高中化學魯科版第三章重要的有機化合物第一節(jié)認識有機化合物 獲獎作品

第1課時最簡單的有機物——甲烷的性質與結構【學習目標】認識有機化合物甲烷的組成和結構甲烷的物理、化學性質【基礎落實】一、有機化合物和烴概念組成元素有機化合物大部分含有______的化合物一定含有____，常含有____，有的還含有____________等(寫元素符號，下同)。烴僅含有______________的有機物有機化合物都含有____元素，但含有____元素的物質不一定都是有機物，如CO、CO2、碳酸鹽、碳酸氫鹽都屬于______。二、甲烷1．存在和用途(1)存在：甲烷是________、________、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。(2)用途：天然氣是一種______、______、________的清潔能源，還是一種重要的__________。2．組成與結構(1)表示方法化學式電子式結構式分子結構示意圖球棍模型比例模型(2)結構特點甲烷分子是以______為中心，________為頂點的__________結構，其中C—H鍵的______和______相同。3．物理性質顏色狀態(tài)氣味密度(與空氣相比)水溶性4.化學性質通常狀況下，甲烷比較穩(wěn)定，與______等強氧化劑不反應，與______、______也不反應。但在特定的條件下，甲烷也能發(fā)生某些反應。(1)氧化反應純凈的甲烷在空氣中安靜的燃燒，火焰呈________，放出大量的熱，反應的化學方程式為________________________________________________________________________。(2)取代反應①取代反應：有機化合物分子里的某些________________被其他________________所代替的反應。②甲烷與氯氣的取代反應實驗操作實驗現象a.氣體顏色________，最后________b.試管內壁有________出現c.試管內液面逐漸________d.試管中有少量白霧有關化學方程式CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋HCl③取代產物水溶性：甲烷的四種氯代產物均________。狀態(tài)：常溫下除__________是氣體，其余三種均為__________。④取代反應和置換反應的區(qū)別。類類別實例區(qū)別取代反應置換反應甲烷與氯氣的反應Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑定義參與物質反應條件反應受________、____、____的影響水溶液中置換遵循__________的原則反應中電子得失【對點訓練】知識點一認識有機物1．下列說法正確的是()A．有機物的水溶液都不導電B．有機物都易燃燒C．有機物只能從有機體中獲得D．有機物中都含有碳元素2．烴是()A．含有碳、氫元素的有機物B．含有碳元素的化合物C．僅由碳、氫兩種元素組成的有機物D．完全燃燒只生成二氧化碳和水的化合物3．下列物質屬于烴類的是()A．C6H6 B．H2CO3 C．C2H4O D．CHCl3知識點二甲烷的組成和結構4．如圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型圖。下列說法正確的是()A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結構B．CH4、CCl4都是正四面體結構C．CH4和CCl4中的化學鍵完全相同D．CH4、CCl4的結構相同，性質也相同5．下列事實中能證明甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結構的是()A．CH3Cl只代表一種物質 B．CH2Cl2只代表一種物質C．CHCl3只代表一種物質 D．CCl4只代表一種物質知識點三甲烷的性質6．下列敘述中錯誤的是()A．點燃甲烷不必事先進行驗純B．甲烷燃燒放出大量的熱，所以是一種很好的氣體燃料C．煤礦的礦井要注意通風和嚴禁煙火，以防爆炸事故的發(fā)生D．點燃甲烷不一定會爆炸7．在光照條件下，將等物質的量的甲烷和氯氣混合充分反應后，得到產物的物質的量最多的是()A．CH3Cl B．CHCl3 C．CCl4 D．HCl8．CH4和H2混合氣體10mL，完全燃燒后生成6mLCO2氣體(氣體的體積在相同狀況下測定)，則混合氣體中CH4和H2的體積之比為()A．2∶3 B．3∶2 C．2∶1 D．1∶2知識點四取代反應9．關于取代反應和置換反應的下列說法中，正確的是()A．取代反應和置換反應中一定都有單質生成B．取代反應和置換反應一定都屬于氧化還原反應C．取代反應大多是可逆的，反應速率慢，而置換反應一般是單向進行的，反應速率快D．取代反應和置換反應的產物都是惟一的，不會有多種產物并存的現象10．1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應，待反應完全后，測得四種有機取代物的物質的量相等，則消耗的Cl2為()A．mol B．2mol C．mol D．4mol【課后作業(yè)】練基礎落實1．下列氣體的主要成分不是甲烷的是()A．沼氣 B．煤氣 C．天然氣 D．坑道氣2．以下關于甲烷的說法中錯誤的是()A．甲烷分子是由極性鍵構成的分子B．甲烷分子具有正四面體結構C．甲烷分子中四個C—H鍵是完全等價的鍵D．甲烷分子中具有非極性鍵3．有機物中的烴是________的化合物()A．含有碳元素 B．含有碳元素和氫元素C．僅含有碳元素和氫元素 D．燃燒后生成二氧化碳和水4．用于制造隱形飛機的物質具有吸收微波的功能，其主要成分的結構如下圖，它屬于()A．無機物 B．烴C．高分子化合物 D．有機物5．下列反應屬于取代反應的是()A．CH4eq\o(→,\s\up7(高溫))C＋2H2B．2HI＋Cl2=2HCl＋I2C．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2OD．CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl6.如右圖所示，集氣瓶內充滿某混合氣體，置于光亮處，將滴管內的水擠入集氣瓶后，燒杯中的水會進入集氣瓶，集氣瓶內氣體可能是()①CO、O2②Cl2、CH4③NO2、O2④N2、H2A．①② B．②④ C．③④ D．②③7．常溫下把體積相同的甲烷和氯氣充入一個無色的集氣瓶中，光照一段時間后，發(fā)現氣體的黃綠色變淺，集氣瓶上有淡黃綠色液滴，此時集氣瓶中最多含有氣體物質的種數是()A．5種 B．6種 C．4種 D．3種練方法技巧——燃燒法確定有機物分子組成8．某有機物在O2中充分燃燒生成CO2和H2O的物質的量之比為1∶1，由此可得出的結論是()A．該有機物分子中C、H、O原子個數比為1∶2∶3B．該有機物分子中C、H原子個數比為1∶2C．該有機物中必定含有氧元素D．該有機物化學式為C2H4題號12345678答案練綜合拓展9.如圖所示，某氣體X可能由H2、CO、CH4中的一種或幾種組成，將X氣體點燃，將燃燒后的氣體通過A、B兩個洗氣瓶。試根據實驗現象回答下列問題：(1)若A洗氣瓶的質量增加，B洗氣瓶的質量不變，則X氣體是________。(2)若A洗氣瓶的質量不變，B洗氣瓶的質量增加，則X氣體是________。(3)若A、B兩個洗氣瓶的質量都增加，則X氣體可能是_________________。10.如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1∶4)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光亮的地方，讓混合氣體緩慢地反應一段時間。(1)假設甲烷與氯氣反應充分，且只產生一種有機物，請寫出化學方程式：________________________________________________________________________。(2)若題目中甲烷與氯氣的體積比為1∶1，則得到的產物為________。A．CH3ClHClB．CCl4HClC．CH3ClCH2Cl2D．CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)經過幾個小時的反應后，U形管右端的水柱變化是________________________________________________________________________。A．升高 B．降低 C．不變 D．無法確定(4)若水中含有Na2SiO3，則在U形管左端會觀察到________________________________________________________________________。(5)右端玻璃管的作用是______________________________________。

答案解析基礎落實一、從左到右，從上到下：碳元素CH、ON、S、P、Cl碳元素和氫元素C、H碳碳無機物二、1．(1)天然氣沼氣(2)高效低耗污染小化工原料2．(1)CH4(2)碳原子氫原子正四面體鍵長鍵角3．無色氣態(tài)無味小極難溶4．KMnO4強酸強堿(1)淡藍色CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O(2)①原子或原子團原子或原子團②a.變淺消失b．油狀液滴c．上升③不溶于水一氯甲烷液體④從左到右，從上到下：有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應一種單質跟一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應反應物和生成物中不一定有單質反應物、生成物中一定有單質催化劑溫度光強制弱不一定有電子的轉移一定有電子的得失對點訓練1．D3．A[烴是僅含有碳、氫兩種元素的有機物，故選A。]4．B5．B[甲烷分子中有四個等同的C—H鍵，在空間可能有兩種對稱分布：正四面體結構和平面正方形結構。本題主要考查學生的空間想象能力和逆向思維能力。本題用“反證法”，假設甲烷是平面正方形的結構，則CH2Cl2分子里的五個原子必在同一平面上，應有兩種結構和即代表兩種物質。而CH3Cl、CHCl3、CCl4就是寫成平面結構，也只有一種結構。]6．A[甲烷中如混有氧氣，點燃可能會發(fā)生爆炸，因此點燃之前必須驗純。]7．D[甲烷分子里的氫原子是逐步被氯原子取代的，雖然為等物質的量的甲烷和氯氣混合反應，但發(fā)生任何一步反應，即每取代1mol氫原子都生成1molHCl，因此生成HCl的物質的量最多。]8．B[CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O1 1V(CH4) 6mLV(CH4)＝eq\f(6mL×1,1)＝6mLV(H2)＝10mL－6mL＝4mL故V(CH4)∶V(H2)＝6mL∶4mL＝3∶2。]9．C[CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl就沒有單質生成，A錯；CH3COOC2H5＋H2O→CH3COOH＋C2H5OH就不是氧化還原反應，B錯；CH4與Cl2的取代反應，產物有5種，D錯。]10．C[1molCH4和Cl2反應，產生四種有機取代物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物質的量相等，應各為mol，則n(Cl2)＝mol×(1＋2＋3＋4)＝mol。]課后作業(yè)1．B2．D[甲烷分子的正四面體結構中，四個鍵的長度、角度相等，四個氫原子的位置一樣，分子中的C—H鍵為極性鍵。]3．C[從概念上看，烴中只含碳、氫兩種元素，故C項正確，A、B錯誤；烴完全燃燒的產物為CO2和水，但僅含C、H、O三種元素的化合物完全燃燒產物也只有CO2和水，D項錯誤。]4．D[本題以四硫富瓦烯為題材，考查學生運用已學的知識，將有機化合物分類的能力。選項A明顯錯誤，化合物雖然含硫，但不是無機物；選項B容易造成誤判，烴類化合物是指只含碳、氫元素的有機化合物，該化合物分子中還含有硫元素，因此不屬于烴類；該化合物也不屬于高分子化合物，選項C也是錯誤的。]5．D[A屬于分解反應，B屬于置換反應，C屬于氧化反應，D屬于取代反應，要從反應實質的角度理解取代反應和置換反應的區(qū)別。]6．D[②中CH4與Cl2在光照下可發(fā)生反應，致使氣體的物質的量減少，且生成的HCl能夠溶解于水；③中發(fā)生4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3氣體體積減小。]7．C[此題考查甲烷的取代反應的產物種類，關鍵在于集氣瓶中最多含有氣體物質的種數，產物是氣體的有CH3Cl、HCl，還有沒有完全反應的甲烷和氯氣。]8．B[有機物充分燃燒后生成CO2和H2O的物質的量之比為1∶1，可得有機物分子中n(C)∶n(H)＝1∶2，B正確；由于無條件可證明生成物中氧元素是否由有機物部分或全部提供，所以A、C、D均不正確。