化学甲烷难题巧解点拨.docVIP

化学 甲烷 名师点拨 【难题巧解点拨】 例1 由两种气态烃组成的混合气体，其对的相对密度是12．5，则该混合气体中( ) A．含有甲烷 B．一定不含甲烷 C．可能含有甲烷 D．无法判断 解析 根据混合气体对的相对密度算出混合气体的平均相对分子质量： (混合气体)＝d×＝12.5×2=25所以混合气体中一定有一种烃的相对分子质量小于25。故一定含有甲烷。 答案 A 点拨 烃分子中H原子数一定是偶数，所以烃的相对分子质量只能是偶数，决不可能是两种烃的相对分子质量都为25，必然有一种烃的相对分子质量大于25，另一种烃的相对分子质量小于25。甲烷是所有烃类中惟一的分子中仅含一个碳原子、相对分子质量小于25的烃。 例2 甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是( ) A.只有一种构式 B.只有一种是结构成 C.只有一种结构式 D.是非极性分子 解析 平面正方形和正四面体都是很对称的结构，因而不论甲烷是哪种结构，都是非极性分子，和都只可能有一种结构式。对于和 来说，如果是平面结构，则两个C—Cl键之间的夹角分别是和，是两种结构不同的物质，即有两种结构式。如果是四面体结构，则两个C—Cl键之间的夹角都是，是同一种物质。 答案 B 点拨 结构式不能表示出分子的空间构型，所以不能由结构式来直接判断。自己动手做出甲烷的结构模型，研究它的取代物结构，培养自己的空间想像力，对认识有机物的结构具有很大帮助。 例3 1 mol与发生取代反应，待反应完成后，测得四种取代物的物质的量相等，则消耗的物质的量为 ( ) A.0.5mol B.2 mol C.2.5mol D.4 mol 解析 此题可应用原子守恒法来解。、、、中的碳原子都是从中来的，故这四种取代物共1 mol每种取代物均为0．25 mol，含Cl原子的物质的量共为：0.25 mol×1+0.25 mol×2+0.25 mol×3+0.25 mol×4=2.5 mol。而一个分子中只有一个Cl原子参加反应，因此消耗的也为2.5 mol 另一种解法可应用总化学方程式法。反应物是和，生成物是、、、、和，四种取代物的化学计量数相同，然后依次确定、、的化学计量数： 再根据化学方程式计算出1 mol消耗2.5 mol。 答案 C 点拨 不知道如何去解答本题，思维障碍的原因是没有认识到有机反应的复杂性，仍沿用无机反应的思维方式去思考。或是错选A、B或D，思维障碍是认为和反应会停留在某一步，一个分子能取代2个子。解决方式是理解有机反应的复杂性，熟悉和反应的各步化学方程式。 例4 将甲烷和氧气的混合气体，用电火花不断引燃，使甲烷完全燃烧(氧气过量)。在120℃时测得反应后的混合气体对的相对密度是15。求原混合气体中甲烷和氧气的体积比。 解析 甲烷与氧气反应：→，从化学计量数上可看出，当温度高于100℃(水为气态)时，反应前后气体的总物质的量没有发生变化，根据质量守恒定律，反应前后气体的总质量也未改变。由知：反应前混合气体的平均相对分子质量等于反应后混合气体的平均相对分子质量，再利用十字交叉法可计算出反应前混合气体中甲烷和氧气的体积比。 答案 (反应前混合气)＝(反应后混合气)=，由 点拨 根据反应的特点，弄清反应前后各种物理量的关系，灵活运用各种公式和方法，进行化学计算。 例5 一定量的恰好与一定量的完全反应得到、和，产物的总质量为49．6 g，将其通过足量的浓后，洗气瓶增重25．2 g，则此甲烷完全燃烧还需的体积(标准状况下)为 ( ) A．8．96 L B．6．72 L C．4．48 L D．2．24 L 解析 由浓硫酸吸收水增重25．2g，可知CO和质量共为49．6 g-25．2g＝24．4g。根据H原子守恒得以下有各种解法。 解法一：利用极值法和差量法相结合来解题。完全燃烧生成的质量为：，现在不完全燃烧生成、的总质量为24．4g，缺少的质量为：30．8g一24．4g＝6．4g，标准状况下体积为×22.4L/mol=4.48 L 解法二：利用C原子守恒可得方程组： 解得 使CO变成需为0．2 mol，即标况下4．48 L。 解法三：利用极值法和差量法相结合来解。 由知：0.7mol 完全燃烧得到和的总质量为0．7 mol×44g/mol+1．4 mol×l8g／mol＝56g，现总质量为49．6g，还需的质量为56g一49．6g＝6．4g，即标准状况下的体积为4．48L。 解法四：利用甲烷燃烧的化学方程式和对比法来求解。0．7m