3.1.1甲烷的性质【典例导悟】【典例1】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.甲烷的四个碳氢键的键长相等D.甲烷的四个碳氢键的夹角相等【规范解答】选B。甲烷的结构式为，其分子空间构型可能有两种：①为平面正方形结构，②为空间正四面体结构，无论是①还是②的空间构型，A、C、D都是成立的，或者说A、C、D成立并不能证明甲烷分子空间构型是①还是②，若是构型①，则二氯甲烷有两种结构；若是构型②，则二氯甲烷只有一种结构。【规律方法】有机物分子中，碳原子以四个单键与其他原子或原子团结合，该碳原子形成的分子结构就是四面体结构，若这四个原子或原子团相同，则该碳原子所形成的分子结构就是正四面体结构。【变式训练】下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况（）A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ【解析】选D。这几种形式都可表示甲烷这种物质，其中分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象的表达出H、C的位置及所占比例。电子式只反映原子的最外层电子的成键情况，故答案为D。【典例2】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.CH3ClHClB.CCl4HClC.CH3ClCH2Cl2D.CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl[（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____。（5）右端玻璃管的作用是_________。【思路点拨】解答该题需注意以下三点：（1）甲烷的取代反应是一种连锁反应，第一步反应一旦开始后续反应立即进行。（2）产物HCl易溶于水，会引起压强变小。（3）硅酸是难溶性弱酸。【自主解答】（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+4Cl2CCl4+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。光照(5)为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。答案：（1）CH4+4Cl2CCl4+4HCl（2）D（3）B(4）有白色胶状沉淀生成（5）平衡气压光照【变式训练】将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在漫射光的照射下充分反应，生成物中物质的量最大的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CCl4D.HCl【解析】选D。甲烷与氯气发生取代反应时，每取代1mol氢原子都生成1molHCl，所以生成物中物质的量最多的为HCl。【学业达标训练】1.（2010·哈尔滨高一检测）下列物质中属于有机物的是（）①乙醇②食盐③石墨④甲烷⑤蔗糖⑥水⑦一氧化碳⑧碳酸钙⑨乙酸A.①②④⑤⑨B.①④⑤⑨C.①③④⑤⑦⑧⑨D.①④⑤⑥【解析】选B。食盐、水中不含碳元素，石墨、一氧化碳、碳酸钙三种物质虽含碳元素，但性质上与有机物有很大区别，不属于有机物。2.（2010·长沙高一检测）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【解析】选C。仅含有碳元素和氢元素的有机物叫烃，烃燃烧后生成CO2和H2O，但烃的含氧衍生物燃烧也生成CO2和H2O，故只有C正确。3.下表中四种物质的结构式或球棍模型有错误的是（）【解析】选D。结构式是表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，不表示空间构型；球棍模型中小球表示原子，短棍表示化学键，用于表示分子的空间结构，题目中Cl2、H2O、NH3的结构式、球棍模型均正确，而CH4为正四面体结构，而题给球棍模型不能表达，故D错误。4.下列物质在一定条件下，可与CH4发生取代反应的是（）A.氧气B.溴水C.氯气D.酸性...
