2012高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件：專題9第1單元 天然氣的利用 甲烷 知識研習(xí)(蘇教版)

1、一、化石燃料 1天然氣 主要成分是。 2石油 (1)組成元素：基本元素是，還含有少量的硫、氧、氮等。 (2)化學(xué)成分：各種液態(tài)。,CH4,C和H,碳氫化合物,3煤 (1)組成元素：基本元素是，還含有少量的硫、磷、氮等。 (2)組成成分：和組成的復(fù)雜的混合物。,C、H、O,有機化合物,無機物,二、甲烷 1存在 是、瓦斯、坑道氣、可燃冰的主要成分。,天然氣沼氣,2分子結(jié)構(gòu) (1)組成表示方法：分子式和結(jié)構(gòu)簡式都為， 結(jié)構(gòu)式為，電子式為。 (2)空間構(gòu)型：以為中心，位于頂點的形，四個CH鍵完全相同。,CH4,碳原子,氫原子,正四面體,3物理性質(zhì) 顏色：；氣味： ；狀態(tài)：；在水中的溶解性 ；密度與空氣

2、相比：比空氣。,無色,無味,氣體,很小,密度小,4化學(xué)性質(zhì) (1)甲烷和氧氣反應(yīng)。 甲烷燃燒的實驗。,甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。 1 mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時可以放出890 kJ的熱量，其燃燒的熱化學(xué)方程式為。,CH4(g)2O2(g),CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1,(2)甲烷和氯氣反應(yīng)。,油滴,上升,CH4和Cl2在光照條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式如下： ， ， ， .,取代反應(yīng)：有機化合物分子中的某種(或)被另一種(或)所取代的反應(yīng)。,原子,原子團,原子,原子團,5甲烷的利用 (1)由甲烷可制得制冷劑氟利昂： (2)由甲烷可制得CH3OH： (3)甲烷高溫下可分解，分

3、解的化學(xué)方程式為： 。,想一想(1)能否用甲烷與氯氣反應(yīng)制取純凈的一氯甲烷？ (2)取代反應(yīng)與置換反應(yīng)有何不同之處？,提示：(1)不能。CH4與Cl2的取代反應(yīng)是逐步進行的，但四步反應(yīng)往往同時發(fā)生，生成四種取代產(chǎn)物，而不是第一步反應(yīng)進行完后再進行第二步，所以取代產(chǎn)物是混合物。 (2)置換反應(yīng)是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，主要用于無機反應(yīng)，一定是氧化還原反應(yīng)；取代反應(yīng)僅是基團之間的替代，不一定屬于氧化還原反應(yīng)，且常用于有機反應(yīng)。,三、烷烴 1烴 僅含 兩種元素的有機化合物，又叫 。 2烷烴 (1)結(jié)構(gòu)：碳原子都以相連，其余的價鍵全部與結(jié)合，達到“”。 (2)通式：CnH

4、2n2(n1)。,碳氫化合物,碳碳單鍵,氫原子,飽和,C、H,(3)命名。 n10：依次稱為、。 n11：直接根據(jù)碳原子數(shù)稱為某烷，如C16H34稱為。 (4)性質(zhì)：和甲烷相似。 可與O2發(fā)生燃燒反應(yīng)，其化學(xué)方程式為： 。 可與Cl2在光照下發(fā)生反應(yīng)。,甲 乙 丙 丁,十六烷,取代,(續(xù)表),靈犀一點： 用化學(xué)用語表示有機化合物分子時，一般不用分子式，更多時候用結(jié)構(gòu)簡式。 把最簡式擴大整數(shù)倍，可以求分子式。等質(zhì)量的具有相同最簡式的物質(zhì)燃燒時，生成CO2和H2O的質(zhì)量相等。,【案例1】化學(xué)科學(xué)需要借助化學(xué)專門語言來描述，下列有關(guān)化學(xué)用語正確的是() 甲烷的結(jié)構(gòu)式： 乙烯的結(jié)構(gòu)簡式：CH2CH2

5、羥基的電子式： 乙醇的分子式：CH3CH2OH,鎂離子結(jié)構(gòu)示意圖： 甲烷分子比例模型： AB C D,【解析】掌握各化學(xué)用語的含義和書寫要求是解答該題的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)式是用短線表示分子中的共用電子對，未成鍵的電子省略；結(jié)構(gòu)簡式要表示出分子的結(jié)構(gòu)特點，其他有共性的結(jié)構(gòu)可以歸納整合；電子式是用“”或“”表示原子最外層電子的式子；分子式僅表示組成分子的原子個數(shù)；原子、離子結(jié)構(gòu)示意圖表示了原子、離子的核電荷數(shù)、電子層數(shù)和各層的電子數(shù)；比例模型是按原子大小的比例制作的表示分子空間形狀的模型。乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH2，乙醇的分子式為C2H6O，其余各項均正確。 【答案】A,【規(guī)律技巧】化學(xué)式(分子式)、

6、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式均不能反映分子的空間構(gòu)型。 把最簡式擴大整數(shù)倍，可以求分子式。 寫結(jié)構(gòu)簡式時，同一碳原子上的相同原子或原子團可以合并；直接相鄰的且相同的原子團亦可以合并。如 也可表示為(CH3)3C(CH2)2CH3。,【即時鞏固1】下列有關(guān)甲烷的幾種結(jié)構(gòu)描述不正確的是() 【解析】CH4的結(jié)構(gòu)簡式為CH4。 【答案】C,(6)特點 鹵素單質(zhì)不同，反應(yīng)快慢不同 aF2反應(yīng)猛烈，易爆炸。 bCl2強光照射爆炸，弱光照射平穩(wěn)反應(yīng)。 cBr2、I2反應(yīng)慢。 “亂反應(yīng)” 反應(yīng)并不是烷烴完全生成一鹵代物后與剩余的X2再反應(yīng)生成二鹵代物而是一鹵代物和多鹵代物同時生成，并且沒有一定的數(shù)量關(guān)系。,2取

7、代反應(yīng)和置換反應(yīng)的區(qū)別,靈犀一點： 取代反應(yīng)過程可表示如下：ABCDACBD，A、B、C、D為原子或原子團，AB、CD中至少有一種是有機化合物。,【案例2】某課外小組為分析甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)后的產(chǎn)物，做了一系列實驗：將盛有1體積CH4和4體積Cl2的混合氣體的試管倒立在滴有紫色石蕊試液的水槽里，放在光亮處，如圖所示。,(1)一段時間后，裝置中可能還會有什么現(xiàn)象發(fā)生？ _。 (2)若水槽中改為Na2SiO3溶液，可能有什么現(xiàn)象？ _。 (3)將實驗后容器倒立于NaAlO2溶液中，可能有什么現(xiàn)象？_。 (4)將實驗后容器倒立于Fe(OH)3膠體中，可能有什么現(xiàn)象？_。,(5)將實驗后容器倒立于

8、Na2SO3和Na2S混合溶液中，可能有什么現(xiàn)象？_。 (6)消耗的Cl2為_ mol，被氯原子取代的氫原子有_ mol。 碳含量最小的有機化合物的空間幾何構(gòu)型是_。,【解析】本題考查了取代反應(yīng)及生成物HCl的性質(zhì)。CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成了CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl五種產(chǎn)物。CH3Cl、HCl是氣體，CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油狀液體，所以是氣體體積減小的反應(yīng)?，F(xiàn)象應(yīng)是試管中氣體顏色逐漸變淺，液面上升，試管壁上有油狀液體產(chǎn)生，水槽中的水變紅。 (2)若水槽中改為Na2SiO3溶液，生成的HCl將與Na2SiO3反應(yīng)：Na2SiO32HCl=2NaC

9、lH2SiO3，所以產(chǎn)生白色沉淀。,(3)若反應(yīng)后水槽中改為NaAlO2溶液，生成的HCl將與NaAlO2反應(yīng)：HClNaAlO2H2O=Al(OH)3NaCl，Al(OH)33HCl=AlCl33H2O，所以應(yīng)先有白色沉淀，后來沉淀可能減少或消失。 (4)若反應(yīng)后水槽中改為Fe(OH)3膠體，生成的HCl將使Fe(OH)3膠體先聚沉后溶解：Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O，所以應(yīng)先有紅褐色沉淀，后來沉淀可能減少或消失。,(5)若反應(yīng)后水槽中改為Na2SO3和Na2S的混合溶液，生成的HCl將與之反應(yīng)：6HClNa2SO32Na2S=6NaCl3S3H2O，所以應(yīng)有淡黃色沉淀生成。,

10、【答案】(1)試管中氣體顏色變淺，液面上升，試管壁上有油狀液體產(chǎn)生，水槽中的水變紅 (2)有白色沉淀生成 (3)先有白色沉淀生成，后來沉淀可能減少或消失 (4)先出現(xiàn)紅褐色沉淀，后來沉淀可能減少或消失 (5)有淡黃色沉淀生成 (6)2.52.5正四面體,【規(guī)律技巧】烷烴只能與純凈的鹵素單質(zhì)在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，不能與鹵水發(fā)生取代反應(yīng)。 烷烴與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)時，一個鹵素分子中只有一個鹵素原子進入有機化合物，因此取代1 mol H原子需要1 mol鹵素單質(zhì)。在烷烴中所有的氫原子都可以被取代，因此其取代后的有機產(chǎn)物可以有多種。,【即時鞏固2】某課外興趣小組利用如下裝置探究甲烷與氯氣的反應(yīng)。

11、根據(jù)題意，回答下列問題：,(1)CH4與Cl2發(fā)生反應(yīng)的條件是_；若用日光直射，可能會引起_。 (2)實驗中可觀察到的實驗現(xiàn)象有：量筒內(nèi)壁上出現(xiàn)油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，_，_等。 (3)實驗中生成的油狀液滴的化學(xué)式為_，其中_是工業(yè)上重要的溶劑。,(4)飽和食鹽水中有少量固體析出，其原因是_。 (5)用飽和食鹽水而不用水的原因是_。 (6)若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比13混合，在光照下得到的產(chǎn)物有：CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4，其中正確的是_。 A只有B只有 C的混合物 D的混合物,【解析】本題考查甲烷的取代反應(yīng)及產(chǎn)物的性質(zhì)。 【答案】(1)光照(或光亮處)爆炸

12、(2)量筒內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺量筒內(nèi)液面上升 (3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl4 (4)反應(yīng)中有HCl生成，使溶液中的Cl濃度增大，促使NaCl的溶解平衡向生成NaCl固體的方向移動 (5)降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水的反應(yīng) (6)D,1烷烴同分異構(gòu)體的書寫步驟 遵循“主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排布由鄰到間”的規(guī)律。后三句是指支鏈的大小、支鏈的移動及排布形式。也可以參考“成直鏈一線穿，從頭摘，掛中間，往邊排，不到端”的口訣書寫，要注意思維有序，謹防重復(fù)和遺漏。,2烷烴和烷基的同分異構(gòu)體 推導(dǎo)烷基的異構(gòu)體數(shù)目的正確思路是由烷烴入手。例如：,依

13、照上述方法和思路，n5的烷烴及烷基的異構(gòu)體數(shù)目規(guī)律如下表：,準確理解和記憶丁基有4種、戊基有8種，對于分析有機化合物的結(jié)構(gòu)、確定同分異構(gòu)體的數(shù)目會有很大的幫助。,靈犀一點： (1)對于烴的取代產(chǎn)物判斷可用“等效氫”法，所謂“等效氫”就是位置等同的氫原子，如CH3CH3中，等效氫原子只有一種，CH3CH2CH3中等效氫原子有兩種，烴中等效氫原子有幾種，其一元取代物就有幾種。,(2)等效氫原子的判斷方法： 同一個碳原子上的是等效的。 同一個碳原子上所加的甲基上的氫原子是等效的。 同一分子中處于軸對稱或鏡面對稱，對稱位置上的氫原子是等效的(相當于平面鏡成像時，物與像的關(guān)系)。,(3)書寫同分異構(gòu)體時

14、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，例如：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。,【案例3】(2010新課標全國卷)分子式為C3H6Cl2的同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu))() A3種B4種 C5種D6種,【解析】本題考查同分異構(gòu)體的判斷，意在考查考生書寫同分異構(gòu)體的能力。三個碳原子只有一個碳架結(jié)構(gòu)，氯原子的存在形式包括在不同碳原子上和相同碳原子上兩類： 【答案】B,【規(guī)律技巧】對同分異構(gòu)體的考查，題目類型多變。常見題型有：限定范圍書寫或補寫。解題時要看清所限范圍，分析已知的幾個同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)特點，對比聯(lián)想找出規(guī)律補寫，同時注意碳的四價原則和官能團存在位置要求。判斷是否是同分異構(gòu)體。要先看分子式相同，再看結(jié)構(gòu)不同。對結(jié)構(gòu)不同要從兩個方面來考慮：一是原子或原子團連接順序；二是原子的空間位置。判斷取代產(chǎn)物同分異構(gòu)體種類的題目。