最简单的有机化合物--甲烷 思考方法

1、最简单的有机化合物-甲烷 思考方法1.天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分都是甲烷，它燃烧时产生CO2和H2O并放出大量的热。同时天然气还是一种重要的化工原料，可用于生产种类繁多的化工产品。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？2.甲烷的分子结构中，碳原子最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成4个共价键。因此甲烷的结构式为，其空间结构为正四面体型。根据甲烷的结构，你能否推断出：(1)甲烷具有什么样的化学性质？(2)有机化合物中碳原子的成键具有什么性质？3.甲烷的取代反应甲烷与氯气发生取代反应的条件是什么？产生的现象如何？产生这些现象的原因是什么？学习甲烷和氯气的取代反

2、应时要注意：反应的条件是光照和纯净的氯气，混合气体在黑暗中长期存放也不会发生反应。这里的光照不应是日光的直射，而是在光亮的地方(日光直射，反应很剧烈，容易引起爆炸)。对每一个甲烷分子而言，四步反应依次进行，但不同的分子反应不一定同时进行，所以最终产物可能是四步反应的混合物。(思考：若氯气是足量的，最终产物是什么呢？)反应产生的现象是：黄绿色逐渐变淡，集气瓶内壁上有油状液滴形成。(思考：若将集气瓶倒扣在水槽中，水面会如何变化？为什么？)【例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，得到产物的物质的量最多的是A.CH3ClB.CHCl3C.CCl4D.HCl思路：甲烷分子里的氢原

3、子是逐步被氯原子取代的，虽然为等物质的量的甲烷和氯气混合反应，但发生任何一步反应，即每取代1 mol氢原子都生成1 mol HCl，因此生成HCl的物质的量最多。答案：D4.注意对同分异构体及同系物等概念的正确理解对于同系物等概念的理解应注意以下几点：同系物必须符合同一通式；同系物必为同一类物质；同系物分子式不同；同系物组成元素相同；同系物结构相似；同系物之间相对分子质量相差14n(n为两种同系物分子之间的碳原子数的差值)。【例2】 下列叙述正确的是A.分子式相同，各元素质量分数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

4、同的不同物质一定是同分异构体思路：分子式相同，结构不一定相同，所以不是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6等。因此A、B、D是错误项。答案：C【例3】 下列物质中互为同分异构体的是A. B. C. D.CH3CH2CH2CH2Cl思路：判断两种物质是否互为同分异构体，一是要分子式相同；二是要结构不同。显然C、D分子式相同，结构不同。答案：CD5.有机物分子式的确定(1)根据测得的气体的密度，计算该气态有机物的摩尔质量。(2)根据摩尔质量和该气态有机物中各元素的质量分数，推算出1 mol该气体中各元素原子

5、的物质的量。(3)确定该气态有机物的分子式。也可以根据各元素的质量分数，求出有机物的实验式，然后根据有机物的相对分子质量确定分子式。【例4】 在标准状况下，某气态烃的密度是1.34 g·L1。将0.1 mol该气体充分燃烧生成8.8 g CO2和5.4 g H2O,试确定该气体的分子式。思路：由密度可求其摩尔质量，再由燃烧产生的CO2和H2O的质量求算出1 mol气体中含C、H元素的物质的量，求出分子式。也可以求出气体中C、H原子的物质的量之比，确定实验式，再由相对分子质量确定分子式。解：方法一：气体烃的摩尔质量为1.34 g·L1×22.4 L·mol

6、1=30.0 g·mol10.1 mol该气态烃中含碳：8.8 g÷44 g·mol1=0.2 mol含氢：5.4 g÷18 g·mol1×2=0.6 mol则1 mol该气态烃中含有2 mol C、6 mol H,分子式为C2H6方法二：气态烃的摩尔质量为1.34 g·L1×22.4 L·mol1=30.0 g·mol1气态烃中n(C)n(H)=(8.8 g÷44 g·mol1)(5.4 g÷18 g·mol1×2)=13所以实验式为CH3，其实验式式量