江苏省徐州市2015-2016学年高中化学第1单元化石燃料与有机化合物(第1课时)天然气的利用甲烷导学案全解 - 图文 联系客服

1.下列关于甲烷的说法不正确的是( ) A.甲烷分子具有正四面体结构 B.甲烷分子中的四个C—H键相同 C.甲烷分子是平面正方形结构

D.甲烷分子的结构式是

2.在光照条件下,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.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl

3.下列反应不属于取代反应的是( ) 浓硫酸

A.CH3CH2OH+CH3CH2OH――→CH3CH2OCH2CH3+H2O B.2KI+Cl2===2KCl+I2

NaOH溶液、加热C.C2H5Cl+H2O――→C2H5OH+HCl 光D.CH3CH3+Cl2――→CH3CH2Cl+HCl

4.关于CH4和CH3CH2CH2CH3的叙述不正确的是( ) A.均能用CnH2n+2(n≥1)组成通式来表示 B.都能与氯水发生取代反应

C.因为它们的结构相似,所以它们的化学性质相似 D.它们互为同系物

5.下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( ) A.烷烃分子中所有的化学键都是单键 B.烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应

C.烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1),符合此通式的烃一定是烷烃 D.正丁烷中所有碳原子在一条直线上

6.(1)已知某烷烃的相对分子质量为30。该烷烃的分子式为________;该烷烃在光照时与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式为__________________________________,属于________反应。 (2)写出戊烷(C5H12)的同分异构体的结构简式:________________________________________ _______________________________________________________________________________; C5H12在光照条件下与Cl2发生取代反应可生成多种取代产物,其一氯代物的分子式为C5H11Cl,判断其同分异构体共有________种。

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学案答案精析

第1课时 天然气的利用 甲烷

自主学习

一、1.(从到右到,从上到下)C、H C、H C H、O 有机化合物 无机物

3.无色 无味 气体 小 难溶

点燃

4.(1)强酸 强碱 强氧化剂 不能 (2)淡蓝 CH4+2O2――→CO2+2H2O (3)①变浅 油状液滴 上升 少量固体析出 CH3Cl HCl CH2Cl2 HCl CHCl3 HCl CCl4 HCl ②原子(或原高温子团) 原子(或原子团) 替代 ③都不溶 都易溶 气 液 (4)CH4――→C+2H2 议一议

1.不是,甲烷是正四面体结构,所以这两种形式表示的为同一种物质。

2.因C—H键与C—Cl键的长度不同,故CH3Cl是四面体结构,但不是正四面体结构。 3.点燃CH4、H2等可燃性气体前必须检验气体的纯度。用排水法收集一试管甲烷气体,用拇指堵紧试管口,移向火焰,当试管口靠近火焰时松开拇指,若仅听到很小的声音,说明此纯度的甲烷点燃时不会爆炸;若听到尖锐的爆鸣声,说明甲烷的纯度不符合在空气中点燃的要求。 4.甲烷燃烧时,将干燥、洁净的小烧杯罩在火焰的上方,小烧杯内壁有水珠凝结,证明甲烷中有氢元素;迅速将小烧杯倒转,向小烧杯中加入少量澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明甲烷中含有碳元素。

5.都不能,不只得到CH3Cl。CH4与Cl2的取代反应是逐步进行的,无论二者的物质的量之比是多少,反应一旦引发,反应不会停留在哪一步上,所以四种取代产物都会生成,得不到纯净的CH3Cl。

6.4 4 每1 mol H原子被取代,消耗1 mol Cl2分子,同时生成1 mol HCl分子。1 mol CH4中的H原子完全被取代,最多能与4 mol Cl2取代,最多能生成4 mol HCl。 二、1.碳 氢

2.(1)(从左到右,从上到下)C2H6 C3H8 C4H10 C4H10 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3

(2)4 单键 链 氢原子 (3)CnH2n+2(n≥1且n为整数)

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(4)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 戊烷 碳原子数 十六烷 正、异、新 异戊点燃光照

烷 新戊烷 (5)①CH3CH2CH3+5O2――→3CO2+4H2O ②CH3CH3+Cl2――→CH3CH2Cl+HCl 3.相似 一个或若干个“CH2”原子团 议一议

1.同系物概念的内涵有两个,一是分子结构相似,二是分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团。两者要联系在一起,缺一不可。同系物具有相同的通式,但是通式相同的有机物不一定互为同系物,同系物的前提是同一类物质且分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团。同系物的组成元素相同,同系物之间相对分子质量相差14n(n=1,2,3,……)。判断两种化合物互为同系物的关键:①同:两种化合物结构相似;②差:两种物质分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团。

2.碳原子个数大于或等于3的烷烃分子中的碳原子不在一条直线上。这是因为每两个C—C之间的夹角不是180°。 3.一定是。 难点突破

例1 C [因为CH4与Cl2发生取代反应生成的四种取代物中的碳原子均来自于CH4,由碳原子守恒可知,1 mol CH4与Cl2发生取代反应共生成1 mol取代物,且每一种取代物的物质的量均为25 mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的Cl原子均来自Cl2,由Cl原子守恒得消耗Cl2的物质的量n(Cl2)=(25+25×2+25×3+25×4) mol=2.5 mol。]

变式训练1 C [取代反应是有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。A为Br原子取代H原子;B为Cl原子取代—OH原子团;C为置换反应;D为Cl原子取代H原子。取代反应是有机反应类型,置换反应一般是无机物的反应类型,个别有机物能发生置换反应。]

例2 C [丙烷只含有C、H元素,充分燃烧生成CO2和H2O,所以丙烷是清洁能源,丙烷不能被酸性KMnO4氧化,但是在点燃时能被氧气氧化,A不正确;丙烷分子中每个碳原子均在四面体的中心,分子中所有的碳原子不在同一条直线上,B不正确;丙烷分子式为C3H8,分子中有8个H原子,每个H原子被取代需用1个Cl2分子,8个H原子全部被取代需消耗8个Cl2分子;丙烷分子中有3个碳原子,位于两端的两个碳原子相同,所以分子中共有两种碳原子,因此C3H7Cl

有2种同分异构体:CH3CH2CH2Cl和。]

变式训练2 (1)B (2)A (3)H (4)D、E、F、G (5)C

解析 A中物质是氧元素的两种单质,互为同素异形体;B中物质是碳元素的两种不同原子,互为同位素;C中两分子烷烃中碳原子个数不等,互为同系物;D、E、F、G中每个C原子位于四

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面体的中心,D、E、F、G为同一种物质;H中两种物质是烷烃,碳原子个数相等,结构不同,互为同分异构体。 当堂过关 1.C 2.D 3.B

4.B [所有烷烃分子式都符合CnH2n+2(n≥1)组成通式,A项正确;烷烃不能与氯水反应,而是在光照条件下都能与氯气反应,B项不正确;烷烃结构相似,所以化学性质相似,C项正确;两种烷烃结构相似,相差3个“CH2”原子团,互为同系物,D项正确。]

5.D [烷烃分子中碳碳键及碳氢键全是单键,A正确;烷烃在光照条件下能与Cl2发生取代反应,B正确;符合通式CnH2n+2(n≥1)的烃一定是烷烃,C正确;正丁烷分子中所有C原子不在同一直线上,D不正确。]

光照

6.(1)C2H6 CH3CH3+Cl2――→CH3CH2Cl+HCl 取代

解析 (1)烷烃的通式为CnH2n+2,则14n+2=30,则n=2,即C2H6。 (2)按以下方法书写C5H12的同分异构体: 先写碳架结构:

①先写出最长碳链的碳架结构:C—C—C—C—C;

②再写少一个碳原子的直链的碳架结构:③然后再写少两个碳原子直链的碳架结构:

A.把剩下的两个碳原子当作一个支链加在主链上: (即);

B.把剩下的两个碳原子分别作两个支链加在主链上:再补足氢原子:

按“碳四键”的原理,碳原子剩余的价键用氢原子去饱和,就可得所有同分异构体的结构简式:

CH3CH2CH2CH2CH3;

;。

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C5H11Cl同分异构体的写法:

①C—C—C—C—C,有3种不同的H原子,故—Cl取代—H有3种可能; ②

,有4种不同的H原子,故—Cl取代—H有4种可能;

③,有1种H原子,故—Cl取代—H,有1种可能。则C5H11Cl的同分异构体有

CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3、

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