专题8 第一单元 第1课时 天然气的利用 甲烷-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

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

[学习目标]　1.了解天然气的组成，认识天然气用作燃料的优缺点。　2.了解甲烷的结构、物理性质，掌握甲烷的化学性质。　3.通过分析甲烷分子特点，能从分子微观结构的角度探析有机化合物中碳原子的成键特点。

任务一　甲烷的组成、结构与物理性质

1.煤、石油和天然气等化石燃料是人们熟悉的物质，也是提高生活水平、发展国民经济、加强国防建设的重要资源。

2.天然气的主要成分是甲烷，它是最简单的有机化合物。天然气的水合物被人们称为“可燃冰”。

3.甲烷的物理性质

4.甲烷的组成与结构

结构特点：甲烷分子中碳原子最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成4个C—H共价键；甲烷分子具有正四面体空间结构。

[交流研讨1]　如何通过实验证明甲烷中含有碳、氢两种元素？

提示：点燃甲烷，将干燥、洁净的小烧杯罩在火焰的上方，小烧杯内壁有液珠凝结，证明甲烷中有氢元素；迅速将小烧杯倒转，向小烧杯中滴入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明甲烷中含有碳元素。

[交流研讨2]　已知标准状况下，甲烷的密度是0.717 g·L－1，甲烷的相对分子质量是多少？

提示：由M＝ρ·22.4 L·mol－1得，M(甲烷)≈16 g·mol－1，即甲烷的相对分子质量为16。

[交流研讨3]　甲烷中含碳元素的质量分数为75％，含氢元素的质量分数为25％，求甲烷的分子式。

提示：甲烷分子中，N(C)＝＝1，N(H)＝＝4，故甲烷的分子式为CH4。

1.下列叙述与甲烷无关的是(　　)

A.天然气的主要成分

B.造成“光化学烟雾”的气体

C.“西气东输”工程运输气体的主要成分

D.煤矿中瓦斯爆炸

答案：B

解析：天然气的主要成分为甲烷，故A项不符合题意；造成 “光化学烟雾”的气体主要是氮氧化物，与甲烷无关，故B项符合题意；“西气东输”工程中输送的气体为天然气，主要成分是甲烷， 故C项不符合题意；煤矿中瓦斯爆炸是由于甲烷在煤矿中急剧燃烧造成的，D项不符合题意；故选B。

2.如图所示均能表示甲烷的分子结构，下列说法错误的是(　　)

A.Ⅰ 将各原子看成了质点，为空间结构示意图

B.Ⅱ 为电子式，表示甲烷分子中有8个电子

C.Ⅲ 为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键

D.Ⅳ 为空间填充模型，能表示出甲烷的空间结构及各原子的相对大小

答案：B

解析：Ⅱ 表示电子式，但略去了碳原子的内层电子，甲烷分子中应含有10个电子。

3.下列说法错误的是(　　)

A.甲烷分子为正四面体结构

B.甲烷分子的球棍模型：

C.甲烷属于共价化合物

D.甲烷分子中四个C—H键完全相同

答案：B

解析：甲烷分子是正四面体结构，A正确；B项为甲烷分子的空间填充模型，B错误；1个甲烷分子中含有4个碳氢键，均为共价键，甲烷属于共价化合物，C正确；甲烷分子中四个碳氢键都相同，D正确。

任务二　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)

(1)化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。

(2)现象：甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。

2.取代反应