云南省保山市腾冲县第八中学高中化学 第一节 甲烷学案 新人教版必修2

第一节 最简单的有机化合物甲烷【学习目标】知识与技能：1.使学生掌握甲烷的结构式、甲烷的电子式和甲烷分子的正四面体结构； 2.掌握甲烷的化学性质，了解有关实验的结论，了解取代反应；3.使学生认识烷烃同系物在组成、结构式、化学性质上的共同点以及物理性质随着分子里碳原子数目的递增而变化的规律性。4.使学生掌握饱和链烃、烃基的概念和烷烃的同分异构体的写法及其命名法。5.通过同系物、同分异构现象的教学，使学生进一步了解有机物的性质和结构间的关系。6.通过烷烃分子通式的总结推导过程，学会用“通式思想”认识同系物的有机物的组成特征。过程与方法：1.通过实践活动（模型制作）、探究实验、模型、图表、图片、甲烷、烷烃的多多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。2从甲烷性质推导到烷烃的性质的过程中，学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方法。 情感态度与价值观：使学生初步掌握研究物质的方法结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论，再辩证地解析结论的适用范围。【知识回顾】有机化合物： 甲烷的分子式： ；电子式： ；结构式： 。【学习过程】一、甲烷的结构【探究】甲烷分子的空间结构资料显示：l 甲烷分子中的CH键键长均相同l 甲烷分子中的键角均相同l 键角为10928结论：甲烷分子的空间构型为 二、甲烷的性质 1、物理性质： 2、化学性质： （1）氧化反应（燃烧反应） 方程式 现象： 注意的问题： （2）取代反应反应的现象： 方程式： 【思考】否用甲烷和氯气14（体积比）混合来制取纯净的四氯甲烷？为什么？述反应结束后，哪种产物的物质的量最多？述这些反应是置换反应吗？【总结】取代反应： 注意： 取代反应与置换反应的区别：取代反应是烷烃的特征反应之一，是只有有机物才能发生的反应，与无机化学中的置换反应有本质区别(见下表)。 取代反应 置换反应（3）甲烷的分解反应 （4）甲烷的稳定性 通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂等不发生化学反应。如： 三、烷烃【探究】我们还能找到与甲烷结构相似但碳原子数更多的有机物吗？写出它们的分子式和结构式。含有的碳原子数： 1 2 3 4分子式：结构式： 结构简式： 【探究】这些有机物在结构上的共同特征 化学键的特征 元素组成上的特征 碳原子连接顺序的特征 【小结】1、烷烃的定义： 烃： 烷烃： 2、同系物： 取代基： 甲基： 乙基： 官能团： 注意：（1）结构相似是指有机物中 均相同（2）同系物规律： 同系物随着碳原子数的增加，相对分子质量逐渐_，分子间作用力逐渐_，熔、沸点逐渐_。同系物之间的化学性质一般_。随着碳数增多，烷烃的含碳量 (填“变大“变小”或“不变”)3、同分异构体 (1) 化合物具有相同的_，但具有不同的_的现象叫做同分异构现象。具有同分异构现象的 互称为同分异构体。(2)两化合物互为同分异构体的必备条件有二：两者的 相同，而不是 相同；两者的 不同， 如 、 不同例如：写出含有5个碳的烷烃可能的结构简式：4、烷烃的命名： 一般命名原则： 系统命名法： 5、烷烃的性质： （1）物理性质 状态： 熔沸点： 密度： 溶解性： （2）化学性质：与甲烷相似 氧化反应（燃烧） 取得反应：可以与氯气、液溴发生取代反应 分解反应：如 【目标检测】A 组1在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后，得到产物物质的量最大的是ACH3Cl BCHCl3 CCCl4 DHCl2下列四种物质：CO2 CHCl3 甲烷CCl4其结构具有正四面体构型的是A B C D3空气中含甲烷515(体积分数)点燃就会发生爆炸，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积分数是 A5 B9.5 C10 D154一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O(g)，此混合物的质量为496 g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少252 g，则混合气中CO的质量为 A24.4 g B13.2 g C12.5 g D11.2 g5下列说法中正确的是A有机物都是从有机体中分离出来的物质B有机物都是共价化合物C有机物不一定都不溶于水D有机物不具备无机物的性质6某有机物在氧气里充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1：1，由此可以得出该有机物 A.分子中C、H、O的个数比为1：2：3 B.分子中C和H的个数比为1：2C.分子中肯定不含氧原子 D. 分子中肯定含有氧原子7有关简单的烷烃的叙述：都是易燃物；特征反应是取代反应；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是 A和 B和 C只有 D和8下列烷烃的沸点是：甲烷-164，乙烷-89，丁烷-1，戊烷+36，根据上述数据推断，丙烷的沸点可能是 A低于-89 B约为-42 C高于-1 D高于+369如图，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题：(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体x是_。 (2)若A洗气瓶的质量不变， B洗气瓶的质量增加，则气体X是_。(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X可能是_。B 组10甲烷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，理由是ACH3Cl只有一种 BCH2Cl2只有一种CCHCl3只有一种 DCCl4只有一种11若要使0.5 mol甲烷完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为A2.5 mol B2 mol C1.25 mol D0.5 mol12在常温常压下，取下列四种气态烃各1mo1分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是ACH4 BC2H6 CC3H6 DC3H813等质量的下列各烃完全燃烧时，消耗氧气最多的是ACH4 BC2H6 CC3H6 DC6H614两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16 gL-1，则关于此混合物组成的说法正确的是A一定有甲烷 B一定有乙烷C可能是甲烷和戊烷的混合物 D可能是乙烷和丙烷的混合物15下列反应不属于取代反应的是16C6H14的各种同分异构体中所含甲基数和它的一氯代物的数目分别是A2个甲基，能生成4种一氯代物 B3个甲基，能生成4种一氯代物： C3个甲基，能生成5种一氯代物 D4个甲基，能生成4种一氯代物17下列叙述正确的是A分子式相同，元素各百分含量也相同的物质是同种物质B通式相同的不同物质一定属于同系物C分子式相同的不同物质一定是同分异构体D相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体18氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体光气（COCl2）：2CHCl3O22COCl22HCl（1）上列反应_。（填选项符号，下同）A属于取代反应B不属于取代反应（2）为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是_。ANaOH（aq）BAgNO3（aq） CHCl（aq）D水 E湿润的蓝色石蕊试纸F湿润的无色酚酞试纸19在烷烃分子中的基团：中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子。数目分别用n1、 n2、n3、n4表示。例如分子中， n16、 n21、n32、n41试根据不同烷烃的组成结构，分析出烷烃(除甲烷外)各原子数的关系。(1)烷烃分子中氢原子数n0与 n1、 n2、n3、n4之间的关系是 n0 。 (2)四种碳原子数之间的关系为 n1 (3)若 n2n3n41，则该分子的结构简式可能为(任写一种) 20将乙烷和丙烷按等物质的量混合，取混合气体7.4 g在O2中充分燃烧，将燃烧后的全部气体先通过足量浓H2SO4，再通过足量Na2O2。问Na2O2增重多少?第三章第一节最简单的有机物甲烷 答案【学习过程】一、正四面体；二、1、物理性质：常温下为无色无味的气体；密度比空气小；极难溶于水点燃2、化学性质： （1）CH4+2O2 CO2+2H2O；蓝色火焰、放出大量热、烧杯内壁上有水珠、生成使澄清石灰水变浑浊的气体；点燃前应验纯（2）取代反应现象：量筒内黄绿色逐渐变浅甚至完全消失，量筒内壁上出现油滴，量筒内的液面上升。量筒内有少量白雾取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应；注意：逐步反应；得到多种有机取代产物的混合物 取代反应 置换反应可与单质或化合物发生取代生成物中不一定有单质反应物和生成物中一定有单质反应中无电子得失反应中有电子得失一般是分子之间的反应，受条件的影响很多是进行不完全的，速率慢一般是在溶液中，离子参加反应一般是能进行完全的，速率快高温（3）甲烷的分解反应：CH4 C+2H2（4）如：高锰酸钾溶液、溴水等三、烷烃化学键的特征：碳原子之间只以单键结合，剩余价键均与氢原子结合，每个碳原子的化合价都已充分利用，达到“饱和”。元素组成上的特征：存在通式CnH2n+2（n1的整数）碳原子连接顺序的特征：相同的分子组成可能存在不同的分子结构【小结】1、烷烃的定义：烃：仅含有碳、氢的有机物烷烃：饱和链烃称为烷烃2、同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物。烃基：烃分子失去氢原子剩余的基团官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团注意：官能团的种类和数目；增大；增大；升高；相似；变大3、同分异构体（1）分子式、结构；化合物；（2）分子式；相对分子质量；结构；碳原子排列方式、官能团连接顺序4、烷烃的命名：一般命名原则：碳原子数110依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示；十以上用大写数字表示。同分异构体一般可用“正”、“异”、“新”来区分。系统命名法：a、选定分子中最长的碳链做主链，并按主链上碳原子的数目称为某“烷”。b、把主链里离支链最近的一端作为起点，用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位以确定支链的位置。c、把支链的名称写在主链名称的前面，在支链名称的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置，并在数字与名称之间用一短线隔开。5、烷烃的性质： （1）物理性质 状态：随碳原子数递增，由气体到液态再到固态熔沸点：逐渐升高密度：逐渐增大，但均小于水溶解性：均难溶于水，易溶于有机溶剂点燃（2）化学性质：与甲烷相似氧化反应（燃烧）CnH2n+2+（3/2n+1/2）O2 nCO2+（n+1）H2O取代反应：可以与氯气、液溴发生取代反应催化剂 分解反应：C16H34(石蜡) C8H18+C8H16A组1D 2B 3B 4D 5C 6B 7D 8B 9H2；CO；CH4或H2CO或H2CH4或COCH4或H2COCH4B组10B 11C 12D 13A 14A 15A 16B