下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。
(1)甲烷的球棍模型是________,甲烷的电子式是__________ (填序号)。
(2)写出甲烷与氯气发生反应的化学方程式_____________(只写第一步),该反应的反应类型是________________。
(3)相对分子质量为72的烷烃的分子式是_______________。
(4)甲烷与丙烷互为(______)
A. 同位素 B. 同素异形体 C. 同系物 D. 同分异构体
C B CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 取代反应 C5H12 C
【解析】(1)A为甲烷分子结构示意图,B为电子式,C为球棍模型,D为比例模型,故答案为:C;B;
(2)甲烷与氯气光照下发生取代反应生成一氯甲烷和HCl,反应为CH4+Cl2CH3Cl+HCl,故答案为:CH4+Cl2CH3Cl+HCl;取代反应;
(3)根据商余法,72÷12=5余12,因此相对分子质量为72的烷烃的分子式为,故答案为:C5H12;
(4)甲烷与丙烷满足烷烃的通式,结构相似,属于同系物,故选C。
点睛:本题考查有机物的化学反应及结构模型,为基础性习题,把握有机物的性质、结构模型的识别为解答的关键,注重基础知识的夯实。本题的易错点是(3),也可以根据通式确定。
甲烷与氯气等卤素单质反应的注意事项:
1.反应条件为光照,在室温或暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,以免引起爆炸。
2.甲烷与溴蒸气、碘蒸气等纯卤素也能发生类似反应,但不能与溴水、碘水发生反应。
3.甲烷与氯气的反应是一种连锁反应,不会停留在某一步,因此产物一般是五种物质的混合物。
4.CH4与Cl2在光照条件反应,生成物中HCl的物质的量最多。
5.1mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时,消耗Cl2的物质的量为ymol。
原子共面的判断方法:
判断有机物分子中的原子是否共面,首先要熟悉常见的分子构型。如甲烷分子(CH4)为正四面体结构,其分子中最多有三个原子共面;乙烯分子 (CH2=CH2)中的所有原子共面;苯分子(C6H6)中的所有原子共面。在判断有机物分子中原子共面情况时,把要分析的分子看做是简单的常见分子的衍生物,即复杂问题简单处理
(1)在甲烷分子中,一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面,即甲烷分子中有且只有三个原子共面。当甲烷分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在原来的平面上。
(2)乙烯分子中所有原子在同一平面内,键角为 120。。当乙烯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯分子所在的平面内。
(3)苯分子中所有原子在同一个平面内,键角为 120。。当苯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。说明有机化合物分子中的单键(包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等)可以旋转;而双键、三键不能旋转
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