第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物甲烷Word文档格式.docx
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为________________________________________________________________________。
(2)取代反应
①取代反应:
有机化合物分子里的某些________________被其他________________所代
替的反应。
②甲烷与氯气的取代反应
实验操作
实验现象
a.气体颜色________,最后________
b.试管内壁有________出现
c.试管内液面逐渐________
d.试管中有少量白雾
有关化学方程式
CH4+Cl2
CH3Cl+HCl;
CH3Cl+Cl2
CH2Cl2+HCl;
CH2Cl2+Cl2
CHCl3+HCl;
CHCl3+Cl2
CCl4+HCl
③取代产物
水溶性:
甲烷的四种氯代产物均________。
状态:
常温下除__________是气体,其余三种均为__________。
④取代反应和置换反应的区别。
取代反应
置换反应
甲烷与氯气的反应
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
定义
参与物质
反应条件
反应受________、____、____的影响
水溶液中置换遵循__________的原则
反应中
电子得失
知识点一 认识有机物
1.下列说法正确的是( )
A.有机物的水溶液都不导电
B.有机物都易燃烧
C.有机物只能从有机体中获得
D.有机物中都含有碳元素
2.烃是( )
A.含有碳、氢元素的有机物
B.含有碳元素的化合物
C.仅由碳、氢两种元素组成的有机物
D.完全燃烧只生成二氧化碳和水的化合物
3.下列物质属于烃类的是( )
A.C6H6B.H2CO3C.C2H4OD.CHCl3
知识点二 甲烷的组成和结构
4.如图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。
下列说法正确的是( )
A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B.CH4、CCl4都是正四面体结构
C.CH4和CCl4中的化学键完全相同
D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同
5.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是( )
A.CH3Cl只代表一种物质B.CH2Cl2只代表一种物质
C.CHCl3只代表一种物质D.CCl4只代表一种物质
知识点三 甲烷的性质
6.下列叙述中错误的是( )
A.点燃甲烷不必事先进行验纯
B.甲烷燃烧放出大量的热,所以是一种很好的气体燃料
C.煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火,以防爆炸事故的发生
D.点燃甲烷不一定会爆炸
7.在光照条件下,将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后,得到产物的物质的量最多的是( )
A.CH3ClB.CHCl3C.CCl4D.HCl
8.CH4和H2混合气体10mL,完全燃烧后生成6mLCO2气体(气体的体积在相同状况
下测定),则混合气体中CH4和H2的体积之比为( )
A.2∶3B.3∶2C.2∶1D.1∶2
知识点四 取代反应
9.关于取代反应和置换反应的下列说法中,正确的是( )
A.取代反应和置换反应中一定都有单质生成
B.取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应
C.取代反应大多是可逆的,反应速率慢,而置换反应一般是单向进行的,反应速率快
D.取代反应和置换反应的产物都是惟一的,不会有多种产物并存的现象
10.1molCH4与Cl2发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗的Cl2为( )
A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol
练基础落实
1.下列气体的主要成分不是甲烷的是( )
A.沼气B.煤气C.天然气D.坑道气
2.以下关于甲烷的说法中错误的是( )
A.甲烷分子是由极性键构成的分子
B.甲烷分子具有正四面体结构
C.甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键
D.甲烷分子中具有非极性键
3.有机物中的烃是________的化合物( )
A.含有碳元素B.含有碳元素和氢元素
C.仅含有碳元素和氢元素D.燃烧后生成二氧化碳和水
4.用于制造隐形飞机的物质具有吸收微波的功能,其主要成分的结构如下图,它属于
( )
A.无机物B.烃
C.高分子化合物D.有机物
5.下列反应属于取代反应的是( )
A.CH4
C+2H2
B.2HI+Cl2===2HCl+I2
C.CH4+2O2
CO2+2H2O
D.CH4+Cl2
CH3Cl+HCl
6.
如右图所示,集气瓶内充满某混合气体,置于光亮处,将滴管内的水挤入集气瓶后,烧
杯中的水会进入集气瓶,集气瓶内气体可能是( )
①CO、O2 ②Cl2、CH4 ③NO2、O2
④N2、H2
A.①②B.②④C.③④D.②③
7.常温下把体积相同的甲烷和氯气充入一个无色的集气瓶中,光照一段时间后,发现气体的黄绿色变浅,集气瓶上有淡黄绿色液滴,此时集气瓶中最多含有气体物质的种数是
A.5种B.6种C.4种D.3种
练方法技巧
——燃烧法确定有机物分子组成
8.某有机物在O2中充分燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1,由此可得出的
结论是( )
A.该有机物分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶3
B.该有机物分子中C、H原子个数比为1∶2
C.该有机物中必定含有氧元素
D.该有机物化学式为C2H4
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
练综合拓展
9.
如图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成,将X气体点燃,将燃
烧后的气体通过A、B两个洗气瓶。
试根据实验现象回答下列问题:
(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则X气体是________。
(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,则X气体是________。
(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则X气体可能是_________________。
10.
如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假
定氯气在水中的溶解度可以忽略。
将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮
的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1,则得到的产物为________。
A.CH3Cl HCl
B.CCl4 HCl
C.CH3Cl CH2Cl2
D.CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl
(3)经过几个小时的反应后,U形管右端的水柱变化是
A.升高B.降低C.不变D.无法确定
(4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到
(5)右端玻璃管的作用是______________________________________。
基础落实
一、
从左到右,从上到下:
碳元素 C H、O N、S、P、Cl 碳元素和氢元素
C、H 碳 碳 无机物
二、
1.
(1)天然气 沼气
(2)高效 低耗 污染小 化工原料
2.
(1)CH4
(2)碳原子 氢原子 正四面体 键长 键角
3.无色 气态 无味 小 极难溶
4.KMnO4 强酸 强碱
(1)淡蓝色 CH4+2O2
CO2+2H2O
(2)①原子或原子团 原子或原子团 ②a.变浅 消失 b.油状液滴 c.上升 ③不溶于水 一氯甲烷 液体 ④从左到右,从上到下:
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代替的反应 一种单质跟一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物和生成物中不一定有单质 反应物、生成物中一定有单质 催化剂 温度 光 强制弱 不一定有电子的转移 一定有电子的得失
对点训练
1.D 2.C
3.A [烃是仅含有碳、氢两种元素的有机物,故选A。
]
4.B
5.B [甲烷分子中有四个等同的C—H键,在空间可能有两种对称分布:
正四面体结构和平面正方形结构。
本题主要考查学生的空间想象能力和逆向思维能力。
本题用“反证法”,假设甲烷是平面正方形的结构,则CH2Cl2分子里的五个原子必在同一平面上,应有两种结构
和
即代表两种物质。
而CH3Cl、CHCl3、CCl4就是写成平面结构,也只有一种结构。
6.A [甲烷中如混有氧气,点燃可能会发生爆炸,因此点燃之前必须验纯。
7.D [甲烷分子里的氢原子是逐步被氯原子取代的,虽然为等物质的量的甲烷和氯气混合反应,但发生任何一步反应,即每取代1mol氢原子都生成1molHCl,因此生成HCl的物质的量最多。
8.B
[CH4+2O2
11
V(CH4)6mL
V(CH4)=
=6mL
V(H2)=10mL-6mL=4mL
故V(CH4)∶V(H2)=6mL∶4mL=3∶2。
9.C [CH4+Cl2
CH3Cl+HCl就没有单质生成,A错;
CH3COOC2H5+H2O―→CH3COOH+C2H5OH就不是氧化还原反应,B错;
CH4与Cl2的取代反应,产物有5种,D错。
10.C [1molCH4和Cl2反应,产生四种有机取代物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量相等,应各为0.25mol,则n(Cl2)=0.25mol×
(1+2+3+4)=2.5mol。
课后作业
1.B
2.D [甲烷分子的正四面体结构中,四个键的长度、角度相等,四个氢原子的位置一样,分子中的C—H键为极性键。
3.C [从概念上看,烃中只含碳、氢两种元素,故C项正确,A、B错误;
烃完全燃烧的产物为CO2和水,但仅含C、H、O三种元素的化合物完全燃烧产物也只有CO2和水,D项错误。
4.D [本题以四硫富瓦烯为题材,考查学生运用已学的知识,将有机化合物分类的能力。
选项A明显错误,化合物虽然含硫,但不是无机物;
选项B容易造成误判,烃类化合物是指只含碳、氢元素的有机化合物,该化合物分子中还含有硫元素,因此不属于烃类;
该化合物也不属于高分子化合物,选项C也是错误的。
5.D [A属于分解反应,B属于置换反应,C属于氧化反应,D属于取代反应,要从反应实质的角度理解取代反应和置换反应的区别。
6.D [②中CH4与Cl2在光照下可发生反应,致使气体的物质的量减少,且生成的HCl能够溶解于水;
③中发生4NO2+O2+2H2O===4HNO3气体体积减小。
7.C [此题考查甲烷的取代反应的产物种类,关键在于集气瓶中最多含有气体物质的种数,产物是气体的有CH3Cl、HCl,还有没有完全反应的甲烷和氯气。
8.B [有机物充分燃烧后生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1,可得有机物分子中n(C)∶n(H)=1∶2,B正确;
由于无条件可证明生成物中氧元素是否由有机物部分或全部提供,所以A、C、D均不正确。
9.
(1)H2
(2)CO (3)CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4
解析 写出三种气体燃烧反应的化学方程式,然后根据浓硫酸吸水,澄清石灰水吸收CO2可得:
(1)若A瓶质量增加,B瓶质量不变,说明气体X燃烧只生成水,X为H2;
(2)若A瓶质量不变,B瓶质量增加,说明气体X燃烧只有CO2生成,故X为CO;
(3)若A、B两瓶质量都增加,说明气体X燃烧产物既有H2O又有CO2,故X气体为不确定成分。
它可以是CH4,也可以是以下组合:
H2与CO;
H2与CH4;
CO与CH4;
H2与CO和CH4。
10.
(1)CH4+4Cl2
CCl4+4HCl
(2)D (3)B (4)有白色胶状沉淀生成 (5)平衡气压
解析
(1)因Cl2足量,若充分反应,则CH4中的四个H原子可完全被取代,生成CCl4和HCl,
CH4+4Cl2
CCl4+4HCl。
(2)甲烷与氯气的取代反应,是四步反应同时发生,故得到四种氯代产物和HCl。
(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应,U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水,压强减小,U形管右侧液面下降,左侧液面上升。
(4)因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HCl+Na2SiO3===H2SiO3↓+2NaCl,所以观察到有白色胶状沉淀生成。
(5)为了平衡气压,在U形管右侧插有一个玻璃管。
第2课时 烷 烃
一、烷烃
1.概念:
分子中碳原子之间只以__________结合,剩余的价键全部跟__________结合,
使每个碳原子的化合价都达到“饱和”,这样的烃叫__________,也叫______。
2.通式:
__________________。
3.烷烃的结构特点
①烷烃分子里的碳原子间都以______相连接,每个碳原子最多能以____个共价单键与其
他碳(或氢)原子相连接。
每个碳原子的化合价都得到充分的利用。
②烷烃都是______结构,非平面或直线结构,碳原子______一条直线上,而是呈______
型或______状。
碳碳单键可以旋转,因此烷烃(主链的碳原子数≥4)的碳链形状可以改变。
4.物理性质
递
变性
熔、沸点
烷烃的熔、沸点较低,且随碳原子数的增加而____;
碳原子数相同的烷烃,支链越多,熔、沸点越低
碳原子数____的烷烃在常温常压下是____,其他烷烃在常温常压下是__________
相对密度
烷烃的相对密度都较小,且随碳原子数的增加而____
相似性
烷烃难溶于____而易溶于________;
液态烷烃的密度均小于1g·
cm-3
5.化学性质
稳定性
烷烃通常较稳定,不能被__________________________氧化,也不能与______、______发生反应
氧化
反应
①在空气或氧气中点燃,完全燃烧时生成______
②在相同情况下,随着烷烃分子里碳原子数的增加,往往燃烧越来越不充分,燃烧火焰明亮,甚至伴有黑烟
③烷烃的燃烧通式为__________________________________________
取代
在________条件下,烷烃与________________________发生取代反应,生成种类更多的有机物和相应的卤化氢气体。
可简单表示如下:
CnH2n+2+X2
CnH2n+1X+HX
6.简单烷烃的命名——习惯命名法
(1)n≤10时,从一到十依次用________________________________________表示为“某
烷”,如C8H18命名为______。
(2)n>10时,用汉字数字表示,如C18H38命名为________。
(3)对于碳原子数相同而结构不同的烷烃,一般在烷烃名称之前再加“____”、“____”、
“____”等字加以区别。
如
命名为____________。
二、同系物、同分异构现象和同分异构体
1.同系物
结构______,在分子组成上相差________________________的物质互称为同系物。
(1)同系物概念的内涵有两个:
一是分子结构______,二是分子组成上相差一个或若干个
____________。
两者要联系在一起,缺一不可。
同系物的外延是有机物,也就是说,不
仅在烷烃类物质内存在同系物关系,在其他类有机物中也存在同系物关系;
(2)同系物具有相同的______,但是通式相同的有机物________互为同系物,同系物的前
提是________物质且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团;
(3)同系物的组成元素相同,同系物之间相对分子质量相差______(n=1,2,3,……)。
(4)同系物的判断规律:
①一差(分子组成至少相差一个____________);
②一同(具有相同
的______);
③二相似(______相似,__________相似)。
2.同分异构现象和同分异构体
(1)同分异构现象
化合物具有相同________,但具有不同______的现象。
(2)同分异构体
具有相同分子式而结构不同的化合物互称为同分异构体。
(3)常见烷烃同分异构体的数目
随着碳原子数的增加,烷烃的同分异构体的数目也逐渐增加。
只有______、______、______
仅有一种结构,没有同分异构体。
其他烷烃如戊烷有____种、己烷有____种、庚烷有9
种,而癸烷则有75种之多。
(4)同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较见下表:
分子式
结构
性质
同
位
素
______相同,______不同的________元素的不同原子
元素符号表示式不同,如:
H、
H、
H
________相同,____________不同
________性质不同,________性质几乎相同
同素
异形
体
______元素形成的________单质
________相同,________不同。
如O2和O3
单质的组成与结构________
________性质不同,________性质基本相同
同系
物
____相似,分子组成相差一个或若干个____________的有机物
______不同,但具有相同的________
__________性质不同,__________性质相似
同分
异构
______相同,______不同的化合物
__________性质不同,______性质不一定相同
(5)有机化合物种类繁多的原因是什么
①有机物中每个碳原子可与其他____个原子形成____个共价键;
而且碳碳之间也能相互
形成共价键,不仅可以形成______,还可形成______或______。
②多个碳原子可相互结合形成长长的______,还可形成______结构。
③有机物中可含______碳原子,也可含有__________个碳原子,并且在分子组成相同时,
还可以有众多的____________。
知识点一 烷烃的组成与性质
1.有关简单的饱和链烃的叙述:
①都是易燃物;
②特征反应是取代反应;
③相邻两个烷
烃在分子组成上相差一个CH3,正确的是( )
A.①和③B.②和③C.只有①D.①和②
2.生活中常用的液化石油气的主要成分是丁烷,使用过程中常有一些杂质以液体形式沉
积于钢瓶底部,这些杂质中可能含有( )
A.乙烷和丙烷B.乙烷和丁烷
C.戊烷和己烷D.十七烷和十八烷
知识点二 同系物
3.下列各组内的物质属于同系物的是( )
4.下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,彼此一定是同系物
B.相对分子质量相等的物质,互称同分异构体
C.同系物不一定符合同一通式
D.相对分子质量相同,组成元素的质量分数相同的不同有机物一定是同分异构体
知识点三 同分异构体
5.互为同分异构体的物质不可能具有( )
A.相同的相对分子质量B.相同的结构
C.相同的分子式D.相同的通式
6.下列各组物质中属于同系物的是________,互为同分异构体的是________,互为同素
异形体的是________,互为同位素的是________,属于同一物质的是________。
①
②C(CH3)4和C4H10 ③
H2O和
H2O ④35Cl和37Cl ⑤石墨和金刚石
⑦(CH3)2CHCH(CH3)2和(CH3)2CH(CH2)2CH3
1.下列关于烷烃性质的叙述中,不正确的是( )
A.烷烃同系物随着相对分子质量的增大,熔、沸点逐渐升高;
常温下的状态由气态递
变到液态,相对分子质量大的则为固态
B.烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应,它们燃烧时生成二氧化碳和水
D.烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
2.根据下列数据判断丙烷的沸点可能是( )
物质
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸点
-162℃
-89℃
-1℃
+36℃
A.约-40℃B.低于-162℃
C.低于-89℃D.高于+36℃
3.下列说法正确的是( )
A.烃分子中,碳原子间都以碳碳单键结合,其余的价键均与氢原子结合,这一系列化
合物的分子通式为CnH2n+2
B.分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,互称为同系物
C.烷烃分子中,相邻的三个碳原子有可能在同一条直线上
D.
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