(通用版)2020版高考化学一轮复习第九章第一节甲烷乙烯苯学案(含解析).doc
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1、1甲烷 乙烯 苯第一节甲烷 乙烯 苯1.了解有机化合物中碳的成键特征。掌握常见有机反应类型。2了解有机化合物的同分异构现象,能正确书写简单有机化合物的同分异构体。3了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。4了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。5了解常见高分子材料的合成及重要应用。考点(一) 常见烃的结构与性质 【精讲精练快冲关】知能学通1甲烷及烷烃的结构和性质(1)有机物:含碳元素的化合物(CO、CO 2、碳酸盐、金属碳化物、氰化物除外),仅含C、H 两种元素的有机物称为烃。(2)甲烷的结构和性质组成和结构分子式 结构式 结构简式 球棍模型 比例模型 空间构型CH4 CH4
2、 正四面体物理性质颜色 状态 气味 密度 水溶性无色 气体 无味 比空气小 难溶于水化学性质化学性质 化学方程式或说明 备注稳定性甲烷性质较稳定,与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应氧化反应 CH42O 2 CO22H 2O(淡蓝色火 点 燃 焰)取代反应 CH4Cl 2 CH3ClHCl 光 照 甲烷与氯气混合后,在光照条件下反应,混合气体的黄绿色逐渐变浅直至消失,试管壁出现油状小液滴,试管中产生少量白雾。取代产物一氯甲烷常温下呈气态,与氯气继续发生取代反应,可获得常温下均呈液态、难溶于水的取代产物2CH3ClCl 2 CH2Cl2HCl 光 照 CH2Cl2Cl 2 CHCl3HCl 光 照
3、CHCl3Cl 2 CCl4HCl 光 照 (3)烷烃概念碳原子间以单键结合成链状,碳原子剩余价键全部跟氢原子结合的烃称为烷烃(也叫饱和链烃)。烷烃的通式为 CnH2n2结构特点每个碳原子都达到价键饱和,仅存在碳碳单键和碳氢单键物理性质常温下 C1C 4的烷烃为气体,C 5C 11的烷烃为液体,C n(n11)的烷烃为固体。烷烃分子中的碳原子数越多,熔、沸点越高;相同碳原子数的烷烃,支链越多,熔、沸点越低。烷烃不溶于水,易溶于有机溶剂化学性质稳定性:烷烃性质较稳定,与常见强酸、强碱或强氧化剂不反应;取代反应:光照或加热条件下能与卤素单质发生取代反应;燃烧:烷烃(C nH2n2 )燃烧的通式为C
4、nH2n2 O2 nCO2( n1)H 2O3n 12 点 燃 习惯命名当碳原子数 n10 时,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;当 n10 时,用汉字数字表示;当碳原子数 n 相同时,用正、异、新来区别。如 CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷,(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷,C(CH3)4称为新戊烷2.乙烯和苯(1)乙烯组成和结构分子式 结构式 结构简式 球棍模型 比例模型 空间构型C2H4 CH2=CH2 平面形物理性质颜色 状态 气味 密度 水溶性无色 气体 稍有气味 略小于空气 难溶于水化学性质3化学性质 化学方程式或说明 备注氧化反应a.使酸性高锰酸钾溶液褪
5、色,生成 CO2;b可燃性:CH 2CH23O 2 点 燃 ,现象是火焰明亮,伴有黑烟2CO2 2H2O加成反应a.与溴的四氯化碳溶液或溴水反应:CH2=CH2Br 2 CH 2BrCH2Br,现象是溴的四氯化碳溶液或溴水褪色;bCH 2=CH2H 2 CH3CH3; 催 化 剂 cCH 2=CH2HCl CH3CH2Cl; 催 化 剂 dCH 2=CH2H 2O CH3CH2OH 催 化 剂 加 热 、 加 压加聚反应 CH2CH2nCH2= = =CH2 催 化 剂 a.鉴别甲烷和乙烯可用酸性高锰酸钾溶液或溴水,能够使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的是乙烯;b除去甲烷中的乙烯用溴水,而不能用酸
6、性高锰酸钾溶液;c聚乙烯中不含有双键,不能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色(2)苯组成和结构分子式结构式结构简式比例模型空间构型成键特点C6H6 平面正六边形碳碳键是一种介于单双键之间的独特的键物理性质颜色 状态 气味 密度 水溶性 熔沸点 毒性无色 液体 特殊气味 比水小 难溶于水 低 有毒化学性质化学性质 化学方程式或说明 备注氧化反应 a.燃烧:2C 6H615O 2 12CO26H 2O; 点 燃 b不能使酸性高锰酸钾溶液褪色苯燃烧火焰明亮,带有浓烟 取代反应苯易发生取代反应,难发生加成反应4加成反应与 H2反应:题点练通常见烃的性质及应用1.判断下列说法的正误(正确的打“” ,错误的打“
7、”)。(1)(2018全国卷)1.0 mol CH 4与 Cl2在光照下反应生成的 CH3Cl 分子数为 1.0NA( )(2)(2018全国卷)标准状况下,11.2 L 甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为 2NA( )(3)(2018全国卷)1 mol 乙烷和 1 mol 乙烯中,化学键数相同( )(4)(2017全国卷)环己烷与苯可用酸性 KMnO4溶液鉴别( )(5)(2017全国卷)水可以用来分离溴苯和苯的混合物( )(6)(2016全国卷)2甲基丁烷也称为异丁烷( )答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6)2.(2018全国卷)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下
8、反应的实验。光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )解析:选 D 甲烷与氯气在光照条件下发生反应:CH4Cl 2 CH3ClHCl,CH 3ClCl 2 CH2Cl2HCl,CH 2Cl2Cl 2 CHCl3HCl 光 照 光 照 光 照 ,CHCl 3Cl 2 CCl4HCl。黄绿色的氯气参加反应,逐渐减少,生成无色的气体,因 光 照 此试管内气体颜色逐渐变浅;反应生成的 HCl 极易溶于水,使试管内气体压强减小,因此试管内液面上升;生成的 CH2Cl2、CHCl 3、CCl 4均为无色油状液体,附着在试管壁上,因此试管壁上出现油状液滴;生成的 HCl 气体遇到水蒸
9、气溶解生成盐酸小液滴,形成白雾,因此试管中有少量白雾。3(2018全国卷)苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是( )A与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应B能使酸性高锰酸钾溶液褪色C与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯D在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯5解析:选 C “铁粉” “液溴”是苯乙烯( )在苯环上发生溴代反应的条件,A 项正确; 含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色, B 项正确; 与氯化氢的反应是发生在碳碳双键上的加成反应,产物是氯代苯乙烷,C 项错误; 含有碳碳双键,能发生加聚反应生成聚苯乙烯,D项正确。归纳拓展 甲烷、乙烯、苯化学性质的比较物质 甲烷 乙烯 苯Br2试剂
10、 纯溴 溴水(或溴的四氯化碳) 纯溴反应条件 光照 无 FeBr3作催化剂与 Br2反应反应类型 取代 加成 取代酸性 KMnO4溶液不反应 使酸性 KMnO4溶液褪色 不反应氧化反应燃烧 火焰呈淡蓝色 火焰明亮,带黑烟 火焰明亮,带浓烟鉴别不能使溴水和酸性 KMnO4溶液褪色 能使溴水和酸性 KMnO4溶液褪色 将溴水加入苯中振荡,分层,上层呈橙色,下层为无色有机反应类型的判断4下列反应中属于取代反应的是( )CH 3CH=CH2Br 2 CH 3CHBrCH2Br nCH2=CH2 CH 2CH2CH 3COOHCH 3CH2OH CH3COOCH2CH3H 2O 浓 H2SO4 C 6H
11、6HNO 3 C6H5NO2H 2O 浓 H2SO4 A BC D解析:选 B 反应属于加成反应;反应属于加聚反应;反应是酯化反应,属于取代反应;反应是NO 2取代了苯环上的一个氢原子,也属于取代反应。5(2016全国卷)下列各组中的物质均能发生加成反应的是( )A乙烯和乙醇 B苯和氯乙烯6C乙酸和溴乙烷 D丙烯和丙烷解析:选 B A 项,乙烯中含有 键,能发生加成反应,乙醇中没有不饱和键,不能发生加成反应;B 项,苯和氯乙烯都含有不饱和键,都能发生加成反应;C 项,乙酸和溴乙烷都不能发生加成反应;D 项,丙烯中含有 键,能发生加成反应,丙烷中没有不饱和键,不能发生加成反应。6下列物质中,既能
12、因发生化学反应使溴水褪色,又能使酸性 KMnO4溶液褪色的是( )SO 2 CH 3CH2CH=CH2 CH 3CH3A BC D解析:选 D SO 2具有还原性,可以被溴水或酸性 KMnO4溶液氧化,使之褪色,正确;CH 3CH2CH=CH2中含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应使其褪色,也可以被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪去,正确;苯不能与溴水反应,也不能与酸性 KMnO4溶液反应,不能使二者因反应而褪色,错误;CH 3CH3既不能因发生化学反应使溴水褪色,也不能使酸性 KMnO4溶液褪色,错误。7有机化学中的反应类型较多,将下列反应归类(填标号)。由乙烯制氯乙烷 乙烷在氧气中燃烧 乙烯
13、使溴的四氯化碳溶液褪色 乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色由乙烯制聚乙烯 甲烷与氯气在光照的条件下反应其中属于取代反应的是_;属于氧化反应的是_;属于加成反应的是_;属于聚合反应的是_。解析:是乙烯与 HCl 的加成反应;是烷烃与 O2的氧化反应(燃烧);是乙烯与溴的加成反应;是乙烯与酸性 KMnO4溶液的氧化还原反应;是乙烯的加成聚合反应;是烷烃与卤素单质在光照条件下的取代反应。答案: 归纳拓展常见有机反应类型归纳取代反应概念:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应7概念:有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应加成反应概念:小分子的烯烃或烯烃的
14、取代衍生物在一定条件下,通过加成反应结合成高分子化合物的反应加聚反应举例: nCH2=CH2 CH 2CH2 催 化 剂 概念:“加氧”或“去氢”的反应氧化反应 举例:有机物在空气或氧气中燃烧;乙醇生成乙醛;葡萄糖与新制的氢氧化铜、银氨溶液反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色等概念:“加氢”或“去氧”的反应还原反应举例:乙醛转化为乙醇;乙烯转化为乙烷考点(二) 同系物与同分异构体 【点多面广精细研】1有机物中碳原子的成键特征(1)碳原子的最外层有 4 个电子,可与其他原子形成 4 个共价键,而且碳碳原子之间也能相互形成共价键。(2)碳原子不仅可以形成 键,还可以形成 键或三键。单 双(3)多个碳原
15、子可以相互结合形成碳链,也可以形成碳环,碳链或碳环上还可以连有支链。2同系物(1)概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团的物质互称为同系物。8(2)特点:结构相似,官能团相同;分子式符合相同的通式;化学性质相似,物理性质呈现一定的递变规律。(3)实例:CH 4、C 2H6、C 3H8互为同系物。3同分异构体(1)具有相同的分子式,但具有不同结构的化合物互称为同分异构体。(2)常见烷烃的同分异构体烷、 烷、 烷无同分异构现象;丁烷的同分异构体有 种;戊烷的同分异构体有甲 乙 丙 2种。34有机物结构的表示方法(以乙烯为例)电子式用“”或“”表示原子最外层电子成键情况的式子结构
16、式具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构;表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间构型结构简式 CH2=CH2 结构式的简便写法,着重突出结构特点(官能团)球棍模型 小球表示原子,短棍表示价键(单键、双键或三键)比例模型 用不同体积的小球表示不同大小的原子5.键线式的表示方法碳碳键用线段来体现。拐点或端点表示碳原子,碳原子上的氢原子不必标出,其他原子及其他原子上的氢原子都要指明。例如:丙烯、正丙醇的键线式分别为小题练微点1判断下列说法的正误(正确的打“” ,错误的打“”)。(1)C4H9Cl 有 3 种同分异构体( )9(5)分子式为 C4H8的同分异构体有 3 种( )答案:(
17、1) (2) (3) (4) (5)2写出下列同分异构体的结构简式:(1)C4H10:_。(2)C5H12:_。(3)C6H14:_。(4)C3H6:_。(5)C4H8:_。(4)CH2=CHCH3、有机物分子中原子共面、共线的判断1.(2018全国卷)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺2.2戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是( )10A与环戊烯互为同分异构体B二氯代物超过两种C所有碳原子均处同一平面D生成 1 mol C5H12至少需要 2 mol H2解析:选 C 环戊烯的结构简式为 ,与 分子式相同且结构不同,互为同分异构体,A 项正确;如 、 、 都是螺
18、2.2戊烷的二氯代物,B 项正确; 中每个碳原子都形成 4 个共价单键,这 4 个键呈四面体状分布,所有碳原子不可能处于同一平面,C 项错误;螺2.2戊烷的分子式是 C5H8,在理论上,1 mol C5H8与 2 mol H2反应生成 1 mol C 5H12,D 项正确。2(2016全国卷)已知异丙苯的结构简式如图,下列说法错误的是( )A异丙苯的分子式为 C9H12B异丙苯的沸点比苯高C异丙苯中碳原子可能都处于同一平面D异丙苯和苯为同系物解析:选 C B 项,异丙苯比苯的碳原子数多,所以异丙苯的沸点比苯高,正确;C 项,异丙苯中与苯环相连的碳原子上有四个单键,所有碳原子不可能共面,错误;D
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