专题8 第1单元 第1课时 天然气的利 甲烷（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册（苏教版）河北专版

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

[对应学生用书P49]

知识点一　甲烷的存在、用途及结构

1．甲烷的存在与用途

(1)存在

甲烷是__天然气__、__沼气__、油田气和煤矿坑道气的主要成分。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底。

(2)主要用途

甲烷易燃烧，完全燃烧生成__CO2__、__H2O__并放出大量的热量，因此甲烷可用作燃料。天然气和沼气都是理想的清洁能源。甲烷还可用作化工原料。

2．甲烷的组成与结构

1．已知标准状况下，甲烷的密度是0.717 g·L-1，你能确定甲烷的相对分子质量吗？甲烷中含碳75%、含氢25%，则甲烷的分子式是什么？

提示　甲烷的相对分子质量是0.717×22.4≈16，甲烷分子中碳原子数为＝1，氢原子数为＝4，故甲烷的分子式为CH4。

2．根据甲烷的正四面体结构推测CH2Cl2结构应该有几种？

提示　甲烷的立体结构为，因此，CH2Cl2中的2个Cl在空间一定处于相似位置，CH2Cl2只有一种结构。

1．证明甲烷分子是正四面体结构的方法

甲烷的正四面体结构，可以通过研究CH2Cl2存在几种结构来确定。CH4有四个等同的C—H键，在空间上可能有两种对称分布：正四面体结构和平面正方形结构，如图所示。

若是正四面体结构，甲烷分子中任意两个氢原子被两个氯原子取代，CH2Cl2的结构只有一种；若是平面正方形结构，则取代的两个氢原子分邻位和对位，CH2Cl2的结构有两种。科学研究发现，CH2Cl2的结构只有一种，说明甲烷是正四面体结构。

2．甲烷空间结构的两点拓展应用

(1)若CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。

(2)若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子替代，则形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2等。

1．下列关于甲烷的说法不正确的是(　　)

A．甲烷分子具有正四面体结构

B．甲烷分子中的四个C—H键相同

C．甲烷分子是平面正方形结构

D．甲烷分子的结构式是

解析　甲烷分子的空间结构是正四面体，不是平面正方形。

答案　C

2．下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况(　　)

解析　这几种形式都可表示甲烷分子，其中分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空间构型，但空间填充模型更能形象的表达出甲烷分子中H、C原子的位置及所占比例。电子式只反映出原子的最外层电子的成键情况。

答案　D

知识点二　甲烷的性质

1．物理性质

2．化学性质