高中化學(xué) 3.1.1 甲烷的性質(zhì)課件 新人教版必修2.ppt

《高中化學(xué) 3.1.1 甲烷的性質(zhì)課件 新人教版必修2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 3.1.1 甲烷的性質(zhì)課件 新人教版必修2.ppt（64頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第三章第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物 甲烷 第1課時甲烷的性質(zhì) 1 了解有機(jī)化合物的概念及碳原子的成鍵特點(diǎn) 2 了解甲烷的來源和主要用途 3 了解甲烷的分子結(jié)構(gòu) 掌握甲烷的性質(zhì) 4 理解取代反應(yīng)的概念 目標(biāo)導(dǎo)航 基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué) 重點(diǎn)難點(diǎn)探究 隨堂達(dá)標(biāo)檢測 欄目索引 分層訓(xùn)練 一 甲烷的存在 結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì) 基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué) 答案 1 存在甲烷是 沼氣 油田氣和煤礦坑道氣的主要成分 2 分子結(jié)構(gòu)甲烷的分子式是 電子式是 結(jié)構(gòu)式是 天然氣 CH4 實(shí)驗(yàn)證明 甲烷分子具有結(jié)構(gòu) 其中四個C H鍵長度和強(qiáng)度 夾角 正四面體 相同 相等 相關(guān)視頻 答案 3 物理性質(zhì) 提醒有機(jī)化合物必須含有碳元素 但含有碳元素的化合物不一定是有機(jī)化合物 如CO CO2 碳酸及其鹽等 無 無 小 答案 議一議 1 CH4是正四面體結(jié)構(gòu) CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4也都是正四面體結(jié)構(gòu)嗎 答案CH4是正四面體結(jié)構(gòu) 碳原子處于正四面體的中心 四個氫原子處于正四面體的四個頂點(diǎn)上 根據(jù)甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)推理 有機(jī)物分子中碳原子以4個單鍵與其他原子或原子團(tuán)相結(jié)合 如 若a b c d相同 則構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu) 如CCl4 若a b c d不相同 則構(gòu)成四面體 但不是正四面體 如CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 2 如果甲烷是平面結(jié)構(gòu) 則CH2Cl2有幾種結(jié)構(gòu) 實(shí)際上有幾種結(jié)構(gòu) 答案 如果甲烷是平面結(jié)構(gòu) 則CH2Cl2有2種結(jié)構(gòu) 分別是 實(shí)際為空間四面體結(jié)構(gòu) 所以二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu) 答案 二 甲烷的化學(xué)性質(zhì) 答案 通常狀況下 甲烷比較穩(wěn)定 與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑不反應(yīng) 與強(qiáng)酸 強(qiáng)堿也不反應(yīng) 但在特定的條件下 甲烷也會發(fā)生某些反應(yīng) 1 氧化反應(yīng) 燃燒 1 化學(xué)方程式 2 現(xiàn)象 甲烷在空氣中安靜地燃燒 火焰呈 2 取代反應(yīng) 1 取代反應(yīng)有機(jī)物分子里的某些被其他所替代的反應(yīng) CH4 2O2CO2 2H2O 淡藍(lán)色 原子或原子團(tuán) 原子或原子團(tuán) 相關(guān)視頻 2 甲烷與氯氣的取代反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)探究 答案 逐漸變淺 油狀液滴 白霧 上升 固體 無明顯現(xiàn)象 答案 CH4 Cl2CH3Cl HCl CH3Cl Cl2CH2Cl2 HCl CH2Cl2 Cl2CHCl3 HCl CHCl3 Cl2CCl4 HCl 產(chǎn)物性質(zhì) 點(diǎn)撥無論CH4和Cl2的比例如何 發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物都是CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4和HCl的混合物 氣體 液體 難溶 答案 相關(guān)視頻 議一議1 判斷正誤 正確的打 錯誤的打 1 在點(diǎn)燃甲烷氣體之前必須檢驗(yàn)其純度 2 甲烷與Cl2的反應(yīng)是置換反應(yīng) 答案 2 1 甲烷與溴水能發(fā)生反應(yīng)嗎 與溴蒸氣呢 答案甲烷除了能與氯氣在光照時反應(yīng)外 與其他的鹵素單質(zhì)的氣體也能發(fā)生反應(yīng) 但必須是純鹵素如溴蒸氣 與溴水不反應(yīng) 2 假設(shè)1mol甲烷中的氫原子完全被取代 最多能與多少氯氣反應(yīng) 答案發(fā)生取代反應(yīng)時1mol氯氣只能取代1mol氫原子 1mol甲烷中的氫原子完全被取代 最多能與4mol氯氣反應(yīng) 答案 返回 一 有機(jī)物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法 重點(diǎn)難點(diǎn)探究 例1下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu) 按要求回答下列問題 1 甲烷的球棍模型是 甲烷的電子式是 填序號 解析答案 解析這幾種形式都可以表示甲烷這種物質(zhì) 其中分子結(jié)構(gòu)示意圖 A 球棍模型 C 及比例模型 D 均能反映甲烷分子的空間構(gòu)型 但其中比例模型更能形象地表達(dá)出H C的相對位置及所占比例 電子式 B 只反映原子最外層電子的成鍵情況 答案CB 2 如果甲烷是平面結(jié)構(gòu) 則CH2Cl2應(yīng)該有 種結(jié)構(gòu) 實(shí)際CH2Cl2有 種結(jié)構(gòu) 證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu) 而是 結(jié)構(gòu) 上述中的 更能反映其真實(shí)存在狀況 解析答案 解析甲烷的結(jié)構(gòu)式為 其分子空間構(gòu)型若為平面正方形結(jié)構(gòu) 則二氯甲烷有2種結(jié)構(gòu) 實(shí)際上甲烷為空間正四面體結(jié)構(gòu) 所以二氯甲烷只有1種結(jié)構(gòu) 答案21正四面體D 常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法 以甲烷為例 歸納總結(jié) 變式訓(xùn)練1下圖是CH4 CCl4 CH3Cl的分子球棍模型圖 下列說法正確的是 A CH4 CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)B CH4 CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu)C CH4和CCl4中的化學(xué)鍵均為非極性鍵D CH4 CCl4的結(jié)構(gòu)相同 性質(zhì)也相同 答案 B 二 甲烷的取代反應(yīng)例2下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是 A 甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為1 1 混合發(fā)生取代反應(yīng)只生成CH3ClB 甲烷與氯氣的取代反應(yīng) 生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多C 甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物D 1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯氣 解析答案 解析甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應(yīng)就不會停止在某一步 四種有機(jī)物都會產(chǎn)生 故得不到純凈的CH3Cl A錯誤 C正確 甲烷與氯氣的反應(yīng)中每取代1mol氫原子 消耗1mol氯氣 生成1molHCl 故產(chǎn)物中HCl最多 B錯誤 1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯氣 D錯誤 答案C 甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律 1 反應(yīng)條件和反應(yīng)物反應(yīng)條件為光照 反應(yīng)物為鹵素單質(zhì) 例如甲烷與氯水 溴水不反應(yīng) 但可以與氯氣 溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng) 2 反應(yīng)產(chǎn)物雖然反應(yīng)物的比例 反應(yīng)的時間長短等因素會造成各種產(chǎn)物的比例不同 但反應(yīng)的產(chǎn)物都是CH3Cl CH2Cl2 CHCl3和CCl4四種有機(jī)物與HCl形成的混合物 規(guī)律總結(jié) 3 物質(zhì)的量的關(guān)系CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時 每1molH原子被取代 消耗1molCl2分子 同時生成1mol的HCl分子 4 注意 有機(jī)反應(yīng)比較復(fù)雜 常伴隨很多副反應(yīng)發(fā)生 因此有機(jī)反應(yīng)的化學(xué)方程式常用 CH4與Cl2的反應(yīng)逐步進(jìn)行 應(yīng)分步書寫 當(dāng)n CH4 n Cl2 1 1時 反應(yīng)并不只發(fā)生CH4 Cl2CH3Cl HCl 其他反應(yīng)仍發(fā)生 特別提醒 1 甲烷的鹵代反應(yīng)的產(chǎn)物是混合物 2 甲烷等有機(jī)物與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)時 取代的位置和個數(shù)是難以控制的 因此制備鹵代烴一般不采用取代反應(yīng) 變式訓(xùn)練2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 22 4LCH4與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng) 待反應(yīng)完全后 測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等 則消耗的Cl2為 A 0 5molB 2molC 2 5molD 4mol 解析答案 返回 解析方法一守恒法1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng) 生成CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4各0 25mol 這四種取代物中n Cl 0 25mol 1 2 3 4 2 5mol 根據(jù)取代反應(yīng)特點(diǎn) n HCl 2 5mol 故生成物中所含氯原子共2 5mol 2 5mol 5mol 參加反應(yīng)的Cl2為n Cl2 2 5mol 方法二根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算設(shè)四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量均為1mol 寫出取代反應(yīng)總的化學(xué)方程式 4CH4 10Cl2CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 10HCl 由此可知 4molCH4正好與10molCl2反應(yīng) 當(dāng)1molCH4反應(yīng)時 消耗Cl22 5mol 答案C 返回 1 近年來 科學(xué)家在海底發(fā)現(xiàn)了一種冰狀物質(zhì) 可燃冰 其有效成分為甲烷 下列說法正確的是 甲烷屬于烴類 在相同條件下 甲烷的密度大于空氣 甲烷難溶于水 可燃冰是一種極具潛力的能源A B C D C 隨堂達(dá)標(biāo)檢測 1 2 3 4 5 答案 2 能夠證明甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體的事實(shí)是 A 甲烷分子中4個C H鍵的強(qiáng)度相同B 甲烷分子中4個C H鍵的長度相同C 甲烷的一氯代物只有1種D 甲烷的二氯代物只有1種 1 2 3 4 5 解析若甲烷為平面正方形結(jié)構(gòu) 則甲烷分子中4個C H鍵的長度和強(qiáng)度也可以相同 A B錯誤 若甲烷為平面正方形結(jié)構(gòu) 則二氯甲烷應(yīng)有2個氯原子分別在鄰位和對位兩種結(jié)構(gòu) 而實(shí)際上二氯甲烷只有1種結(jié)構(gòu) 所以甲烷不是平面正方形結(jié)構(gòu) 而是正四面體結(jié)構(gòu) D項(xiàng)正確 D 解析答案 3 將1molCH4和適量的氧氣在密閉容器中點(diǎn)燃 充分反應(yīng)后 甲烷和氧氣均無剩余 且產(chǎn)物均為氣體 101kPa 120 其總質(zhì)量為72g 下列有關(guān)敘述不正確的是 A 產(chǎn)物的平均摩爾質(zhì)量為24g mol 1B 若將產(chǎn)物通過濃硫酸充分吸收后恢復(fù)至 101kPa 120 則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼腃 反應(yīng)中消耗的氧氣為56gD 若將產(chǎn)物通過堿石灰 則可全被吸收 若通過濃硫酸 則不能被完全吸收 解析答案 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 解析1molCH4質(zhì)量為16g 而產(chǎn)物總質(zhì)量為72g 根據(jù)化學(xué)式可知 產(chǎn)物中有2molH2O 質(zhì)量為36g 則CO與CO2總質(zhì)量是36g 設(shè)有xmolCO和 1 x molCO2 28x 44 44x 36 x 0 5 所以產(chǎn)物中有2molH2O0 5molCO 0 5molCO2平均摩爾質(zhì)量 總質(zhì)量 總物質(zhì)的量 72 2 0 5 0 5 24g mol 1 A正確 根據(jù)上述分析 產(chǎn)物中有2molH2O 0 5molCO 0 5molCO2 將產(chǎn)物通過濃硫酸后 水被吸收 剩余氣體為CO和CO2 物質(zhì)的量的和為0 5 0 5 1mol 則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?B正確 解析答案 1 2 3 4 5 1molCH4質(zhì)量為16g 而產(chǎn)物總質(zhì)量為72g 根據(jù)質(zhì)量守恒定律 反應(yīng)中消耗的氧氣為56g C正確 根據(jù)上述分析 產(chǎn)物為CO CO2和水 通過堿石灰后 CO不能被吸收 通過濃硫酸后 CO CO2不能被吸收 D錯誤 答案D 4 下列敘述錯誤的是 A 在通常情況下 甲烷跟強(qiáng)酸 強(qiáng)堿 強(qiáng)氧化劑都不反應(yīng)B 甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定 不能被任何氧化劑氧化C 甲烷跟氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl CH2Cl2 CHCl3還是CCl4 都屬于取代反應(yīng)D 甲烷的四種有機(jī)取代物都不溶于水 解析答案 1 2 3 4 5 解析甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定 在通常情況下 不與強(qiáng)酸 強(qiáng)堿 強(qiáng)氧化劑反應(yīng) 但甲烷能在空氣中燃燒 A正確 B錯誤 甲烷在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng) 生成四種有機(jī)產(chǎn)物 分別是CH3Cl CH2Cl2 CHCl3和CCl4 且均不溶于水 故C D均正確 B 5 如圖是某同學(xué)利用日常用品注射器設(shè)計(jì)的簡易實(shí)驗(yàn)裝置 甲管中注入10mLCH4 同溫同壓下乙管中注入50mLCl2 將乙管氣體推入甲管中 氣體在甲管中反應(yīng) 試管放在光亮處一段時間 解析答案 1 2 3 4 5 1 下列是某同學(xué)預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 氣體最終變?yōu)闊o色 實(shí)驗(yàn)過程中 甲管活塞向內(nèi)移動 甲管內(nèi)壁有油珠 產(chǎn)生火花 其中正確的是 解析在光照條件下 甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng) CH4 Cl2CH3Cl HCl CH3Cl Cl2CH2Cl2 HCl CH2Cl2 Cl2CHCl3 HCl CHCl3 Cl2CCl4 HCl 理論上 甲烷與氯氣體積比為1 4時 二者恰好完全反應(yīng) 而甲中甲烷與氯氣體積比為1 5 說明氯氣過量 反應(yīng)后仍有氯氣剩余 該反應(yīng)進(jìn)行緩慢 不會產(chǎn)生火花 產(chǎn)物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體 所以氣體的總物質(zhì)的量減小 內(nèi)部壓強(qiáng)減小 甲管活塞向內(nèi)移動 1 2 3 4 5 答案 2 甲管中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的類型為 解析答案 1 2 3 4 5 解析甲烷分子中的四個氫原子可被氯原子逐一取代 故甲管中發(fā)生的是取代反應(yīng) 取代反應(yīng) 解析答案 1 2 3 4 5 3 反應(yīng)后 甲管中剩余氣體能用下列試劑吸收的是 A 水B NaOH溶液C AgNO3溶液D 飽和食鹽水 解析剩余氣體中含有氯氣和氯化氫 可用氫氧化鈉溶液吸收剩余氣體 B 4 反應(yīng)后 若將甲中的物質(zhì)全部推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到 若再向其中滴入幾滴石蕊溶液 又觀察到 解析答案 返回 1 2 3 4 5 解析生成的HCl會與AgNO3溶液反應(yīng)生成AgCl白色沉淀 同時因CH2Cl2 CHCl3 CCl4難溶于水而看到液體分為兩層 因Cl2有剩余 若加入幾滴石蕊 溶液會先變紅后褪色 液體分為兩層 產(chǎn)生白色沉淀 溶液先變紅后褪色 基礎(chǔ)過關(guān) 分層訓(xùn)練 題組1有機(jī)物及其結(jié)構(gòu)判斷 1 下列關(guān)于有機(jī)物的說法正確的是 A 有機(jī)物只能存在于動植物體內(nèi) 不能通過人工的方法合成B 有機(jī)物只含有碳 氫兩種元素C 含碳元素的化合物不一定屬于有機(jī)物D 烴是指燃燒后只生成CO2和H2O的有機(jī)物 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C 答案 2 下列物質(zhì)分子中 屬于正四面體結(jié)構(gòu)的是 A CCl4B CHCl3C CH2Cl2D CH3Cl 解析只有CCl4是正四面體 另外三種物質(zhì)都只是四面體 但不是正四面體 A 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 對的敘述正確的是 A 有兩種結(jié)構(gòu)B 只有一種結(jié)構(gòu)C 含有非極性鍵D 有四種結(jié)構(gòu) 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 處在相鄰的位置 故只有一種結(jié)構(gòu) 如圖所示 C Cl C F均為極性鍵 若換成結(jié)構(gòu)式 仍為一種而不是兩種 CH2Cl2只有一種結(jié)構(gòu) 可證明CH4是正四面體結(jié)構(gòu) 而不是平面正方形結(jié)構(gòu) 解析甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體 若氫原子分別被兩個氯原子 兩個氟原子代替 其結(jié)構(gòu)變?yōu)樗拿骟w 碳原子位于四面體的中心位置 兩個氯原子 兩個氟原子不管從哪個方向與碳原子相連 它們都分別 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 題組2正確理解取代反應(yīng)4 下列物質(zhì)中 不能和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的是 A CH3ClB CCl4C CH2Cl2D CH4 B 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是 A C2H4 3O22CO2 2H2OB Zn CuSO4 ZnSO4 CuC NaCl AgNO3 AgCl NaNO3D CH2Cl2 Cl2CHCl3 HCl 解析取代反應(yīng)是有機(jī)物分子中的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng) A項(xiàng)C2H4的燃燒不是取代反應(yīng) B項(xiàng)為置換反應(yīng) C項(xiàng)為復(fù)分解反應(yīng) D項(xiàng)中Cl原子取代了CH2Cl2中的一個H原子 故屬于取代反應(yīng) D 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 題組3甲烷性質(zhì)及其燃燒計(jì)算6 在常溫和光照條件下 可與甲烷發(fā)生反應(yīng)的是 A 氧氣B 氯氣C 酸性高錳酸鉀溶液D 濃硫酸 解析常溫下甲烷性質(zhì)穩(wěn)定 與濃硫酸 酸性高錳酸鉀溶液不發(fā)生反應(yīng) 在常溫和光照條件下 氧氣不能與甲烷發(fā)生反應(yīng) 但氯氣能與甲烷發(fā)生取代反應(yīng) B 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 瓦斯爆炸是空氣中含甲烷5 15 體積分?jǐn)?shù) 時遇火所產(chǎn)生的 發(fā)生爆炸最劇烈時 甲烷在空氣中的體積分?jǐn)?shù)大約為 A 10 5 B 9 5 C 8 D 5 B 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8 一定量的甲烷在O2不足的情況下燃燒 得到CO CO2和H2O的總質(zhì)量為14 4g 若其中水的質(zhì)量為7 2g 則CO的質(zhì)量是 A 2 8gB 4 4gC 5 6gD 在2 8g 5 6g之間 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析甲烷燃燒時 當(dāng)O2少量時生成CO和H2O 當(dāng)O2足量時生成CO2和H2O 所以在不足量的O2中燃燒生成CO CO2和H2O 由氫原子守恒知CH4的物質(zhì)的量為0 2mol 設(shè)CO和CO2的質(zhì)量分別為x y 解得x 2 8g 答案A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9 驗(yàn)證某有機(jī)物屬于烴 應(yīng)完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是 A 只測定它的碳 氫原子個數(shù)比B 只要證明它完全燃燒后的產(chǎn)物只有H2O和CO2C 只測定其燃燒產(chǎn)物中H2O和CO2的物質(zhì)的量的比值D 測定該試樣的質(zhì)量及試樣完全燃燒后生成H2O和CO2的質(zhì)量 解析烴僅含碳和氫兩種元素 完全燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2O 但燃燒產(chǎn)物只有CO2和H2O的有機(jī)物不一定是烴 它可能含有碳 氫 氧三種元素 D 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10 某研究性學(xué)習(xí)小組為了驗(yàn)證CH4是否具有還原性 設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn) 能力提升 1 學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱資料得知 用無水醋酸鈉與堿石灰混合加熱可得到甲烷 反應(yīng)原理為CH3COONa NaOHCH4 X 已配平 則X的成分是 解析由質(zhì)量守恒原理知X是Na2CO3 Na2CO3 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 實(shí)驗(yàn)過程中觀察到無水CuSO4逐漸變藍(lán) 澄清石灰水出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象 則CH4與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式 解析五水硫酸銅為藍(lán)色 說明有水生成 澄清石灰水出現(xiàn)渾濁 說明有二氧化碳生成 根據(jù)原子守恒 CH4與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4 4CuOCO2 4Cu 2H2O CH4 4CuOCO2 4Cu 2H2O 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 研究小組將CH4通入溴水時 發(fā)現(xiàn)溴水逐漸褪色 你認(rèn)為原因可能是 請?jiān)O(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案證明你的結(jié)論 用文字表示 不必畫實(shí)驗(yàn)裝置圖 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案溴單質(zhì)與甲烷發(fā)生了取代反應(yīng)或溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走用pH試紙檢驗(yàn)反應(yīng)前后溶液的pH 如果pH明顯變小 則表明二者發(fā)生了取代反應(yīng) 如果pH沒有明顯變化 則表明溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走 解析甲烷為飽和烴 通入溴水時 溴水逐漸褪色 則溴單質(zhì)可能與甲烷發(fā)生了取代反應(yīng)或溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走 若發(fā)生了取代反應(yīng) 有溴化氫生成 反應(yīng)后溶液的pH會明顯變小 若溴單質(zhì)被甲烷氣體帶走 雖溴單質(zhì)溶于水也會使溶液顯酸性 但pH不會有明顯變化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11 如圖所示 U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣 體積比為1 4 的混合氣體 假定氯氣在水中的溶解度可以忽略 將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光的地方 讓混合氣體緩慢地反應(yīng)一段時間 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 假設(shè)甲烷與氯氣反應(yīng)充分 且只產(chǎn)生一種有機(jī)物 請寫出化學(xué)方程式 2 經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后 U形管右端的玻璃管中水柱變化是 填字母序號 下同 A 升高B 降低C 不變D 無法確定 3 U形管左端的氣柱變化是 A 體積增大B 體積減小C 消失D 不變 4 試解釋U形管右端的玻璃管中水柱變化的原因 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)是一個連續(xù)的取代過程 生成4種有機(jī)物 當(dāng)限定只產(chǎn)生1種有機(jī)物時 可認(rèn)為CH4中的氫原子完全被取代 答案 1 CH4 4Cl2CCl4 4HCl 2 B 3 BC 注意 體積消失是體積減小的極限 4 反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減小 且生成的HCl能夠溶解于水中 所以左側(cè)壓強(qiáng)減小 故右側(cè)玻璃管中的水柱降低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí) 某化學(xué)興趣小組通過在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程 其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下 拓展探究 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析B裝置的三個作用 控制氣流速度從而達(dá)到合適的反應(yīng)比例 均勻混合氣體 便于后續(xù)實(shí)驗(yàn) 干燥混合氣體 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 根據(jù)設(shè)計(jì)要求回答 1 B裝置有三種功能 控制氣流速度 均勻混合氣體 解析答案 干燥混合氣體 2 設(shè)V Cl2 V CH4 x 若理論上欲獲得最多的氯化氫 則x值應(yīng) 解析當(dāng)反應(yīng) CH4 4Cl2CCl4 4HCl時生成HCl氣體最多 所以要保證 x 4 大于或等于4 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 D裝置的石棉中均勻混有KI粉末 其作用是 解析KI能吸收多余的Cl2 反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2 2KI 2KCl I2 吸收過量的氯氣 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 E裝置的作用是 填編號 A 收集氣體B 吸收氯氣C 防止倒吸D 吸收氯化氫 解析E裝置既吸收反應(yīng)生成的HCl氣體 同時還防止倒吸 CD 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 在C裝置中 經(jīng)過一段時間的強(qiáng)光照射 發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生 寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式 CH4 2Cl2C 4HCl 解析據(jù)信息知黑色小顆粒應(yīng)為碳粉 根據(jù)原子守恒應(yīng)為 CH4 2Cl2C 4HCl 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 E裝置除生成鹽酸外 還含有有機(jī)物 從E中分離出有機(jī)物的最佳方法為 該裝置還有缺陷 原因是沒有進(jìn)行尾氣處理 其尾氣主要成分為 填編號 a CH4b CH3Clc CH2Cl2d CHCl3e CCl4 解析分離難溶于水的油狀液體可用分液法 分液 ab 解析答案 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12