重难点三甲烷的化学性质【要点解读】1．甲烷：分子式：CH4结构式：电子式：正四面体结构天然气三存在：沼气、坑气、天然气2．化学性质一般情况下，性质稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂不反应(1)氧化性CH4+2O2CO2+2H2O；△H＜0注意：CH4不能使酸性高锰酸甲褪色(2)取代反应取代反应：有机化合物分子的某种原子(或原子团)被另一种原子(原子团)所取代的反应CH4+Cl2CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HClCHCl3+Cl2CCl4+HCl(3)主要用途：化工原料、化工产品、天然气、沼气应用．【重难点指数】★★★【重难点考向一】甲烷的取代【例1】CH4与Cl2在光照条件下反应生成多种产物，其中不能生成的是()A．CH3ClB．CCl4C．HClD．H2【答案】D【解析】甲烷和氯气在光照条件下反应，生成物有：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，故选D。【名师点睛】考查甲烷的性质，注意甲烷与氯气发生取代反应的特点以及生成物，甲烷和氯气在光照条件下反应，生成物有：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，据此分析判断。【重难点考向二】甲烷取代反应实验探究【例2】把1mol甲烷和4mol氯气组成的混合气体充入到大试管中将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，一段时间后，推测可能观察到的现象()①黄绿色逐渐消失②试管壁上有油珠③试管内水面上升④水槽内有少量晶体析出A．只有①③B．只有①②③C．只有①③④D．①②③④【答案】D【名师点睛】考查甲烷的取代反应与实验现象，清楚甲烷的取代反应及产物的性质是解题关键，甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷是气体，生成的氯化氢极易溶于水，其中的有机产物均难溶于水，生成的产物均无色，试管中气体颜色会变浅，据此判断甲烷和氯气在光照条件下现象为气体颜色变浅，有油状小液滴生成，打开试管塞试管口有白雾，氯化氢溶于水后导致试管内液面上升，氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出。【重难点考向三】取代反应计算【例3】1molCH4与Cl2反应全部生成CCl4，需Cl2的物质的量是()A．4molB．3molC．2molD．1mol【答案】A【解析】1molCH4与Cl2反应全部生成CCl4，根据碳原子守恒可知生成CCl4的物质的量为1mol，根据H原子守恒可知生成HCl的物质的量为4mol，Cl的物质的量为1mol×4+4mol×1=8mol，则氯气的物质的量为1/2×8mol=4mol，故选A。【名师点睛】考查甲烷取代反应机理和原子守恒的应用，注意计算时不能忘记产物HCl中含有的Cl；1molCH4与Cl2反应全部生成CCl4，根据碳原子守恒可知生成CCl4的物质的量为1mol，根据H原子守恒可知生成HCl的物质的量为4mol，根据Cl原子守恒可计算氯气的物质的量。【趁热打铁】1．将4mol甲烷与氯气发生取代反应，待反应完全后测知四种取代物物质的量相同，测消耗的氯气有()A．2molB．10molC．7.5molD．6mol【答案】B【名师点睛】考查甲烷的取代反应，明确甲烷的取代反应中被取代的氢原子和氯气之间的关系是解本题的关键，根据四种取代物的物质的量相等结合碳原子守恒计算取代物的物质的量，再根据被取代的氢原子和氯气分子之间的关系式计算消耗氯气的物质的量。2．在光照条件下可与甲烷发生反应的物质是()A．氯气B．稀盐酸C．氢氧化钠溶液D．酸性高锰酸钾溶液【答案】A【解析】A．光照条件下，甲烷能和氯气发生取代反应，故A正确；B．盐酸属于强酸，甲烷和稀盐酸不反应，故B错误；C．氢氧化钠属于强碱，甲烷和NaOH溶液不反应，故C错误；D．酸性高锰酸钾属于强氧化剂，甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应，故D错误；故选A。【名师点睛】考查甲烷的性质，根据甲烷性质较稳定，通常情况下和强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂不反应；光照条件下，甲烷能和氯气发生取代反应。3．公元前一世纪，我国已使用天然气井．现在“西气东输”工程早已全面竣工．天然气的主要成分为甲烷．下列关于甲烷的叙述中，错误的是()A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯C．甲烷与氯气反应，无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，都属于取代反应D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水【答案】B4．甲烷和氯气的混...
