7.1.2 认识有机化合物（2）（知识解读）- 2023-2024学年高一化学同步知识点解读与能力训练（人教版2019必修第二册）

7.1.2 认识有机化合物（2）（知识解读） •知识点1 甲烷的存在、性质及用途 •知识点2 烷烃的性质 •知识点3 有机化合物的通性 知识点1 甲烷的存在、性质及用途 1、甲烷的存在：天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气（煤层气或瓦斯气)、页岩气的主要成分都是甲烷。“可燃冰”是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中的天然气水合物(CH4·8H2O)。 2、甲烷的物理性质：甲烷是无色无味的气体，标准状况下的密度为0.717g/L，极难溶于水。 3、甲烷的化学性质 （1）稳定性：通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂一般都不发生反应，也不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。但在特定的条件下，也会发生某些反应。 （2）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。 　　　  【特别说明】①反应需在光照条件下进行，参加反应的物质必须是氯气不能是氯水。 ②反应后生成的有机物中，常温下只有CH3Cl为气态，其余三种均为液体。四种产物均不溶于水。四氯甲烷也叫四氯化碳，是一种效率较高的灭火剂。 ③在取代反应中，甲烷的四个氢原子可以依次逐步被取代，最终完全被取代，四级反应同时发生，无先后次序，产物是混合物，通常不能用于制取某卤代烃。 ④实验现象：Cl2的黄绿色逐渐变淡；管壁上有油状液滴生成；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近瓶口，能看见有白烟产生。 ⑤书写有机反应的化学方程式通常用“”，而不用“”。 ⑥取代反应与置换反应的区别 反应类型 取代反应 置换反应 定义 有机分子内的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应特点 反应物：有机物与单质或化合物 生成物：不一定有单质 很多反应进行不完全，速度慢 反应物：一种单质和一种化合物； 生成物：新的单质和新的化合物； 一般能反应完全，速度快 本质 反应中无电子得失 反应中有电子转移 反应条件 反应受催化剂、温度、光的影响 水溶液中置换遵循“以强制弱”的原则 ⑦【实验7-1】 实验装置 实验原理 光 光 CH4+Cl2 ――→CH3Cl(气体)+HCl， CH3Cl+Cl2 ――→CH2Cl2(液体)+HCl， 光 光 CH2Cl2+Cl2 ――→CHCl3(液体)+HCl， CHCl3+Cl2 ――→CCl4(液体)+HCl 实验用品 甲烷、氯气、饱和食盐水；铁架台、硬质大试管、铝箔套、水槽。 实验步骤 取两支硬质大试管，均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气，分别用铁架台固定好(如图7-8)。其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处（不要放在日光直射的地方）。静置，比较两支试管内的现象。 实验现象 套有铝箔试管内无明显现象。未套铝箔试管内气体颜色变浅；试管内壁有油状液滴出现；试管中有少量白雾；试管内液面上升；水槽中有固体析出。 实验结论 甲烷和氯气在光照的条件下发生反应，生成难溶于水的有机物。 实验说明 ①CH4 与纯卤素单质发生取代反应，与氯水、溴水不反应。 ②CH4 与 Cl2 的光照取代反应是一个连锁反应，各取代产物都有，有机产物在通常下的状态是“一气三液”。 （3）氧化反应：甲烷易燃，燃烧时发出蓝色火焰。1mol CH4完全燃烧放出890kJ热量。 　　　　　　　　　　 【特别提醒】甲烷在点燃前必须验纯。如果点燃甲烷和氧气或空气的混合物，就会立即发生爆炸。 （5）高温分解：、。 4、甲烷的用途 （1）高效、较清洁燃料； （2）化工原料——甲烷高温分解可得炭黑，用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等；制氯仿和CCl4等重要的溶剂。氧化制甲醇、制氟里昂制冷剂。 【典例1-1】下列叙述错误的是 A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、高锰酸钾溶液都不反应 B．甲烷化学性质稳定，不能被任何氧化剂氧化 C．甲烷与Cl2反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应 D．甲烷的四种有机取代产物有一种气态，其余三种为液态且都不溶于水 【典例1-2】甲烷是一重要的工业原料，下列叙述错误的是 A．甲烷分子的空间结构呈正四面体形 B．甲烷分子中的两个氢原子被氯原子取代后，可形成两种不同结构的分子 C．甲烷是重要的化工原料，其分解产物可用于合成氨工业 D．煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体有关，在生产中必须采取通风、禁烟等措施 【典例1-3】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 【典例1-4】实验小组探究甲烷与氯气的取代反应，装置、现象如下： 现象 ⅰ.光照后，产生白雾，混合气体颜色变浅 ⅱ.试管内液面上升 ⅲ.试管壁出现油状液滴 下列说法不正确的是A．