人教版化学导学课件《烃》

欢迎进入化学课堂 第十章烃 第29课时甲烷 烷烃 3 化学性质 1 稳定性通常情况下 甲烷比较稳定 与等强氧化剂不反应 与 也不反应 2 氧化反应 甲烷的燃烧 3 取代反应 甲烷在光照条件下与Cl2发生反应 KMnO4 强酸 强碱 二 烷烃的组成 结构与性质1 通式 n 1 2 结构特点烃分子中碳原子之间以结合 碳原子剩余的价键全部与结合 使每个碳原子都达到价键饱和 烷烃又叫饱和烃 3 性质 1 物理性质 水溶性 密度 比水 状态 碳原子数小于4的烷烃 常温下呈 递变性 随碳原子数的增加 熔沸点逐渐 密度逐渐 CnH2n 2 单键 氢原子 难溶于水 小 气态 升高 增大 2 化学性质烷烃的化学性质与甲烷相似 通常较稳定 不与强酸 强碱及强氧化剂反应 但在一定条件下可燃烧 可发生取代反应和分解反应 烷烃 CnH2n 2 的燃烧通式为 乙烷与Cl2发生取代反应生成一氯代物的化学方程式为 1 下列说法正确的是 A 有些可燃性气体点燃时不需要检验纯度B 某物质在空气中燃烧生成二氧化碳和水 该物质一定为甲烷C 沼气 天然气 煤气的主要成分都是甲烷D 甲烷和氢气一样也是一种最理想的气体燃料 解析 凡可燃性气体点燃时都要先检验纯度 在空气中燃烧生成二氧化碳的物质中含有碳元素和氢元素 不一定为甲烷 煤气的主要成分为CO D 2 1molCH4与一定量的Cl2发生取代反应 待反应完成后测得四种取代物的物质的量相等 则消耗Cl2为 A 0 5molB 2molC 2 5molD 4mol 解析 四种取代物分别为 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 据化学反应可知 每取代1molH就需1molCl2 并生成1molHCl 每种取代物各为0 25mol 需Cl2的物质的量为 0 25mol 1 0 25mol 2 0 25mol 3 0 25mol 4 2 5mol C 3 互称为同分异构体的物质不可能具有 A 相同的相对分子质量B 相同的结构C 相同的通式D 相同的化学式 解析 由同分异构现象的定义可知同分异构体应该具有相同的分子式 相同的相对分子质量 相同的通式 但具有不同的结构 B 4 已知碳原子数小于8的单烯烃与HBr反应 其加成产物只有一种结构 1 符合此条件的单烯烃有 种 判断的依据是 2 在这些单烯烃中 若与H2加成后 所得烷烃的一卤代物的同分异构体有3种 这样的单烯烃的结构简式为 例1 1 乙烷 CH3CH3 可认为是甲基 CH3 取代了甲烷中的1个氢原子生成的 丙烷 CH3CH2CH3 可认为是甲基取代了乙烷中的1个氢原子生成的 依次类推 请结合甲烷的结构特点分析 丙烷分子中的3个碳原子能在一条直线上吗 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 的4个碳原子最可能的构型是怎样的 2 键线式结构简式是以线表示共价键 每个交点 折点和线端点处表示一个碳原子 并省略书写氢原子的一种表示有机化合物结构的方式 如 异丁烷 表示为 请分析这一表示方式的要领 试用键线式结构简式写出戊烷 C5H12 的同分异构体 解析 1 正丁烷的4个碳原子应呈锯齿状 排列 2 戊烷的3种同分异构体的结构简式分别为 CH3CH2CH2CH2CH3 结合键线式结构简式的表示方式分别写作 答案 1 丙烷分子中的3个碳原子不能在一条直线上 正丁烷的4个碳原子最可能的构型为锯齿状 2 二 烃的燃烧规律1 气态烃完全燃烧前后气体体积的变化根据燃烧通式 推断 1 燃烧后温度高于100 时 水为气态 V V后 V前 y 4 1 y 4时 V 0 体积不变 y 4时 V 0 体积增大 y 4时 V 0 体积减小 2 燃烧后温度低于100 水为液态 V V前 V后 1 y 4 体积总是减小 3 无论水为气态还是液态 燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关 而与烃分子中的碳原子数无关 2 有机物的组成与燃烧产物的关系 1 质量相同的烃CxHy 的x y值越大 则生成的CO2越多 若两种烃的x y值相等 质量相同 则生成的CO2和H2O均相等 2 碳的质量分数w C 相同的有机物 最简式可以相同也可以不同 只要总质量一定 以任意比例混合 完全燃烧后产生CO2的量总是一个定值 3 物质的量相同的不同的有机物完全燃烧时 若生成CO2和H2O的物质的量之比相同 则它们分子中C原子与H原子的原子个数比也相同 3 耗氧量大小的比较 1 等质量的烃 CxHy 完全燃烧 耗氧量与w C 或w H 有关 w C 越高 耗氧量越少 或y x的值越小 耗氧量越少 2 等质量的烃 若最简式相同 则完全燃烧耗氧量相同 且燃烧产物也相同 最简式相同的烃不论以何种比例混合 只要总质量相同 耗氧量就相同 3 等物质的量的烃完全燃烧时 耗氧量取决于 x y 4 的值的大小 其值越大 耗氧量越多 4 等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物 如乙烯和乙醇 或加成产物的同分异构体完全燃烧时 耗氧量相同 例2 现有CH4 C2H4 C2H6三种有机化合物 1 等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 2 同状况 同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 3 等质量的以上三种物质燃烧时 生成二氧化碳最多的是 生成水最多的是 4 在120 1 01 105Pa下时 有两种气态烃和足量的氧气混合点燃 相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化 这两种气态烃是 解析 题中可用信息有 等质量 同状况 同体积 反应前后体积不变 解题时 充分利用题给信息 按化学方程式或物料守恒分析即可 1 等质量的烃完全燃烧时 氢元素的质量分数越大 耗氧量越大 CH4 C2H4 C2H6的y x依次为4 1 4 2 6 2 故CH4耗O2最多 2 等物质的量的烃CxHy完全燃烧时 x y 4 的值越大 耗氧量越大 CH4 C2H4 C2H6的x y 4依次为1 4 4 2 2 4 4 3 2 6 4 3 5 故C2H6耗O2最多 3 设三种有机化合物均为1g 则产生CO2的量分别为1 16 1 1 28 2 1 30 2 其中1 28 2最大 即C2H4生成的CO2最多 产生H2O的量分别为 1 16 2 1 28 2 1 30 3 1 16 2最大 即CH4生成的H2O最多 4 温度 100 条件下 当烃分子中含有4个氢原子时 该烃完全燃烧前后气体体积不变 故两种气态烃为CH4 C2H4 答案 1 CH4 2 C2H6 3 C2H4CH4 4 CH4 C2H4 练1 下列各组化合物中 不论二者以什么比例混合 只要总质量一定 完全燃烧时 消耗O2质量和生成H2O的质量不变的是 A CH4 C2H6B C2H6 C3H6C C2H4 C3H6D C2H4 C3H4 解析 C选项中两种烃的最简式相同 所以总质量一定时 无论以何种比例混合 消耗O2的质量和生成H2O的质量不变 C 1 下列关于甲烷的叙述错误的是 A 天然气的主要成分B 最简单的有机物C 含碳质量分数最大的有机物D 与氯气在光照条件下能发生取代反应 解析 CH4是含碳质量分数最小的烃 C 2 已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体 等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应 前者大 下面是有关天然气的几种叙述 天然气与煤 石油相比是较清洁的能源 等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大 燃烧天然气也是酸雨的成因之一 其中正确的是 A B 只有 C 和 D 只有 C 解析 除CO2外 CH4也是一种温室气体 而且其温室效应还是CO2的3 7倍 题干指出 天然气的温室效应比CO2要大 是有根据的 但人们并不因为它是温室气体而拒绝用它作燃料 却是有原因的 天然气中不含S及其化合物 是较清洁的燃料 燃烧后生成等物质的量的CO2 与直接排放CH4相比并没有增加温室气体的物质的量 民用天然气可用管道运输 比较方便 天然气燃烧生成CO2和H2O 不形成酸雨 3 为了减少大气污染 许多城市推广汽车使用清洁燃料 目前使用的清洁燃料主要有两类 一类是压缩天然气 CNG 另一类是液化石油气 LPG 这两类燃料的主要成分都是 A 碳水化合物B 碳氢化合物C 氢气D 醇类 B 解析 清洁燃料有很多种 例如氢气 甲醇 酒精 天然气 石油气等 题目中给出的CNG是压缩天然气 主要成分是甲烷 LPG是液化石油气 主要成分是丙烷 丁烷等小分子烷烃 它们作为燃料燃烧其产物都是CO2和H2O 对空气污染小 压缩天然气名称中有 天然气 字样 液化石油气名称中有 石油气 字样 都提示了它们属于烷烃类 烃类就是碳氢化合物 B是正确的 碳水化合物是糖类化合物的旧称 醇类虽然也可以作为清洁燃料 但是都含有氧元素 不是烃类 氢气也是清洁燃料 但不符合题意 4 对于CH2Cl2的有关叙述不正确的是 A 有两种不同的结构B 在常温下可能呈液态C 不是正四面体形D 不属于烃类 A 解析 CH2Cl2是CH4与Cl2光照发生取代反应的产物之一 由于CH4属于正四面体结构 故其中的两个氢原子被两个氯原子取代后生成的CH2Cl2仍属于四面体结构 但由于C H键与C Cl键的长度不同 则CH2Cl2不属于正四面体 又由于四面体的四个顶点彼此相邻 故CH2Cl2不存在同分异构体 甲烷 一氯甲烷是气态的 二氯甲烷可能是液态的 烃是仅由碳氢两种元素组成的一类有机化合物 故CH2Cl2不属于烃类 5 3 甲基戊烷的一氯代产物有 不考虑立体异构 A 3种B 4种C 5种D 6种 解析 先写出3 甲基戊烷的结构简式 观察其有几种氢原子 便有几种一氯代物 B 6 分子式为C7H16的烷烃中 在结构式中含有3个甲基的同分异构体的数目是 A 2B 3C 4D 5 B 解析 含3个 CH3 分子式为C7H16的烷烃的同分异构体有 7 两种气态烃组成的混合气体0 1mol 完全燃烧得到7 04gCO2和3 6gH2O 下列说法正确的是 A 一定有甲烷B 一定没有甲烷C 一定有乙烷D 一定有乙炔 C2H2 解析 根据题目条件 0 1mol两种气态烃组成的混合气体 完全燃烧生成n CO2 0 16mol n H2O 0 2mol 所以 混合气平均化学式为C1 6H4 从此平均化学式可以看出 两种气态烃分子中 必有一种碳原子数大于1 6 另一种小于1 6 并且应该是整数 故碳原子数小于1 6的烃肯定是CH4 又因为平均H原子数为4 则另一种烃的H原子数必为4 可以是乙烯 C2H4 A 8 分子式为C4H9Cl的同分异构体有 A 1种B 2种C 3种D 4种 解析 C4H9Cl由C4H9 和 Cl组成 其中丁基有下列4种 CH2 CH2 CH2 CH3 由4种丁基和氯原子形成的分子式为C4H9Cl的同分异构体也就有4种 也可由丁基的碳架形式快速分析 丁基有两类 一类是主链含四个碳原子的 一类是主链含三个碳原子的 每类各有两种 其一氯代物共4种 D 9 一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO CO2 H2O g 此混合物的质量为49 6g 当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25 2g 则混合气中CO的质量为 A 24 4gB 13 2gC 12 5gD 11 2g 解析 设产物中CO的物质的量为x CO2的物质的量为y 由C原子守恒可得CH4的物质的量为 x y 又由H原子守恒可得生成H2O的物质的量为25 2g 18g mol 1 4mol 2 x y 1 4mol又28g molx 44g moly 49 6g 25 2g 解x 0 4mol y 0 3mol m CO 0 4mol 28g mol 1 11 2g D 10 有下列各组物质 1 组两物质互为同位素 2 组两物质互为同素异形体 3 组两物质属于同系物 4 组两物质互为同分异构体 5 组两物质是同一物质 解析 同素异形体是针对单质而言 故有A H 同位素是针对原子而言 故有B 同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物 故有C G 同系物指结构相似 分子组成相差 CH2 n的化合物 E符合 因CH4是正四面体结构 故D属同一物质 而F均指新戊烷 只不过写法不同而已 答案 1 B 2 A H 3 E 4 C G 5 D F 11 如图所示 U形管的左端有被水和胶塞封闭的甲烷和氯气 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的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 经过几个小时的反应后 U形管右端的玻璃管中的水柱 A 升高B 降低C 不变D 无法确定 3 U形管左端的气柱 A 体积增大B 体积减小直至消失C 不变 4 试解释U形管右端的玻璃管中水柱变化的原因 解析 甲烷与氯气在光照条件下可能发生的反应有 CH4 Cl2 HCl CH3Cl CH3Cl Cl2 CH2Cl2 HCl CH2Cl2 Cl2 CHCl3 HCl CHCl3 Cl2 CCl4 HCl 由于氯化氢易溶于水 CH2Cl2 CHCl3和CCl4是液体 所以甲烷与氯气反应后气体体积是减小的 故U形管两边液差减小 右端玻璃管中的水柱降低 左端的气柱体积减小 直至消失 答案 1 2 B 3 B 4 由发生反应的化学方程式可知 此反应中气体的物质的量减少 且生成的HCl能够溶解于水 所以U形管左端压强减小至零 故右端玻璃管中的水柱降低 12 烷烃完全燃烧都可以生成CO2和H2O 现以甲烷 乙烷 丙烷三种物质燃烧为例 进行燃烧分析 1 取等物质的量的三种物质 在O2中完全燃烧 生成CO2最多的是 生成水最多的是 消耗O2最多的是 由此可以得出结论 等物质的量的烷烃完全燃烧 生成CO2 H2O以及消耗O2的量随着 的增多而变大 2 取等质量的三种物质 在O2中完全燃烧 生成CO2最多的是 生成水最多的是 消耗O2最多的是 生成CO2的量随着 的增大而变大 生成H2O的量随着 的增大而变大 消耗O2的量随着 的增大而变大 解析 1 等物质的量的不同烃 CxHy 完全燃烧时 耗氧量取决于 x y 4 的大小 生成水 二氧化碳的量取决于分子中氢原子或碳原子个数的多少 2 等质量的不同烃完全燃烧时 耗氧量决定于分子中平均每个碳原子分配的氢原子数 氢原子数越多 耗氧量越大 含碳 氢 质量分数越高 完全燃烧生成的CO2 H2O 的量越多 答案 1 丙烷丙烷丙烷分子中碳原子数 2 丙烷甲烷甲烷分子中碳的质量分数分子中氢的质量分数分子中氢的质量分数 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全