第三章第一节最简单的有机化合物—甲烷 知识梳理与训练

1. 第三章第一节最简单的有机化合物—甲烷 知识梳理与训练 赣州一中化学教研组 雷一鸣

2. 基础知识梳理 • 1.有机化合物：含碳元素的化合物，但一般除碳的氧化物和碳酸盐外。 • 2.烃：仅由碳氢元素组成的有机物。 • 3.同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或者若干个CH2原子团的化合物。 • 4.烷烃：烃分子中碳原子之间只以单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达“饱和”。称为饱和烷烃，或简称为烷烃。

3. 5.同分异构体现象、同分异构体：具有相同分子式，但具有不同结构的现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。（以碳链异构体为主）5.同分异构体现象、同分异构体：具有相同分子式，但具有不同结构的现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。（以碳链异构体为主） 甲烷的性质： a.物理性质：常温常压下，甲烷是一种没有颜色，没有气味的气体，密度小于空气的，极难溶于水。

4. b.化学性质：通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱、高锰酸钾均不反应。但在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。b.化学性质：通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱、高锰酸钾均不反应。但在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。 • ①.甲烷的氧化反应（可燃性） • CH4+2O2 → CO2+2H2O • ②.甲烷的取代反应 • 概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。

6. 甲烷的组成、结构： • 组成：由碳氢元素组成 • 分子式： CH4 • 电子式： • 结构式： • 空间构型：正四面体

7. 烷烃通式、分子结构特点和性质 • 1.烷烃包括一系列化合物如甲烷 (CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等。 • 2.烷烃的通式为CnH2n+2 n≥1 • 3.烷烃的物理性质：如沸点、熔点等随分子中碳原子数目依次增加而呈现有规律性的变化。常温下碳原子数目1-4为气态；5-16为液态；17以上为固态。随碳原子数增加，溶沸点升高；密度增大。烷烃几乎不溶于水，比水轻。 • 4.化学性质：较稳定，与CH4的化学性质相似，不跟强酸、强碱、酸性KMnO4溶液反应；能燃烧；在一定条件能发生取代反应等。

8. 基础训练题 • 1．下述关于烃的说法中，正确的是 • A．烃是指仅含有碳和氢两种元素的有机物 • B．烃是指分子里含碳元素的化合物 • C．烃是指燃烧反应后生成二氧化碳和水的有机物 • D．烃是指含有碳和氢元素的化合物 • 答案：A

9. 2.人们一向将碳的氧化物、碳酸盐看作无机物的原因是（　）2.人们一向将碳的氧化物、碳酸盐看作无机物的原因是（　） • A．都是碳的简单化合物 • B．不是从生命里提取的 • C．不是共价化合物 • D．不具有有机物的物质特点 • 答案：D

10. 3.下列事实中，能够说明甲烷分子为正四面体结构，而不是平面正方形结构的是（　）。3.下列事实中，能够说明甲烷分子为正四面体结构，而不是平面正方形结构的是（　）。 • A．甲烷分子中的C—H键完全相同 • B．甲烷分子的结构具有对称性 • C．甲烷分子的二氯代物只有一种结构 • D．分子组成为的物质具有固定的熔、沸点 答案：C

11. 4. 在同一系列中，所有同系物都具有（　） • A．相同的相对分子质量 • B．相同的物理性质 • C．相似的化学性质 • D．相同的最简式 • 答案：C

12. 5.甲烷和氯气一物质的量比1:1混合，在光照条件下，得到的产物是 • ①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4 • A．只有① B．①和③的混合物 • C．只有② D．①②③④的混合物 • 答案：D

13. 6.下列有机物常温下呈液态的是 A．CH3(CH2)2CH3 B．CH3(CH2)15CH3 C．CH3Cl D．CHCl3 答案：D • 7．正己烷的碳链是 A．锯齿形 B．正四面体形 C．直线形 D．有支链的直线形 答案：A

14. 8．把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛饱和NaCl溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色____________，试管中的液面____________，试管壁上有____________出现，水槽中还观察到_____________。8．把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛饱和NaCl溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色____________，试管中的液面____________，试管壁上有____________出现，水槽中还观察到_____________。 • 9．为了除去混在甲烷中的二氧化碳和水蒸气，可将混合气体先通过盛有________的洗气瓶除去________；再通过盛有________的洗气瓶除去________。 • 答案：8．变浅，上升；油状液体；白色沉淀。 • 9．氢氧化钠溶液 二氧化碳 浓硫酸 水蒸气

15. 10.下列结构简式代表了几种不同的烷烃 • A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 • 答案：B

16. 11.下列是四种烷烃分子的结构模型图，其中沸点最高的是（ ） • A B C D • 答案：D

17. 12.用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构简式如图，它属于 ( ) • A．烃　　　 B．无机物　　　 • C．有机化合物 　 D．烷烃 • 答案：C

18. X燃烧后气体 • 13.有机物分子里的某些原子或原子团_______________的反应叫作取代反应，用量筒收集CH4和Cl2的混合气倒扣在盛水的水槽中，使CH4和Cl2发生取代反应，甲烷与氯气应该放在____________的地方，而不应放在____________地方，以免引起爆炸，反应约3分钟之后，可以观察到量筒壁上出现____________，量筒内水面____________。 • 14.如下图，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题： • （1）若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶 • 的质量不变，则气体X是。 • （2）若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶 • 的质量增加,则气体X是。 • (3) 若A、B两个洗气瓶的质量都增加， • 则气体X可能是。 • 答案：13.被其它原子或原子团所代替　　光亮　　日光直射　　油状液体　　上升 • 14.（１）Ｈ２　（２）ＣＯ　（３）CH4 ； H2 CO ； CO CH4 ； H2 CO CH4；H2 CH4

19. 15.常温下将甲烷与O2混合气体57ml点燃充分燃烧后恢复原来状态，剩余气体为23ml，试计算混合气体的组成15.常温下将甲烷与O2混合气体57ml点燃充分燃烧后恢复原来状态，剩余气体为23ml，试计算混合气体的组成 • 答案：甲烷 17ml; O2 40ml • 思考题： • 1.在标准状况下，1.12 L某气态烃（密度为0.717g/L）充分燃烧后，将生成的气体先通过无水氯化钙，再通过氢氧化钠溶液，经测定前者增重1.8 g，后者增重2.2 g，求该烃的分子式。 • 答案：CH4

20. 2.将75mL的甲烷、氢气和一氧化碳的混合气与200mL氧气混合点燃，经过充分反应并干燥，体积减少100mL，再将剩余气体通过碱液吸收，还有125mL。上述体积均在298K，1.01×105Pa测定。2.将75mL的甲烷、氢气和一氧化碳的混合气与200mL氧气混合点燃，经过充分反应并干燥，体积减少100mL，再将剩余气体通过碱液吸收，还有125mL。上述体积均在298K，1.01×105Pa测定。 • 　　（1）判断混合气体是否能完全燃烧？ • 　　（2）总体积减少100mL后，所得气体是什么？多少毫升？ • 　　（3）共生成二氧化碳多少毫升？最后剩余125mL气体是什么？ • 　　（4）原混合气体各组分的体积分别是多少毫升？

21. 解析： • 　　（1）采用极限法，判断氧气是否过量 • 　　即CH4 ＋ 2O2→，2H2 ＋ O2→，2CO＋ O2→，所以75mL气体无论是哪一种，氧气都剩余，因而75mL混合物完全燃烧。 • 　　（2）燃烧并干燥得气体是二氧化碳和剩余氧气，体积等于200＋75－100＝175mL • 　　（3）因为最后剩余气体是氧气，所以共生成二氧化碳的体积为：175－125＝50mL

22. （4）设原混合气体中甲烷的体积为xmL，氢气的为ymL，一氧化碳的为zmL（4）设原混合气体中甲烷的体积为xmL，氢气的为ymL，一氧化碳的为zmL 则CH4 ＋ 2O2→ CO2 ＋ 2H2O x 2x x 　2H2 ＋ O2 ＝2H2O y 0.5y 　2CO＋ O2 ＝ 2CO2 z 0.5z z 依据题意得： x＋y＋z＝75 x＋z＝50 2x＋0.5y＋0.5z＝75 解联立方程组可得： x＝25 ml y＝25 ml z＝25ml

23. 谢谢光临指导！