甲烷导学案完整版本

最简单的有机化合物—甲烷主备人：备课时间上课时间复习目标：1、了解甲烷在自然界存在和日常生活和化工生产中的应用；2、认识甲烷分子结构，学会书写甲烷的电子式和结构式；3、理解典型的有机反应——取代反应的特点，能辨认同系物和同分异构体。复习重点：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应；同分异构体和同系物。复习难点：建立有机物立体结构模型，将甲烷和烷烃的结构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思维模型，从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。课时安排：两课时。教学过程：基础知识复习：一、有机物概述(1)有机物含义：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(2)有机物的主要特点是：溶解性：＿＿＿＿＿＿＿＿热稳定性：＿＿＿＿＿＿＿可燃性：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿导电性：＿＿＿＿＿＿＿＿＿熔点：＿＿＿＿＿＿＿是否电解质：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿相互反应速度：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(3)有机物结构：大多数有机物分子里的碳原子跟其它原子经常以＿＿＿＿＿＿键结合二、甲烷分子组成与结构1、三式：分子式：＿＿＿＿＿；电子式：＿＿＿＿＿结构式：＿＿＿＿＿。2、甲烷空间结构的描述：甲烷是＿＿＿＿＿结构，碳原子位于＿＿＿＿＿，顶点都是＿＿＿＿＿。3、甲烷分子结构的参数：键角都是＿＿＿＿；键长1．09×10－10m；键能是413kJ/mol三、甲烷的性质1、物理性质：＿＿色＿＿味＿＿体，比空气＿＿，＿＿溶于水。2、化学性质：一般情况下，性质＿＿＿稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂等＿＿＿反应。(１)甲烷的氧化反应：有机方程式书写不用“=”而用＿＿表示。CH4(g)＋2Ｏ２(g)CO2(g)+2H2O(l)问题：①点燃甲烷前要进行什么操作?[＿＿]②火焰的颜色是什么?[＿＿]③燃烧时火焰是淡蓝色的气体还有哪些?[＿＿、＿＿、＿＿]④燃烧后的产物如何检验?[＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿](2)甲烷的取代反应:取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的反应叫取代反应。取代反应与置换反应区别如下：3、甲烷与氯气在光照条件下反应，现象：黄绿色逐渐＿＿＿＿，瓶壁出现＿＿＿＿，说明产生了不溶于水的物质。瓶口有＿＿＿，使湿石蕊试纸变＿＿，推断有氯化氢生成。四个反应的方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。甲烷四种取代产物性质见下表：3、热解反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿四、烷烃1．烷烃的概念：碳原子跟碳原子都以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合。这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都已达到“饱和”，这种结合的链烃叫做饱和链烃，或称烷烃。 2．烷烃的通式：____________________ 3．烷烃物理性质：状态：一般情况下，1—4个碳原子烷烃为___________，

5—16个碳原子为__________，16个碳原子以上为_____________。溶解性：烷烃________溶于水，_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐_____________。密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐___________。 4．烷烃的化学性质(1)一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。(2)取代反应：在光照条件下能跟卤素发生取代反应。______________________________(3)氧化反应：在点燃条件下，烷烃能燃烧______________________________(4)热解反应：在高温下，烷烃能分解成小分子______________________________疑难知识链接：一、同系物规律1、同系物：结构相似，组成上相差一个或若干个“CH2”2、同系物的判断规律：(1)一差（分子组成至少相差一个CH2原子团）(2)一同（具有相同的通式）(3)二相似（结构相似，化学性质相似）3、烷烃的命名：(1)烷烃的命名方法——根据分子里所含碳原子的数目来命名。A.碳原子数在十以下的，依次用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来表示。如：戊烷、辛烷等。B.碳原子数在十以上的，就用＿＿＿来表示。如：十一烷、十七烷等(2)烃基—＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿所剩余的部分。一般用“R—”表示。如果这种烃是烷烃，那么烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫烷基。如：—CH3叫＿＿基，—CH2CH3叫＿＿＿基。3、同分异构体：化合物具有相同的＿＿＿＿，但具有＿＿＿的现象，叫做同分异构现象。如正丁烷和异丁烷。具有＿＿＿＿现象的化合物互称为同分异构体。疑难知识链接：二、有机物的命名1、烷烃的命名(1)首先选择主链：选择分子中最长碳链称作某烷（由主链C原子数决定烷的名称）；若有两条碳链等长，则以含取代基（或支链）多者为主链。(2)对主链碳原子编号：从离取代基最近的一端编起（以阿拉伯数字）；若在离两端等距离的位置同时出现取代基时，则从哪端编号能使取代基位置之和最小，就从哪一端编起。(3)写出烷烃的系统名称.典型例题：【例1】在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是A.CH3ClB.CH2Cl2C.CCl解析：由CH4与Cl2发生取代反应的化学方程式可知，每生成1mol卤代烃，可生成1molHCl，由于CH4与Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成，所以，产物中HCl的物质的量最多。这里注意，不要简单地按CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl进行考虑。其实，该反应一旦进行，生成的CH3Cl立即与Cl2发生“连锁”反应。答案：D【例2】下列各组物质：①金刚石和C60②H2、D2和T2③和④CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3⑤乙烷和已烷⑥CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3中，互为同位素的是（填序号，下同），互为同素异形体的是，互为同系物的是，属于同一物质的是。解析：互为同位素的是和，互为同素异形体的是金刚石和C60，互为同系物的是乙烷和已烷，属于同一物质的是CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3。知能训练甲烷的结构和性质测试题一、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）1、（原创）2009年1月2日，新华社报道了俄罗斯指责乌克兰方面截留俄方通过乌方输往欧盟天然气导致欧洲各国用气紧张的事件。下列有关说法不正确的是（）A、天然气是一种混合物B、天然气是种清洁能源C、乌克兰截留天然气的目的是为了利用甲烷生产粮食D、天然气的主要成分是一种只含碳、氢元素的化合物2、（原创）下列物质中，所含主要成分不同于其他三种的是（）A、沼气B、煤气C、天然气D、煤矿内瓦斯3、（原创）土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据国外媒体报道，土卫六表面的海洋中有可能存在生命，又知这些海洋的主要成份是液态甲烷、乙烷以及这两物质构成的聚合物。以下说法中，错误的是（）A．土卫六表面的海洋中富含有机化合物B．土卫六的海洋中含有正四面体结构的分子C．甲烷分子中含4种共价键D．土卫六的海洋中主要含两种元素4、甲烷与氯气反应可得到的取代产物有⑴CH3Cl，⑵CH2Cl2，⑶CHCl3，⑷CCl4，若将甲烷与氯气以物质的量之比1:3混合，在光照下充分反应后得到的产物为（）A．只有⑴B．只有⑶C．⑴⑵⑶的混合物D．⑴⑵⑶⑷的混合物5、（原创）学完《最简单的有机物——甲烷》后，小明列出了有机物的下列特点，其中不正确的是（）A.大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂B.有机物参加的反应比较复杂，一般情况下反应较慢C.绝大多数有机物受热不易分解，而且不易燃烧D.绝大多数有机物是非电解质，不易导电熔点低6、（原创）甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，从该实验事实可以得出的结论是（）A．甲烷的分子式为CH4B．甲烷气体中含碳元素和氢元素C．甲烷分子中只含碳元素和氢元素D．甲烷的化学性质比较稳定7、（原创）某校化学兴趣小组的同学将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，用玻璃片盖严后置于光亮处，一段时间后不可能观察到的现象是（）A、集气瓶中气体的黄绿色逐渐变浅B、集气瓶内壁上有油状液滴附着

C、集气瓶底部出现黑色颗粒D、取下玻璃片，可能会看到白雾8、已知ag甲烷受热完全分解后得到m个碳原子，则下列数值中跟阿佛加德罗常数相等的是（）A、EQ\f(16m,a) B、EQ\f(4m,a) C、EQ\f(6m,a) D、EQ\f(8m,a)9、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A、COB、CH4C、H2D、N10、在光照条件下，1mol甲烷和足量氯气发生反应后，测得四种取代产物的物质的量相同，则反应中消耗氯气的物质的量为（）

A、0.5摩尔

B、2摩尔

C、2.5摩尔

D、4摩尔11、现有H2、CO、CH4的混合气体VL，其体积比为1∶1∶2。当aL该混合气体完全燃烧时，所需O2的体积为（）A、EQ\f(5V,4)L B、5VL C、5aL D、EQ\f(5a,4)L二、填空题12、在通常情况下，甲烷的化学性质，即使高锰酸钾等强氧化剂也反应，即（填“能”或“不能”）使酸性高锰酸钾溶液褪色；不与或反应，但在一定条件下，甲烷能发生、等反应。已知甲烷与气态卤素单质发生反应，请问甲烷能否使溴水褪色呢？。13、写出在光照条件下，甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程式：。【能力提高】三、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题目的要求）14、（原创）沼气是一种清洁能源，已知0.5molCH4完全燃烧生成二氧化碳和水时，放出445kJ热量，则1molCH4完全燃烧时，断裂反应物分子内的化学键所吸收的总能量与形成生成物分子内的化学键所放出的总能量之间的关系为（）A、前者比后者多890kJB、后者比前者多890kJC、前者比后者多445kJD、后者比前者多445kJ15、现有一组可能由CH4、NH3、、H2、CO、CO2和HCl组成的无色混合气体，善思的李聪进行了以下实验：①将此混合气体通过浓硫酸，②再通过过量的澄清石灰水，③剩余气体经干燥后可在氧气中燃烧。得到的实验现象依次为：①中气体总体积基本不变，②中未见浑浊，但气体体积减少，③中燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。据此确定原混合气体的组成为（）A、CO和HClB、CH4和NH3C、CH4和HCl、D、H2和CO16、一定体积的甲烷在一定量O2中燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，测得混合气体的质量为49.6g，将混合气体缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g，则原混合气体中COA.12．5gB.13．2gC.19．7gD.24．4g四、填空题17、（原创）随着人类社会活动的加剧，我们地球人已面临能源危机，能高效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的高度重视。试回答下列问题：（1）为提高燃料利用率，可通过改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如，“无铅汽油”是在汽油中加入CH3OC(CH3)3得到的，在CH3OC(CH3)3分子中必然存在的原子间连接形式有(填写编号)。①，②，③，④。（2）天然气燃烧的产物无毒、热值高，而且管道输送方便，是值得推广的一种清洁能源，已成为我国西部开发的重点项目之一。天然气的主要成分是，它的空间结构是，下列说法中能证明它是该结构的理由是（填写编号）。①CH3Cl只有一种结构，②CH2Cl2只有一种结构，③CHCl3只有一种结构，④CCl4只有一种结构，⑤它是非极性分子。（3）为解决能源危机，有效开发民用氢能源是一条卓有实效的途径，为制得廉价的氢气，下列制氢方法中可行的途径是（填写编号）。①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水18、（原创）2008是全球经济急剧衰退的一年，在金融风暴的冲击下，提高原料利用率来提高经济效益成为人们关注的焦点。某化工厂利用甲烷与氯气反应得到的副产品来制取盐酸实现了变废为宝的梦想，其生产原理可在实验室中模拟如下，请根据要求填空：

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式；（2）B装置的三种功能是①，②，③；

（3）设EQ\f(V(Cl2),V(CH4))=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应；

（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射后，发现硬质玻璃管内壁附着有油珠，写出生成产物中密度最大的物质的化学方程式

；（5）D装置的作用是

（填编号）；

A、收集气体

B、吸收氯气

C、防止倒吸

D、吸收氯化氢

（6）D装置生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为

；

该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为

（填编号）。

①CH4

②CH3Cl

③CH2Cl2

④CHCl3

⑤CCl4【高考阵地】七、选择题（下列题目中只有一个选项最符合题