高二化学甲烷烷烃

Xupeisen110高二化学基础知识1高二化学甲烷烷烃【知识整理】一．甲烷的组成、结构与性质1．有机物有机物是指含______元素的化合物（除_______、_________、_________等典型的具有无机物特性的化合物以外）。烃是指含_________元素的化合物。（1）有机物性质的一般特点有：易燃烧——有机物的元素组成反例：_______________________________________________________________。熔沸点较低——分子晶体反例：_______________________________________________________________。难溶于水，难电离——分子极性较小，非电解质反例：_______________________________________________________________。（2）有机化学反应的一般特点有___________________、_____________________等。2．碳原子的成键特征3．甲烷C、H、O、S、N、Cl等O2CO2H2OSO2N2HClCCCCH原子思考：根据以上碳原子的成键特点，能否给出CH4、C2H4、C3H4等分子的结构式？液态，证明CH4分子的空间结构液态，溶剂、医疗上的麻醉剂液态，溶剂、消防上的灭火剂甲烷物理性质化学性质状态密度溶解性无色、无味的气体比空气轻（0.717g·L-1）M（CH4）=16·mol-1难溶于水氧化反应取代反应受热分解CH4+2O2CO2+2H2O点燃CH4+Cl2HCl+CH3Cl光CH3Cl+Cl2HCl+CH2Cl2光CH2Cl2+Cl2HCl+CHCl3光CHCl3+Cl2HCl+CCl4光气态CH4C+2H2高温用作燃料，合成氨工业用于橡胶工业的原料等Xupeisen110高二化学基础知识2甲烷空间结构的证明（1）甲烷的二元取代物没有同分异构体（2）Cabcd具有手征性——当C原子连接四个不同的原子或原子团时，可形成两个不能重合但呈镜面对称的分子（如同我们的左手和右手的关系一样），此中心C原子称为手性碳原子，这两种化合物因其独特的光学性质，而互称为旋光异构体。结论：_________________________________________________。二．烷烃的组成、结构与性质1．同系物的概念与烷烃的通式有以下一系列烷烃的结构简式，请在下面的横线上写出相应的分子式。CH4CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3…_________________________烷烃分子的空间形象：C原子的手性对分子的功能有着极其奇妙的影响。2001年诺贝尔化学奖颁发给在手性催化领域做出杰出贡献的三位化学家。上图是瑞典科学院介绍本年度诺贝尔化学奖的研究成就的海报中的一个片断。思考：若C原子的共价键在空间的分布呈平面四边形，分子CHFClBr会有几种排列方式?是否会产生旋光异构体?总结：1．在上述烷烃中存在的共价键形式只有__________键和________键。2．上述烷烃的通式可表示为__________________。3．同系物的概念：结构相似、分子组成上相差若干个CH2基团的有机物互称为同系物。引入同系物概念的意义：对具有共性的物质的性质进行研究的一种方法。Xupeisen110高二化学基础知识3CH4CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH32．烷烃的性质烷烃的熔沸点变化规律以下是一些正烷烃的熔沸点数据，将它们表示在右边的坐标系中。说明烷烃溶沸点的变化规律。烷烃的密度变化规律及水溶性以下是含碳原子数为1~20的正烷烃的密度数据。烷烃的碳原子数（n）12345678910密度(g·cm-3)42.454.658.259.762.66668.470.371.873烷烃的碳原子数（n）11121314151617181920密度(g·cm-3)747575.776.476.977.577.777.777.877.8请在下列坐标系中，表示出烷烃的密度随碳原子数的增加发生变化的曲线。烷烃熔点（℃）沸点（℃）CH4-182-164CH3CH3-183-89CH3CH2CH3-190-42CH3(CH2)2CH3-138-0.5CH3(CH2)3CH3-13036CH3(CH2)4CH3-9569CH3(CH2)5CH3-9198CH3(CH2)8CH3-30174CH3(CH2)15CH322302t(℃)n总结与思考：1．烷烃分子中的碳原子数为n，当n___时，物质在常温下呈气态；当n___时，物质在常温下呈固态；当物质呈液态时，n的取值范围是_________。、2．你能解释为什么随着C原子数的增加，烷烃的沸点会逐渐升高的现象吗？________________________________________________________________________________________。n密度(g·cm-3)1.00.80.60.40.20思考：1．烷烃的密度为什么会随着分子中C原子数目的增加而逐渐升高？__________________________________________________________________________________。2．为什么烷烃难溶于水，且密度都比水轻？__________________________________________________________________________________。Xupeisen110高二化学基础知识4烷烃的化学性质（1）烷烃与O2的氧化反应—用通式表示出烷烃在氧气中燃烧的化学反应方程式（2）烷烃与Cl2的取代反应用分子式表示乙烷与氯气反应的化学方程式，并写出所得氯代烷烃的结构式三．烷烃的同分异构体与命名1．烷烃的同分异构现象碳原子数可能存在的结构1CH42CH3CH33CH3CH2CH34CH3CH2CH2CH3、5CH3CH2CH2CH2CH3、、请写出C6H14可能具有的同分异构体的结构式或结构简式。烷烃同分异构体结构简式命名C6H14烷烃的同分异构体数目n异构体数n异构体数n异构体数2179123553181813802429351418585310752036631965111593041116467632．烷烃的系统命名烷基——烷烃分子中去掉一个或多个H原子后剩余的部分。烷基甲基乙基丙基丁基戊基组成-CH3-C2H5-C3H7-C4H9-C5H11CH3CHCH3CH3CH3CHCH3CH2CH3CH3CCH3CH3CH3Xupeisen110高二化学基础知识5异构体数烷烃的命名主链—长（选择碳原子数最多的碳链作为主链）；支链(取代基)—多(具有相同碳原子数的主链进行比较，取代基应尽可能简单，这样取代基的数目就会增多)；编号—小（取代基在主链上的位置，小取代基的位置优先）3．烷烃的卤代产物的同分异构体当丙烷与氯气发生逐级取代反应后，会得到一系列取代产物。如C3H7Cl、C3H6Cl2、C3H5Cl3、…、C3Cl8等。请推测由于Cl原子在三个碳原子上的分布不同，某些取代产物会产生异构体的数目，并将其结果填在下表中，你会从中发现怎样的规律。氯代丙烷的分子式（C3H8）C3H7ClC3H6Cl2C3H5Cl3C3H4Cl4异构体数氯代丙烷的分子式C3Cl8C3HCl7C3H2Cl6C3H3Cl5异构体数*如何命名上述有机物？【拓展提高】1．大气污染物氟里昂-12的化学式CF2Cl2。下面关于氟里昂-12的说法错误的是()A．它有两种同分异构体B．它可以看作甲烷分子中的氢原子被氟、氯原子取代的产物C．它是非极性分子D．它的分子中碳原子的4个价键均已充分利用()2．下列物质在一定条件下，可以和CH4发生化学反应的是A．氯气B．溴水C．氧气D．KMnO4酸性溶液3．下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物可使无水硫酸铜变蓝，又可使足量的澄清石灰水变浑浊的是()A．COB．H2C．CH4D．CH2O4．一定量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和H2O蒸气，此混合气重49.6g。当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g。原混合其中CO2质量为()A．12.5gB．13.2gC．19.7gD．24.4g5．天然气、液化石油气燃烧的化学方程式分别为：CH4+2O2点燃CO2+2H2OC3H8+5O2点燃3CO2+4H2O现有一套以液化石油气为燃料的灶具，改燃天然气，应采取的正确措施是()A．两种气体进入量都减小B．增大空气进入量或减小天然气的进入量C．两种气体进入量都增大D．减小空气进入量或增大天然气的进入量6．等质量的下列各种物质在充足氧气中充分燃烧，产生CO2的量最大的物质是()A．甲烷B．乙烷C．丙烷D．丁烷7．以下是一些烷烃的沸点数据，烷烃甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷沸点（℃）-164-88.6-42.1-0.536.198.4思考：请用系统命名法将上述己烷的各同分异构体进行命名。Xupeisen110高二化学基础知识6请根据上述数据的变化趋势，推测己烷的沸点可能是：()A．61.2B．67.3C．69.0D．80.48．进行一氯代取代反应，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是()A．(CH3)2CHCH2CH2CH3B．(CH3CH2)2CHCH3C．(CH3)2CHCH(CH3)2D．(CH3)3CCH2CH39．已知正丁烷的二氯取代物有6种同分异构体，则其八氯取代物的同分异构体共有()A．2种B．6种C．8种D．12种10．将下列烷烃分别进行氯代反应，可得到2种一氯取代物，4种二氯取代物的烷烃是()A．CH4B．CH3CH3C．CH3CH2CH3D．CH3CH2CH2CH311．（2011新课标全国）分子式为C5H11Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）()A.6种B.7种C.8种D.9种12．⑴利用无水醋酸钠与碱石灰混合共热可制得甲烷，反应方程式如下：CH3COONa+NaOHCH4+Na2CO3根据上述反应的特点，试判断下列化合物与碱石灰共热时可能得到的产物：HCOONa+NaOH_________+_________+NaOH_________+___________⑵实验室欲制取少量的CH3CH3、CH3CH2CH3，反应的方程式为：______________________________________，______________________________________。13．有下列各组物质：①O2和O3；②188O和168O；③甲烷和庚烷；④和⑤和⑴______组两物质互为同位素；⑵______组两物质互为同素异形体；⑶______组两物质互为同分异构体；⑷______组两物质属于同系物；⑸______组中的物质是同一种物质。14．(1)分子式为C8H18，分子中含有2个甲基的异构体数为_______________。(2)分子式为C8H18，分子中含有3个甲基的异构体数为_______________。(3)分子式为C8H18，分子中含有4个甲基的异构体数为_______________。(4)分子式为C8H18，分子中含有5个甲基的异构体数为_______________。(5)分子式为C8H18，分子中含有6个甲基的异构体数为_______________。15．烷烃分子可看成由CH3—、—CH2—、CH、等结合而成。如果某烷烃分子中同时存在这四种基团，最少应含有______个碳原子的烷烃。其结构简式分别可写成：16．降冰片烷立体结构如图所示，按键线式（以线表示键，每个折点和线端点处表示有1个碳原子，并以氢补足4价，C、H不表示出来）。它的分子式是_______。当它发生一氯取代时，取代位置有_____种。C