高中化学 第3章 有机化合物 第1节 第1课时 甲烷的性质讲义素养练（含解析）新人教版必修2-新人教版高一必修2化学试题VIP专享VIP免费

第1课时甲烷的性质学习目标核心素养建构1.了解有机化合物的概念。2．掌握甲烷的分子结构、了解甲烷的物理性质及存在、用途。3．掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特点。[知识梳理]一、有机化合物和烃概念组成元素有机化合物含有碳元素的化合物一定含有碳元素，常含有氢、氧元素，有的还含有氮、硫、磷、卤素等烃仅含有碳、氢两种元素的有机物C、H(写元素符号)【自主思考】1．CO、CO2、H2CO3及碳酸盐属于有机物吗？提示CO、CO2、H2CO3及碳酸盐虽然含有碳元素，但其组成和性质大多具有无机物的特点，因此属于无机物。二、甲烷1．分子结构(1)分子组成：(2)空间结构：分子结构示意图结构特点及空间构型4个C—H键的长度和强度相同，夹角相同，具有正四面体结构【自主思考】2．若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子，还是正四面体结构吗？提示因C—H键与C—Cl键的长度不同，故CH3Cl是四面体结构，但不是正四面体。2．物理性质颜色状态气味密度(与空气相比)水溶性无色气体无味比空气小极难溶3.化学性质通常状况下，甲烷性质比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应。但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。(1)氧化反应。甲烷在空气中燃烧的化学方程式为CH4＋2O2――→CO2＋2H2O；现象为安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。(2)取代反应①实验探究：甲烷与Cl2的取代反应。实验操作实验现象A装置：a.试管内气体颜色逐渐变浅；b.试管内壁有油状液滴出现；c.试管中有少量白雾；d.试管内液面上升；e.水槽中有固体析出B装置：无明显现象实验结论CH4与Cl2在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式为CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl②甲烷的四种氯代产物的性质。a．水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水。b．状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体。③取代反应概念：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替代的反应。4．存在与用途甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，也是一种重要的化工原料。[效果自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)有机物都含有碳元素，则含有碳元素的化合物都是有机物()(2)有机物都易燃烧()(3)烃是含有碳元素和氢元素的化合物()(4)烃在氧气中充分燃烧后只生成二氧化碳和水()(5)天然气的主要成分是甲烷，其属于可再生能源()(6)在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度()(7)甲烷与Cl2的反应是置换反应()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×2．瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，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并严禁烟火，以防爆炸事故的发生D．点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸答案A探究一、有机物组成和结构的表示方法【合作交流】1．从碳的原子结构分析，有机物成键有什么特点？提示碳的原子结构示意图，其最外层有4个电子，不易失电子，也不易得电子，一般通过共价键与氢、氧、卤素、硫、氮等元素的原子相结合，也可以与碳原子形成多种形式的共价键。2．根据甲烷的正四面体结构推测CH2Cl2结构应该有几种？提示甲烷的立体结构为，因此CH2Cl2中2个Cl在空间一定处于相邻位置，CH2Cl2只有一种结构。【点拨提升】1．甲烷空间结构的三点拓展应用(1)若CH4分子中的4个氢原子全部被其他相同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2等。(3)由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原子并不在一条直线上。2．常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)表示方法含义分子式：CH4用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目最简式(实验式)：CH4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式：用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式：①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；②表示分子中原...