第一节最简单的有机化合物——甲烷课时1 甲烷1.会写甲烷的分子式、结构式、电子式，知道甲烷的结构特点。
2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，会写相应的化学方程式。
(重点)3.知道取代反应的概念和甲烷发生取代反应时的断键和成键情况。
甲烷的组成与结构教材整理1有机物与烃1．有机化合物(1)定义：含碳元素的化合物叫有机物。
(2)组成元素：除含碳元素外，常含有氢元素、氧元素，有些有机物还含有氮、硫、卤素、磷等。
2．烃(1)定义：仅由碳和氢两种元素组成的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。
(2)典型代表物：最简单的烃是甲烷。
3．甲烷的存在和用途教材整理2甲烷的组成与结构1．甲烷的组成与结构分子式CH4，电子式为，结构式为。
2．甲烷分子结构示意图甲烷分子具有正四面体结构，碳原子为中心，氢原子为顶点，其中4个C—H 的长度和强度相同，夹角相等，其角度为109°28′。
3．甲烷的分子模型为球棍模型，为比例模型。
⇓⇓小球表示原子，棍表示共价键。
用不同体积的小球表示不同大小的原子，更能反映分子的结构。
特别说明：可利用CH4分子中共价键的夹角为109°28′且相同，说明CH4为正四面体形而不是正方形。
[题组·冲关]1．下列说法中不正确的是()A．有机物一定含有碳元素B．烃属于有机物，只含碳、氢两种元素，不少有机物还含有氧、氮、硫等元素C．有机物都不溶于水，如CCl4、CS2等D．有机物有2000多万种，所以在周期表中形成化合物种类最多的是第ⅣA 族【解析】大多数有机物都不溶于水，但有一部分有机物溶于水，如乙酸、乙醇等，所以C项错。
第ⅣA族的元素中，硅是地壳和岩石的主要成分，所以人们称硅是无机非金属的主角；碳是有机物必含的元素，所以人们称碳是有机界的主角，故D 项正确。
【答案】 C2．下列各图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实存在状况( )【导学号：30032048】Ⅰ.结构示意图 Ⅱ.电子式 Ⅲ.球棍模型 Ⅳ.比例模型 A ．ⅠB ．ⅡC ．ⅢD ．Ⅳ 【答案】 D 甲烷的性质教材整理 甲烷的物理性质与化学性质1．物理性质 颜色状态 气味 密度(与空气相比) 水溶性 无色 气体 无味 比空气小 极难溶于水 (1)稳定性通常状况下，CH 4性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂均不反应。
(2)氧化反应(燃烧)点燃条件下，CH 4能在空气中燃烧，化学方程式为CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ，燃烧火焰呈淡蓝色。
(3)与Cl 2的取代反应①CH 4与Cl 2在光照条件下，反应生成一氯甲烷的化学方程式(用结构式表示物质) 。
②甲烷的4种氯代产物都不溶于水，常温下CH 3Cl 为气体，其他三种为液体。
3．有机物取代反应概念：有机物分子中的某些原子或原子团被其他的原子或原子团所替代的反应。
[探究·升华][思考探究]探究 甲烷与Cl 2取代反应的实验探究图① 图②问题思考：(1)图①和图②中有哪些现象？【提示】 图①无明显现象。
图②：试管内——气体颜色逐渐变浅；内壁有油状液滴出现；有少量白雾；液面上升，水槽中——有固体析出。
(2)图①与图②的现象说明甲烷与Cl 2反应的条件是什么？【提示】 光照。
(3)写出Cl 2与CH 4发生反应的系列方程式(用结构简式表示物质)。
【提示】 CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl ，CH 3Cl ＋Cl 2――→光照CH 2Cl 2＋HCl ，CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照CHCl 3＋HCl ，CHCl 3＋Cl 2――→光照CCl 4＋HCl 。
[认知升华]升华 甲烷的取代反应及产物特点1．甲烷与氯气的取代反应2．甲烷氯代物的结构特点CH 4分子的立体构型为正四面体，4个C —H 的长度、强度和夹角完全相同，因此CH 4分子中的4个氢原子性质完全相同。
(1)若将CH 4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如CCl 4。
(2)若CH 4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则该原子形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3。
(3)CH 4的一取代、二取代、三取代、四取代产物均只有一种。
[题组·冲关]题组1 甲烷的结构与性质1．下图是CH 4、CCl 4、CH 3Cl 的分子球棍模型图。
下列说法正确的是( )A ．CH 4、CCl 4和CH 3Cl 都是正四面体结构B ．CH 4、CCl 4都是正四面体结构C ．CH 4和CCl 4中的化学键完全相同D ．CH 4、CCl 4的结构相同，性质也相同【解析】 CH 4、CCl 4中各自的键的长度、键的强度相等，故为正四面体结构；CH 3Cl 中含C —H 和C —Cl 两种不同的化学键，不是正四面体结构。
【答案】 B2．下列关于甲烷的叙述正确的是( )A ．甲烷分子的立体构型是正四面体，所以CH 2Cl 2有两种不同构型B ．甲烷可以与氯气发生取代反应，因此，可以使氯水褪色C ．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此，是矿井安全的重要威胁之一D ．甲烷能使酸性KMnO 4溶液褪色【解析】 A 中，由于甲烷是正四面体结构，四个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系，故CH 2Cl 2不存在不同构型；B 中，CH 4只能跟氯气在光照下反应，与氯水不反应；D 中，CH 4比较稳定，不能被酸性KMnO 4溶液氧化。
【答案】 C题组2 取代反应及其数量关系3．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叫取代反应。
下列化学反应中不属于取代反应的是( )A ．CH 2Cl 2＋Br 2――→光照CHBrCl 2＋HBrB ．CH 3OH ＋HCl ――→光照CH 3Cl ＋H 2OC ．CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂CH 3CH 2OHD ．CH 3—CH 2—Br ＋H 2O ――→NaOH △CH 3—CH 2—OH ＋HBr【答案】 C4．在标准状况下，22.4 L CH 4与氯气在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气为( )A ．0.5 molB ．2 molC ．2.5 molD ．4 mol【解析】 1 mol CH 4与氯气发生取代反应，生成CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4各0.25 mol ，该四种取代物中n (Cl)＝0.25 mol ×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol ，根据取代反应特点，1/2的氯原子进入氯化氢，所以n (HCl)＝2.5 mol ，故生成物中所含氯原子共2.5 mol＋2.5 mol＝5 mol，参加反应的氯气为n(Cl2)＝2.5 mol。
【答案】 C【题后归纳】取代反应的模式X—Y＋W—Z―→X—Z＋W—Y高中化学解题技巧全汇总化学热点题型分析化学计算在高中化学中，计算题的主要功能是考查考生掌握基础知识的广度和熟练程度以及知识的系统性。
这类题目考查的形式既有直接的简单化学计算和间接的应用化学原理推算，常见的方法有假设法、关系式法、差量法、守恒法等。
化学反应图像化学反应图像题的特征是将一些关键的信息以图像、图表的形式给出，把题目中的化学原理抽象为数学问题，目的是考查考生从图像、图表中获得信息、处理和应用相关信息的能力以及对图像、图表的数学意义和化学意义之间对应关系的转换运用能力。
实验仪器的创新实验仪器的创新使用一般体现为三个“一”：一个装置的多种用途、一种用途的多种装置和一种仪器的多种用法，该类试题主要考查考生的思维发散能力。
化学热点方法聚焦化学计算中的4种常用方法一、假设法所谓假设法，就是假设具有某一条件，推得一个结论，将这个结论与实际情况相对比，进行合理判断，从而确定正确选项。
1.极端假设法主要应用：(1)判断混合物的组成。
把混合物看成由某组分构成的纯净物进行计算，求出最大值、最小值，再进行讨论。
(2)判断可逆反应中某个量的关系。
把可逆反应看作向左或向右进行到底的情况。
(3)判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量大小的变化。
把可逆反应看成向左或向右进行的单一反应。
(4)判断生成物的组成。
把多个平行反应看作单一反应。
2.状态假设法状态假设法是指在分析或解决问题时，根据需要，虚拟出能方便解题的中间状态，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。
该方法常在化学平衡的计算中使用。
3.过程假设法过程假设法是指将复杂的变化过程假设为(或等效为)若干个简单的、便于分析和比较的过程，考虑等效状态的量与需求量之间的关系，进而求解的方法。
该方法在等效平衡的计算中使用概率非常高。
4.变向假设法变向假设法指在解题时根据需要改变研究问题的条件或结论，从一个新的角度来分析问题，进而迁移到需要解决的问题上来，从而得到正确的答案。
二、关系式法在多步反应中，关系式法可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。
正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。
1.根据化学方程式找关系式特点：在多步反应中，上一步反应的产物即是下一步反应的反应物。
2.通过化学反应方程式的叠加找关系适用于多步连续反应或循环反应。
方法：将其中几个有关联的化学反应方程式进行适当变形(改变化学计量数)，然后相加，消去中间产物，即得总的化学反应方程式。
三、差量法差量法解题的关键是正确找出理论差量。
其解题步骤如下：(1)分析题意：分析化学反应中各物质之间的数量关系，弄清引起差值的原因。
(2)确定是否能用差量法：分析差值与始态量或终态量之间是否存在比例关系，以确定是否能用差量法。
(3)写出正确的化学反应方程式。
(4)根据题意确定“理论差量”与题中提供的“实际差量”，列出比例关系，求出答案。
四、守恒法“守恒法”利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解。
它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细枝末节，直接抓住其中特有的守恒关系，快速建立算式，简捷巧妙地解答题目。
常用的方法有质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。
1.质量守恒依据：化学反应中反应物的总质量与生成物的总质量相等。
2.电子得失守恒依据：氧化还原反应中得失电子数一定相等。
应用：氧化还原反应和电化学的有关计算。
3.电荷守恒依据：反应前后参加反应的离子所带的电荷总量不变(或在电解质溶液中阴、阳离子所带的负、正电荷总数相等)。
方法：首先要确定体系，并找出体系中阴、阳离子的种类，每个离子所带的电荷数及其物质的量；然后根据阴、阳离子所带的电荷总数相等列出计算式。
应用：溶液中离子浓度关系的推断，也可用于有关量的计算。
