高一人教版必修二3.1 最简单的有机化合物第1课时 学案.doc

第一节最简单的有机化合物甲烷第1课时甲烷的性质学习目标定位1.会写甲烷的分子式、结构式、电子式，知道甲烷的结构特点。2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，会写化学方程式。3.知道取代反应的概念和甲烷发生取代反应时的断键和成键情况。一甲烷的存在、用途及结构1甲烷的存在与用途(1)甲烷的存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底。(2)甲烷的主要用途甲烷易燃烧，完全燃烧生成co2、h2o并放出大量的热量，因此甲烷可用作燃料。天然气和沼气都是理想的清洁能源。甲烷还可用作化工原料。2甲烷的组成与结构分子式电子式结构式空间构型甲烷的分子模型ch4正四面体结构，c原子位于正四面体中心，h原子位于四个顶点上归纳总结1结构式：用短线来表示一对共用电子的图式叫做结构式。2一个碳原子以4个单键与其他原子相结合时，无论这4个原子是否相同，都分别在四面体的顶点上，但不一定为正四面体，也不可能在同一平面上，并且最多有3个原子共面。1以下关于甲烷的说法中错误的是()a甲烷分子是由极性键构成的分子b甲烷分子具有正四面体结构c甲烷分子中四个ch键是完全等价的键d甲烷分子中具有非极性键答案d2下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中更能反映其真实存在状况的是()答案d解析在这几种形式中，分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空间构型，但比例模型更能形象的表达出h、c的位置及所占比例；电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。二甲烷的性质1甲烷的物理性质甲烷是一种无色、无味、极难溶于水、密度比空气小的气体。2甲烷的化学性质(1)甲烷的氧化反应将甲烷在空气中点燃观察现象：燃烧现象检验产物方法现象结论淡蓝色火焰在火焰上方罩一个干燥的烧杯烧杯内壁有水珠产生生成了水在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯烧杯内壁变浑浊生成了二氧化碳甲烷燃烧的化学方程式为ch42o2co22h2o。甲烷是优良的气体燃料，通常状况下，1 mol甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，放出890 kj热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源。特别提醒点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在5%15.4%(体积)范围内时，遇火花将发生爆炸；煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。将ch4通入酸性kmno4溶液中，观察现象，试解释其原因。答案现象：酸性kmno4溶液的颜色不发生变化；原因：ch4分子为正四面体结构，结构对称，通常情况下化学性质比较稳定。(2)甲烷的取代反应按要求完成下列实验，并填写下表：实验操作实验现象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，试管中有少量白雾生成，试管内液面上升，水槽中有固体析出；b装置：无明显现象实验结论ch4与cl2在光照时才能发生化学反应上述实验a中发生反应的化学方程式为ch4cl2ch3clhcl；ch3clcl2ch2cl2hcl；ch2cl2cl2chcl3hcl；chcl3cl2ccl4hcl。取代反应是指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替代的反应。ch4和cl2反应的四种取代产物都不溶于水，除一氯甲烷常温下是气体外，其他三种都是油状液体。问题讨论a若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子变成一氯甲烷，还是正四面体结构吗？答案因ch键与ccl键的长度不同，故ch3cl是四面体结构，但不是正四面体结构。bch4与cl2发生取代反应时，有机取代产物的总物质的量与ch4的物质的量有何关系？答案根据碳元素守恒，四种有机取代产物的总物质的量等于反应物ch4的物质的量。cch3cl、ccl4只有一种结构，能说明ch4分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构吗？答案不能。因为不论ch4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是正方形的平面结构，ch3cl、ccl4均只有一种结构。归纳总结3下列叙述中错误的是()a点燃甲烷前不必进行验纯b甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料c煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生d点燃甲烷不一定会爆炸答案a解析甲烷与氧气混合达到一定比例范围时，点燃会发生爆炸，因此，甲烷点燃前要进行验纯。4将1 mol甲烷和适量的cl2混合后光照，充分反应后生成ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的cl2的物质的量为()a1.5 mol b3 molc4.5 mol d6 mol答案b解析解答此题宜用原子守恒法。ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4中的碳原子都是从ch4中来的，故这四种取代物共1 mol，设ch3cl物质的量为x，则x(x0.1 mol)(x0.2 mol)(x0.3 mol)1 mol，得x0.1 mol，即ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4四种有机产物的物质的量依次为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，含cl原子的物质的量共为0.1 mol10.2 mol20.3 mol30.4 mol43 mol，而一个cl2分子中只有一个cl原子参加取代反应，因此消耗的cl2也为3 mol。1把1 mol甲烷和4 mol 氯气组成的混合气体充入到大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，一段时间后，推测可能观察到的现象是()黄绿色逐渐消失试管壁上有油珠试管内水面上升水槽内有少量晶体析出a只有 b只有c只有 d答案d解析氯气被消耗后，黄绿色消失；生成的ch2cl2、chcl3、ccl4均为油状液体，又因为氯气被消耗，气体的体积减小，试管内水面上升。生成的hcl溶于水降低了nacl的溶解度，有nacl析出。2已知正四面体形分子e和直线形分子 g 反应，生成四面体形分子 l 和直线形分子 m(组成 e 分子的元素原子序数小于10，组成 g 分子的元素为第三周期的元素)。如下图所示，则下列判断中正确的是()a常温常压下，l 是一种液态有机物be 是一种含有非极性键的分子c干燥的 g 能漂白有色物质d上述反应的类型是取代反应答案d解析本题实为用图像考查甲烷与氯气的反应。l 为ch3cl，常温常压下是一种气态有机物；e 为甲烷，含有极性键；g 为氯气，干燥的氯气不能漂白有色物质。3瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%15.4%(体积分数)遇火所产生的，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中的体积分数大约为()a10.5% b9.5%c8% d5%答案b解析由ch42o2co22h2o可知瓦斯爆炸最强烈时，ch4和o2的体积比为12，因此ch4与空气的体积比为119.5。那么它在空气中的体积分数为100%9.5%，选 b。4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替代的反应叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应的是()ach2cl2br2chbrcl2hbrbch3ohhclch3clh2oc2na2h2o=2naohh2dch3ch2brh2och3ch2ohhbr答案c解析取代反应是指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替代的反应。c项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。5在光照的条件下，将1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢。(1)若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，生成的混合物经水洗后所得气体在标准状况下的体积为_。(2)该反应中消耗的氯气的物质的量是_。答案(1)22.4(1abc) l(2)(1a2b3c)