人教版化學導學課件《烴》

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歡迎進入化學課堂 第十章烴 第29課時甲烷 烷烴 3 化學性質(zhì) 1 穩(wěn)定性通常情況下 甲烷比較穩(wěn)定 與等強氧化劑不反應 與 也不反應 2 氧化反應 甲烷的燃燒 3 取代反應 甲烷在光照條件下與Cl2發(fā)生反應 KMnO4 強酸 強堿 二 烷烴的組成 結構與性質(zhì)1 通式 n 1 2 結構特點烴分子中碳原子之間以結合 碳原子剩余的價鍵全部與結合 使每個碳原子都達到價鍵飽和 烷烴又叫飽和烴 3 性質(zhì) 1 物理性質(zhì) 水溶性 密度 比水 狀態(tài) 碳原子數(shù)小于4的烷烴 常溫下呈 遞變性 隨碳原子數(shù)的增加 熔沸點逐漸 密度逐漸 CnH2n 2 單鍵 氫原子 難溶于水 小 氣態(tài) 升高 增大 2 化學性質(zhì)烷烴的化學性質(zhì)與甲烷相似 通常較穩(wěn)定 不與強酸 強堿及強氧化劑反應 但在一定條件下可燃燒 可發(fā)生取代反應和分解反應 烷烴 CnH2n 2 的燃燒通式為 乙烷與Cl2發(fā)生取代反應生成一氯代物的化學方程式為 1 下列說法正確的是 A 有些可燃性氣體點燃時不需要檢驗純度B 某物質(zhì)在空氣中燃燒生成二氧化碳和水 該物質(zhì)一定為甲烷C 沼氣 天然氣 煤氣的主要成分都是甲烷D 甲烷和氫氣一樣也是一種最理想的氣體燃料 解析 凡可燃性氣體點燃時都要先檢驗純度 在空氣中燃燒生成二氧化碳的物質(zhì)中含有碳元素和氫元素 不一定為甲烷 煤氣的主要成分為CO D 2 1molCH4與一定量的Cl2發(fā)生取代反應 待反應完成后測得四種取代物的物質(zhì)的量相等 則消耗Cl2為 A 0 5molB 2molC 2 5molD 4mol 解析 四種取代物分別為 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 據(jù)化學反應可知 每取代1molH就需1molCl2 并生成1molHCl 每種取代物各為0 25mol 需Cl2的物質(zhì)的量為 0 25mol 1 0 25mol 2 0 25mol 3 0 25mol 4 2 5mol C 3 互稱為同分異構體的物質(zhì)不可能具有 A 相同的相對分子質(zhì)量B 相同的結構C 相同的通式D 相同的化學式 解析 由同分異構現(xiàn)象的定義可知同分異構體應該具有相同的分子式 相同的相對分子質(zhì)量 相同的通式 但具有不同的結構 B 4 已知碳原子數(shù)小于8的單烯烴與HBr反應 其加成產(chǎn)物只有一種結構 1 符合此條件的單烯烴有 種 判斷的依據(jù)是 2 在這些單烯烴中 若與H2加成后 所得烷烴的一鹵代物的同分異構體有3種 這樣的單烯烴的結構簡式為 例1 1 乙烷 CH3CH3 可認為是甲基 CH3 取代了甲烷中的1個氫原子生成的 丙烷 CH3CH2CH3 可認為是甲基取代了乙烷中的1個氫原子生成的 依次類推 請結合甲烷的結構特點分析 丙烷分子中的3個碳原子能在一條直線上嗎 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 的4個碳原子最可能的構型是怎樣的 2 鍵線式結構簡式是以線表示共價鍵 每個交點 折點和線端點處表示一個碳原子 并省略書寫氫原子的一種表示有機化合物結構的方式 如 異丁烷 表示為 請分析這一表示方式的要領 試用鍵線式結構簡式寫出戊烷 C5H12 的同分異構體 解析 1 正丁烷的4個碳原子應呈鋸齒狀 排列 2 戊烷的3種同分異構體的結構簡式分別為 CH3CH2CH2CH2CH3 結合鍵線式結構簡式的表示方式分別寫作 答案 1 丙烷分子中的3個碳原子不能在一條直線上 正丁烷的4個碳原子最可能的構型為鋸齒狀 2 二 烴的燃燒規(guī)律1 氣態(tài)烴完全燃燒前后氣體體積的變化根據(jù)燃燒通式 推斷 1 燃燒后溫度高于100 時 水為氣態(tài) V V后 V前 y 4 1 y 4時 V 0 體積不變 y 4時 V 0 體積增大 y 4時 V 0 體積減小 2 燃燒后溫度低于100 水為液態(tài) V V前 V后 1 y 4 體積總是減小 3 無論水為氣態(tài)還是液態(tài) 燃燒前后氣體體積的變化都只與烴分子中的氫原子數(shù)有關 而與烴分子中的碳原子數(shù)無關 2 有機物的組成與燃燒產(chǎn)物的關系 1 質(zhì)量相同的烴CxHy 的x y值越大 則生成的CO2越多 若兩種烴的x y值相等 質(zhì)量相同 則生成的CO2和H2O均相等 2 碳的質(zhì)量分數(shù)w C 相同的有機物 最簡式可以相同也可以不同 只要總質(zhì)量一定 以任意比例混合 完全燃燒后產(chǎn)生CO2的量總是一個定值 3 物質(zhì)的量相同的不同的有機物完全燃燒時 若生成CO2和H2O的物質(zhì)的量之比相同 則它們分子中C原子與H原子的原子個數(shù)比也相同 3 耗氧量大小的比較 1 等質(zhì)量的烴 CxHy 完全燃燒 耗氧量與w C 或w H 有關 w C 越高 耗氧量越少 或y x的值越小 耗氧量越少 2 等質(zhì)量的烴 若最簡式相同 則完全燃燒耗氧量相同 且燃燒產(chǎn)物也相同 最簡式相同的烴不論以何種比例混合 只要總質(zhì)量相同 耗氧量就相同 3 等物質(zhì)的量的烴完全燃燒時 耗氧量取決于 x y 4 的值的大小 其值越大 耗氧量越多 4 等物質(zhì)的量的不飽和烴與該烴和水加成的產(chǎn)物 如乙烯和乙醇 或加成產(chǎn)物的同分異構體完全燃燒時 耗氧量相同 例2 現(xiàn)有CH4 C2H4 C2H6三種有機化合物 1 等質(zhì)量的以上物質(zhì)完全燃燒時耗去O2的量最多的是 2 同狀況 同體積的以上三種物質(zhì)完全燃燒時耗去O2的量最多的是 3 等質(zhì)量的以上三種物質(zhì)燃燒時 生成二氧化碳最多的是 生成水最多的是 4 在120 1 01 105Pa下時 有兩種氣態(tài)烴和足量的氧氣混合點燃 相同條件下測得反應前后氣體體積沒有發(fā)生變化 這兩種氣態(tài)烴是 解析 題中可用信息有 等質(zhì)量 同狀況 同體積 反應前后體積不變 解題時 充分利用題給信息 按化學方程式或物料守恒分析即可 1 等質(zhì)量的烴完全燃燒時 氫元素的質(zhì)量分數(shù)越大 耗氧量越大 CH4 C2H4 C2H6的y x依次為4 1 4 2 6 2 故CH4耗O2最多 2 等物質(zhì)的量的烴CxHy完全燃燒時 x y 4 的值越大 耗氧量越大 CH4 C2H4 C2H6的x y 4依次為1 4 4 2 2 4 4 3 2 6 4 3 5 故C2H6耗O2最多 3 設三種有機化合物均為1g 則產(chǎn)生CO2的量分別為1 16 1 1 28 2 1 30 2 其中1 28 2最大 即C2H4生成的CO2最多 產(chǎn)生H2O的量分別為 1 16 2 1 28 2 1 30 3 1 16 2最大 即CH4生成的H2O最多 4 溫度 100 條件下 當烴分子中含有4個氫原子時 該烴完全燃燒前后氣體體積不變 故兩種氣態(tài)烴為CH4 C2H4 答案 1 CH4 2 C2H6 3 C2H4CH4 4 CH4 C2H4 練1 下列各組化合物中 不論二者以什么比例混合 只要總質(zhì)量一定 完全燃燒時 消耗O2質(zhì)量和生成H2O的質(zhì)量不變的是 A CH4 C2H6B C2H6 C3H6C C2H4 C3H6D C2H4 C3H4 解析 C選項中兩種烴的最簡式相同 所以總質(zhì)量一定時 無論以何種比例混合 消耗O2的質(zhì)量和生成H2O的質(zhì)量不變 C 1 下列關于甲烷的敘述錯誤的是 A 天然氣的主要成分B 最簡單的有機物C 含碳質(zhì)量分數(shù)最大的有機物D 與氯氣在光照條件下能發(fā)生取代反應 解析 CH4是含碳質(zhì)量分數(shù)最小的烴 C 2 已知天然氣的主要成分CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應的氣體 等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應 前者大 下面是有關天然氣的幾種敘述 天然氣與煤 石油相比是較清潔的能源 等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應也是前者大 燃燒天然氣也是酸雨的成因之一 其中正確的是 A B 只有 C 和 D 只有 C 解析 除CO2外 CH4也是一種溫室氣體 而且其溫室效應還是CO2的3 7倍 題干指出 天然氣的溫室效應比CO2要大 是有根據(jù)的 但人們并不因為它是溫室氣體而拒絕用它作燃料 卻是有原因的 天然氣中不含S及其化合物 是較清潔的燃料 燃燒后生成等物質(zhì)的量的CO2 與直接排放CH4相比并沒有增加溫室氣體的物質(zhì)的量 民用天然氣可用管道運輸 比較方便 天然氣燃燒生成CO2和H2O 不形成酸雨 3 為了減少大氣污染 許多城市推廣汽車使用清潔燃料 目前使用的清潔燃料主要有兩類 一類是壓縮天然氣 CNG 另一類是液化石油氣 LPG 這兩類燃料的主要成分都是 A 碳水化合物B 碳氫化合物C 氫氣D 醇類 B 解析 清潔燃料有很多種 例如氫氣 甲醇 酒精 天然氣 石油氣等 題目中給出的CNG是壓縮天然氣 主要成分是甲烷 LPG是液化石油氣 主要成分是丙烷 丁烷等小分子烷烴 它們作為燃料燃燒其產(chǎn)物都是CO2和H2O 對空氣污染小 壓縮天然氣名稱中有 天然氣 字樣 液化石油氣名稱中有 石油氣 字樣 都提示了它們屬于烷烴類 烴類就是碳氫化合物 B是正確的 碳水化合物是糖類化合物的舊稱 醇類雖然也可以作為清潔燃料 但是都含有氧元素 不是烴類 氫氣也是清潔燃料 但不符合題意 4 對于CH2Cl2的有關敘述不正確的是 A 有兩種不同的結構B 在常溫下可能呈液態(tài)C 不是正四面體形D 不屬于烴類 A 解析 CH2Cl2是CH4與Cl2光照發(fā)生取代反應的產(chǎn)物之一 由于CH4屬于正四面體結構 故其中的兩個氫原子被兩個氯原子取代后生成的CH2Cl2仍屬于四面體結構 但由于C H鍵與C Cl鍵的長度不同 則CH2Cl2不屬于正四面體 又由于四面體的四個頂點彼此相鄰 故CH2Cl2不存在同分異構體 甲烷 一氯甲烷是氣態(tài)的 二氯甲烷可能是液態(tài)的 烴是僅由碳氫兩種元素組成的一類有機化合物 故CH2Cl2不屬于烴類 5 3 甲基戊烷的一氯代產(chǎn)物有 不考慮立體異構 A 3種B 4種C 5種D 6種 解析 先寫出3 甲基戊烷的結構簡式 觀察其有幾種氫原子 便有幾種一氯代物 B 6 分子式為C7H16的烷烴中 在結構式中含有3個甲基的同分異構體的數(shù)目是 A 2B 3C 4D 5 B 解析 含3個 CH3 分子式為C7H16的烷烴的同分異構體有 7 兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體0 1mol 完全燃燒得到7 04gCO2和3 6gH2O 下列說法正確的是 A 一定有甲烷B 一定沒有甲烷C 一定有乙烷D 一定有乙炔 C2H2 解析 根據(jù)題目條件 0 1mol兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體 完全燃燒生成n CO2 0 16mol n H2O 0 2mol 所以 混合氣平均化學式為C1 6H4 從此平均化學式可以看出 兩種氣態(tài)烴分子中 必有一種碳原子數(shù)大于1 6 另一種小于1 6 并且應該是整數(shù) 故碳原子數(shù)小于1 6的烴肯定是CH4 又因為平均H原子數(shù)為4 則另一種烴的H原子數(shù)必為4 可以是乙烯 C2H4 A 8 分子式為C4H9Cl的同分異構體有 A 1種B 2種C 3種D 4種 解析 C4H9Cl由C4H9 和 Cl組成 其中丁基有下列4種 CH2 CH2 CH2 CH3 由4種丁基和氯原子形成的分子式為C4H9Cl的同分異構體也就有4種 也可由丁基的碳架形式快速分析 丁基有兩類 一類是主鏈含四個碳原子的 一類是主鏈含三個碳原子的 每類各有兩種 其一氯代物共4種 D 9 一定量的CH4燃燒后得到的產(chǎn)物是CO CO2 H2O g 此混合物的質(zhì)量為49 6g 當其緩緩通過足量的無水CaCl2時氣體質(zhì)量減少25 2g 則混合氣中CO的質(zhì)量為 A 24 4gB 13 2gC 12 5gD 11 2g 解析 設產(chǎn)物中CO的物質(zhì)的量為x CO2的物質(zhì)的量為y 由C原子守恒可得CH4的物質(zhì)的量為 x y 又由H原子守恒可得生成H2O的物質(zhì)的量為25 2g 18g mol 1 4mol 2 x y 1 4mol又28g molx 44g moly 49 6g 25 2g 解x 0 4mol y 0 3mol m CO 0 4mol 28g mol 1 11 2g D 10 有下列各組物質(zhì) 1 組兩物質(zhì)互為同位素 2 組兩物質(zhì)互為同素異形體 3 組兩物質(zhì)屬于同系物 4 組兩物質(zhì)互為同分異構體 5 組兩物質(zhì)是同一物質(zhì) 解析 同素異形體是針對單質(zhì)而言 故有A H 同位素是針對原子而言 故有B 同分異構體是指分子式相同而結構不同的化合物 故有C G 同系物指結構相似 分子組成相差 CH2 n的化合物 E符合 因CH4是正四面體結構 故D屬同一物質(zhì) 而F均指新戊烷 只不過寫法不同而已 答案 1 B 2 A H 3 E 4 C G 5 D F 11 如圖所示 U形管的左端有被水和膠塞封閉的甲烷和氯氣 體積比為1 4 的混合氣體 假定氯氣在水中的溶解度可以忽略 將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光亮的地方 讓混合氣體緩慢地反應一段時間 1 假設甲烷與氯氣反應充分 且只產(chǎn)生一種有機物 請寫出化學方程式 2 經(jīng)過幾個小時的反應后 U形管右端的玻璃管中的水柱 A 升高B 降低C 不變D 無法確定 3 U形管左端的氣柱 A 體積增大B 體積減小直至消失C 不變 4 試解釋U形管右端的玻璃管中水柱變化的原因 解析 甲烷與氯氣在光照條件下可能發(fā)生的反應有 CH4 Cl2 HCl CH3Cl CH3Cl Cl2 CH2Cl2 HCl CH2Cl2 Cl2 CHCl3 HCl CHCl3 Cl2 CCl4 HCl 由于氯化氫易溶于水 CH2Cl2 CHCl3和CCl4是液體 所以甲烷與氯氣反應后氣體體積是減小的 故U形管兩邊液差減小 右端玻璃管中的水柱降低 左端的氣柱體積減小 直至消失 答案 1 2 B 3 B 4 由發(fā)生反應的化學方程式可知 此反應中氣體的物質(zhì)的量減少 且生成的HCl能夠溶解于水 所以U形管左端壓強減小至零 故右端玻璃管中的水柱降低 12 烷烴完全燃燒都可以生成CO2和H2O 現(xiàn)以甲烷 乙烷 丙烷三種物質(zhì)燃燒為例 進行燃燒分析 1 取等物質(zhì)的量的三種物質(zhì) 在O2中完全燃燒 生成CO2最多的是 生成水最多的是 消耗O2最多的是 由此可以得出結論 等物質(zhì)的量的烷烴完全燃燒 生成CO2 H2O以及消耗O2的量隨著 的增多而變大 2 取等質(zhì)量的三種物質(zhì) 在O2中完全燃燒 生成CO2最多的是 生成水最多的是 消耗O2最多的是 生成CO2的量隨著 的增大而變大 生成H2O的量隨著 的增大而變大 消耗O2的量隨著 的增大而變大 解析 1 等物質(zhì)的量的不同烴 CxHy 完全燃燒時 耗氧量取決于 x y 4 的大小 生成水 二氧化碳的量取決于分子中氫原子或碳原子個數(shù)的多少 2 等質(zhì)量的不同烴完全燃燒時 耗氧量決定于分子中平均每個碳原子分配的氫原子數(shù) 氫原子數(shù)越多 耗氧量越大 含碳 氫 質(zhì)量分數(shù)越高 完全燃燒生成的CO2 H2O 的量越多 答案 1 丙烷丙烷丙烷分子中碳原子數(shù) 2 丙烷甲烷甲烷分子中碳的質(zhì)量分數(shù)分子中氫的質(zhì)量分數(shù)分子中氫的質(zhì)量分數(shù) 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全