甲烷(总结+习题)

本人对甲烷部分的所有知识点都进行了认真梳理,方便读者使用。

年 级 高一 学 科 化学
内容标题 甲烷
编稿老师 计志坚

【本讲教育信息】
一、教学内容
甲烷

二、考点清单
1. 甲烷的正四面体结构，键角、电子式、结构式的表达；
2. 甲烷的重要化学性质：燃烧、取代反应；
3. 烷烃的组成及结构特点，同系物的概念的理解，同系物之间的物理性质及化学性质的相似性和相异性。

三、全面突破
知识点1：（一）有机物概述
1. 有机物的含义：绝大多数含碳的化合物，都是有机化合物（简称有机物）。CO、CO2、碳酸及其盐等由于其结构和性质类似于无机物，所以属于无机物的范畴。
2. 有机物和无机物在性质上的区别
有机物 无机物
溶解性 多数易溶于有机溶剂，难溶于水 多数易溶于水，难溶于有机溶剂
稳定性和可燃性 绝大多数受热易分解，容易烧 多数受热难分解，不易燃烧
熔点 绝大多数较低 多数较高
溶解或熔化后的导电性 绝大多数不导电 多数导电
化学反应 反应速率慢，往往比较复杂，常有副反应发生 反应较快，一般没有副反应
3. 有机物的种类繁多，达千万种，无机物只有十来万种。碳元素位于元素周期表的IVA族，所以构成人类已知化合物种类最多的元素位于周期表的IVA族。

（二）甲烷
有机物里，有一大类仅是由碳和氢两种元素组成，叫做碳氢化合物，简称烃。该类物质中组成最简单的是CH4。
1. 分子结构
甲烷分子式为CH4，电子式为 ，结构式为 。科学实验证明，甲烷分子里的一个碳原子与四个氢原子不在同一平面上，而是形成一个对称的正四面体的立体结构（碳原子位于正四面体的中心，4个H原子分别位于正四面体的顶点）。分子中的C—H键为极性键。

2. 物理性质
通常甲烷是一类没有颜色，没有气味的气体。比空气轻，极难溶于水。天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分都是甲烷。甲烷又名沼气或坑气。
3. 化学性质
（1）通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。
（2）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。在日光照射下，CH4和Cl2发生反应可生成3Cl、CH2Cl2、CHCl3（俗名氯仿）、CCl4四种卤代烃和氯化氢。
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
CH3Cl+ Cl2 CH2Cl2+ HCl
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
CHCl3+ Cl2 CCl4 + HCl
室温中，甲烷和氯气的混合气体无光照时，不发生化学反应。有光照时，瓶内气体的黄绿色逐渐变浅，瓶壁出现油状液滴，瓶中有少量