高中化学 3.1.1最简单的有机物-甲烷要点讲练 新人教版必修2-新人教版高一必修2化学试题VIP免费

3-1-1最简单的有机物—甲烷要点讲练要点一甲烷分子的正四面体结构【要点概述】1.CH4分子的空间构型为正四面体，4条C—H键的长度、强度和夹角完全相同，因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他的相同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如CCl4；(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他的不同原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。2．中学化学中常见的具有正四面体结构的物质有CH4、CCl4、P4、金刚石、晶体硅、NH等。【例题助学】【典型例题1】能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是()A．甲烷的四个碳氢键的键能相等B．甲烷的四个碳氢键的键长相等C．甲烷的一氯代物只有一种D．甲烷的二氯代物只有一种【解析】甲烷的结构式为，其空间分子构型可能有两种：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、B、C都是成立的。或者说A、B、C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。【答案】D【方法指导】解答该类题目首先应明确碳原子的成键情况，若碳原子与其他四个原子形成正方形平面结构的分子，可以用反证法推出与实际情况不相符即可。【变式训练】甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构，其理由是()A．CHCl3只有一种结构B．CH2Cl2只有一种结构C．CH4分子受热分解D．CH4的四个价键的长度和强度都相等【解析】CH4无论是正四面体结构还是平面正方形结构时，都符合选项A、C、D的说法，故不能用选项A、C、D来确定CH4是何种结构；若CH4是平面正方形结构，则CH2Cl2有如下两种结构：，而CH4为正四面体结构时，CH2Cl2就只有一种结构。因此可由CH2Cl2只有一种结构推知CH4为正四面体结构。【答案】B要点二甲烷的取代反应【要点概述】反应条件光照(在室温暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸)反应物纯卤素(CH4与氯水、溴水不反应)反应产物反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，虽然各反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象，往往是几种产物的混合物物质的量的关系CH4与Cl2发生取代反应时，每1molH原子被取代，消耗1molCl2分子，同时生成1mol的HCl分子注意事项CH4与Cl2的反应逐步进行，化学方程式应分步书写【例题助学】【典型例题1】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形管左端会观察到__________。(5)右端玻璃管的作用是__________。【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。【答案】(1)CH4＋4Cl2――→CCl4＋4HCl(2)D(3)B(4)有白色胶状沉淀生成(5)平衡气压【方法指导】甲烷与氯气的取代反应无论甲烷与氯气的比例如何，均会生成四种有机产物，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。【变式训练】把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中，放在...