人教版化学必修二3-1-1课件第三章 有机化合物

人教版化学必修二3-1-1课件第三章 有机化合物

● 内容概述 研究有机化合物的化学称为有机化学。有机化学是整个化学中的一个分支。新的课程标准要求同学们较为系统地学习有机化学的基础知识。它有两大部分：其一即本章；其二是高中化学选修模块的 《 有机化学基础 》 。在这一章中主要学习一些与人们的衣、食、住、行有密切关系的有机化合物的基础知识。本章内容的重要性体现在三个方面：一是知识具有基础性、常识性、实用性，掌握了它能够从化学的角度增加生活知识，提高生活质量，培养综合素质；二是它为高校招生考试内容的基本组成部分；三是为以后继续学习有机化学打下必备的基础。 本章内容划分为四节：第一节　最简单的有机化合物 —— 甲烷，它从最简单的也是人们最熟悉的有机化合物 —— 甲烷开始介绍有机化合物的基本性质和基本结构，使学生很自然、很轻松地进入了有机化学的天地，从实质开始学习有机化学。第二节　来自石油和煤的两种基本化工原料，它使学生认识被誉为 “ 工业的血液 ” 的石油和被誉为 “ 工业的粮食 ” 的煤，以及从中获取的有机化工基础原料 —— 乙烯和苯。 第三节　生活中两种常见的有机物，乙醇和乙酸这两种有机化合物都与人的饮食与健康有着密切的关系，本节主要介绍这些物质的基本性质和常见的用途。第四节　基本营养物质，主要是简单介绍糖类、油脂、蛋白质的基本性质以及在生产、生活中的重要应用。 ● 重点难点 本章学习重点 1 ．有机物的结构式； 2 ．甲烷的结构；掌握甲烷的化学性质、氧化反应、跟氯气反应等。了解取代反应的涵义； 3 ．烷烃的结构、通性、性质及其命名 ( 碳原子数为 4 以内的分子 ) ，烷基 ( 甲基、乙基 ) 和饱和烃的涵义； 4 ．同系物、同分异构现象和同分异构体； 5 ．乙烯、苯的结构和性质；有机物的燃烧反应和分子式的确定。 本章学习难点 1 ．烷烃和乙烯的结构； 2 ．取代反应和加成反应； 3 ．苯的结构和性质； 4 ．同分异构体的概念和应用； 5 ．有机物的燃烧反应和分子式的确定。 ● 学习目标 1 ．了解甲烷、乙烯、苯的主要性质及它们在化工生产中的作用，重点认识典型化学反应 ( 取代反应、加成反应 ) 的特点。 2 ．通过对上述典型有机物分子结构的认识，初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响。 3 ．结合生活经验和化学实验，了解乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，加深认识这些物质对于人类日常生活、身体健康的重要性。 4 ．通过对几种重要有机物结构和性质的学习，体会有机物跟无机物的区别和联系，初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法，初步形成对于有机化学领域的学习兴趣。 ● 学法点拨 本章研究的是一大类物质，也是我们比较熟悉的、人人都离不开的最重要的有机化学物质。甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸的组成、性质、用途、来源，有机化学最基本的化学反应等，这些都是高考的重点、热点。在学习中应注意尝试探究以下方法： 1 ．建立 “ 结构 → 性质 → 用途 ” 的有机化学的学习思路。有机化合物中结构与性质的关系尤为突出。因此，有机化学的学习要紧紧抓住典型有机物的性质展开，并推及同一类物质。 2 ．进行本章的学习时，要加强学生学习的主动性，通过动手制作模型，做好演示实验、活动探究等多种辅助形式。增加学生的学习兴趣，加深对知识的理解与掌握。 3 ．综合应用各类化合物的不同性质，进行区分、鉴定、分离、提纯和推导未知物的结构简式。组合多个化合物的化学反应，合成具有指定结构简式的产物。有机物结构的学习需要较强的空间想像能力。结合该类别物质最基本性质，展开想像，把复杂问题简单化。 第一节　最简单的有机化合物 —— 甲烷 ( 共 2 课时 ) 人类生活离不开有机物 目前，在自然界里发现的和由人工合成的有机化合物已经有几千万种，而且新的有机化合物仍在不断地被发现或合成出来。其中，有些物质有特殊的性质和功能，有些物质与人类的生命活动息息相关。为了人类的生存和发展，化学家们不断地对有机化合物进行研究，逐渐揭开了包括生命之谜在内的许多科学奥秘，也使我们的物质世界更加丰富多彩。 通过初中化学的学习，你已经了解到有机化合物具有一些共同的性质，如大多数有机化合物具有熔点和沸点低、难溶于水、可以燃烧等性质。下面以甲烷为例，进一步研究有机化合物的性质。让我们一起走进丰富多彩前景广阔的有机化学世界。 ● 梳理导引 1 ．甲烷是 ________ 、 ________ ，油田气和煤矿坑道气的主要成分。甲烷是一种没有 ________ ，没有 ________ 的 ________ 。它的电子式 ________ ，结构式 ________ 。 2 ．甲烷燃烧时火焰 ________ 并呈 ________ ，甲烷燃烧的化学方程式 ____________________ ，因此，甲烷是一种 ________ 能源。 3 ．有机化合物分子里的 ______________________ 代替的反应叫做取代反应。甲烷的四种氯代产物都难溶于水，除 ________ 是气体外，其他三种产物都是 ________ 。三氯甲烷曾被用作 ________ ，它和 ________ 还是重要的工业溶剂。 答案： 1. 天然气　沼气　颜色　气味　气体 3 ．某些原子 ( 原子团 ) 被其他原子 ( 或原子团 ) 　 CH 3 Cl 　液体　麻醉剂　 CCl 4 ● 问题探究 1 ．怎样理解 “ 有机化合物种类繁多、数量巨大 ” 这一说法？ 提示： 有机物的种类繁多，达三千多万种，无机物只有几十万种。其主要原因是： ① 有机物中每个碳原子可以与其他四个氢原子形成 4 个共价键；而且碳碳之间也能相互形成共价键，不仅可以形成单键，还可形成双键或叁键。 ② 多个碳原子可相互结合形成长长的碳链，也可以形成碳环。 ③ 有机物中可含有一个碳原子，也可含有成千上万个碳原子，并且在分子组成相同时，还可以有众多的同分异构体。 2 ．有机化合物有什么特点？ 提示： (1) 数量众多。迄今，从自然界发现和人工合成的有机物已超过 3700 万种，而且新的有机物仍以每年近百万种的速度不断增加。 (2) 分布极广。燃烧中的汽油、煤油、柴油，建材中的木材、黏结剂、涂料、油漆，，日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂，食物中的糖类、油脂、蛋白质等都是有机化合物。 3 ．写有机反应的化学方程式时，为什么用 “ ―→” 而不用 “ === ” ？ 提示： 有机反应往往比较复杂，常伴有副反应发生。所以通常写主要反应、主要产物，而表示化学反应方程式的 “ === ” 就失去了它的真实意义，用 “ ―→” 就更能表达化学反应的实际情况。因此书写有机反应化学方程式用 “ ―→” 而不用 “ === ” 。 4 ． CH 4 与 Cl 2 反应共有哪几种产物？哪些是有机物？这些反应有什么共同特点？ 提示： 共 5 种产物，其中 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 四种是有机物， HCl 是无机物。这些反应的共同特点是：有机物分子中的氢原子被氯气中的氯原子代替。 ● 细品教材 1 ． 有机物简介 (1) 有机物都含有碳元素，常含有氢、氧，有的还含有氮、硫、卤素等。但含碳元素的化合物不一定都是有机物。 (2) 常见的有机物有： ① 燃料中的液化气、沼气、天然气、汽油、煤油、柴油等； ② 建材中的木材、黏合剂、涂料、油漆等； ③ 日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂等； ④ 营养素中的糖类、油脂、蛋白质等。 (3) 仅含有碳和氢两种元素的有机物称为烃。甲烷是最简单的烃。 (4) 有机物的种类很多。自然界发现及人工合成已达 3700 多万种。 2 ．有机物与无机物的比较 特点与性质 有机物 无机物 种类 很多 ( 已超过 3700 万种 ) 比有机物少 (10 多万种 ) 溶解性 多数不溶于水而易溶于有机溶剂 多数可溶于水而难溶于有机溶剂 耐热性 多数熔点较低、不耐热，受热易分解 多数熔点较高、耐热，受热难分解 特点与性质 有机物 无机物 可燃性 多数易燃烧 多数难燃烧 是否为电解质 多数为非电解质，不电离 多数是电解质，水溶液或熔化时能导电 化学键 多数为极性键或非极性键 多数为离子键或共价键 化学反应 复杂、缓慢、副反应多，一般用 “ ―→” 简单、速率快、副反应少，一般用 “ === ” 温馨提示： 有机物与无机物在性质及反应的差别上只是相对的、有条件的，不同的有机物有其特殊的性质。例如：乙酸及其金属盐能在水溶液中电离；有机物的燃烧反应一般很快； CCl 4 不但不能燃烧反而可以灭火。 3 ．有机化合物的结构特点 (1) 碳原子最外层 4 个电子，能形成 4 个共价键。 (2) 碳原子之间可以形成碳碳单键，也可以形成碳碳双键或碳碳叁键。 (3) 碳链可以是直链，也可以是环链。 (4) 有机化合物还有同分异构现象，有多种同分异构体。 4 ． CH 4 、 H 2 、 CO 燃烧产物比较 气体 火焰颜色 罩上干而冷的烧杯 罩上内壁沾有澄清石灰水的烧杯 H 2 淡蓝色 有水珠 — CO 淡蓝色 — 变浑浊 CH 4 淡蓝色 有水珠 变浑浊 5 ．有机物分子式的确定 (1) 根据测得的气体的密度，计算该气态有机物的摩尔质量。 (2) 根据摩尔质量和该气态有机物中各元素的质量分数，推算出 1mol 该气体中各元素原子的物质的量。 (3) 确定该气态有机物的分子式。 也可以根据各元素的质量分数，求出有机物的实验式，然后根据有机物的相对原子质量确定分子式。 ● 典例精析 【例 1 】　下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．凡是含有碳元素的化合物都属于有机物 B ．有机物中一定含有碳元素 C ．有机物都是易燃物 D ．有机物都是非电解质 【解析 】 　 无机物中也有含碳元素的物质如 CO 2 、 Na 2 CO 3 等但有机物中一定含有碳元素，故 A 错， B 对。有机物并非都易燃，如 CCl 4 可用于灭火， C 错。大多数有机物属于非电解质，但羧酸类物质属于弱电解质的范畴， D 错。 【答案 】 　 B 【点拨】　 这类题型考查知识的全面性，解答时宜用列举特例的方法，切忌以偏概全。特别注意：有机物和无机物之间并无严格的界线。 下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．人们只能从有机体中取得有机化合物，不能利用矿物来合成有机物 B ．有机物和无机物的组成、结构、性质有严格区别，它们是不可相互转化的两类物质 C ．有机物是从动植物体提取的有生命的化合物 D ．有机物是指含碳元素的化合物，但通常不包括碳的氧化物、碳酸及其盐 【解析 】 　 本题考查有机物的概念，应把握有机物与无机物的区别。 A 不正确，从无机体中也能提取有机化合物； B 也不对，有机物与无机物没有严格的界限； C 也不正确，有机物并不是有生命的化合物； D 正确。 【答案 】 　 D ● 细品教材 1 ．甲烷的存在和用途 (1) 甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。 (2) 我国的天然气已探明储量为 1.37 万亿立方米，居世界第 19 位。主要分布在中西部的四川、重庆、甘肃、青海、新疆等地区及海底。 (3) 天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种重要的化工原料。 (4) “ 西气东输 ” 就是将新疆等地的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。 2 ．甲烷的分子结构 (1) 分子式： CH 4 (4) 甲烷的分子结构及分子模型 (5) 甲烷分子的结构特点 ① CH 4 是非极性分子； ② 空间正四面体结构，碳原子位于四面体的中心，键角 109°28 ′ ； ③ 碳氢键相同。 3 ．有机物结构和组成的几种表示方法 种类 实例 含义 应用范围 化学式 C 2 H 6 可反映出一个分子中原子的种类和数目 多用于研究物质组成 最简式 ( 实验式 ) CH 3 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子 有共同组成的物质 电子式 表示原子最外层电子成键情况的式子 多用于表示离子型、共价型的物质 种类 实例 含义 应用范围 结构式 ① 用短线 “ — ” 表示原子所形成的共价键能反应物质的结构 ② 表示分子中原子的排列顺序，但不表示空间构型 有机反应常用结构式表示 结构简式 CH 3 — CH 3 结构式中省略部分短线 “ — ” ，着重突出结构特点 ( 官能团 ) 同 “ 结构式 ” 球棍模型 小球表示原子，短棍表示价键 用于表示分子的空间结构 ( 立体形状 ) 比例模型 用不同体积的小球表示不同的原子大小 用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序 ● 典例精析 【例 2 】　下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．甲烷分子中 C 、 H 键是非极性键 B ．甲烷分子是平面四边形结构 C ．甲烷的结构式是 CH 4 D ．甲烷分子是正四面体结构 【解析 】 　 甲烷的结构式为 。 分子中的 C — H 键是极性共价键。甲烷分子是正四面体型结构而不是平面四边形结构。 【答案 】 　 D 【例 3 】　已知甲烷的气体密度在标准状况下为 0.717g/L ，其中含碳的质量分数为 75% ，含氢的质量分数为 25% ，求甲烷的分子式。 【解析 】 　 气态烃化学式的推导：气体密度 ( 标准状况 ) × 22.4L/mol 可以得到摩尔质量 (g/mol) ，也可得到式量，而式量 × 各元素质量分数等于烃分子内各元素质量，烃分子内各元素质量 ÷ 各原子相对原子质量＝一个分子内原子的数目，，则可以求出分子式。 【答案 】 　解法一： (1) 计算甲烷的摩尔质量，因为摩尔质量＝气体摩尔体积 × 密度＝ 22.4L/mol × 0.717g/L ＝ 16g/mol ，所以甲烷的相对分子质量为 16 。 解法二： (1) 求碳、氢原子个数比： 因此最简式为 CH 4 。 (2) 求分子式：知道 CH 4 在标准状况下的密度为 0 ． 717g · L － 1 ， 故其摩尔质量为： 0 ． 717g · L － 1 × 22.4L · mol － 1 ≈ 16g · mol － 1 。 因此最简式即为甲烷的化学式。 我国已启动的 “ 西气东输 ” 工程是为了 ________ ，其中的 “ 气 ” 是指 ______ 气，其主要成分的分子式是 ________ ，电子式为 ________ ，结构式为 ________ ；分子里各原子的空间分布呈 ________ 结构。最适于表示分子空间构型的模型是 ________ ，能最真实地反映分子形状的模型是 ________ 。 【解析 】 　 本题主要联系实际考查了甲烷的性质和结构。 【答案 】 　改善我国东部的能源结构　天然　 CH 4 甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分，是一种重要燃料，同时它是一种温室气体，其全球变暖潜能为 22( 即它的暖化能力是 CO 2 的 22 倍 ) 。它的主要来源有：有机废物的分解，天然源头 ( 如沼泽 ) ，化石燃料，动物 ( 如牛 ) 的消化，稻田之中的细菌，生物物质缺氧加热或燃烧等等。根据上述信息以及你所学的知识回答下列问题： (1) 甲烷分子的电子式 ________________________ 。 (2) 甲烷是一种优质燃料，请写出甲烷燃烧的化学方程式 __________________________________ 。 (3) 现在不少农村 “ 变废为宝 ” 把生活垃圾通过沼气池转化为沼气，有人认为 “ 只要是垃圾都可以用来生产沼气 ” ，你认为这种观点正确吗？ (4) 甲烷的来源有很多，如有机物的分解，我国中西部地区及海底都有丰富的天然气，因此有人认为天然气是再生能源，我国的能源不会受到危机。这种观点正确吗？ (5) 煤矿的坑道含有甲烷。你认为煤矿应采取什么安全措施？ 【解析 】 　 根据题目所提供的信息及上面栏目中有关 CH 4 的知识介绍，作出合理的解答。 【答案 】 (3) 甲烷含 C 、 H 元素，只有有机垃圾才能转化为沼气。 (4) 甲烷和石油一样都属于化石燃料，属于不可再生能源。我国的能源资源十分有限，我们应该合理开发，节约利用。 (5) 坑道气又称 “ 瓦斯 ” ，含有易燃气体甲烷，遇明火易燃烧爆炸，因此煤矿坑道要保持通风，把坑道气导出。同时不应出现火源。 ● 细品教材 1 ． 甲烷的物理性质： 无色、无味、难溶于水的气体，密度为 0.717g/L( 标准状况 ) 。 2 ． 甲烷的化学性质： 通常情况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应，但在一定条件下也与某些物质反应。 (1) 氧化反应 温馨提示： ① 点燃甲烷前必须检验纯度。点燃甲烷和氧气的混合气体，可能发生爆炸。空气中的甲烷含量在 5% ～ 15.4%( 体积 ) 范围内时，遇火花发生爆炸。 ② 煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。 (2) 取代反应 [ 实验探究 ] 实验要求： ① 在收集好甲烷的试管中，迅速加入 0 ． 5g KMnO 4 和 1mL 盐酸，用黑纸包好。 ② 在收集好甲烷的试管中，迅速加入 0.5g KMnO 4 和 1mL 盐酸。距离 15cm 处用燃着的镁条照射。 实验测试：用湿润的蓝色石蕊试纸在管口检验 信息 内容 条件 反应中现象变化 试纸的变化 实验 1 不见光 黄绿色不褪 不变红 实验 2 光照 黄绿色褪去、试管中有白雾、油状液滴 变红 结论 CH 4 与 Cl 2 在光照条件 下反应并有 HCl 生成 四氯甲烷 ( 又称四氯化碳 ) 温馨提示： ① KMnO 4 与浓盐酸反应产生氯气 2KMnO 4 ＋ 16HCl( 浓 ) 2KCl ＋ 2MnCl 2 ＋ 5Cl 2 ↑ ＋ 8H 2 O ② 有机反应比较复杂，常有很多副反应发生。 例： Cl 2 与 CH 4 反应产物有 5 种，为 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 四种有机物和一种无机物 HCl 。 3 ．取代反应 (1) 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。 温馨提示： 取代反应是有机物反应里一类普遍而又重要的反应，要予以足够的重视。从反应物的类型上说，取代反应中至少有一种有机物，另一种反应物既可以是有机物又可以是无机物；从分子组成的变化形式上说，有机物分子里被代替的既可以是原子又可以是原子团，代入到有机物分子中去的同样既可以是原子又可以是原子团。如下列反应都是取代反应： (2) 取代反应与置换反应的区别 定义 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 一种单质跟一种代合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种化合物 另一种化合物和另一种单质 反应中电子得失 不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应 反应是否可逆 有不少是可逆反应 一般是不可逆反应 反应条件 反应受催化剂、温度、光的影响 水溶液中置换遵循 “ 强制弱 ” 原则 灵犀一点： 判断所给反应属于置换反应，还是取代反应的简单方法是：一看参与反应的物质为有机物还是无机物，若反应物均为无机物，一定不属于取代反应；二是产物中是否有单质生成，有单质生成的反应也不属于取代反应。 ● 典例精析 【例 4 】　将充有甲烷和适量氯气的混合气体的试管倒立于盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮的地方，过一段时间后观察到的现象是： (1)______________________ ， (2)__________________ ， (3)____________________ ， (4)____________________ 。 【解析 】 　 CH 4 和 Cl 2 光照生成 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 、 HCl 等物质，随着反应进行， Cl 2 不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 常温下均为无色液体， Cl 2 易溶于有机溶剂，故试管壁上有黄色油滴。因生成的 HCl 易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升。 HCl 溶于水后，溶液中 c (Cl － ) 增大，使溶解平衡： NaCl(s )  Na ＋ ＋ Cl － 向左移动，故溶液中有 NaCl 晶体析出。 【答案 】 　 (1) 试管内颜色变浅； (2) 试管内壁上出现油滴； (3) 试管内水面上升； (4) 水槽内有少量晶体析出。 【特别提示 】 　 不能准确描述实验现象，误认为水充满整个试管，误认为只发生第一个反应。不能推断出水槽内有少量 NaCl 晶体析出。 【例 5 】　有机物分子里的某些原子 ( 或原子团 ) 被其他原子 ( 或原子团 ) 代替的反应叫取代反应，下列化学反应中不属于取代反应的是 ( 　　 ) A ． CH 2 Cl 2 ＋ Br 2 ―→ CHBrCl 2 ＋ HBr B ． CH 3 OH ＋ HCl ―→ CH 3 Cl ＋ H 2 O C ． 2Na ＋ 2H 2 O===2NaOH ＋ H 2 ↑ D ． H — CH 2 — CH 2 — OH ―→ CH 2 ===CH 2 ＋ H 2 O 【解析 】 　 C 的反应不是有机物的反应，故不是取代反应。在 D 的反应中， H — CH 2 — CH 2 — OH 没有原子或原子团被其代替，故不是取代反应。 【答案 】 　 C 、 D 【例 6 】　一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为 CO 、 CO 2 和水蒸气，此混合气质量为 49.6g ，当其缓慢经过无水 CaCl 2 时， CaCl 2 质量增加 25.2g ，原混合气体中 CO 2 的质量为 ( 　　 ) A ． 12.5g 　　　 B ． 13.2g C ． 19.7g D ． 24.4g 【解析 】 　 CaCl 2 增重 25.2 克为水的质量，其物质的量为 25.2g÷18g · mol － 1 ＝ 1.4mol ，因甲烷中氢的物质的量与水中氢的物质的量相等，则甲烷的物质的量为 1.4 × 2/4 ＝ 0.7mol ，所以生成 CO 、 CO 2 的物质的量为 0.7mol ，质量为 49.6g － 25.2g ＝ 24.4g 设生成 CO 2 的物质的量为 x ， CO 的物质的量为 y ，则有 【答案 】 　 B ( 江苏洪泽中学 2009 ～ 2010 学年度高一下学期期中考试 )1 mol 甲烷和 1 mol 氯气在光照条件下发生反应，产物中物质的量最多的是 ( 　　 ) A ． CH 3 Cl B ． HCl C ． CH 2 Cl 2 D ． ChCl 3 【解析 】 　 甲烷与 Cl 2 在光照条件下发生取代反应时是连续进行的，不可能停留在某一个步骤上。但每一步反应都有 HCl 产生，故产物中 HCl 的物质的量最大。 【答案 】 　 B 【点拨】　 1mol CH 4 与 1mol Cl 2 混合能生成 1mol CH 3 Cl 吗？ 不能，因为 CH 4 与 Cl 2 的取代反应是连续进行的且难以控制。 1mol CH 4 与 1mol Cl 2 光照条件下发生取代反应得到的是 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 的混合物，故不可能生成 1mol CH 3 Cl 。 鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别 ( 　　 ) A ．先后通入溴水和澄清的石灰水 B ．点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯 C ．点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯 D ．点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水 【答案 】 　 C 【点拨】　 三种气体均无色、无味、难溶于水、具有还原性，连燃烧的火焰颜色都几乎相同，但是燃烧的产物各不相同，所以可以通过检验燃烧产物的方法鉴别它们。 如图所示，某气体 X 可能由 H 2 、 CO 、 CH 4 中的一种或几种组成，将 X 气体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 是 ______________________________________________ 。 【解析 】 　 H 2 燃烧只生成 H 2 O ， CO 燃烧只生成 CO 2 ， CH 4 燃烧生成 CO 2 和 H 2 O 。由浓 H 2 SO 4 吸水，石灰水吸收 CO 2 可得：只有 A 瓶质量增加，说明 X 为 H 2 ，只有 B 瓶质量增加，说明 X 为 CO ； A 、 B 瓶质量都增加，说明 X 的燃烧产物既有 H 2 O 又有 CO 2 ，故 X 的成分不惟一。 【答案 】 　 (1)H 2 　 (2)CO 　 (3)CH 4 或 H 2 、 CO 或 H 2 、 CH 4 或 CO 、 CH 4 或 H 2 、 CO 、 CH 4 【点拨】　 X 燃烧产物既有 H 2 O 又有 CO 2 时，只判断有 CH 4 ，而忽略其他可能，这是常见的误区。 ● 资料备选 取代反应是甲烷的一个重要性质，对反应条件和反应物有何要求？反应产物有何特点？物质的量的关系有何特点？ 1 ．反应条件和反应物 反应条件为光照、反应物为卤素单质。例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气在光照条件下发生取代反应。 2 ．反应产物 反应生成的产物是 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 和 CCl 4 四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象。 3 ．物质的量的关系 甲烷和氯气发生取代反应， 参加反应的 Cl 2 的物质的量与生成的 HCl 的物质的量相等；生成物中 HCl 最多。 【例 1 】　 1mol CH 4 和 Cl 2 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 Cl 2 为 ( 　　 ) A ． 0.5mol 　　 B ． 2mol 　　 C ． 2.5mol 　　 D ． 4mol 【解析 】 　 1mol CH 4 与 Cl 2 发生取代反应，欲得到四种取代物的物质的量相等，则生成 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 各为 0.25mol ，该四种取代物中 n(Cl ) ＝ 0.25mol × (1 ＋ 2 ＋ 3 ＋ 4) ＝ 2.5mol ，根据取代反应的特点知 n (Cl 2 ) ＝ 2.5mol 。 【答案 】 　 C 【点拨】　 烷烃与卤素单质发生取代反应时，一个卤素分子中只有一个卤素原子进入有机物，因此取代 1mol H 原子需要 1mol 卤素单质。在烷烃中，所有的氢原子都可以被取代，因此其取代后的有机产物有多种。