第13讲 7.1 饱和烃-2023-2024学年寒假版高一化学教材知识点精讲练（沪科版2020）

第十三讲 饱和烃 知识梳理 · 考点一、天然气及甲烷分子的结构和性质 1. 甲烷的结构 名称 分子式 电子式 结构式 空间构型 甲烷 CH4 正四面体 注意：甲烷的分子结构和白磷的分子结构都是正四面体，但是二者并不完全一样，甲烷是以碳原子为体心，氢原子为顶点的正四面体，而白磷是以4个磷原子为顶点的中空的正四面体。 如何证明甲烷是正四面体结构呢？（答案：二氯甲烷只有一种结构） 2. 物理性质： 没有颜色，没有气味的气体，密度比空气小，难溶于水，是天然气，沼气，坑道气的主要成分。 3. 化学性质： （1）稳定性：常温下与溴水，高锰酸钾溶液等都不反应。 （2）可燃性：在空气中点燃纯净的甲烷气体，能够安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热。 CH4+2O2CO2+2H2O （注意：点燃甲烷前，一定要验纯） （3）取代反应：甲烷在光照下能和氯气发生取代反应。 CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl CH4+3Cl2CHCl3+3HCl CH4+4Cl2CCl4+4HCl 提问：该实验的实验现象是什么？如果1mol甲烷和1mol氯气反应，则产物是什么? 答案：量筒壁上出现油状液滴，量筒内水面上升。量筒内气体颜色变浅。 五种产物都有 注意：四种取代产物中只有CH3Cl是气体且比水轻，其他均为液体且比水重，CHCl3又称为氯仿 （4）在隔绝空气加强热的条件下裂解 CH4 C + 2H2 4. 甲烷的实验室制备 （1）反应原料：无水醋酸钠和碱石灰 （2）反应原理： CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4↑ 拓展： （3）发生装置和收集装置： 发生装置：S + S g （大试管、酒精灯等） 收集装置：排水法或向下排空气法 （4）尾气处理：点燃法 （5）注意事项： ①药品为无水醋酸钠和碱石灰； ②生石灰可稀释混合物的浓度，使混合物疏松，便于甲烷逸出，同时也减少了固体NaOH在高温时跟玻璃的作用，防止试管破裂。此外，NaOH吸湿性强，生石灰还起到吸水的作用可以减小对制备甲烷反应的不利影响。 1．下列有关甲烷的说法不正确的是 A．1甲烷中含有4 共价键 B．、和都是正四面体结构 C．某烃分子的空间充填模型，分子式为 D．为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键 【答案】B 【详解】A．甲烷的分子式为CH4，每个分子中含有4个C-H共价键，所以1 mol甲烷中含有4 mol C-H共价键，A项正确； B．CH4和CCl4的分子构型都是正四面体形，而CH3Cl分子中的C-H键的键长和C-Cl键的键长不相等，所以其空间构型不是正四面体形，B项错误； C．由空间填充模型可知，该烃的分子式为，C项正确； D．甲烷的分子式为CH4，构型是正四面体形，球棍模型为，D项正确； 故选B。 2．下列可证明甲烷分子是正四面体结构的是 A．一氯甲烷没有同分异构体 B．二氯甲烷没有同分异构体 C．三氯甲烷没有同分异构体 D．甲烷分子的四根键完全相同 【答案】B 【详解】A．甲烷若为平面正方形，其一氯代物也只有一种，A不符合题意； B．二氯甲烷没有同分异构体，即甲烷中任意两个C-H键位置关系完全相同，所以甲烷为正四面体，B项符合题意； C．若甲烷为平面正方形，其三氯甲烷也只有一种，C不符合题意； D．正方形中四个C-H完全相同，D不符合题意； 故选B。 3．用氯气取代相对分子质量为44的烃分子上的一个氢原子，所得的化合物可能有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】A 【详解】该烃的分子式:余8，故该烃的分子式为C3H8，该烃与氯气发生一氯取代的产物有1-氯丙烷、2-氯丙烷、氯化氢3种； 答案选A。 4．下列物质中不含甲烷的是 A．海底可燃冰 B．天然气 C．瓦斯气 D．水煤气 【答案】D 【详解】海底可燃冰、天然气、瓦斯气，主要成分均为甲烷；水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳，氢气； 答案选D。 5．取一支大试管，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，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，进行如图所示的实验。光照一段时间后，试管内液面上升，气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中出现了少量白雾。下列关于该实验的说法正确的是 A．试管内混合气体颜色变浅，主要是因为氯气部分溶于饱和食盐水 B．试管壁出现了油状液滴，主要是因为该反应生成了氯化氢 C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，有四种产物 D．8.0g甲