第三章第一节最简单的有机化合物—甲烷 知识梳理与训练

赣州一中化学教研组 雷一鸣

基础知识梳理• 1. 有机化合物：含碳元素的化合物，但一

般除碳的氧化物和碳酸盐外。• 2. 烃：仅由碳氢元素组成的有机物。• 3. 同系物：结构相似，在分子组成上相差

一个或者若干个 CH2 原子团的化合物。• 4. 烷烃：烃分子中碳原子之间只以单键结

合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达“饱和”。称为饱和烷烃，或简称为烷烃。

• 5. 同分异构体现象、同分异构体：具有相同分子式，但具有不同结构的现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。（以碳链异构体为主）

甲烷的性质：a. 物理性质：常温常压下，甲烷是一种没有颜色，

没有气味的气体，密度小于空气的，极难溶于水。

CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH3 CH3 - C - CH3

CH3

CH3

正戊烷 异戊烷 新戊烷

CH3

• b. 化学性质：通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱、高锰酸钾均不反应。但在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。

• ①. 甲烷的氧化反应（可燃性）• CH4+2O2 → CO2+2H2O

• ②. 甲烷的取代反应• 概念：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替代的反应。

C

H

HH

H

光照

· ·

C

H

H

H

+ClCl Cl

HCl

（均裂）

H - C - Cl

HCl光照

Cl

Cl

H - C - Cl H - C - Cl

ClH

H HCl -Cl

+

H - C - Cl

Cl

H

光照

Cl -ClH - C - Cl

Cl

Cl

HCl+

HCl+光照

Cl -Cl

Cl

Cl

Cl - C - Cl

• 甲烷的组成、结构：• 组成：由碳氢元素组成• 分子式： CH4

• 电子式：

• 结构式：

• 空间构型：正四面体

烷烃通式、分子结构特点和性质• 1. 烷烃包括一系列化合物如甲烷 (CH4) 、

乙烷 (C2H6) 、丙烷 (C3H8) 、丁烷 (C4H10) 等。• 2. 烷烃的通式为 CnH2n+2 n≥1

• 3. 烷烃的物理性质：如沸点、熔点等随分子中碳原子数目依次增加而呈现有规律性的变化。常温下碳原子数目 1-4 为气态； 5-16 为液态； 17 以上为固态。随碳原子数增加，溶沸点升高；密度增大。烷烃几乎不溶于水，比水轻。

• 4. 化学性质：较稳定，与 CH4 的化学性质相似，不跟强酸、强碱、酸性 KMnO4 溶液反应；能燃烧；在一定条件能发生取代反应等。

基础训练题• 1 ．下述关于烃的说法中，正确的是• A ．烃是指仅含有碳和氢两种元素的

有机物• B ．烃是指分子里含碳元素的化合物• C ．烃是指燃烧反应后生成二氧化碳

和水的有机物• D ．烃是指含有碳和氢元素的化合物• 答案： A

• 2. 人们一向将碳的氧化物、碳酸盐看作无机物的原因是（　）

• A ．都是碳的简单化合物• B ．不是从生命里提取的• C ．不是共价化合物• D ．不具有有机物的物质特点• 答案： D

• 3. 下列事实中，能够说明甲烷分子为正四面体结构，而不是平面正方形结构的是（　）。

• A ．甲烷分子中的 C—H 键完全相同• B ．甲烷分子的结构具有对称性• C ．甲烷分子的二氯代物只有一种结构• D ．分子组成为的物质具有固定的熔、

沸点答案： C

• 4. 在同一系列中，所有同系物都具有（　）

• A ．相同的相对分子质量• B ．相同的物理性质• C ．相似的化学性质• D ．相同的最简式• 答案： C

• 5. 甲烷和氯气一物质的量比 1:1 混合，在光照条件下，得到的产物是

• ①CH3Cl CH② 2Cl2 CHCl③ 3 C④Cl4

• A ．只有① B ．①和③的混合物 • C ．只有② D ．①②③④的混合物• 答案： D

• 6. 下列有机物常温下呈液态的是

A ． CH3(CH2)2CH3 B ． CH3(CH2)15

CH3

C ． CH3Cl D ． CHCl3

答案： D• 7 ．正己烷的碳链是 A ．锯齿形 B ．正四面体形 C ．直线形 D ．有支链的直线形答案： A

• 8 ．把 1 体积 CH4 和 4 体积 Cl2 组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛饱和 NaCl溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色 ____________ ，试管中的液面 ____________ ，试管壁上有 ____________出现，水槽中还观察到 _____________ 。

• 9 ．为了除去混在甲烷中的二氧化碳和水蒸气，可将混合气体先通过盛有 ________ 的洗气瓶除去 ________ ；再通过盛有 ________ 的洗气瓶除去 ________ 。

• 答案： 8 ．变浅，上升；油状液体；白色沉淀。• 9 ．氢氧化钠溶液 二氧化碳 浓硫酸 水蒸气

• 10. 下列结构简式代表了几种不同的烷烃

• A ． 2 种 B ． 3 种 C ． 4 种 D ．5 种

• 答案： B

• 11. 下列是四种烷烃分子的结构模型图，其中沸点最高的是（ ）

• A B C D• 答案： D

• 12.用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构简式如图，它属于 ( )

•

• A ．烃　　　 B ．无机物　　　• C ．有机化合物 　 D ．烷烃• 答案： C

• 13. 有机物分子里的某些原子或原子团 _______________ 的反应叫作取代反应，用量筒收集 CH4 和 Cl2 的混合气倒扣在盛水的水槽中，使 CH4 和 Cl2 发生取代反应，甲烷与氯气应该放在 ____________ 的地方，而不应放在 ____________地方，以免引起爆炸，反应约 3 分钟之后，可以观察到量筒壁上出现____________ ，量筒内水面 ____________ 。

• 14. 如下图，某气体 X 可能由 H2 、 CO 、 CH4 中的一种或几种组成。将 X 气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过 A 、 B 两个洗气瓶。试回答下列问题：

• （ 1 ）若 A洗气瓶的质量增加， B洗气瓶• 的质量不变，则气体 X 是。• （ 2 ）若 A洗气瓶的质量不变， B洗气瓶• 的质量增加 ,则气体 X 是。• (3) 若 A 、 B 两个洗气瓶的质量都增加，• 则气体 X 可能是。• 答案： 13. 被其它原子或原子团所代替　　光亮　　日光直射　　油状液体

　　上升• 14. （１）Ｈ２　（２）ＣＯ　（３） CH4 ； H2 CO ； CO CH4 ；

H2 CO CH4 ； H2 CH4

X 燃烧后气体

• 15. 常温下将甲烷与 O2 混合气体 57ml 点燃充分燃烧后恢复原来状态，剩余气体为 23ml ，试计算混合气体的组成

• 答案：甲烷 17ml; O2 40ml • 思考题：• 1. 在标准状况下， 1.12 L 某气态烃（密度

为 0.717g/L ）充分燃烧后，将生成的气体先通过无水氯化钙，再通过氢氧化钠溶液，经测定前者增重 1.8 g ，后者增重 2.2 g ，求该烃的分子式。

• 答案： CH4

• 2. 将 75mL 的甲烷、氢气和一氧化碳的混合气与 200mL 氧气混合点燃，经过充分反应并干燥，体积减少 100mL ，再将剩余气体通过碱液吸收，还有 125mL 。上述体积均在 298K ，1.01×105Pa测定。

• 　　（ 1 ）判断混合气体是否能完全燃烧？

• 　　（ 2 ）总体积减少 100mL 后，所得气体是什么？多少毫升？

• 　　（ 3 ）共生成二氧化碳多少毫升？最后剩余 125mL 气体是什么？

• 　　（ 4 ）原混合气体各组分的体积分别是多少毫升？

• 　解析：

• 　　（ 1 ）采用极限法，判断氧气是否过量

• 　　即 CH4 ＋ 2O2→ ， 2H2 ＋ O2→ ， 2CO＋ O2→ ，所以 75mL 气体无论是哪一种，氧气都剩余，因而 75mL混合物完全燃烧。

• 　　（ 2 ）燃烧并干燥得气体是二氧化碳和剩余氧气，体积等于 200＋ 75－ 100＝ 175mL

• 　　（ 3 ）因为最后剩余气体是氧气，所以共生成二氧化碳的体积为： 175－ 125＝ 50mL

• （ 4 ）设原混合气体中甲烷的体积为xmL ，氢气的为 ymL ，一氧化碳的为zmL

则 CH4 ＋ 2O2 → CO2 ＋ 2H2O

　 x 2x x

　 2H2 ＋ O2 ＝ 2H2O

　 y 0.5y

　 2CO＋ O2 ＝ 2CO2

　 z 0.5z z

依据题意得：x＋ y＋ z＝ 75x＋ z＝ 502x＋ 0.5y＋ 0.5z＝ 75解联立方程组可得：x＝ 25 ml y＝ 25 ml z＝ 25ml

• 谢谢光临指导！