天然气的利用 甲烷(学案)
【教学目标】
1.知道甲烷的结构式、甲烷的电子式和甲烷分子为正四面体结构
2.知道甲烷的化学性质稳定,了解有关实验的结论,了解取代反应和氧化反应;
【重点难点】
甲烷的结构和甲烷的化学性质。
【知识要点】
一、甲烷的物理性质:
甲烷是 、 的气体,密度0.717g/L(标准状况), 溶于水。 甲烷的收集方法:
1、 2、 。 二、甲烷的化学性质:
1.甲烷的氧化反应:
2. 甲烷的取代反应
[实验]取一个100mL的量筒,用排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和Cl2,放在光亮的地方,日光不要直射,等待片刻,观察发生的现象。
现象:量筒壁上出现油滴,量筒内的液面上升,气体颜色略微变浅。 探究1:量筒壁上出现油滴,说明了什么?
探究2:反应静置一段时间后,发现试管中液面升至到中上部,为什么? 探究3:CH4与Cl2反应后量筒内的气体是什么?
讨论?1. CH4与Cl2反应后,产物有几种?哪些是有机物?哪种产物最多?
2. 瓶壁上油状液体是什么?油状液体是纯净物还是混合物?
已知: CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
沸点/0C -24 40 62 77
3. CH4与Cl2反应后量筒内溶液酸碱性如何?
4. 向CH4与Cl2反应后量筒内溶液中加入硝酸银溶液有什么现象?某同学认为可根据该现象判断该实验是否有HCl生成,你觉得合理吗?为什么?
有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。 在常温下,一氯甲烷是 ,二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷是 ,其中四氯甲烷又叫 ,三氯甲烷又叫 ,三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂。 甲烷的取代反应化学方程式: 、 、 3、甲烷的受热分解: 甲烷在隔绝空气并加热到1000℃的条件下分解 三,烷烃
1、定义 2、通式 写出下列烷烃的分子式:
(1) 含有18个碳原子的烷烃的分子式 (2) 含有18个氢原子的烷烃的分子式
(3)相对分子量为128的烷烃的分子式
3、同系物
定义:
【当堂演练】
1某气态物质由碳氢两元素组成,在标准状况下该气态物质的密度为0.717g/L,其中氢元素的质量分数为25%,求该物质的分子式
2、写出甲烷分子的电子式,说明它的分子结构特点。
3.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,不是正方形的平面结构,理由 A. CH3Cl只存在一种结构 B. CH2Cl2只存在一种结构
C. CHCl3只存在一种结构 D. CCl4中四个键的键角和键长都相等
【课后巩固】
1:已知1mol甲烷在通常状况下完全燃烧生成液态水时放出的热量为890.3KJ,写出甲烷燃烧的热化学方程式。
对比:相同条件下等体积CH4、H2、CO释放的热量大小?
CH4(g)+2O2(g) =CO2 (g) +2H2O(l) △ H= -890.3KJ.mol-1 H2 +1/2O2 (g) = H2O(l) △ H= 285.8KJ.mol-1 CO +1/ 2O2 (g) =CO2 (g) △ H= -282.6KJ.mol-1 思考:怎样鉴别CH4、H2、CO这三种气体?
2.若甲烷与氯气以物质的量之比1:3混合,在光照下得到的产物: ⑴ CH3Cl ⑵ CH2Cl2,⑶CHCl3,⑷CCl4,其中正确的是( )
A.只有⑴ B.只有⑶ C.⑴⑵⑶的混合物 D.⑴⑵⑶⑷的混合物 3. 1mol甲烷和氯气在光照条件下反应生成相同物质的量的4种取代产物,则消耗氯气的物质的量是( )
A 5mol B 2.5mol C 1mol D 2mol
4.下列各对物质中属于同分异构体的是
A. C 和 C B.O2和O3 C. 乙烷和已烷 D. E.
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【学习心得】
乙烯
【教学目标】
1、了解石油的炼制; 2、掌握乙烯的组成、结构和主要性质; 3、认识乙炔的组成、结构和主要性质;了解加成反应。
【重点难点】
1、掌握乙烯的组成、结构和主要性质;
2、认识乙炔的组成、结构和主要性质;了解加成反应。
【学习过程】
【知识要点】
一、石油的炼制 分馏原理:
利用原油中各组分沸点不同,利用_______的方法,将复杂的混合物分离成较简单和更有用的化合物。 试验室蒸馏石油: ①加入原油的量占_________容积的三分之一到二分之一。
②加入碎瓷片,防止液体_________。
③温度计的水银球至于蒸馏烧瓶的_________附近。
④冷凝管中的冷却水______进______出。
石油的裂化和裂解:裂化是将将相对分子量大,沸点高的烃断裂为相对分子量小,沸点低的烃的过程,更深度的裂化。二者都为_______变化。石油的分馏及裂化产物的产品和用途 二、乙烯的结构和性质
1.物理性质:_____色气体比空气稍______难溶于水_______溶有机溶剂 2.化学性质:氧化反应 高锰酸钾褪色 加成反应:与Br2、H2、H20等 用途:调节剂,催熟剂,合成纤维 三、乙炔的结构和性质 1、物理性质
2、化学性质:氧化反应 加成反应
【当堂演练】
1、下列各反应中属于加成反应的是( )
A.CH4+2O2?CO2+2H2O B.CH2═CH2+H-OH→CH3—CH2OH 乙醇(酒精) C. CH4+Cl2?CH3Cl+HCl D.HCl+AgNO3=AgCl?+HNO3
2、一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物9 g,其密度是相同条件下氢气密度的11.25倍, 当混合气体通过足量溴水时,溴水增重4.2 g,则这两种气态烃是( )
(A)甲烷和乙烯 (B)乙烷和乙烯 (C)甲烷和丙烯 (D)甲烷和丁烯 3、某烯烃与氢气加成后得到2,2--二甲基丁烷,该烯烃的名称是( ) (A)2,2--二甲基--3--丁烯 (B)2,2--二甲基--2--丁烯 (C)2,2--二甲基--1--丁烯 (D)3,3--二甲基--1--丁烯 4、下列物质不能使溴水退色的是( )
(A) 乙烯 (B) 二氧化硫 (C) 丁烯 (D) 丙烷
5、四氯乙烯对环境有一定的危害,干洗衣服的干洗剂主要成分是四氯乙烯;家用不粘锅内侧涂覆物质的主要成分是聚四氟乙烯。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述中正确的是( ) (A)它们都属于纯净物 (B)它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 (C)它们的分子中都不含氢原子
(D)它们都可由乙烯只发生加成反应得到
6、现有乙烯和丙烯,它们进行加聚反应后,产物中可能含有:
(A)只有①② (B)只有①④ (C)有①②③ (D)全可能含有
7、两种气态烃组成的混合气体0.1mol, 完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水。下列说法正确的是( ) (A)混合气体一定有甲烷 (B)混合气体中一定是甲烷和乙烯 (C)混合气体中一定没有乙烷 (D)混合气体中一定有乙烯
8、某有机物在氧气中充分燃烧生成的水和二氧化碳的物质的量比为1︰1,由此可得出结论是( ) (A)该有机物分子中碳、氢、氧原子个数比为1︰2︰3 (B)该有机物分子中碳、氢原子个数比为1︰2
(C)该有机物中必含氧元素 (D)该有机物中必定不含氧元素
9、最近国外研究出一种高效的水果长期保鲜新技术:在3℃潮湿条件下的水果保鲜室中用一种特制的低压水银灯照射,引起光化学反应,使水果贮存过程中缓缓释放的催熟剂转化为没有催熟作用的有机物。试回答:
(1)可能较长期保鲜的主要原因是__________________________________________。 (2)写出主要反应的化学方程式___________________________________________。 10、1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度是2.18g·cm-3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验中可以用如下图所示装置制备1,2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有浓溴(表面覆盖少量水)。 试回答下列问题:
(1)写出本题中制备1,2-二溴乙烷的两个化学方程式。
(2)安全瓶b可以向上倒吸,并可以检查实验进行时试管d中是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象。
(3)写出容器c中NaOH溶液的作用。
(4)某学生做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超出许多,如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因。
【课后巩固】
【基础练习】
1.对比甲烷和乙烯的燃烧反应,下列叙述中正确的是 ( ) A.二者燃烧时现象完全相同 B.点燃前都应验纯
C.甲烷燃烧火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧火焰较明亮 D.二者燃烧时都有黑烟生成
2.将15g CH4和C2H4的混合气体通入盛有足量溴水的容器中,溴水的质量增加了7g,则混合气体中CH4与C2H4的体积比为 ( ) A.1∶2 B.2∶1 C.3∶2 D.2∶3
3.下列不属于乙烯用途的是 ( ) A.制造塑料 B.制有机溶剂 C.做灭火剂 D.作果实催熟剂
4.两种气态烃以任意比例混合,在120℃时将1 L该混合烃跟9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10L。则下列各组混合烃中符合此实验结果的是 ( ) A.C2H4、C3H4 B.CH4、C2H6 C.CH4、C2H4 D.C2H4、C3H6
5.相同物质的量的下列各组有机物,完全燃烧时生成水的质量完全相同的一组物质是 ( ) A.甲烷和乙烷 B.乙烯和丙烯 C.甲烷和乙烯 D.乙烷和丙烯
※8.丁烷裂解时可有两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%,又知裂解生成的两种烯烃的质量相等,那么裂解后所得到的混合气体中,分子量最小的气体占有的体积为分数为( ) A.19% B.25% C.36% D.40%
6.某烃和溴发生加成反应时,烃与溴的物质的量之比为1∶2,则关于该烃分子结构的判断正确的是( ) A.一个C=C B.一个C≡C C.一个C=C和一个碳环 D.两个C=C
7、甲烷中混有乙烯,欲除乙烯得到纯净的甲烷,可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶 ( ) (A)澄清石灰水,浓H2SO4 (B)溴水,浓H2SO4
(C)酸性高锰酸钾溶液,浓H2SO4 (D)浓H2SO4,酸性高锰酸钾溶液
8、某混合气体由两种气态烃组成。2.24L该混合气体完全燃烧后,得到4.48L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6g水。则这两种气体可能是 ( ) (A)CH4和C3H8 (B)CH4和C3H4
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