8.1 第一课时 天然气的利用 甲烷 学案 （含答案） 苏教版（2019） 必修 第二册

化学　必修 第二册(苏教) 第一单元　化石燃料与有机化合物 第一课时　天然气的利用　甲烷 　1．认识甲烷的结构特点并会书写甲烷的分子式、结构式、电子式。2．知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，掌握取代反应的概念。3．理解烷烃及其同系物的概念。 一、甲烷 1．甲烷是 的主要成分， 的水合物外形似冰，被称为“可燃冰”。 2．甲烷分子的结构 分子式 电子式 结构式 分子模型 球棍模型 空间填充模型 CH4 在甲烷分子中，碳原子与氢原子之间以单键相连，分子的空间结构为 。 3．物理性质 甲烷是一种 色、 味、 溶于水的气体，密度比空气 。 4．化学性质 (1)稳定性 CH4性质稳定，不与 、 、 等物质反应。 (2)氧化反�———可燃性 甲烷完全燃烧生成 。 (3)取代反应 ①甲烷和氯气的混合气体在 下发生反应： 、 、 、 。 ②取代反应的概念 有机化合物分子中的某种 被另一种 所取代的反应。 二、烷烃 1．烃和烷烃的概念 2．烷烃的通式和命名 (1)分子通式： (n代表分子中碳原子的个数)。 (2)习惯命名 碳原子数n≤10以天干命名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 n>10 相应碳原子数＋烷，如：C16H34称为 3．同系物的概念 结构 、分子组成上相差1个或若干个 的有机化合物互称为同系物，如CH4和CH3CH3。 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)天然气的主要成分是甲烷，其属于可再生能源。(　　) (2)甲烷与Cl2反应的条件是点燃或加热。(　　) (3)甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色。(　　) (4)甲烷与Cl2在光照条件下反应的产物可能有4种。(　　) (5)分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机物互为同系物。(　　) (6)烷烃分子中所有的原子有可能共面。(　　) 实验操作：取一支试管，通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2，用铁架台固定好(如图所示)。将试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置，观察试管内的现象。 [问题探究] 1．甲烷与氯气发生反应时，所得产物有几种？上述反应中能否得到纯净的CH3Cl 提示：反应中得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物和HCl，共5种产物。不能， CH4和Cl2的反应是连锁反应，不可能只发生第一步取代反应，生成物为混合物。 2．CH4和Cl2发生取代反应时，每有1 mol氢原子被取代，消耗的Cl2分子及生成的HCl分子的物质的量分别是多少？ 提示：每有1 mol氢原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol HCl分子。 3．烷烃能否与溴水发生取代反应？向溴水中加入少量辛烷，充分振荡后静置，有何现象？ 提示：不能。辛烷从溴水中萃取溴，静置后液体分层，上层为橙红色，下层几乎无色。 知识点一　甲烷的结构与性质 1．甲烷燃烧的实验 将甲烷在空气中点燃，观察燃烧现象并检验燃烧产物： 实验操作 实验现象 实验结论 甲烷完全燃烧时火焰呈淡蓝色； 烧杯内壁有水珠产生； 澄清石灰水变浑浊 甲烷完全燃烧生成CO2和H2O，反应方程式： CH4＋2O2CO2＋2H2O 2．实验探究甲烷与氯气的反应 实验操作 实验现象 ①色变浅：试管内气体颜色逐渐变浅； ②出油滴：试管内壁有油状液体附着； ③生白雾：试管中有少量白雾出现； ④液上升：试管内液面逐渐上升； ⑤固体析：饱和食盐水中有少量固体析出 实验结论 甲烷与氯气在光照时才能发生化学反应，连续发生反应的化学方程式为： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl； CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl 3．甲烷发生取代反应的有关规律 (1)反应条件：反应条件为光照，其光照为漫射光，强光直射易发生爆炸。 (2)反应物：反应物为甲烷与卤素单质，如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。 (3)反应产物：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，但甲烷与氯气反应的 ... ...