高考化学58个考点精讲·第41讲:甲烷 烷烃


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考点41甲烷  烷烃1.复习重点1.甲烷的结构、化学性质;2.烷烃的定义、命名、同系物、同分异构体及典型的取代反应。2.难点聚焦1.有机物:含碳化合物叫做有机化合物,简称有机物。(除CO、CO2、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)它们虽然含碳,但性质和组成与无机物很相近,所以把它们看作为无机物。也就是说,有机物一定含碳元素,但含碳元素的物质不一定是有机物。而且有机物都是化合物,没有单质。那么究竟哪些物质是有机物,哪些物质是无机物,有什么判断依据呢?我们可以通过有机物与无机物的主要区别加以判断。2.有机物与无机物的主要区别性质和反应 有机物 无机物溶解性 多数不溶于水,易溶于有机溶剂,如油脂溶于汽油,煤油溶于苯。 多数溶于水,而不溶于有机溶剂,如食盐、明矾溶于水。耐热性 多数不耐热;熔点较低,(400°C以下)。如淀粉、蔗糖、蛋白质、脂肪受热分解;C20H42熔点36.4°C,尿素132°C。 多数耐热难熔化;熔点一般很高。如食盐、明矾、氧化铜加热难熔,NaCl熔点801°C。可燃性 多数可以燃烧,如棉花、汽油、天然气都可以燃烧。 多数不可以燃烧,如CaCO3、MnCl2不可以燃烧。电离性 多数是非电解质,如酒精、乙醚、苯都是非电解质、溶液不电离、不导电。 多数是电解质,如盐酸、氢氧化钠、氯化镁的水溶液是强电解质。化学反应 一般复杂,副反应多,较慢,如生成乙酸乙酯的酯化反应在常温下要16年才达到平衡。石油的形成更久 一般简单,副反应少,反应快,如氯化钠和硝酸银反应瞬间完成。3.有机物的组成C、H、O、N、S、P、卤素等元素。构成有机物的元素只有少数几种,但有机物的种类确达三千多种?几种元素能构几千万种有机物质?(学生自学后概括)有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因:①碳原子最外电子层上有4个电子,可形成4个共价键;②有机化合物中,碳原子不仅可以与其他原子成键,而且碳碳原子之间也可以成键;③碳与碳原子之间结合方式多种多样,可形成单键、双键或叁键,可以形成链状化合物,也可形成环状化合物;(结构图5—1)④相同组成的分子,结构可能多种多样。(举几个同分异构体)在有机物中,有一类只含C、H两种元素的有机物。4.烃:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,又叫烃在烃中最简单的是甲烷,所以我们就先从甲烷开始学起。  甲烷一、甲烷的物理性质(学生回答)无色、无味,难溶于水的,比空气轻的,能燃烧的气体,天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。收集甲烷时可以用什么方法?(1.向下排空气法,2.排水法)二、甲烷的分子结构已知甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L,其中含碳的质量分数为75%,含氢质量分数为25%,求甲烷的分子式。(平行班提示:M=ρVm)a.计算甲烷的摩尔质量因为摩尔质量=气体摩尔体积×密度=22.4L/mol×O.7179/L=16 g/mol所以甲烷的分子量为16。b.按分子量和质量分数计算一个甲烷分子中C、H原子的个数C原子数:16×75%÷12=1H原子数:16×25%÷1=4所以甲烷的分子式为CH4。甲烷的分子式:CH4          电子式:       结构式:用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式。上述结构式都不能表明甲烷分子的真实构型[模型展示]甲烷分子的球棍模型和比例模型。得出结论:以碳原子为中心,四个氢原子为顶点的正四面体结构。甲烷是非极性分子,所以甲烷极难溶于水,这体现了相似相溶原理。CH4:正四面体                            NH3:三角锥形三、甲烷的化学性质1.甲烷的氧化反应  CH4+2O2 CO2+2H2Oa.方程式的中间用的是“     ”(箭头)而不是“====”(等号),主要是因为有机物参加的反应往往比较复杂,常有副反应发生。b.火焰呈淡蓝色:CH4、H2、CO、H2S我们知道酸性KMnO4具有很强的氧化性,若遇到一般的还原性物质时常常会发生氧化还原反应,且自身被还原而褪色 ,那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化呢?我们通过下面的实验来验证。[演示实验5—1]观察、记录、思考实验现象:经过一段时间后,酸性KMnO4溶液的颜色无任何变化,即不褪色。结论:甲烷气体不能被酸性KMnO4溶液氧化。在通常条件下,甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不反应,而且与强酸、强碱也不反应,所以可以说甲烷的化学性质是比较稳定的。但稳定是相对的,在一定条件下也可以与一些物质如Cl2发生某些反应。(承上启下,并对学生进行辩证唯物主义的教育)2.甲烷的取代反应[演示实验5—2]现象:①量筒内Cl2的黄绿色逐渐变浅,最后消失。②量筒内壁出现了油状液滴。③量筒内水面上升。④量筒内产生白雾[投影显示]甲烷与氯气的反应过程[说明]在反应中CH4分子里的1个H原子被Cl2分子里的1个Cl原子所代替,但是反应并没有停止,生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用,依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷,反应如下:
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