2015-2016学年高中化学 第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物-甲烷课件 新人教版必
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A．CH4、CCl4 和 CH3Cl 都是正四面体结构 B．CH4、CCl4 都是正四面体结构 C．CH4 和 CCl4 中的化学键均为非极性键 D．CH4、CCl4 的结构相同，性质也相同
解析：烃是仅含 C、H 两种元素的物质。 答案：C
题组二 甲烷的分子结构 3．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
4．下图是 CH4、CCl4、CH3Cl 的分子球棍模型图，下列说法正 确的是( )
问题一 有机化合物的组成和结构的表示方法
[讲重点] 1．反应条件和反应物 反应条件为光照，反应物为卤素单质。如甲烷与氯水、溴水不 反应，但可以与氯气发生取代反应。 2．反应产物 甲烷与氯气反应生成的产物是 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 和 CCl4 四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时 间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但很难出现全部是某一 种产物的情况。
答案： B
问题一 有机化合物的组成和结构的表示方法 [讲重点]
[特别提醒] CH4 的空间构型为正四面体型，决定了分子中 4 条 C—H 键的长度、强度和夹角完全相同，分子中的 4 个氢原 子性质完全相同，CH4 的一氯代物只有一种，二氯代物也只有 一种。
例题 1 下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问 题。
，其分子空间构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷有
、
两种结构，实际上 CH2Cl2 只有 1 种结构，
所以甲烷为正四面体结构。
[答案] (1)C B (2)2 1 正四面体 D
有机物分子中紧邻碳原子的四个原子的空间构型 有机物分子中，碳原子以四个单键与其他原子或原子团结 合，则紧邻该碳原子的四个原子形成的空间结构就是四面体结 构，即这四个原子一定不共平面。若这四个原子相同，则紧邻 该碳原子的四个原子构成正四面体结构。
(1)甲烷的球棍模型是______， 甲烷的电子式是_____________________。 (2)如果甲烷是平面形，则 CH2Cl2 应该有________种结构， 实际上 CH2Cl2 有________种结构，证明甲烷不是平面形，而 是________结构，图中______Biblioteka Baidu_(填图序号)更能反映其真实存 在状况。
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2．下列物质中属于有机物的是( )
①乙醇 ②食盐 ③石墨 ④甲烷 ⑤蔗糖 ⑥水
⑦一氧化碳 ⑧碳酸钙 ⑨乙酸
A．①②④⑤⑨
B．①④⑤⑨
C．①③④⑤⑦⑧⑨
D．①④⑤⑥
解析：有机物是含碳元素的化合物，但是 CO、CO2、 H2CO3、碳酸盐等属于无机物。碳单质和不含碳的化合物一定 不属于有机物。
解析：有机物有些也可由无机物合成，如尿素； CH3COONa 为离子化合物，也属于盐类，具有类似无机物的 性质，故 A、B、D 不正确；有机物所含元素除 C、H 外，还 可能含 O、N、S 等元素，C 正确。
答案：C
2．下列叙述中属于烃的是( ) A．只含有碳元素的物质 B．含有碳元素和氢元素的物质 C．仅含有碳元素和氢元素的物质 D．燃烧后生成二氧化碳和水的物质
3．反应特点 (1)连锁反应 甲烷的取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反 应立即进行。生成物中各物质均含有，其中 HCl 的物质的量最多。 (2)数量关系 CH4 与 Cl2 发生取代反应时，每 1 mol H 被取代，消耗 1 mol Cl2， 同时生成 1 mol HCl。即 1 mol CxHy 与 Cl2 发生完全取代，消耗 Cl2 最 多为 y mol。n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。
例题 2 在标准状况下，22.4 L CH4 与氯气在光照下发生取代 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
耗的氯气为( )
A．0.5 mol
B．2 mol
C．2.5 mol
D．4 mol
[解析] 1 mol CH4 与氯气发生取代反应，生成 CH3Cl、CH2Cl2、 CHCl3、CCl4 各 0.25 mol，该四种取代物中 n(Cl)＝0.25 mol×(1 ＋2＋3＋4)＝2.5 mol，根据取代反应特点，1/2 的氯原子进入氯化 氢，所以 n(HCl)＝2.5 mol，故生成物中所含氯原子共 2.5 mol＋2.5 mol＝5 mol，参加反应的氯气为 n(Cl2)＝2.5 mol。
[解析] (1)4 种形式都可表示甲烷，其中分子结构示意图(A)、球棍 构型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例 模型更能形象地表达出 H、C 的相对位置及所占比例；电子式(B) 只 反 映 原 子 最 外 层 电 子 的 成 键 情 况 。 (2) 甲 烷 的 结 构 式 为
[答案] C
甲烷发生取代反应的规律 (1)CH4 与 Cl2 的反应逐步进行，反应方程式应分步书写。 (2)当 n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1 时，反应并不只发生
，其他反应仍然进行。 (3)甲烷的卤代反应的产物是混合物。
题组一 有机化合物 1．下列说法中正确的是( ) 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．有机物不一定只含碳、氢两种元素 D．有机物不具备无机物的性质
②实验探究：甲烷与氯气的取代反应
③取代产物及性质：
a．产物名称：除氯化氢外，甲烷四种氯代产物依次是一
氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷 和四氯甲烷 (或 四氯化碳 )。 b．水溶性：甲烷的四种氯代产物均 难溶于水 。 c．状态：常温下除 一氯甲烷 是气体，其余三种均
为 油状液体 。
1．判断正误 (1)有机物都含有碳元素，则含有碳元素的化合物都是有 机物。( ) (2)有机物都易燃烧。( ) (3)烃是含有碳元素和氢元素的化合物。( ) (4)烃在氧气中充分燃烧后只生成二氧化碳和水。( ) (5)天然气的主要成分是甲烷，其属于可再生能源。( )
解析：烃是仅含 C、H 两种元素的物质。 答案：C
题组二 甲烷的分子结构 3．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
4．下图是 CH4、CCl4、CH3Cl 的分子球棍模型图，下列说法正 确的是( )
问题一 有机化合物的组成和结构的表示方法
[讲重点] 1．反应条件和反应物 反应条件为光照，反应物为卤素单质。如甲烷与氯水、溴水不 反应，但可以与氯气发生取代反应。 2．反应产物 甲烷与氯气反应生成的产物是 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 和 CCl4 四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时 间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但很难出现全部是某一 种产物的情况。
答案： B
问题一 有机化合物的组成和结构的表示方法 [讲重点]
[特别提醒] CH4 的空间构型为正四面体型，决定了分子中 4 条 C—H 键的长度、强度和夹角完全相同，分子中的 4 个氢原 子性质完全相同，CH4 的一氯代物只有一种，二氯代物也只有 一种。
例题 1 下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问 题。
，其分子空间构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷有
、
两种结构，实际上 CH2Cl2 只有 1 种结构，
所以甲烷为正四面体结构。
[答案] (1)C B (2)2 1 正四面体 D
有机物分子中紧邻碳原子的四个原子的空间构型 有机物分子中，碳原子以四个单键与其他原子或原子团结 合，则紧邻该碳原子的四个原子形成的空间结构就是四面体结 构，即这四个原子一定不共平面。若这四个原子相同，则紧邻 该碳原子的四个原子构成正四面体结构。
(1)甲烷的球棍模型是______， 甲烷的电子式是_____________________。 (2)如果甲烷是平面形，则 CH2Cl2 应该有________种结构， 实际上 CH2Cl2 有________种结构，证明甲烷不是平面形，而 是________结构，图中______Biblioteka Baidu_(填图序号)更能反映其真实存 在状况。
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2．下列物质中属于有机物的是( )
①乙醇 ②食盐 ③石墨 ④甲烷 ⑤蔗糖 ⑥水
⑦一氧化碳 ⑧碳酸钙 ⑨乙酸
A．①②④⑤⑨
B．①④⑤⑨
C．①③④⑤⑦⑧⑨
D．①④⑤⑥
解析：有机物是含碳元素的化合物，但是 CO、CO2、 H2CO3、碳酸盐等属于无机物。碳单质和不含碳的化合物一定 不属于有机物。
解析：有机物有些也可由无机物合成，如尿素； CH3COONa 为离子化合物，也属于盐类，具有类似无机物的 性质，故 A、B、D 不正确；有机物所含元素除 C、H 外，还 可能含 O、N、S 等元素，C 正确。
答案：C
2．下列叙述中属于烃的是( ) A．只含有碳元素的物质 B．含有碳元素和氢元素的物质 C．仅含有碳元素和氢元素的物质 D．燃烧后生成二氧化碳和水的物质
3．反应特点 (1)连锁反应 甲烷的取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反 应立即进行。生成物中各物质均含有，其中 HCl 的物质的量最多。 (2)数量关系 CH4 与 Cl2 发生取代反应时，每 1 mol H 被取代，消耗 1 mol Cl2， 同时生成 1 mol HCl。即 1 mol CxHy 与 Cl2 发生完全取代，消耗 Cl2 最 多为 y mol。n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。
例题 2 在标准状况下，22.4 L CH4 与氯气在光照下发生取代 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
耗的氯气为( )
A．0.5 mol
B．2 mol
C．2.5 mol
D．4 mol
[解析] 1 mol CH4 与氯气发生取代反应，生成 CH3Cl、CH2Cl2、 CHCl3、CCl4 各 0.25 mol，该四种取代物中 n(Cl)＝0.25 mol×(1 ＋2＋3＋4)＝2.5 mol，根据取代反应特点，1/2 的氯原子进入氯化 氢，所以 n(HCl)＝2.5 mol，故生成物中所含氯原子共 2.5 mol＋2.5 mol＝5 mol，参加反应的氯气为 n(Cl2)＝2.5 mol。
[解析] (1)4 种形式都可表示甲烷，其中分子结构示意图(A)、球棍 构型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例 模型更能形象地表达出 H、C 的相对位置及所占比例；电子式(B) 只 反 映 原 子 最 外 层 电 子 的 成 键 情 况 。 (2) 甲 烷 的 结 构 式 为
[答案] C
甲烷发生取代反应的规律 (1)CH4 与 Cl2 的反应逐步进行，反应方程式应分步书写。 (2)当 n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1 时，反应并不只发生
，其他反应仍然进行。 (3)甲烷的卤代反应的产物是混合物。
题组一 有机化合物 1．下列说法中正确的是( ) 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．有机物不一定只含碳、氢两种元素 D．有机物不具备无机物的性质
②实验探究：甲烷与氯气的取代反应
③取代产物及性质：
a．产物名称：除氯化氢外，甲烷四种氯代产物依次是一
氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷 和四氯甲烷 (或 四氯化碳 )。 b．水溶性：甲烷的四种氯代产物均 难溶于水 。 c．状态：常温下除 一氯甲烷 是气体，其余三种均
为 油状液体 。
1．判断正误 (1)有机物都含有碳元素，则含有碳元素的化合物都是有 机物。( ) (2)有机物都易燃烧。( ) (3)烃是含有碳元素和氢元素的化合物。( ) (4)烃在氧气中充分燃烧后只生成二氧化碳和水。( ) (5)天然气的主要成分是甲烷，其属于可再生能源。( )