2014高考化学(人教)一轮复习配套学案部分:甲烷、苯及乙烯.ppt
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1、学案学案15 15 甲烷、苯及乙烯甲烷、苯及乙烯判断下列说法的正确与否,在正确的后面画判断下列说法的正确与否,在正确的后面画“”,在错误的,在错误的后面画后面画“”。1.乙烯和苯都能与溴水反应乙烯和苯都能与溴水反应 ()2.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别 ()3.天然气和沼气的主要成分都是甲烷天然气和沼气的主要成分都是甲烷 ()4.石油分馏可得乙酸、苯及其衍生物石油分馏可得乙酸、苯及其衍生物 ()5.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此苯不能发生氧化反因此苯不能发生氧化反 应应 ()6.苯和乙烯都能与氢气发生加成反应苯和乙烯都能
2、与氢气发生加成反应 ()7.甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到 ()8.乙烯和苯都能使溴水褪色,乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原理相同褪色的原理相同 ()9.苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明苯分子中没有与乙烯、苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明苯分子中没有与乙烯、分子中类似的碳碳双键分子中类似的碳碳双键 ()考点考点1 1 甲烷的结构与性质甲烷的结构与性质*自主梳理自主梳理*一、甲烷一、甲烷1.组成最简单的烃为甲烷,其组成和结构如下表:组成最简单的烃为甲烷,其组成和结构如下表:正四面体正四面体小小2.物理性质物理性质颜色:无色,状态:颜色:无
3、色,状态:,水溶性:,水溶性:溶于溶于水,密度:比空气水,密度:比空气。3.化学性质化学性质4.甲烷的四种氯代物都不溶于水,常温下甲烷的四种氯代物都不溶于水,常温下是是气体,其他三种是液体。气体,其他三种是液体。气体气体极难极难不与不与CH3Cl二、烷烃的组成、结构与性质二、烷烃的组成、结构与性质1.组成:烷烃的通式为组成:烷烃的通式为。2.结构特点结构特点(1)烃分子中的碳原子间以烃分子中的碳原子间以结合,结合,剩余价键均与剩余价键均与结合,使每个碳原子化合价结合,使每个碳原子化合价都达到饱和,这样的烃叫都达到饱和,这样的烃叫,也称为烷,也称为烷烃。烃。(2)链状(可能有支链)结构;)链状(
4、可能有支链)结构;(3)烷烃分子中,以任意一个碳原子为中心都是四面体结)烷烃分子中,以任意一个碳原子为中心都是四面体结构,主链上的碳并不在一条直线上。构,主链上的碳并不在一条直线上。CnH2n+2(n1)单键单键氢原子氢原子饱和烃饱和烃3.物理性质物理性质(1)水溶性)水溶性:溶于水;密度比水溶于水;密度比水。(2)随碳原子数的递增,熔沸点逐渐)随碳原子数的递增,熔沸点逐渐,密,密度逐渐增大。度逐渐增大。(3)碳原子数小于或等于)碳原子数小于或等于4的烷烃常温下为气态。的烷烃常温下为气态。4.化学性质化学性质烷烃的化学性质与甲烷相似,一定条件下可以燃烧,可发烷烃的化学性质与甲烷相似,一定条件下
5、可以燃烧,可发生取代反应和分解反应。生取代反应和分解反应。(1)烷烃()烷烃(CnH2n+2)的燃烧通式为)的燃烧通式为。(2)烷烃能与)烷烃能与Cl2在光照条件下发生取代反应,如由乙烷在光照条件下发生取代反应,如由乙烷生成一氯乙烷的化学方程式为生成一氯乙烷的化学方程式为。C2H6+Cl2=C2H5Cl+HCl难难小小升高升高CnH2n+2+(3n+1)/2O2=nCO2+(n+1)H2O点燃点燃光光三、同分异构现象与同分异构体三、同分异构现象与同分异构体1.概念概念(1)同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具)同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同有不同的现象。的现象。(2)同
6、分异构体)同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。分异构体。结构结构1.同系物同系物2.同分异构体同分异构体(1)同分异构体的特点)同分异构体的特点分子式相同,相对分子质量相同。但相对分子质量相同分子式相同,相对分子质量相同。但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体,如的化合物不一定是同分异构体,如C2H6与与HCHO等。同分异构等。同分异构体的最简式相同,但最简式相同的化合物不一定是同分异构体,体的最简式相同,但最简式相同的化合物不一定是同分异构体,如如C2H2与与C6H6。结构不同,即分子中原子的连接方式不同。同分异构体结构不同,即分子中原
7、子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质,也可以是不同类物质。可以是同一类物质,也可以是不同类物质。(3)烷烃同分异构体的书写)烷烃同分异构体的书写主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由邻到间。邻到间。(4)取代反应的产物的同分异构体的判断)取代反应的产物的同分异构体的判断等效氢思等效氢思想想等效氢原子判断时有三个原则:等效氢原子判断时有三个原则:同一碳原子上所连的氢原子是等效的。同一碳原子上所连的氢原子是等效的。同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的。同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的。同一分子中处于轴对称或镜面对称位置上
8、的氢原子是同一分子中处于轴对称或镜面对称位置上的氢原子是等效的。等效的。C解析:解析:【备考指南备考指南】(1)(1)烷烃的同分异构体的书写烷烃的同分异构体的书写:书写时应注意书写时应注意全而不重。规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往全而不重。规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘两碳,乙基安;二甲基,同、邻、间;不重边移,不到端;摘两碳,乙基安;二甲基,同、邻、间;不重复,要写全。复,要写全。(2)(2)烃的取代产物异构体种数的确定方法烃的取代产物异构体种数的确定方法一氯取代物就看氢的种类数,有几种氢,一氯取代物就有一氯取代物就看氢的种类数,有几种氢,一氯取代物
9、就有几种。要学会用几种。要学会用“一担挑一担挑”和和“照镜子照镜子”两种通俗的方法判断两种通俗的方法判断等价的碳,等价碳原子上的氢也是相同的氢,取代物是同一种。等价的碳,等价碳原子上的氢也是相同的氢,取代物是同一种。对多元取代物和种类的判断,可用换元法,把多元换为一对多元取代物和种类的判断,可用换元法,把多元换为一元或二元再找,也就是从不同视角去想问题。运用换元法时结元或二元再找,也就是从不同视角去想问题。运用换元法时结合合“分类法分类法”或或“组合法组合法”,这样思维就会灵活,答题就会简,这样思维就会灵活,答题就会简便。如便。如C C3 3H H8 8的二氯代物和六氯代物种类相同。的二氯代物
10、和六氯代物种类相同。1.从理论上分析,碳原子数为或小于的烷烃分子中,从理论上分析,碳原子数为或小于的烷烃分子中,其一卤代物不存在同分异构体的烷烃分子的种类是其一卤代物不存在同分异构体的烷烃分子的种类是 ()A.种种 B.种种 C.种种 D.种种解析:最简单的烷烃是甲烷,若烷烃的一卤代物不存在同分解析:最简单的烷烃是甲烷,若烷烃的一卤代物不存在同分异构体,则烷烃分子中的所有氢原子在空间的位置完全等同,异构体,则烷烃分子中的所有氢原子在空间的位置完全等同,这样的烷烃显然有这样的烷烃显然有、。按照氢原子在空间。按照氢原子在空间位置等同原则,有下列变换过程:位置等同原则,有下列变换过程:C由题给条件限
11、定碳原子数为或小于,可得答案为。由题给条件限定碳原子数为或小于,可得答案为。考点考点2 2 乙烯、苯的结构与性质乙烯、苯的结构与性质*自主梳理自主梳理*1.乙烯乙烯(1)乙烯的物理性质)乙烯的物理性质乙烯为无色稍有气味的气体,不溶于水,密度比空气稍小。乙烯为无色稍有气味的气体,不溶于水,密度比空气稍小。(2)乙烯的分子结构)乙烯的分子结构CH2=CH2分子中含有碳碳双键的烃类叫做烯烃。分子中含有碳碳双键的烃类叫做烯烃。2.苯的结构与性质苯的结构与性质(1)苯的组成与结构)苯的组成与结构毒毒小小温馨提示温馨提示:乙烯与苯都与乙烯与苯都与Br2反应,但有很大区别:反应,但有很大区别:反应物不反应物
12、不同,乙烯是与溴水或溴的四氯化碳溶液反应,而苯是与液溴反同,乙烯是与溴水或溴的四氯化碳溶液反应,而苯是与液溴反应;应;反应条件不同,乙烯与溴水的反应在通常情况下就能进反应条件不同,乙烯与溴水的反应在通常情况下就能进行,苯与液溴的反应在有催化剂的条件下才能进行;行,苯与液溴的反应在有催化剂的条件下才能进行;反应类反应类型不同,乙烯发生的是加成反应,苯发生的是取代反应。型不同,乙烯发生的是加成反应,苯发生的是取代反应。2.取代反应、加成反应、加聚反应的比较取代反应、加成反应、加聚反应的比较(4)等质量的烃完全燃烧耗氧量规律)等质量的烃完全燃烧耗氧量规律1 mol C(12 g)消耗)消耗1 mol
13、 O2,4 mol H(4 g)消耗)消耗1 mol O2,所以质量相同的烃完全燃烧,所以质量相同的烃完全燃烧,(H)越高,消耗)越高,消耗O2的量的量越多,生成越多,生成H2O的量越多,的量越多,CO2的量越少。即等质量的烃燃烧,的量越少。即等质量的烃燃烧,耗氧量看耗氧量看y/x的值,值越大,则耗氧量越大。在烃中质量相等的值,值越大,则耗氧量越大。在烃中质量相等时时CH4耗氧量最大。耗氧量最大。(5)若混合烃总质量不变,完全燃烧时)若混合烃总质量不变,完全燃烧时:若生成若生成H2O的的量不变,则各有机物含氢的质量分数一定相等;量不变,则各有机物含氢的质量分数一定相等;若生成若生成CO2的量不
14、变,则各有机物含碳的质量分数一定相等;的量不变,则各有机物含碳的质量分数一定相等;若耗氧量、若耗氧量、生成生成CO2及及H2O的量均不变,则各有机物的最简式一定相同。的量均不变,则各有机物的最简式一定相同。(6)若混合烃总物质的量不变,完全燃烧时:)若混合烃总物质的量不变,完全燃烧时:若生成若生成H2O的量不变,则各有机物分子式中氢原子个数相同;的量不变,则各有机物分子式中氢原子个数相同;若生若生成成CO2的量不变,则各有机物分子中碳原子个数相同。的量不变,则各有机物分子中碳原子个数相同。若耗若耗氧量也不变,则氧量也不变,则x+y/4=n+m/4。B解析:有机物分子中的某些原子或原子团被其他原
15、子或原子团解析:有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应称为取代反应。因此所代替的反应称为取代反应。因此A、C、D都为取代反应,都为取代反应,B为氧化反应。为氧化反应。【例例3】1 mol CH4与一定量的与一定量的Cl2发生取代反应,待反应完成后发生取代反应,待反应完成后测得四种氯取代物的物质的量相等,则消耗测得四种氯取代物的物质的量相等,则消耗Cl2为为 ()A.0.5 mol B.2 mol C.2.5 mol D.4 mol解析:四种取代物分别为:解析:四种取代物分别为:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。据化学反应可知,每取代据化学反应可知,每取代1
16、mol H就需就需1 mol Cl2,并生成,并生成1 mol HCl。每种取代物各为。每种取代物各为0.25 mol,需,需Cl2的物质的量为:的物质的量为:0.25 mol1+0.25 mol2+0.25 mol3+0.25 mol4=2.5 mol。【备考指南备考指南】甲烷与氯气的取代反应,甲烷与氯气的取代反应,从量的角度分析,从量的角度分析,反应反应1 mol Cl1 mol Cl2 2,生成生成1 mol HCl,1 mol HCl,反应的反应的ClCl2 2的物质的量与有机的物质的量与有机物中物中ClCl原子的物质的量相同。解决此类问题一般用碳守恒和原子的物质的量相同。解决此类问题
17、一般用碳守恒和氯守恒来处理。氯守恒来处理。CC解析:解析:【备考指南备考指南】烯烃与氢气发生加成后得到相应的烷烃,反过烯烃与氢气发生加成后得到相应的烷烃,反过来由得到的烷烃来推测烯烃的结构时难度较大,往往不能正确来由得到的烷烃来推测烯烃的结构时难度较大,往往不能正确判断双键所在的位置,造成烯烃可能结构的重复与遗漏。解决判断双键所在的位置,造成烯烃可能结构的重复与遗漏。解决此类问题常采用还原法,根据加成反应的特点,分子中可存在此类问题常采用还原法,根据加成反应的特点,分子中可存在双键的位置,必定是相邻两个碳原子,都至少含有一个氢的位双键的位置,必定是相邻两个碳原子,都至少含有一个氢的位置;根据烷
18、烃的结构特点,对于结构相同的位置应避免烯烃可置;根据烷烃的结构特点,对于结构相同的位置应避免烯烃可能结构的重复。能结构的重复。【例例5】两种气态烃以任意比例混合,在两种气态烃以任意比例混合,在 时时 该混该混合烃与合烃与 氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍为体体积仍为。下列各组混合烃中不符合此条件的。下列各组混合烃中不符合此条件的 是是 ()A.、B.、C.、D.、解析:题目所给的限制条件是两种气态烃以任意比例混合。解析:题目所给的限制条件是两种气态烃以任意比例混合。因此,每个选项中的两种烃都应该分别符合要求才行。燃烧因此,每个选项中的两种
19、烃都应该分别符合要求才行。燃烧后体积不变,是因为按后体积不变,是因为按 的条件,生成的的条件,生成的是气是气体。体。mol“碳碳”消耗消耗 ,生成,生成 ,所以碳原子个数可以看作无关。有机化合物本身的体积,只所以碳原子个数可以看作无关。有机化合物本身的体积,只有靠它的有靠它的“氢氢”生成生成(水蒸气)来弥补,分子中有个(水蒸气)来弥补,分子中有个“氢氢”可消耗可消耗 生成生成 ()。因()。因此符合条件的每个烃都应是个氢原子,故不符合,也此符合条件的每个烃都应是个氢原子,故不符合,也不符合。不符合。B、D【备考指南备考指南】差量法解决烃燃烧的方法差量法解决烃燃烧的方法(1 1)观察燃烧后气体的
20、差量,可得知气态烃)观察燃烧后气体的差量,可得知气态烃(C(Cx xH Hy y)在在100 100 及其以上温度完全燃烧时气体体积变化规律只与及其以上温度完全燃烧时气体体积变化规律只与H H原子个数原子个数有关,若有关,若y y=4,=4,燃烧后体积不变燃烧后体积不变,V V=0;=0;若若y y4,4,燃烧后体积增大燃烧后体积增大,V V0;0;若若y y4,4,燃烧后体积减少燃烧后体积减少,V V0 0。(2 2)气态烃)气态烃(C(Cx xH Hy y)完全燃烧后恢复到常温常压或被浓完全燃烧后恢复到常温常压或被浓H H2 2SOSO4 4吸收时吸收时,气体总体积一定减小,其差量可表示为
21、气体总体积一定减小,其差量可表示为,V V=1+=1+y y/4/4,即气体体积的变化直接用差量法确定。,即气体体积的变化直接用差量法确定。2.由乙烯推测丙烯(由乙烯推测丙烯(CH2=CHCH3)与溴水反应时,对反)与溴水反应时,对反应产物的表示正确的是应产物的表示正确的是 ()A.CH2BrCH2CH2Br B.CH3CBr2CH3 C.CH3CH2CHBr2 D.CH3CHBrCH2Br解析:丙烯与溴发生加成反应时,丙烯中解析:丙烯与溴发生加成反应时,丙烯中 ,1、2、3是对丙烯中三个碳原子的编号)是对丙烯中三个碳原子的编号)1号碳与号碳与2号碳间的碳碳号碳间的碳碳双键断裂一个键,双键断裂
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