2020-2021学年高中化学苏教版2课时作业：1.1天然气的利用甲烷版含答案化学.pdf

从给定的文件信息中，我们可以提取到有关高中化学中的有机化合物和天然气利用的一些知识点，特别关注甲烷的相关内容。以下是对文件中提到的知识点的详细说明： 1. 甲烷的存在和用途 甲烷广泛存在于自然界中，是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分之一。天然气作为一种清洁能源，主要用于家庭燃料、发电、工业燃料和化工原料等。 2. 甲烷的组成与结构 甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，碳原子位于中心，四个氢原子分布在四个顶点，形成一个正四面体结构。甲烷的化学式为CH4，电子式为H:C:H，结构式为H-C-H。这种结构特点和水分子结构相似。 3. 甲烷的物理性质 甲烷在常温常压下是一种无色、无味、无毒的气体，密度比空气小。它在水中的溶解性非常低，基本上可以认为是不溶于水。 4. 甲烷的化学性质 甲烷是一种相对稳定的有机化合物，但在特定条件下，它也能够发生化学反应。例如，它能够在空气或氧气中燃烧，产生二氧化碳和水，并释放出大量的热能。此外，甲烷还能够发生取代反应，例如与氯气反应生成氯代甲烷等化合物。 5. 甲烷与氯气的取代反应 甲烷与氯气的反应是一个典型的取代反应，可以在光照条件下进行。该反应生成氯化氢（HCl）和一系列氯代甲烷（CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4）。这些氯代产物的水溶性依次降低，其中四氯化碳是液体，其他均为气体或在常温下为液体。 6. 取代反应与置换反应的区别 取代反应是指有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的过程，而置换反应是指一种元素的原子或离子取代另一种元素在化合物中的位置。取代反应受光照、温度和催化剂的影响，而置换反应遵循电荷守恒原则。 7. 烷烃及同系物 烷烃是指仅含有碳和氢两种元素的有机化合物，其中碳原子间只通过共价单键相连，每个碳原子的化合价都达到“饱和”。烷烃的通式为CnH2n+2（n≥1）。烷烃具有特有的结构特点，其碳链结构可以通过碳碳单键的旋转来改变形状。简单烷烃的命名通常采用习惯命名法，碳原子数不同的同系物可以通过在烷烃名称前加“正”、“异”、“新”等字来区分。 8. 同系物的判断规律 同系物指具有相似分子结构和化学性质，但分子组成相差一个或多个CH2原子团的有机化合物。同系物之间的相对分子质量相差（n=1,2,3,...）。判断同系物的规律包括“一差”（分子组成至少相差一个CH2原子团）、“一同”（具有相同的官能团）、“二相似”（结构相似，性质相似）。 以上知识点覆盖了甲烷的性质、反应以及烷烃和同系物的基本概念，这些都是高中化学教学中关于有机化合物和化石燃料的重要内容。