考点9 甲烷 烷烃（核心考点归纳）-2022-2023学年高一化学核心考点归纳与测试（苏教版2019必修第二册）

考点9 甲烷 烷烃 【核心考点梳理】 一、甲烷的存在、结构及物理性质 1．存在：甲烷是天然气、沼气、油田气、可燃冰和煤矿坑道气的主要成分。 2．分子结构 甲烷的分子式是CH4；电子式是；结构式是。 实验证明，甲烷分子具有正四面体空间结构，其中四个C—H键长度和强度相同，夹角相等。 3．甲烷的物理性质 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 难溶于水 有机化合物必须含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO、CO2、碳酸及其盐等。 4．甲烷的化学性质 通常状况下，甲烷比较稳定，不与高锰酸钾等强氧化剂反应，也不与强酸、强碱、高锰酸钾等反应。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) 化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。现象：甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。 （2）取代反应 实验装置 与操作 用排饱和食盐水法收集4/5体积的氯气和1/5体积的甲烷气体，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，饱和食盐水中有固体析出 实验 结论 CH4与Cl2需在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl(一氯代物)， CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl(二氯代物)， CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl(三氯代物)， CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl(四氯代物) 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，其余三种均为油状液体 取代反 应概念 有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应 CH3Cl中3个H和1个Cl仍位于四面体的4个顶点，仍为四面体结构，但不是正四面体结构。 【典型例题】 例1．（2023秋·天津河西·高一天津市海河中学校考期末）下列分子的空间结构呈正四面体形的是 A．HCl B． C． D． 例2．（2023·高一课时练习）以下关于甲烷的说法中，正确的是 ①一氯甲烷分子具有四面体结构 ②二氯甲烷有两种同分异构体 ③甲烷与发生光照取代，取代需 ④甲烷分子中四个键，任意两个之间的键角均相等 A．②③④ B．②③ C．①④ D．①③ 例3．（2023春·高一课时练习）天然气的主要成分——CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，其中正确的是 ①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源； ②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大； ③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一； ④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。 A．①②③ B．①②④ C．③④ D．②③ 例4．（2022春·陕西西安·高一校考期末）取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及反应现象的说法正确的是 A．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 B．甲烷和Cl2反应后试管内壁的油状液体包括 C．盛放饱和食盐水的水槽底部不会有少量晶体析出 D．和完全反应后液面上升，液体不能充满试管 【核心归纳】1．甲烷与氯气的取代反应 反应物 甲烷与氯气(不能用氯水) 反应条件 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应 特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 2.在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n＋2＋X2CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。 二、烷烃 1．烃：由碳、氢两种元素组成的有机化合物，称为碳氢化合物，又叫烃。 2．烷烃 (1)概念：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)烷烃结构上的特点 烷烃中碳碳结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链，如图所示。 3．烷烃的命名 (1)表示 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，