件下能與甲烷發(fā)生化學反應的是()A．①②③ B．④⑤⑥C．①⑤ D．②③④⑥2．下列關于甲烷的敘述中，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B．甲烷化學性質比較穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化C．甲烷跟氯氣反應無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應D．甲烷的四種取代物都難溶于水3．下列反應不屬于取代反應的是()A．CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HClB．C2H5OH＋HBr→C2H5Br＋H2OC．C2H5Br＋NaOH→C2H5OH＋NaBrD．CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl4．把1mol甲烷和4mol氯氣組成的混合氣體充入到大試管中，將此試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽里，放在光亮處，一段時間后，推測可能觀察到的現(xiàn)象是()①黃綠色逐漸消失②試管上有油珠③試管內液面上升④水槽內有少量晶體析出A．只有①③ B．只有①②③C．只有①③④ D．①②③④5．下列敘述中錯誤的是()A．點燃甲烷前不必進行驗純B．甲烷燃燒放出大量的熱，所以是一種很好的氣體燃料C．煤礦的礦井要注意通風并嚴禁煙火，以防爆炸事故的發(fā)生D．點燃甲烷不一定會爆炸6．在光照條件下，將1mol甲烷與一定量的氯氣充分混合，經(jīng)過一段時間，甲烷和氯氣均無剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫。(1)若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物質的量分別為amol、bmol、cmol，生成的混合物經(jīng)水洗后所得氣體在標準狀況下的體積為______________________________。(2)該反應中消耗的氯氣的物質的量是___________________________________。

答案精析新知導學一、1．碳元素不一定較低難易2．(1)天然氣沼氣石油氣煤礦坑道氣(或瓦斯)(2)CO2H2O燃料化工原料3．CH4正四面體CH活學活用1．D[甲烷分子含4個C—H極性鍵，鍵的強度和鍵與鍵之間的夾角完全相同，甲烷分子為正四面體結構。]2．D[甲烷的分子結構示意圖、球棍模型及填充模型均能反映甲烷分子的空間構型，填充模型更能形象地表達出H、C的位置及所占比例；電子式只反映原子的最外層電子的成鍵情況。]二、1．無氣體無小難2．(1)①淡藍色火焰燒杯內壁有水珠產(chǎn)生生成了水燒杯內壁變渾濁生成了二氧化碳②CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O(2)退色酸性KMnO4H2O2強酸強堿(3)變淺油狀液滴少量白霧上升固體析出無明顯現(xiàn)象光照①CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋HCl②有機物分子中的某些原子或原子團被其他原子或原子團代替難一氯甲烷油狀液體活學活用3．C[由于CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl，CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋2HCl，CH4＋3Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋3HCl，CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl。1molCH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各為0.25mol，則消耗Cl2為0.25mol＋0.25mol×2＋0.25mol×3＋0.25mol×4＝2.5mol。]4．C[取代反應是指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。C項中的反應為置換反應，不是有機物參與的反應，更不是取代反應。]達標檢測1．C2.B3．D[A、B、C三項反應均為取代反應，D項反應為復分解反應。]4．D[氯氣被消耗后，黃綠色消失；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均為油狀液體，又因為氯氣被消耗，氣體的體積減小，試管內液面上升；生成的HCl溶于水降低了NaCl的溶解度，故有NaCl析出。]5．A[甲烷與氧氣混合達到一定比例范圍時，點燃會發(fā)生爆炸，因此，甲烷點燃前要進行驗純。]6．(1