1、.高中化學(xué)解讀甲烷的構(gòu)造、性質(zhì)和用處一、考點(diǎn)打破知識(shí)點(diǎn)考綱要求題型說明化石燃料的構(gòu)成甲烷的構(gòu)造和性質(zhì)1. 認(rèn)識(shí)化石燃料綜合利用的意義2. 知道甲烷的分子構(gòu)造和來源3. 理解甲烷的可燃性、取代反響等性質(zhì)及主要用處選擇題計(jì)算題甲烷的構(gòu)造和性質(zhì)高考中常考二、重難點(diǎn)提示重點(diǎn)：甲烷的化學(xué)性質(zhì)。難點(diǎn)：甲烷的取代反響。考點(diǎn)一、化石燃料的構(gòu)成【重要提示】1天然氣、石油、煤是常見的化石燃料，屬不可再生資源。2CO2、CH4及碳?xì)浠衔锸切纬蓽厥倚?yīng)的氣體。考點(diǎn)二、甲烷1. 甲烷的組成和構(gòu)造名稱化學(xué)式電子式構(gòu)造式空間構(gòu)型球棍模型比例模型甲烷CH4甲烷分子的空間構(gòu)造是正四面體構(gòu)型。碳原子位于四面體的中心，四個(gè)氫原子

2、分別位于四面體的4個(gè)頂點(diǎn)。2. 物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度水溶性無色氣態(tài)無味CH4空氣不溶3. 化學(xué)性質(zhì)通常狀況下，甲烷比較穩(wěn)定，與 KMnO4等強(qiáng)氧化劑不反響，與 強(qiáng)酸 、強(qiáng)堿 也不反響。但在特定的條件下，甲烷也能發(fā)生某些反響。1甲烷和氧氣反響實(shí)驗(yàn)操作燃燒現(xiàn)象安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰方法罩一只枯燥的燒杯罩一只內(nèi)壁用澄清石灰水潤洗過的燒杯現(xiàn)象燒杯內(nèi)壁變模糊石灰水變渾濁結(jié)論有水生成有CO2生成反響方程式CH42O2CO22H2O【重要提示】點(diǎn)燃甲烷之前必須檢驗(yàn)其純度，以防發(fā)生爆炸。2取代反響 定義：有機(jī)化合物分子中的某種原子或原子團(tuán)被另一種原子或原子團(tuán)所取代的反響。 甲烷和氯氣反響實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

3、象1瓶內(nèi)黃綠色逐漸消失，最后變?yōu)闊o色2集氣瓶內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)3集氣瓶內(nèi)液面上升，水槽中有晶體析出反響原理CH4Cl2CH3ClHClCH3ClCl2CH2Cl2HClCH2Cl2Cl2CHCl3HClCHCl3Cl2CCl4HCl特點(diǎn)反響不停留在某一步反響上，各種產(chǎn)物均有【重要提示】外部條件光照，冷暗處不反響，CH4與Cl2用日光直射會(huì)發(fā)生爆炸；反響物鹵素單質(zhì)可發(fā)生反響，氯水、溴水與CH4不發(fā)生反響。3甲烷高溫下可分解其反響為CH4C2H2。4. 應(yīng)用制備氟利昂。其過程為CH4CHCl3CHFCl2。合成甲醇。其過程為CH4COH2 CH3OH。【隨堂練習(xí)】以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A. 通常情

4、況下，甲烷跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑不起反響 B. 甲烷是正四面體構(gòu)造 C. 甲烷跟氯氣反響無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3，還是CCl4，都屬于取代反響 D. 甲烷的四種取代物常溫下均為液體答案：D思路分析：通常情況下甲烷較穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑反響，A正確；甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體構(gòu)造，B正確；甲烷與Cl2在光照時(shí)發(fā)生取代反響生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl五種產(chǎn)物，其中四種有機(jī)產(chǎn)物中CH3Cl為氣體，CH2Cl2、CHCl3、CCl4為液體，C正確，D錯(cuò)誤。例題1 1 mol CH4與一定量的Cl2在光照條件下反響，生成的四種氯代物的物

5、質(zhì)的量相等，那么參加反響的Cl2的物質(zhì)的量是A. 2 mol B. 2.5 molC. 3 mol D. 4 mol思路分析：1 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反響，由題意知，得到的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物質(zhì)的量均為0.25 mol，即這四種取代物中：nCl0.25×12342.5 mol，根據(jù)取代反響的特點(diǎn)知：nHCl2.5 mol，故生成物中含氯原子的物質(zhì)的量為5 mol，那么nCl22.5 mol。答案：B例題2 CH4分子是以碳原子為中心的正四面體構(gòu)造，而不是正方形的平面構(gòu)造，理由是A. CH3Cl不存在同分異構(gòu)現(xiàn)象B. CH2Cl2不存在同分異構(gòu)現(xiàn)

6、象C. CHCl3不存在同分異構(gòu)現(xiàn)象D. CH4是氣體分子思路分析：CH4分子中有四個(gè)等同的CH鍵，可能有兩種對(duì)稱的構(gòu)造正四面體構(gòu)造和平面正方形構(gòu)造。甲烷無論是正四面體構(gòu)造還是正方形構(gòu)造，一氯代物均不存在同分異構(gòu)體。而平面正方形中，四個(gè)氫原子的位置雖然也一樣，但是互相間存在相鄰和相間的關(guān)系，其二氯代物有兩種異構(gòu)體：和。假設(shè)是正四面體，那么只有一種，因?yàn)檎拿骟w的兩個(gè)頂點(diǎn)總是相鄰關(guān)系。由此，由CH2Cl2只代表一種物質(zhì)，可以判斷甲烷分子是空間正四面體構(gòu)造，而不是平面正方形構(gòu)造。答案：B例題3 2020年1月16日，據(jù)英國?太陽報(bào)?報(bào)道，美國宇航局科學(xué)家在華盛頓宣布，首次確認(rèn)火星大氣中存在甲烷氣體

7、，可能來自火星火山活動(dòng)或者生命活動(dòng)，這一發(fā)現(xiàn)將為尋找火星生命帶來希望。某課外活動(dòng)小組利用如下圖裝置探究甲烷與氯氣的反響。根據(jù)題意，答復(fù)以下問題：1CH4與Cl2發(fā)生反響的條件是_；假設(shè)用日光直射，可能會(huì)引起_。2實(shí)驗(yàn)中可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有：量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，_，_等。3用飽和食鹽水而不用水的原因是_。4實(shí)驗(yàn)中生成的油狀液滴中的氯仿可作部分麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化，產(chǎn)生劇毒氣體光氣，反響的化學(xué)方程式為2CHCl3O22COCl22HCl，上述反響_填選項(xiàng)符號(hào)，下同。A. 屬于取代反響B(tài). 不屬于取代反響為防止事故發(fā)生，在使用前檢驗(yàn)氯仿是否變質(zhì)可選用的試劑是

8、_。A. 氫氧化鈉溶液B. 硝酸銀溶液C. 稀鹽酸 D. 水E. 潮濕的藍(lán)色石蕊試紙 F. 潮濕的無色酚酞試紙思路分析：CH4和Cl2光照反響生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物質(zhì)，隨著反響的進(jìn)展，Cl2不斷被消耗，黃綠色逐漸消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下是無色液體，且Cl2易溶于有機(jī)溶劑，故量筒內(nèi)壁上有油滴。因生成的HCl易溶于水，量筒內(nèi)的壓強(qiáng)減小，量筒內(nèi)液面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl濃度增大，使NaCl固體析出。氯仿變質(zhì)后產(chǎn)生HCl，檢驗(yàn)產(chǎn)物HCl即可，參加硝酸銀溶液后，假設(shè)產(chǎn)生白色沉淀，那么氯仿變質(zhì)；HCl溶于水為鹽酸，可以使潮濕的藍(lán)色石蕊試紙變紅。答案：1光照或光亮處爆炸2量筒內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺量筒內(nèi)液面上升3降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反響4BBE【綜合拓展】取代反響與置換反響的比較取代反響置換反響舉例CH4Cl2 CH3ClHClZnH2SO4ZnSO4H2定義有機(jī)物分子里的原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反響一種單質(zhì)跟一種化合物反響，生成另一種