专题8 第一单元 第1课时 天然气的利用 甲烷（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学必修第二册（苏教版2019）

第一单元　化石燃料与有机化合物 第1课时　天然气的利用　甲烷 课程内容标准 学业质量水平 1.能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型。 2．能描述甲烷的分子结构特征，并搭建甲烷和乙烷的立体模型。 1.能说明物质的组成和微粒间作用力的差异对物质性质的影响。(水平1) 2．能采用模型、符号等多种方式对物质的结构及其变化进行综合表征。(水平1) [对应学生用书P64] 一、天然气的利用 天然气的主要成分是甲烷，可燃冰是天然气的水合物。可燃冰的发现与开采，在一定程度上可以帮助我们缓解目前面临的能源紧缺问题。 二、甲烷的分子结构与物理性质 1．分子结构 分子式 电子式 结构式 空间结构 甲烷的 球棍模型 CH4 正四面体结构，碳原子位于正四面体中心，氢原子位于四个顶点上 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 无气味 比空气小 难溶 于水 三、甲烷的化学性质 通常状况下，甲烷性质稳定，不与强酸、强碱、高锰酸钾等物质反应。但在特定的条件下，甲烷也会发生某些反应。 1．氧化反应(燃烧) 燃烧现象 检验产物 方法 现象 结论 产生淡蓝色火焰 在火焰上方罩一个干燥的烧杯 烧杯内壁有水珠产生 生成了水 在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯 澄清石灰水变浑浊 生成了二氧化碳 甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O。 甲烷是优良的气体燃料，通常状况下，1 mol甲烷在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，放出890 kJ热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源。 2．取代反应 实验装置 与操作 用排饱和食盐水法在集气瓶中先后收集4/5体积的氯气和1/5体积的甲烷，用灯光照射瓶中的混合气体 实验现象 集气瓶内壁有油状液体出现，瓶中有少量白雾，且瓶内液面上升，瓶中气体颜色变浅 实验结论 CH4与Cl2在光照下发生化学反应，化学方程式如下： CH4＋Cl2HCl＋CH3Cl(一氯甲烷) CH3Cl＋Cl2HCl＋CH2Cl2(二氯甲烷) CH2Cl2＋Cl2HCl＋CHCl3(三氯甲烷) CHCl3＋Cl2HCl＋CCl4(四氯化碳) 产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水 状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体 取代反 应定义 有机化合物分子里的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所替代的反应 四、烷烃 1．烃：由碳、氢两种元素组成的有机化合物，我们称之为碳氢化合物，又叫烃。 2．烷烃 (1)定义：分子中的碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和”，这一系列化合物被称为烷烃。 (2)烷烃的结构特点 3．烷烃的命名 (1)按分子中碳原子的数目命名 碳原子数(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 n＞10 相应汉字数字 (2)碳原子数(n)相同，结构不同时，用正、异、新表示。 (3)举例：C6H14命名为己烷，C18H38命名为十八烷。 4．同系物 (1)概念：结构相似、分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机化合物互称为同系物。 (2)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。 1．巧判断(对的画“√”，错的画“×”)。 (1)有机化合物都含有碳元素，则含有碳元素的化合物都是有机化合物(×) (2)烃是含有碳元素和氢元素的化合物(×) (3)天然气的主要成分是甲烷，属于可再生能源(×) (4)在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度(√) (5)烷烃的通式是CnH2n＋2(n≥1)，但符合通式CnH2n＋2的物质不一定是烷烃(×) (6)烷烃的特征性质是能与卤素单质发生取代反应(√) (7)烷烃性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色(√) 2．天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述错误的是(　　) A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应 B．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化 C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应 D．甲烷的四种氯代产物都难溶于水 B　[甲烷燃烧属于氧化还原反应。] 3．下图是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题： (1)A、B、C三者的关系是________。 (2)A的分子式为______________，C的名称为__________。 解析　根据球棍模型可知三种物质的结构简式分别为：A．CH3CH3，B．CH3CH2CH3，C．CH3CH2CH2CH3，名称分别为乙烷、丙烷、丁烷，它们在分子组成上依