沪科版高二下学期-化学-L2-认识碳氢化合物的多样性-甲烷B(共48张PPT)

甲烷【提高】知识导航甲烷有机化合物和烃甲烷的结构甲烷的物理性质甲烷的化学性质氧化反应取代反应高温分解甲烷的实验室制法甲烷一、有机化合物和烃概念组成元素有机化合物含有

元素的化合物一定含有

元素，常含有氢、氧元素，有的还含有氮、硫、磷、卤素等烃仅含有

两种元素的有机物_______(写元素符号)一、有机化合物和烃概念组成元素有机化合物含有碳元素的化合物一定含有碳元素，常含有氢、氧元素，有的还含有氮、硫、磷、卤素等烃仅含有碳、氢两种元素的有机物

C、H(写元素符号)典型例题例1.某实验小组对甲、乙、丙、丁四种固体样品的性质进行测试，结果如下表：则这四种固体物质中最可能是有机物的是（）

A．甲B．乙C．丙D．丁甲乙丙丁熔点高低高低水溶性溶不溶不溶溶高温加热稳定分解稳定稳定导电性导电不导电不导电导电典型例题例1.某实验小组对甲、乙、丙、丁四种固体样品的性质进行测试，结果如下表：则这四种固体物质中最可能是有机物的是（）

A．甲B．乙C．丙D．丁【答案】B甲乙丙丁熔点高低高低水溶性溶不溶不溶溶高温加热稳定分解稳定稳定导电性导电不导电不导电导电二、甲烷1.分子组成及结构(1)分子组成分子式电子式结构式分子模型球棍模型比例模型二、甲烷1.分子组成及结构(1)分子组成分子式电子式结构式分子模型球棍模型比例模型CH4二、甲烷(2)空间结构分子结构示意图结构特点及空间构型4个C—H键的

、

和

相同，具有

结构，键角均为

。二、甲烷(2)空间结构分子结构示意图结构特点及空间构型4个C—H键的

长度

、

强度

和

夹角

相同，具有_正四面体

结构，键角均为

109°28′

。典型例题例2.有5种物质：①金刚石②白磷③甲烷④四氯化碳⑤二氯甲烷，其中分子具有正四面体结构且键角为109°28′的是（）A.②③④⑤B.①②③④C.①③④D.全部典型例题例2.有5种物质：①金刚石②白磷③甲烷④四氯化碳⑤二氯甲烷，其中分子具有正四面体结构且键角为109°28′的是（）A.②③④⑤B.①②③④C.①③④D.全部【分析】分子中原子的空间关系使分子表现出不同的空间构型。

二、甲烷正四面体构型总结：中学化学常见的物质和微粒中，是正四面体结构的有：白磷、金刚石、晶体硅、CH4、CCl4、NH4+等二、甲烷2.甲烷物理性质俗名：

、

，是

的主要成分二、甲烷2.甲烷物理性质俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分无色气态难小二、甲烷3.化学性质通常情况下，甲烷比较稳定，不容易发生化学反应。但在特定条件下，甲烷也会跟某些物质发生反应。（1）氧化反应

CH4＋2O2CO2＋2H2O

火焰的颜色：蓝色思考：还有哪些物质在空气中燃烧会产生蓝色的火焰？

产生淡蓝色火焰的物质又有哪些？

烃燃烧的通式：

点燃二、甲烷思考：还有哪些物质在空气中燃烧会产生蓝色的火焰？

产生淡蓝色火焰的物质又有哪些？

火焰颜色小结（在空气中燃烧）：产生蓝色火焰的物质：CH4、H2S、H2、CO等产生淡蓝色火焰的物质：固态S、液态酒精等

烃燃烧的通式：CxHy＋(x+y/4)O2xCO2＋y/2H2O点燃典型例题例3.甲烷和过量氧气混合，用电火花引爆，测得爆炸后混合气体的密度是同温同压下H2密度的15倍（温度为120℃），则原混合气体中甲烷和氧气的体积比为

。典型例题例3.甲烷和过量氧气混合，用电火花引爆，测得爆炸后混合气体的密度是同温同压下H2密度的15倍（温度为120℃），则原混合气体中甲烷和氧气的体积比为

。【解析】本题考查甲烷燃烧的计算。据氧气过量，反应后体系温度为120℃，所以反应后的气体为O2、CO2以及水蒸气，反应后气体平均分子量=15×2=30据反应前后气体质量及气体物质的量不变[CH4+2O2CO2+2H2O(g)]，设甲烷和氧气共1mol，则

16g·mol－1×n(CH4)+32g·mol－1×[1-n(CH4)]=1mol×30g·mol－1

解得，n(CH4)=1/8molV(CH4)∶V(O2)=1/mol∶(1－1/8)mol=1∶7典型例题例4.将0.5mol的某烃完全燃烧后气体通入过量石灰水中，产生白色沉淀100g，若取相同质量的该烃完全燃烧后将全部产物通过装有足量过氧化钠的干燥管充分作用后，干燥管增重30g，试计算推导该烃的分子式。典型例题例4.将0.5mol的某烃完全燃烧后气体通入过量石灰水中，产生白色沉淀100g，若取相同质量的该烃完全燃烧后将全部产物通过装有足量过氧化钠的干燥管充分作用后，干燥管增重30g，试计算推导该烃的分子式。【解析】设该烃为CxHy,那么0.5mol该烃完全燃烧生成CO2的物质的量为1mol（由CaCO3的质量为100g计算得到），所以x=2。

故该烃的分子式为C2H4

2Na2O2+2H2O4NaOH+O2

Δm

2mol

4g

n

m2=2g

解得n=1mol，即0.5molCxHy完全燃烧生成1molH2O,所以y=4Na2O2+2CO2

2Na2CO3+O2

Δm

2mol

56g

1mol

m1

解得m1=28g，所以m2=30-28=2g

规律总结M=22.4d分子量M=MADA化学方程式分子式C、H两元素的质量分数最简式完全生成CO2和H2O的量（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）烃的有关内容的关系图规律总结确定烃分子式的基本方法：方法一：根据有机物中各元素的质量分数（或元素的质量比），求出有机物的最简式（也称实验式），再根据有机物的式量确定化学式。即：质量分数最简式分子式方法二：根据有机物的摩尔质量和有机物中各元素的质量分数（或元素的质量比），推算出1mol该有机物中各元素的原子物质的量，从而确定分子中的各原子个数，即质量分数1mol物质中各元素的原子物质的量分子式方法三：燃烧通式法。如烃的分子式可设为CxHy，由于x和y是相对独立的，计算中数据运用简便，根据烃的燃烧方程式，借助通式CxHy进行计算，解出x和y，最后得出烃的分子式巩固练习1.某气态烃10mL与50mL氧气在一定条件下作用，刚好耗尽反应物。生成水蒸气40mL，一氧化碳和二氧化碳各20mL（均在相同状况下测定），该烃分子式为（）

A.C3H8B.C4H6C.C3H6D.C4H8巩固练习1.某气态烃10mL与50mL氧气在一定条件下作用，刚好耗尽反应物。生成水蒸气40mL，一氧化碳和二氧化碳各20mL（均在相同状况下测定），该烃分子式为（）

A.C3H8B.C4H6C.C3H6D.C4H8【解析】CxHy+O2CO+CO2+H2O

相同状况下，体积比等于物质的量之比，配平方程式

CxHy+5O22CO+2CO2+4H2O

得到：x=4y=8

故选D点燃点燃巩固练习2.取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840mL，点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.600g。计算:(1)碱石灰吸收后所剩余气体的体积（标准状况下）(2)原混合气体中CH4跟O2的体积比

【答案】（1）336mL，（2）1:4二、甲烷(2)取代反应①定义：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子团所替代的反应。②甲烷与卤素单质的取代反应反应条件光照(强光照射会发生爆炸)反应物气态卤素单质和甲烷生成物卤化氢和各种卤代甲烷的混合物，其中卤化氢的量最多反应特点①卤素单质不同，反应速率不同②逐步取代，各步反应同时进行③取代1molH原子，消耗1molX2，生成1molHX二、甲烷③取代反应和置换反应的比较类别取代反应置换反应实例定义有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应一种单质和一种化合物，生成另一种单质和另一种化合物的反应反应物一种化合物和一种化合物或单质一种单质和一种化合物生成物一般为2种新化合物另一种单质和另一种化合物反应中电子得失不一定发生电子转移一定发生电子转移典型例题例5.下列反应属于取代反应的是（）①CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O

②2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O

③CH3CH3+2Cl2→CH2ClCH2Cl+2HCl

④+HNO3→+H2O

A．③B．①③

C．①③④D．全部典型例题例5.下列反应属于取代反应的是（）①CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O

②2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O

③CH3CH3+2Cl2→CH2ClCH2Cl+2HCl

④+HNO3→+H2O

A．③B．①③C．①③④D．全部【答案】D典型例题例6.在常温下，把一个盛有一定量的甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是（）反应产物量最多的是CHCl3B.如果氯气过量，则最终产物只有一种C.反应前后容器内压强不变D.发生的反应都属于取代反应典型例题例6.在常温下，把一个盛有一定量的甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是（）A.反应产物量最多的是CHCl3B.如果氯气过量，则最终产物只有一种C.反应前后容器内压强不变D.发生的反应都属于取代反应【答案】D巩固练习3.在光照条件下，将1mol的甲烷和1mol的氯气混合充分后，得到的产物为（）A.CH3ClB.HCl、CCl4

C.CH3Cl、CH2Cl2

D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl巩固练习3.在光照条件下，将1mol的甲烷和1mol的氯气混合充分后，得到的产物为（）A.CH3ClB.HCl、CCl4

C.CH3Cl、CH2Cl2

D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl【答案】D（3）高温分解：在隔绝空气并加热至1500℃条件下的分解反应

反应方程式：

。

二、甲烷（3）高温分解：在隔绝空气并加热至1500℃条件下的分解反应

反应方程式：CH4C＋2H2氢气是合成氨及汽油等工业的原料；炭黑是橡胶工业的原料。二、甲烷1500℃以上二、甲烷4.甲烷的实验室制取（1）原理CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3（2）药品：无水醋酸钠粉末和碱石灰碱石灰中CaO的作用：a.吸水干燥，b.使反应混合物疏松,以利CH4气体逸出，c.减轻NaOH在高温时对玻璃的腐蚀△二、甲烷4.甲烷的实验室制取（3）装置（4）收集排水法向下排空气法典型例题例7.下列实验操作中能够成功的是(

)

A.由醋酸钠晶体与碱石灰共热制取CH4

B.加热食盐晶体和稀硫酸制氯化氢气体

C.向装有生石灰的圆底烧瓶中加入浓氨水制氨气

D.将甲烷和氯气的混合气体光照得到纯净的四氯化碳典型例题例7.下列实验操作中能够成功的是(

)

A.由醋酸钠晶体与碱石灰共热制取CH4

B.加热食盐晶体和稀硫酸制氯化氢气体

C.向装有生石灰的圆底烧瓶中加入浓氨水制氨气

D.将甲烷和氯气的混合气体光照得到纯净的四氯化碳【解析】制取CH4必须用无水醋酸钠和碱石灰共热产生，故A不能成功；

制取氯化氢气体是由食盐晶体与浓硫酸共热制取，故B不能成功；将甲烷和氯气混合光照得到的CH3Cl（常温下气态）、CH2Cl2（常温下是液态）、CHCl3（常温下是液态）、CCl4（常温下是液态）以及HCl气体，不能得到纯净的四氯化碳，故D不成功。

巩固练习4.将20mL0.1mol/L氢氧化钠溶液与10mL0.1mol/LCH3COOH溶液混合后，加热蒸干并灼烧，最后得到的固体是（）NaOHB.CH3COOHC.NaOH和CH3COOHD.Na2CO3巩固练习4.将20mL0.1mol/L氢氧化钠溶液与10mL0.1mol/LCH3COOH溶液混合后，加热蒸干并灼烧，最后得到的固体是（）NaOHB.CH3COOHC.NaOH和CH3COOHD.Na2CO3【答案】D课堂练习1.下列说法正确的是(

)A．凡是含有碳元素的化合物都属于有机物B．有机物中一定含有碳元素C．有机物都是易燃物D．有机物都是非电解质课堂练习1.下列说法正确的是(

)A．凡是含有碳元素的化合物都属于有机物B．有机物中一定含有碳元素C．有机物都是易燃物D．有机物都是非电解质【解析】这类题型考查知识的全面性，解答时宜用列举特例的方法，切忌以偏概全。特别注意：有机物和无机物之间并无严格的界线。有机物中一定含有碳元素，但无机物中也有含碳元素的物质。A错，B对。有机物并非都易燃，如CCl4可用于灭火，C错。大多数有机物属于非电解质，但羧酸类物质属于弱电解质的范畴，D错。课堂练习2.与甲烷的分子结构相同的物质是（）NH3B.CCl