第三章 第1节 第1课时 认识有机化合物的一般性质 碳原子的成键特点-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word(鲁科版)
2026-04-15
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第1节 认识有机化合物 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.05 MB |
| 发布时间 | 2026-04-15 |
| 更新时间 | 2026-04-15 |
| 作者 | 山东鼎鑫书业有限公司 |
| 品牌系列 | 创新教程·高中五维课堂同步 |
| 审核时间 | 2026-02-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56340140.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦“认识有机化合物”核心知识点,从有机化合物的定义与性质入手,通过甲烷、乙烯、乙炔的结构模型,系统梳理碳原子成键特点、同系物与烷烃概念,再深入甲烷取代反应原理,构建从宏观性质到微观结构的学习支架。
资料设计突出科学思维与科学探究,通过模型拼插活动培养证据推理与模型认知(如用CH₂Cl₂结构证明甲烷正四面体结构),结合实验探究(甲烷与氯气反应)提升科学探究能力。课中辅助教师演示教学,课后典例与练习帮助学生巩固知识,查漏补缺。
内容正文:
第1节 认识有机化合物
课程标准
核心素养
1.通过模型拼插等活动认识有机化合物分子的空间结构,能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架
2.以甲烷、乙烯、乙炔为例认识碳原子的成键特点,并能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型
3.能描述甲烷、乙烯、乙炔的分子结构特征,并能搭建甲烷和乙烷的立体模型
①宏观辨识与
微观探析
能从物质所含元素的种类角度入手对物质进行分类,能用结构简式等符号描述常见的有机化合物
②证据推理与
模型认知
能识别有机化学中常见的表征有机物的结构模型
③科学探究与
创新意识
与同学合作完成实验操作,能运用多种方式收集实验证据,基于实验事实得出结论,提出自己对有机物结构的看法
[知识梳理]
一、认识有机化合物的一般性质
1.定义:大多数含有 碳元素 的化合物。
2.性质
(1)一般共性
①大多数熔点较低,常温下为液态或固态。
②大多数难溶于水,易溶于有机溶剂。
③大多数受热易分解,而且易燃烧。
(2)差异
①挥发性:如乙醇、苯等易挥发,而甘油等难挥发。
②溶解性:大多数难溶于水,但乙醇、乙酸等易溶于水。
③热稳定性:大多数受热易分解,但酚醛树脂等具有较强的热稳定性。
④特征性质:许多有机化合物具有一定的特性,如乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色。
二、认识有机化合物的结构特点
1.有机化合物中碳原子的成键特点
(1)烃
仅由 碳 、 氢 两种元素组成的有机化合物,又叫 碳氢化合物 。 CH4 是组成最简单的烃。
(2)几种烃的组成和结构
甲烷
乙烯
乙炔
结构式
结构简式
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
官能团
碳碳双键
碳碳三键
球棍模型
空间填充
模型
分子空间
结构
正四面体
平面形
直线形
2.有机化合物的结构特点
碳原子成键特点
成键原子的多样性
成键个数的多样性
成键方式的多样性
碳原子连接方式的多样性
碳原子除与碳原子之间成键外也可以与 卤素、氧、氮 等其他元素原子形成共价键
每个碳原子形成 4 个共价键
单键
( )
双键
( )
三键(—C≡C—)
碳原子之间可以构成 碳链 或 碳环
3.同系物
(1)概念: 结构 相似,在分子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团的有机化合物互称为同系物。
(2)实例:碳原子个数不同的烷烃互为同系物,如CH4与 C2H6 、C3H8等互为同系物。
4.烷烃
(1)概念:碳原子之间都以 单键 结合成 碳链 ,碳原子的剩余价键均与 氢原子 结合,这样的烃称为烷烃,也叫作饱和链烃。
(2)分子通式: CnH2n+2(n≥1且n为整数) 。
有机化合物和无机化合物性质的比较
有机化合物
无机化合物
结构
大多数有机化合物只含共价键
有些含离子键,有些含共价键或同时含离子键和共价键
溶解性
多数不溶于水,易溶于汽油、酒精等有机溶剂
多数溶于水,而难溶于有机溶剂
耐热性
多数不耐热,熔点较低(一般低于400 ℃)
多数耐热,熔点较高
可燃性
多数能燃烧
多数不能燃烧
化合物
类型
多数为共价化合物,多数属于非电解质
有离子化合物,也有共价化合物,多数(如酸、碱、盐等)属于电解质
反应
特点
一般比较复杂,副反应多,反应速率慢,方程式一般用“―→”连接
一般比较简单,副反应少,反应速率快,方程式一般用“===”连接
[典例示范]
[典例1] 下列关于有机物的说法正确的是( )
A.有机物大多数易溶于水
B.有机物只含有碳、氢两种元素
C.含碳元素的化合物不一定属于有机物
D.有机物都易燃烧
解析:C [大多数有机物难溶于水,A错误;有机物除含有碳元素外,还可能含有氢、氧、氮、硫等元素,B错误;含碳元素的还有单质、碳的氧化物等,这些物质不属于有机物,C正确;有的有机物是灭火剂,如CCl4,D错误。]
[学以致用]
1.下列有关有机物的说法中,正确的是( )
A.有机物都是从有机体中分离出来的物质
B.有机物都是共价化合物
C.有机物不一定都难溶于水
D.有机物不具备无机物的性质
答案:C
有机化合物组成和结构的表示方法
种类
实例
含义
应用范围
分子式
C2H6
用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映出一个分子中原子的种类和数目
多用于研究物质组成
最简式
(实验式)
CH3
表示组成物质的各元素原子最简整数比的式子
有共同组成的物质
电子式
用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况的式子
多用于表示离子型、共价型的物质
结构式
①用短线“—”表示原子所形成的共价键,能反映物质的结构
②能表示分子中原子的结构或排列顺序,但不能表示空间构型
①多用于研究有机物的性质
②由于能反映有机物的结构,有机反应常用结构式表示
结构
简式
CH3—CH3
结构式中省略部分短线“—”,着重突出结构特点
同“结构式”
球棍
模型
小球表示原子,短棍表示共价键
表示分子内各原子在空间的相对位置和立体构型
空间
充填
模型
用不同体积的小球表示不同原子的大小
能表示分子内各成键原子的相对大小和结合顺序
正确认识有机化合物组成和结构的表示方法
(1)注意区分电子式和结构式之间的关系。 电子式是书写结构式的基础,只有会书写电子式才会书写结构式。
(2)注意结构式和结构简式的关系。结构简式是在结构式的基础之上省略部分价键或者将所有价键均省略的情况。
(3)分子式的最简整数比即为最简式。
(4)空间填充模型(比例模型)最能体现分子的真实结构。
[典例示范]
[典例2] 甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构,其理由是( )
A.CHCl3只有一种结构
B.CH2Cl2只有一种结构
C.CH4分子受热分解
D.CH4的四个价键的长度和强度都相等
解析:B [CH4无论是正四面体结构还是平面正方形结构时,都符合选项A、C、D的说法,故不能用选项A、C、D来确定CH4是何种结构;若CH4是平面正方形结构,则CH2Cl2有如下两种结构:,而 CH4为正四面体结构时,CH2Cl2就只有一种结构。因此可由CH2Cl2只有一种结构推知CH4为正四面体结构。]
[规律总结] 根据甲烷是正四面体结构推理,有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子或原子团相结合,如,若a、b、c、d相同,则a、b、c、d构成正四面体结构,如CCl4;若a、b、c、d不相同,则a、b、c、d构成四面体,但不是正四面体,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
[学以致用]
2.以下关于甲烷的说法中错误的是( )
A.甲烷分子是由极性键构成的分子
B.甲烷分子具有正四面体结构
C.甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键
D.甲烷分子中具有非极性键
解析:D [甲烷分子中的碳原子与氢原子之间形成的共用电子对偏向碳原子,属于极性共价键;甲烷分子中的四个碳氢键均是等同的极性共价键,D错误。]
甲烷的取代反应
1.甲烷与氯气的取代反应
反应条件
光照时,甲烷与氯气发生平静的取代反应;若在强光直射下,两者则可能发生爆炸
反应物
甲烷能与氯气单质反应,但不能与氯水反应
反应特点
(1)“一上一下,取而代之”,用一个卤素原子代替一个氢原子,下来的氢原子与卤素原子形成卤化氢。
(2)该反应为连锁反应,即使甲烷与氯气按1∶1混合反应,得到的有机产物也不是只有一氯甲烷,而是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物
反应产物
不论如何控制反应物的用量,反应产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物,五种产物中HCl最多
物质的量
的关系
参加反应的Cl2的物质的量=生成的HCl的物质的量=有机产物中氯原子的物质的量
2.取代反应和置换反应的比较
类别
取代反应
置换反应
定义
有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应
一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应
反应物
一种有机物和另一种化合物或单质
一种单质和一种化合物
生成物
一般生成两种新化合物
一种化合物和一种单质
副反应
通常有副反应发生
通常没有副反应发生
反应条件
反应受催化剂、温度、光照等外界条件影响
反应一般遵循氧化还原反应的强弱规律等
实例
CH4+Cl2CH3Cl+HCl
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
[典例示范]
[典例3] 某同学利用如图装置进行甲烷与氯气反应的实验,下列说法正确的是( )
A.U形管内气体颜色逐渐变深
B.U形管左边液面下降
C.若反应中氯气不足,则只生成一种有机物
D.U形管内有白雾生成,壁上有油状液滴生成
解析:D [A.从分析中可以看出,随着反应的进行,Cl2的浓度不断减小,所以U形管内气体颜色逐渐变浅,A不正确;B.随着反应的进行,气体的体积不断减小,U形管左边液面不断上升,B不正确;C.不管氯气与甲烷的相对量如何,四个反应都会发生,则4种有机产物都会生成,C不正确;D.反应生成的HCl与水蒸气作用产生盐酸小液滴,CH2Cl2、CHCl3、CCl4都难溶于水,附着在管壁上,所以U形管内有白雾生成,壁上有油状液滴生成,D正确;
故选D。]
[方法归纳]
(1)甲烷的卤代反应的产物是混合物。
(2)甲烷等有机物与氯气发生取代反应时,取代的位置和个数是难以控制的,因此制备卤代烃一般不采用取代反应。
[学以致用]
3.在标准状况下,22.4 L CH4与Cl2在光照下发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗的Cl2为( )
A.0.5 mol B.2 mol
C.2.5 mol D.4 mol
解析:C [方法一 守恒法1 mol CH4与Cl2发生取代反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol,这四种取代物中n(Cl)=0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol,根据取代反应特点,n(HCl)=2.5 mol,故生成物中所含氯原子共2.5 mol+2.5 mol=5 mol,参加反应的Cl2为n(Cl2)=2.5 mol。
方法二 根据化学方程式进行计算
设四种有机取代物的物质的量均为1 mol,写出取代反应总的化学方程式:4CH4+10Cl2CH3Cl+CH2Cl2+CHCl3+CCl4+10HCl,由此可知,4 mol CH4正好与10 mol Cl2反应,当1 mol CH4反应时,消耗Cl2 2.5 mol。]
1.科学家明确发现了土卫二存在恒温的海洋和有机分子,据分析土卫二形成在数十亿年前,这期间很有可能存在微生物或更智慧的海洋生物,只是没被人类发现。
下列有关有机物说法正确的是( )
A.有机物种类繁多的主要原因是有机物分子结构十分复杂
B.烃类分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的
C.同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的唯一原因
D.烷烃的结构特点是碳原子之间通过单键连接成链状,剩余价键均与氢原子结合
解析:D [有机物种类繁多的主要原因是碳原子能与其他原子形成四个共价键,且碳原子之间也能互相成键,A项只是其中的一个原因,并不是主要原因,A错误。碳原子与氢原子之间形成极性键,B错误。同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因,但不是唯一原因,C错误。]
2.下列物质中,属于烷烃的是( )
A.C8H16
B.CH3CH2OH
C.
D.CH2===CH2
解析:C [A不符合烷烃通式CnH2n+2;B不是烃(含O);D项分子中碳原子间不是单键结合,不是烷烃。]
3.除二氧化碳外,甲烷也是一种温室气体,其特征反应是取代反应。下列说法正确的是( )
A.CH4分子比SiH4分子稳定,说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强
B.甲烷与Cl2混合在黑暗处即可爆炸
C.CH2Cl2为正四面体结构
D.为平面正方形结构
解析:A [元素的非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,反之也成立,A正确;CH4与Cl2在光照时才能反应,B错误;CCl4是正四面体结构,CH2Cl2为四面体结构,但不是正四面体结构。]
4.下列化学反应中不属于取代反应的是( )
A.CH2Cl2+Br2CHBrCl2+HBr
B.CH3OH+HClCH3Cl+H2O
C.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
D.CH3—CH2—Br+NaOH―→CH3CH2OH+NaBr
解析:C [取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的反应为置换反应,不是有机物参与的反应,更不是取代反应。]
5.具有复合官能团的复杂有机物,其官能团具有各自的独立性,在不同条件下所发生的化学性质可分别从各官能团讨论。如
具有三种官能团:—CHO、 ________ 和 ________ (填官能团的名称),所以这个化合物可看作醛类、 ________ 类和 ________ 类。
解析:该分子中除含有—CHO外还含有、—COOH两种官能团,所以该化合物还可看作醛类、酯类和羧酸类。
答案:酯基 羧基 酯 羧酸
1.土卫六是环绕土星运行的一颗卫星。据媒体报道,土卫六表面的“海洋”中有可能存在生命,又知这些“海洋”的主要成分是液态甲烷、乙烷等碳氢化合物。下列说法错误的是( )
A.土卫六表面的“海洋”中富含有机化合物
B.土卫六表面的“海洋”中含有正四面体结构的分子
C.甲烷分子中含4种共价键
D.土卫六表面的“海洋”中主要含两种元素
解析:C [根据题给信息,土卫六表面的“海洋”的主要成分是液态甲烷、乙烷等碳氢化合物,所以土卫六表面的“海洋”中富含有机化合物,A正确;甲烷分子为正四面体结构,B正确;甲烷分子中4个碳氢键完全相同,C错误;由土卫六表面“海洋”的主要成分可知,主要含有碳、氢两种元素,D正确。]
2.下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是( )
A.都是有机物
B.都不溶于水
C.有一种气态有机产物,其余有机产物均是液体
D.均是四面体结构
解析:C [甲烷与Cl2反应的产物中HCl不是有机物,产物中CH3Cl、HCl是气态物质,除HCl外,其余产物均为四面体结构。]
3.有机物和无机物的不同不止体现在组成元素上。关于有机物和无机物的下列说法中错误的是( )
A.醋酸易溶于水,是电解质,所以部分有机物具备无机物的性质
B.有机物参与的反应一般比较复杂,反应速率较慢,且常伴有副反应发生
C.有机物和无机物是可能相互转化的两类物质
D.所有有机物均易燃烧
解析:D [虽然有机物与无机物性质差别较大,但有些有机物也具有某些无机物的性质,如乙酸易溶于水,具有酸性等,故A正确;有机物之间的反应一般比较复杂,副反应多,反应速率慢,故B正确;有机物和无机物之间可以相互转化,如大多数有机物燃烧生成CO2和H2O,而CO2和H2O在光合作用下可生成有机物,故C正确;大多数有机物易燃烧,但也有例外,如CCl4可用作灭火剂,故D错误。]
4.在光照条件下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应,关于产物的说法错误的是( )
A.有一氯甲烷
B.没有二氯甲烷
C.肯定有氯仿(三氯甲烷)
D.HCl物质的量最多
解析:B [由CH4和氯气发生取代反应的特点和化学方程式可以知道,生成物中包含四种有机产物和HCl;每生成1 mol卤代烃,可生成1 mol HCl,由于CH4和Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成,所以A、D正确。]
5.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )
解析:D [CH4和Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物,其中CH3Cl常温下是气体,难溶于水,CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下是无色油状液体,难溶于水,HCl极易溶于水,故试管内气体体积减小,颜色变淡,液面上升,试管壁上有油状液滴出现,D项正确。]
6.以下结构表示的有机物是烷烃的是( )
A.CH3OH
B.CH2===CH2
解析:C [碳原子之间以碳碳单键结合成链状的烃属于烷烃。]
7.(双选)下列各组内的物质不属于同系物的是( )
A.
B.CH2===CH2 CH2===CH—CH3 CH3CH===CHCH3
解析:AD [A中分别属于烯烃、炔烃、环烷烃。D中三种物质分子式均为C5H12,属于同分异构体,不符合同系物的定义,故不属于同系物。]
8.(双选)已知:正四面体形分子E和直线形分子G反应,生成四面体形分子L和直线形分子M(组成E分子的元素的原子序数均小于10,组成G分子的元素为第三周期元素)。下列判断中正确的是( )
A.常温常压下,L是一种液态有机物
B.E的二溴代物只有两种结构
C.G的水溶液具有强氧化性和漂白性
D.上述反应的类型是取代反应
解析:CD [组成E分子的元素的原子序数均小于10,且E为正四面体形分子,结合E的球棍模型可知,E为CH4;组成G分子的元素为第3周期元素,且G为直线形分子,结合反应,G为Cl2,L为CH3Cl,M为HCl。常温常压下,CH3Cl是一种气态有机物,A错误;CH4的二溴代物可以看作Br2分子中的一个溴原子取代CH3Br分子中的一个氢原子,CH3Br分子中只有一种化学环境的H原子,因此生成的CH2Br2只有一种结构,B错误;Cl2的水溶液氯水具有强氧化性和漂白性,C正确;题述反应为CH4与Cl2发生取代反应生成CH3Cl和HCl,D正确。]
9.(双选)对下列化合物中氢原子化学环境种数判断不正确的是( )
选项
有机物
氢原子化学
环境种数
A
2种
B
5种
C
3种
D
3种
解析:AD [根据处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,得到化合物中氢原子化学环境种数为3种,A错误;根据处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,得到化合物中氢原子化学环境种数为5种,B正确;根据同一碳原子所连甲基上的氢原子及处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,得到化合物中氢原子化学环境种数为3种,C正确;根据处于镜面对称位置上的氢原子是等效的,得到化合物中氢原子化学环境种数为4种,D错误。]
10.(双选)下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )
A.甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合时只生成CH3Cl
B.甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多
C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气
解析:CD [甲烷与氯气发生取代反应生成的有机物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,故得不到纯净的CH3Cl,A错误,C正确;甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子,消耗1 mol氯气,生成1 mol HCl,故产物中HCl的量最多,B错误;1 mol甲烷中有4 mol氢原子,生成1 mol CCl4消耗4 mol氯气,D正确。]
11.取代反应在有机化学中非常重要,图中进行的是甲烷的取代反应实验。请根据图示回答下列问题:
(1)把1体积的甲烷和4体积的氯气组成的混合气体充入大试管中,并将试管倒立在盛有硝酸银溶液的烧杯中,然后放置在光亮处。可能观察到的现象为 ________ 。
(2)甲烷和氯气在光照条件下发生的是取代反应,生成 ________ 种产物,产物中 ________ 常用作灭火剂。
(3)上述实验装置能否说明甲烷和氯气发生的是取代反应? ________ (填“不能”或“能”)。
解析:(1)CH4与Cl2光照条件下反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,随着反应的进行,Cl2不断消耗,黄绿色逐渐消失,又由于生成的CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下均为无色油状液体,Cl2易溶于有机溶剂,使试管内壁上有黄色油滴出现;因生成的HCl易溶于水,反应后,试管内压强减小,水位在试管内上升,HCl溶于水后,与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀。
(2)甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯化碳和氯化氢共五种,其中CCl4可用作灭火剂。
(3)甲烷与氯气的取代反应生成HCl,可以通过证明HCl生成说明此反应为取代反应,但是体系中的氯气会干扰实验的验证,因此本实验装置不能证明甲烷与氯气发生的是取代反应。
答案:(1)试管内壁上有黄色油滴出现,试管内水位上升,生成白色沉淀 (2)5 CCl4 (3)不能
12.如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)若题目中甲烷与氯气的体积之比为1∶1,则得到的产物中 ______ (填字母编号)。
A.只有CH3Cl、HCl
B.最多的是CH3Cl
C.液体有机物有CH2Cl2、CHCl3、CCl4
D.有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
(3)经过几个小时的反应后,U形管右端的水柱变化是 ________ (填字母编号)。
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
(4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到________________________。
(5)右端玻璃管的作用是_____________________________________________。
解析:(1)因Cl2足量,若充分反应,则CH4中的四个H原子可完全被取代,生成CCl4和HCl,CH4+4Cl2CCl4+4HCl。
(2)甲烷与氯气的取代反应,是四步反应同时发生,故得到四种氯代产物和HCl,最多的是HCl。
(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应,U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水,压强减小,U形管右侧液面下降,左侧液面上升。
(4)因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HCl+Na2SiO3===H2SiO3↓+2NaCl,所以观察到有白色胶状沉淀生成。
(5)为了平衡气压,在U形管右侧插有一个玻璃管。
答案:(1)CH4+4Cl2CCl4+4HCl
(2)CD (3)B (4)有白色胶状沉淀生成 (5)平衡气压
13.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mLCH4,同温同压下乙管中注入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,气体在甲管中反应,针管放在光亮处一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象:
①气体最终变为无色;②实验过程中,甲管活塞向内移动;③甲管内壁有油珠;④产生火花。
其中正确的是 ________ 。
(2)甲管中发生化学反应的类型为 ________ 。
(3)反应后,甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是 ________ 。
A.水 B.NaOH溶液
C.AgNO3溶液 D.饱和食盐水
(4)反应后,若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 ________ ,若再向其中滴入几滴石蕊溶液,又观察到 ________ 。
解析:在光照条件下,甲烷与氯气发生反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。
(1)理论上,甲烷与氯气体积比为1∶4时,二者恰好完全反应,而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1,说明氯气过量,反应后仍有氯气剩余。该反应进行缓慢,不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体,所以气体的总物质的量减小,内部压强减小,甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢,可用氢氧化钠溶液吸收。(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀,同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,因Cl2有剩余,若加入几滴石蕊溶液,溶液会先变红后褪色。
答案:(1)②③ (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层,产生白色沉淀 溶液先变红后褪色
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