高中化学《化石燃料与有机化合物》学案5 苏教版必修2

化石燃料与有机化合物 学案【学习目标】1. 认识化石燃料的种类和组成元素，了解甲烷的分子组成和主要化学性质及用途，从化学键变化角度认识取代反应的含义与特点， 2. 培养学生的空间想象能力与探索推理能力，通过甲烷分子式的教学，使学生初步学会确定气态烃分子式的计算方法，这是有机化学中的最基本计算之一；3. 培养关心科学与社会的关系，渗透环保、能源问题的学习思想。【学习过程】 复习回忆 什么是有机物？你熟悉的化石燃料包括哪些？它们的主要成分是什么？化石燃料主要成分或组成元素天然气石油煤一、天然气的利用、甲烷（一）天然气的利用 阅读p58拓展视野，了解我国油、气资源的分布（1）什么是“西气东输”工程，”气”指的是_，主要成分是_。（2）可燃冰是什么？_（二）甲烷的组成与结构天然气和_的主要成分相同，都是甲烷试一试（1）已知甲烷在标准状况下的密度是0.717g/L，含碳元素质量分数75%，含 氢元素质量分数25%。请根据以上数据确定甲烷中的原子个数比和分子 式。（2）根据所学知识，能写出甲烷的电子式和结构式吗？并观察右图的结构模型。（三）甲烷的性质1. 物理性质：常温下，甲烷是_色_味_溶于水，密度比空气_的气体，_、_的主要成分都是甲烷。2. 化学性质（1）氧化反应：1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出890.6kJ的热量，试写出热化学方程式：_甲烷燃烧后的产物可以参与大气循环，相同条件下等体积的甲烷燃烧释放出的热量较氢气一氧化碳多，所以被称为高效、洁净的燃料。试一试 如何检验甲烷燃烧的产物，方法和现象又如何呢？燃烧现象检验产物在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，同时放出大量热方法现象结论甲烷燃烧生成水甲烷燃烧生成二氧化碳 活动探究实验内容现象结论用一只集气瓶作反应容器，用排饱和食盐水的方法收集4/5体积的氯气和1/5体积的甲烷气体（2）取代反应有机物分子里的某些_或_被其它_或_所代替的反应叫取代反应。甲烷与氯气发生取代反应，生成一系列甲烷的氯取代物和氯化氢的方程式_（3）高温分解CH在15000上高温下能比较完全地分解生成炭黑与氢气。_（四）甲烷的用途1. 做优质燃料；2. 重要的化工原料：制取氟利昂；制甲醇；制优质碳黑。【典例解悟】1. 历史上，科学家们在测定了甲烷的分子组成为CH4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：一种为正四面体型，一种为平面正方形。为解决甲烷分子的空间结构问题，科学家们提出：通过研究是否存在两种结构不同的二氯甲烷来确定。请思考，这一提案的依据是什么？解析：若甲烷分子呈正四面体型，则二氯代物只可能有一种；若甲烷分子呈平面正方形，则二氯代物可有两种。所以，只要看一下甲烷的二氯代物的种数，即可判断甲烷分子的空间构型。2. 把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛Na2SiO3液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色_，试管中的液面_，试管壁上有_出现，水槽中还观察到_。解析：甲烷和氯气光照生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢等物质，随着反应的进行，氯气不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳在常温下都为液体，氯气易溶于有机溶剂中，使试管壁上有黄色油滴出现。因生成的氯化氢易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升。氯化氢溶于水后，与硅酸钠反应生成白色絮状沉淀。所以答案为：变浅，上升；黄色油珠；白色絮状沉淀。 【当堂检测】 1. 已知天然气的主要成分是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的甲烷和二氧化碳生成的温室效应，前者大，下面是有关天然气的几种叙述：天然气与煤和柴油相比是较清洁的能源；等质量的甲烷和二氧化碳产生的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是（ ）A. B. 只有 C. 和 D. 只有2. 可燃冰又称天然气水合物，它是海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积可燃冰可贮载100200体积的天然气。下面关于可燃冰的叙述不正确的是（ ）A. 可燃冰有可能成为人类未来的重要能源B. 可燃冰是一种比较洁净的能源C. 可燃冰提供了水可能变成油的例证D. 可燃冰的主要可燃成分是甲烷3. 下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是（ ）A . CH3Cl B. CCl4 C. CH2Cl2 D. CH4 4. 有四种物质：金刚石，白磷，甲烷，四氯化碳，其中分子具有正四面体型的是（ ）A. B. C. D. 5. 二氟甲烷是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品，用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。试判断二氟甲烷的结构简式有（ ）A有4种 B有3种 C有2种 D只有1种6. 若要使0.5 mol 甲烷和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物， 则需要Cl2的物质的量为（ ）A 2.5 mol B 2 mol C 1.25 mol D 0.5 mol7. 把体积相同的甲烷和氯气充入一个集气瓶中，光照一段时间后，发现气体的黄绿色变浅，集气瓶壁上有淡黄绿色液滴，此时，集气瓶内的物质最多可能有 ( ) A四种B五种 C六种D七种8. 将O2和CH4的混合气体通入盛有46.8g Na2O2的密闭容器中，用电火花引燃，反应结束后，容器内压强在180时约为0；将残留物溶于水中，无气体生成。下列叙述正确的是（ ）A .原混合气体中O2与CH4的体积比为1:3 B .原混合气体中O2与CH4的体积比为2:1C .残留物中含Na2O2和NaOH D .残留物中含NaOH和Na2CO39下列气体在氧气中充分燃烧后 ，其产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑 浊的是 （ ） AH2S BCH4 CH2 DCO10. 为除去混在