第一讲甲烷及烷烃

1、第一讲 甲烷及烷烃补充：1、有机化合物又被称为含碳化合物，一般指除碳的氧化物和带碳酸根的之外的含碳化合物即有机化合物。通常把含碳元素的化合物叫做有机化合物，简称有机物。其组成中除含有碳外，还通常含有H、O、S、N、P等。有机物中一般含有碳元素，组成中含有碳元素的物质不一定是有机物。无机化合物通常指不含碳元素的化合物，但少数含碳元素的化合物，如二氧化碳、碳酸、一氧化碳、碳酸盐等也属于无机物。2烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为碳氢化合物，一、甲烷1分子组成与结构（1）甲烷俗名沼气（存在于池沼中）、坑气（瓦斯，煤矿的坑道中）、天然气（地壳中）。（2）分子式：CH4；电子式：结构式：。（3）

2、甲烷空间结构的描述：甲烷是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，顶点都是氢原子。甲烷分子的比例模型： 甲烷分子的球棍模型经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。2、甲烷的性质物理性质：甲烷是无色、无臭的气体，密度是0.717g/L（标准状况），极难溶于水。通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。化学性质：（1）甲烷的氧化反应实验点燃甲烷，燃烧，火焰呈淡蓝色。分别用干燥的小烧杯和沾有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上，可以发现干燥的

3、小烧杯内有无色液体生成，沾有澄清石灰水的小烧杯罩石灰水变浑浊。 CH4+2O2 CO2+2H2O实验把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液中，观察紫色的高锰酸钾溶液是否褪色？从实验中可知溶液颜色没有变化，说明甲烷与高锰酸钾不发生反应。甲烷与空气混合物的爆炸极限为5%-15%，只有符合这个浓度范围才会发生爆炸。点燃验纯是为了检验甲烷在实验制作的过程是否混有氧气或空气混合物等，如果制作的甲烷有纯度不良，点燃验纯是会发出轻微“嘣”的爆炸异响声，防止制作的甲烷在大量使用时发生爆炸引发实验事故。用小试管收集一试管气体,用姆指堵住,靠近点燃的酒精灯，再把拇指移开，听是“pupu”声还是尖锐爆鸣声，若是“pupu”

4、声，则纯度足够；若是尖锐爆鸣声，则纯度不够，需重新收集。（2）甲烷的取代反应实验取一个100mL的量筒，用排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和Cl2，放在光亮的地方，日光不要直射，等待片刻，观察发生的现象。由现象讨论后得出结论 现象：量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升，气体颜色略微变浅。甲烷分子里的氢原子是被氯原子逐步取代的，共生成五种物质，四种取代产物。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叫做取代反应。在常温下，一氯甲烷是气体，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷是液体，其中四氯甲烷又叫四氯化碳，三氯甲烷又叫氯仿，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。思考：若1mol甲烷和

5、足量的氯气反应生成等物质的量的四种取代产物，则需要消耗的氯气的物质的量是多少？3、烷烃（1）烷烃：碳原子间以单键结合成链状，碳原子剩余价键全部跟氢原子结合的烃称为烷烃(也叫饱和链烃)（2）烷烃的通式：CnH2n+2(n1)（3）烷烃物理通性：状态：C1-C4的烷烃常温为气态，C5-C11液态，C数11为固态熔沸点：C原子数越多，熔沸点越高。C原子数相同时，支键越多，熔沸点越低。水溶性：不溶于水，易溶于有机溶剂。（4）烷烃的燃烧通式：烷烃化学性质（与甲烷相似）烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色取代反应：可与氯气发生取代反应，生成氯代物。氧化反应：燃烧通式课堂练习一、甲烷 1甲烷的分子结构 甲烷

6、的分子结构中碳原子最外层的 个电子分别与 个氢原子的电子形成 个 键因此甲烷的分子式为 ，电子式为 ，结构式为 ，其空间结构为_。 2甲烷的物理性质 甲烷是一种 色、 味的 ，密度比空气 ， 溶于水。思考：实验室怎样收集甲烷? 3甲烷的化学性质 通常状况下，甲烷的性质 ，与强氧化剂如_、强酸、强碱等均 发生化学反应但在一定条件下可以燃烧、可以发生取代反应。 (1)燃烧（氧化反应）：甲烷燃烧时，火焰 并呈 ，生成 和 ，放出 ，反应的化学方程式为点燃甲烷、氢气、一氧化碳等可燃性气体之前，必须_，因为_。思考：怎样理解以甲烷为主要成分的天然气是一种理想的清洁能源？燃烧时，火焰呈淡蓝色的物质有哪些？

7、取代反应【科学探究】 实验步骤： 向2支盛有甲烷的试管中(其中一支用黑纸包好)，分别快速加入0.5 g KMnO4和1 mL浓盐酸，然后迅速地轻轻塞上胶塞，放在试管架上 用高压汞灯的紫外线照射两支试管： 一段时间后除去试管上的黑纸 实验现象： _ 。_ 。 _ 。 实验结论：_。在光照的条件下，甲烷和氯气发生反应的化学方程式为： ； ； ；_ 。 四种氯代产物中， 为气体， 、 、 为液体，且它们均 溶于水取代反应的定义：_。甲烷的裂解： 。甲烷的用途： 。【典型例题】某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将气体X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

8、)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洗气瓶的质鼠增加，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_。 【随堂练习】 1下列物质中不属于烃类的是（）AC6H6BCO（NH2）2CC2H4O2DC4H10 2下列物质中，可以跟甲烷发生化学反应的是（）AKmnO4溶液B溴蒸气C强酸D强碱 3下列气体的主要成分不是甲烷的是（）A天然气B水煤气C沼气D坑气 4下列叙述中，正确的是（）A通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B甲烷化学性质比较稳定，点燃前不必验纯C烷跟氯气能生成四种氯代物的反应，都属于取代反应D甲烷的四种氯

9、代物都易溶于水 5在光照条件下，将等物质的量的CH2和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是 ACH3Cl BCH2Cl CCCl4 DHCl （ ） 6若要使o5 mol CH4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 ( )A25 mol B2 mol C125 mol D05 mol 7鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是 ( ) A点燃通入澄清石灰水加溴水 B点燃罩上干燥烧杯加入澄清石灰水 C点燃通入澄清石灰水D点燃通入酸性KMnO4溶液二、烷烃1烷烃的概念：烷烃又叫_。结构特点是碳原子间都以_键结合成_，碳原子上剩余价键全部跟_相结合思

10、考：(1)以下结构表示的下列物质中是烷烃的有 ( ) (2)你能根据甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)的化学式，推出烷烃的分子组成通式吗?(设碳原子个数为n) 2烷烃的通式：_(n1) 3烷烃的性质 物理性质：烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的增多，呈规律性的变化如常温下其状态由 变到 又变到_沸点逐渐_相对密度_。 烷烃的化学性质：与甲烷类似，通常 ，空气中能_，光照下能与_反应 补充：一 选择题（每小题只有1个正确答案）1、下列有关有机化合物组成的叙述正确的是 ( ) A所有含碳元素的物质都是有机化合物 B有机化合物指所有的含碳化合物CCO、CO2是含碳

11、化合物，所以它们是有机化合物 D有机物中一定含碳元素2、下列关于有机化合物性质的叙述，不正确的是 ( )A大多数难溶于水，熔点低B受热容易分解C容易燃烧D容易导电3、下列物质中不属于有机化合物的是 ( ) ACO BC2H2 CC12H22O11 DCH44、下列气体和空气或氧气混合点燃可能发生爆炸的是 ( ) H2、O2、CO2、CO、CH4。A B C D5、下列气体只能用排水法收集的是 ( ) ASO2 BH2 CCO DCH46、下列说法不正确的是 ( ) A煤矿的矿井里常有甲烷（瓦斯）逸出，要采取通风、严禁烟火等措施B点燃可燃性气体前不必须验纯C沼气的应用对解决农村燃料、改善环境、发

12、展农业生产有重要意义D自然界中甲烷主要是由动物残体在隔绝空气的情况下分解而成的7、某物质在空气中充分燃烧生成CO2和H2O，则该物质 ( ) A只含碳元素 B只含氧元素C只含碳、氧两种元素 D一定含碳、氢元素，可能含氧元素8、下列气体中，主要成分不是甲烷的是 （ ）A天然气 B 高炉煤气 C 炕气 D 沼气9、下列物质能与甲烷发生取代反应的是 （ ） A氯化氢 B 水 C 氢氟酸 D 溴蒸气10、在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合反应充分后，得到产物物质的量最大的是 （ ）ACH3Cl B CHCl3 C CCl4 D HCl11、下列物质中属于有机物的是 （ ）ACH4 B Na2C

13、O3 C CO2 D Ca(HCO3)212、在人类已知的化合物中，种类最多的是 （ ）A 过渡元素的化合物 B 第A族的化合物B 第 A族的化合物 D.第A族的化合物13、下列与氯气混合光照对化学反应没有影响的是 （ ） A沼气 B 水煤气 C 炕气 D 氧气14、下列反应属于取代反应的是 （ ）ACH4+2O2CO2+2H2O B.CH4C+2H2C. CH4+Cl2CH3Cl+HCl D.HCl+AgNO3=AgCl+HNO315、下列物质中碳化合价最高的是 ( ) AC BCO CCO2 DCH416、某物质在空气中完全燃烧后，生成的气体能使澄清的石灰水变浑该物质一定是 ( )A碳单质

14、 B含碳元素的化合物 C含碳、氧元素的化合物 D含碳元素的物质17、某化合物R燃烧的化学方程式为：R+3O22CO2+3H2O，R的化学式是 ( )AC2H6 BC2H6O CC2H4 DC2H4O18、下列物质间的转化关系能实现的是 ( )CCOCO2；CCO2CO；CH4CO2CaCO3；CaCO3CO2CaCO3。A B只有 C只有 D只有19、欲鉴别氢气、氧气、空气、二氧化碳、甲烷等五种气体，现有一盒火柴，还要用到下列实验用品中的 ( )A装有蒸馏水的烧杯 B干而冷的烧杯 C装有碳酸钠溶液的烧杯 D内壁蘸有澄清石灰水的烧杯20、某物质在空气中完全燃烧时，生成H2O和CO2的分子数比为2

15、：1，则该物质可能是 ( )CH4、C2H2、C2H5OH、CH3OH。A B C D21、甲烷和氯气按等物质的量混合，在光照下得到的产物是：CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 ( )A只有B只有 C的混合物D的混合物22、下列物质：金刚石白磷甲烷四氯化碳其中属于含有极性键的非极性分子是 ( ) AB C只有D23、甲烷在高温下分解为乙炔(C2H2)和氢气，若这一反应在密闭容器中进行，甲烷完全分解后，容器内气体的密度是相同条件下甲烷密度的 ( ) A2倍B相同 C0.5倍D0.25倍24、将一定量的甲烷完全燃烧，使所生成的气体依次通过装有足量无水氯化钙和氢氧化钠的玻璃管，盛有氢氧化

16、钠的玻璃管质量增加了1.1g，则甲烷在标准状况下的体积为 ( ) A2.24LB1.12L C0.56LD0.28L25、某种甲烷和氢气的混合气体VL，完全燃烧需要氧气的体积在相同状况下也是VL，则原混合气体中，甲烷和氢气的体积比是 ( )A11B12 C21D3126、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27、.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的 ( )ACH2Cl2有两种不同的结构 B在常温常压下CH2Cl2是液体CCH2Cl2只有一种

17、空间结构 DCH2Cl2是一种极性分子二、填空1有机物种类繁多的原因是-2.标况下，11.2L某气态烃的质量为8克，其中C的质量分数为75%，该烃的式量为-电子式为-结构式为-结构简式为-3.为除去混在甲烷中的CO2和H2O，可将混合气体通过盛有-的洗气瓶，除去-再通过盛有-的洗气瓶，除去-；也可将混合气体-一次性将杂质气体除去。4.甲烷和氧气的混合气体，密度为1克/升（标况下），则混合气体中甲烷和氧气的体积比为-质量比为-三计算1、某气态烃在标况下的密度为1.34g/L，其中碳的质量分数为80%，求该烃的分子式。2、某烃0.1mol与0.3molO2混合后，在一密闭容器中充分燃烧，所得产物通过浓硫酸时浓硫酸增重5.4g，再通过灼热CuO粉末，固体质量减轻1.6g，最后通过足量的Na2O2粉末时，固体粉末质量又增加了5.6g试计算回答：(1) 该烃的分子式 (2) 若要使该烃完全燃烧，至少需要通入标况下多少升？高二化学同步测试甲烷习题答案 一、选择题（每小题只有1个正确答案）1、D 、2、D、3、A、4、D、5、C、6、B、7、D、8、B、9、D、10、D、11、A、12、