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2019-2020年高中化學(xué) （大綱版）第二冊(cè) 第五章 烴 第一節(jié)甲烷(備課資料) ●備課資料 一、高錳酸鉀溶液為什么要酸化？用什么酸酸化？ 高錳酸鉀雖然具有一定的氧化性，但氧化性還不夠強(qiáng)。在酸性溶液里，高錳酸鉀的氧化性會(huì)大大的增強(qiáng)，為了增強(qiáng)高錳酸鉀溶液的氧化性，要將高錳酸鉀溶液加適量酸酸化。 將高錳酸鉀溶液酸化，常用酸性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性強(qiáng)、無(wú)還原性的硫酸。不能用鹽酸，因?yàn)辂}酸能被高錳酸鉀氧化。不能用硝酸，因?yàn)橄跛嵋?jiàn)光、受熱易分解。 二、寫有機(jī)物反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)，為什么用“”而不用“”？ 有機(jī)物參加的化學(xué)反應(yīng)往往比較復(fù)雜，常伴有副反應(yīng)發(fā)生等，而通常寫出的化學(xué)方程式僅是表達(dá)了主要反應(yīng)、主要產(chǎn)物。因此，在有機(jī)物反應(yīng)的化學(xué)方程式中“”就失去了它的真實(shí)意義，而“”更能表達(dá)出化學(xué)反應(yīng)中的實(shí)際情況，所以寫有機(jī)物反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)用“”而不用“”。 還需注意的是，并不是所有的有機(jī)物參加的反應(yīng)都那么復(fù)雜，都有副反應(yīng)，有少數(shù)有機(jī)物參加的反應(yīng)還是能快速、定量進(jìn)行的，如下列反應(yīng)就是如此： 三、沼氣和天然氣 沼氣是有機(jī)物質(zhì)如秸稈、雜草、樹葉、人畜糞便等廢棄物在一定的溫度、濕度、pH和隔絕空氣條件下經(jīng)微生物發(fā)酵所產(chǎn)生的可燃性氣體。 沼氣是一種混合氣體，其中含60%～70%甲烷，此外還含有CO2、H2S、N2、CO等。由于含有少量硫化氫等，所以沼氣略帶臭味。 沼氣的發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過(guò)程，有許多微生物參與。這些反應(yīng)大致經(jīng)過(guò)以下兩個(gè)階段：第一步是分解菌的作用，將復(fù)雜有機(jī)物中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)分解為簡(jiǎn)單有機(jī)物，主要是低級(jí)脂肪酸、醇、醛及CO2、NH3、H2、H2S等。第二步是甲烷菌的作用，把分解出來(lái)的簡(jiǎn)單有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷。例如： 2C2H5OH+CO22CH3COOH+CH4 CH3COOHCH4+CO2 要正常地產(chǎn)生沼氣，就必須給細(xì)菌創(chuàng)造良好的生活條件，這些條件是：(1)密閉。沼氣發(fā)酵是多種嫌氣性細(xì)菌活動(dòng)的結(jié)果，所以要造成細(xì)菌活動(dòng)的缺氧條件。在建造沼氣池時(shí)一定要密閉、隔絕空氣，不漏氣，不漏水。(2)適宜的溫度。一般沼氣池在20℃～40℃時(shí)產(chǎn)氣量最高。(3)充足的養(yǎng)分。細(xì)菌正常生成，需要從發(fā)酵原料中吸取充足的養(yǎng)分，主要是碳、氮和無(wú)機(jī)鹽。沼氣發(fā)酵原料中，人畜糞尿主要是氮素來(lái)源，作物秸稈等纖維素物質(zhì)主要是碳素來(lái)源。(4)充足的水分。一般要求發(fā)酵原料的含水量占總質(zhì)量的80%左右，過(guò)稀或過(guò)濃都對(duì)產(chǎn)氣不利。(5)適合的酸堿環(huán)境。一般發(fā)酵池的酸堿度控制在pH在7～8.5。 天然氣是蘊(yùn)藏在地層內(nèi)、從有氣無(wú)油的氣井中開(kāi)采出來(lái)的可燃性氣體。天然氣的主要成分是甲烷以及乙烷、丙烷等低分子烷烴，此外還含有N2、CO2、H2S等，組成隨產(chǎn)地不同，往往相差很大。 我國(guó)四川等地早已開(kāi)采和利用天然氣，天然氣是一種重要的工業(yè)資源。 四、為什么要發(fā)展沼氣池？ 我國(guó)廣大農(nóng)村由于缺乏燃料，或者上山砍柴，或者大量燒掉了秸稈，天長(zhǎng)日久，山林變禿，田園變貧瘠，破壞了生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。 將秸稈、樹葉、雜草、人畜糞便，配適量水混合，在沼氣池中密閉發(fā)酵。利用沼氣菌將纖維素轉(zhuǎn)化成沼氣(主要成分是甲烷——優(yōu)良?xì)怏w燃料)。發(fā)酵過(guò)程還可殺死大量病菌，剩余的液體混合物是優(yōu)良的有機(jī)肥，還可做魚飼料，真是一舉多得。在農(nóng)村推廣沼氣池，改善生態(tài)環(huán)境，又促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。我國(guó)因在這方面的工作成績(jī)突出，受到聯(lián)合國(guó)的表彰。 ●綜合能力訓(xùn)練題 1.以下列實(shí)驗(yàn)來(lái)證明某物質(zhì)是否屬于有機(jī)物：①點(diǎn)火，觀察是否能燃燒；②加熱，觀察是否易熔化；③加熱，觀察是否能分解；④通電，觀察是否能導(dǎo)電，上述方法的可行性判斷中，你認(rèn)為 A.只有④可行 B.全部可行 C.只有①④可行 D.全部不可行 答案：D 2.當(dāng)空氣中混有5%～15%的甲烷時(shí)，點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸，當(dāng)爆炸最強(qiáng)烈時(shí)，甲烷的含量為 A.9.5% B.10.5% C.10% D.5% 答案：A 3.將等體積的甲烷與氯氣混合于一集氣瓶中，加蓋后置于光亮處 ，下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論中，不正確的是 A.瓶中氣體的黃綠色漸變淺 B.瓶?jī)?nèi)壁有油狀液滴生成 C.生成物只有CH3Cl和HCl D.此反應(yīng)的液態(tài)生成物有CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物。 答案：C 4.一定量的甲烷燃燒后得到的產(chǎn)物是CO、CO2和水蒸氣，此混合氣體質(zhì)量為49.6克，當(dāng)其緩慢通過(guò)無(wú)水CaCl2時(shí)，CaCl2增重25.2克，混合氣體中CO2的質(zhì)量為 A.12.5克 B.13.2克 C.19.7克 D.24.4克 答案：B 5.將O2、CH4、Na2O2放入密閉容器中，在150℃時(shí)，電火花引發(fā)反應(yīng)后，容器中的壓強(qiáng)為零，將殘留物溶于水，無(wú)氣體逸出，由此作出的正確結(jié)論為 A.殘留物中含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3 B.殘留物中只含有Na2CO3 C.殘留物中只含有NaOH和Na2CO3 D.原混合物中甲烷和氧氣體積比為2∶1 答案：CD 6.若使0.5 mol CH4完全和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，并生成相同物質(zhì)的量的四種取代物，則需Cl2的物質(zhì)的量為_(kāi)_______，生成HCl的物質(zhì)的量為_(kāi)_______，當(dāng)恢復(fù)到室溫時(shí)，生成的氣體的總物質(zhì)的量為_(kāi)_______。 答案：1.25 mol 1.25 mol 1.375 mol 7.據(jù)報(bào)道，近年來(lái)垃圾爆炸事件在國(guó)內(nèi)屢有發(fā)生。1994年7月以來(lái)，上海120 t垃圾船爆炸，湖南、四川垃圾堆爆炸，浙江垃圾山大火，都造成巨大損失，人員慘遭傷亡。試分析(垃圾堆中埋有大量的動(dòng)植物殘?bào)w)：引起垃圾船爆炸和垃圾山大火的原因是什么？ 參考答案：垃圾堆中的大量的動(dòng)植物殘?bào)w，在隔絕空氣的情況下，經(jīng)某些微生物發(fā)酵作用生成了甲烷(即沼氣)并放出熱量，當(dāng)溫度達(dá)到著火點(diǎn)時(shí)即燃燒起火。若在有限空間(如垃圾船內(nèi))燃燒，溫度急劇上升，便會(huì)引起爆炸。