第九章第1讲【2016化学大一轮步步高答案】

第1讲重要的烃、化石燃料[考纲要求]1.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及发生反应的类型。2.了解有机化合物中碳的成键特征。3.了解煤、石油、天然气综合利用的意义。4.了解常见高分子材料的合成反应及重要应用。考点一常见烃的结构与性质1．甲烷、乙烯、苯的比较甲烷乙烯苯结构式结构特点碳原子间以单键结合成链状，剩余的价键被氢原子“饱和”分子结构中含有碳碳双键苯环含有介于单键和双键之间的独特的键分子形状正四面体平面形平面六边形物理性质无色气体，难溶于水无色特殊气味透明液体，密度比水小，难溶于水化学性质比较稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色(1)氧化反应：燃烧；能使酸性KMnO4溶(1)易取代：卤代、硝化收集：樱满唯(1)氧化反应(2)光照卤化(取代反应)液褪色(2)加成反应：使溴水褪色、与H2O加成生成乙醇(3)聚合反应：加聚生成聚乙烯(2)能加成：与H2加成生成环己烷(3)难氧化：燃烧，但不能使酸性KMnO4溶液褪色2.烷烃(1)烷烃的结构与性质通式CnH2n＋2(n≥1)结构链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列；碳原子间以单键相连，其余价键均被氢原子饱和特点一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构；1molCnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA物理性质密度：随着分子中的碳原子数的增加而增大，但都小于水的密度熔沸点：随分子中的碳原子数的增加而升高状态：气态→液态→固态，碳原子数小于5的烷烃常温下呈气态化学性质取代反应；氧化反应(燃烧)；分解反应(高温裂解)(2)烷烃的习惯命名法①当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；当n＞10时，用汉字数字表示。②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。深度思考1．怎样用实验证明甲烷是由碳、氢两种元素形成的？答案在空气中点燃甲烷，在火焰的上方罩一个干燥、洁净的烧杯，发现烧杯内壁有水珠凝结，证明甲烷中有氢元素，然后迅速将烧杯倒转过来，向烧杯中滴入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明甲烷中含有碳元素。借题发挥燃烧法不仅能检验有机物中含有C、H元素，还能通过计算确定其是否含有其他元素。2．乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理是否相同？能否用酸性KMnO4溶液鉴别CH4和CH2===CH2?答案褪色原理不相同，前者是发生了加成反应，后者是被酸性高锰酸钾溶液氧化。由于CH4与酸性KMnO4溶液不发生反应，而CH2===CH2能使酸性KMnO4溶液褪色，因此可以用酸性KMnO4溶液鉴别二者。3．结合苯的物理性质探究如何用简单实验来证明分液漏斗内苯与水的混合物中哪一层为苯层？答案取分液漏斗内下层液体适量于一小试管中，然后向小试管中加入少量水，若液体不分层，证明分液漏斗内下层液体为水，上层液体为苯；若液体分层，则分液漏斗内下层液体为苯。题组一有机化合物的通性1．下面列举的是某化合物的组成和性质，能说明该物质肯定是有机物的是()A．仅由碳、氢两种元素组成B．仅由碳、氢、氧三种元素组成C．在氧气中燃烧只生成二氧化碳D．熔点低而且难溶于水答案A解析烃都是有机化合物，A正确；碳酸(H2CO3)不属于有机物，B错；单质碳、一氧化碳在氧气中燃烧只生成二氧化碳，它们均不属于有机物。2．下列关于有机物的说法中正确的是()A．凡是含碳元素的化合物都属于有机化合物B．易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物C．所有的有机化合物都很容易燃烧D．有机化合物的同分异构现象是有机化合物种类繁多的重要原因之一答案D题组二几种重要烃的性质和反应类型的判断3．利用下列反应不能制得括号中纯净物质的是()A．乙烯与氯气加成(1,2­二氯乙烷)B．乙烯与水加成(乙醇)C．等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应(氯乙烷)D．氯气与苯用氯化铁作催化剂反应(氯苯)答案C4．下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是()①光照射甲烷与氯气的混合气体②乙烯通入溴水中③在镍作催化剂的条件下，苯与氢气反应④苯与液溴混合后撒入铁粉A．①②B．①③C．②④D．①④答案D5．有机化学中的反应类型较多，将下列反应归类。(填写序号)①由乙烯制氯乙烷②乙烷在氧气中燃烧③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色⑤由乙烯制聚乙烯⑥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__________。思路点拨解答本题要注意以下三点：(1)烷烃只能发生取代反应和氧化反应(燃烧)。(2)烯烃能发生加成反应、氧化反应(与酸性高锰酸钾溶液反应、燃烧)、加聚反应。(3)根据反应条件和反应物、生成物进行判断。答案⑥②④①③⑤解析①是乙烯与氯化氢的加成反应；②是烷烃与氧气的氧化反应(燃烧)；③是乙烯与溴的加成反应；④是乙烯与酸性高锰酸钾的氧化反应；⑤是乙烯的加聚反应；⑥是烷烃与卤素在光照条件下的取代反应。轻松突破取代反应、加成反应取代反应加成反应概念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有机物分子中不饱和键两端的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特点有上有下或断一下一上一(断了一个化学键，下来一个原子或原子团，上去一个原子或原子团)只上不下或断一加二，从哪里断从哪里加(断了一个化学键，加上两个原子或原子团，应该加在断键两端的不饱和碳原子上)反应前后分子数目一般相等减少题组三几种重要烃的鉴别与除杂6．鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法是()A．将它们分别通过溴水B．点燃后分别罩上干燥的冷烧杯C．点燃后分别罩上涂有澄清石灰水的烧杯D．点燃后分别罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯答案D7．既可以用来鉴别甲烷和乙烯，又可以用来除去甲烷中的少量乙烯的操作方法是()A．混合气通过盛酸性KMnO4溶液的洗气瓶B．混合气通过盛溴水的洗气瓶C．混合气通过盛蒸馏水的洗气瓶D．混合气跟适量氯化氢混合答案B解析乙烯可被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2，与溴加成生成二溴乙烷常温下为液体。8．使用一种试剂就能鉴别出来的是()A．苯、甲苯、己烯B．甲苯、己烯、四氯化碳C．己烯、汽油、苯D．苯、甲苯、二甲苯答案B解析烃难溶于水，密度比水小；CCl4难溶于水，密度比水大。B项可用溴水鉴别，甲苯萃取溴后，上层为橙红色，己烯使溴水褪色，四氯化碳萃取溴后，下层为橙红色，正确。9．写出除杂所用试剂和方法：(1)乙烷(乙烯)______、______。(2)溴苯(溴)______、______。(3)硝基苯(NO2)______、______。(4)苯(甲苯)______、______。(5)硝基苯(苯)______、______。(6)C2H4(CO2，SO2)______、______。答案(1)溴水洗气(2)NaOH溶液分液(3)NaOH溶液分液(4)酸性高锰酸钾溶液、NaOH溶液分液(5)无蒸馏(6)NaOH溶液洗气考点二碳的成键特征与同分异构体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单键，还可以形成双键或三键；(3)多个碳原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)定义：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。(2)烷烃同系物：分子式都符合CnH2n＋2，如CH4、CH3CH3、互为同系物。(3)同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。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甲烷、乙烷、丙烷无同分异构现象；丁烷的同分异构体有2种；戊烷的同分异构体有3种。4．有机物结构的表示方法(1)球棍模型：用来表现化学分子的三维空间分布。棍代表共价键，球表示构成有机物分子的原子。如下图分别为丙烷、乙烯的球棍模型。(2)比例模型：是一种与球棍模型类似，用来表现分子三维空间分布的分子模型。球代表原子，球的大小代表原子直径的大小，球和球紧靠在一起。如下图分别是甲烷和乙酸的比例模型。(3)结构式：用元素符号和短线表示有机物分子中原子的排列和结合方式的式子。例如：乙烷、乙烯的结构式分别为、。(4)结构简式：结构简式是结构式的简单表达，应该能表现该物质的官能团。例如：丙烷、乙烯、乙醇的结构简式分别为CH3CH2CH3、CH2===CH2、CH3CH2OH。(5)键线式：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，其他原子或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深度思考1．已知甲烷是正四面体形结构，根据烷烃的碳原子连接情况分析，碳原子是否处于同一条直线上？答案CH4分子中的C—H键夹角为109°28′，而不是180°，因此，当碳原子数≥3时，碳原子并不在一条直线上，而是呈锯齿状。2．由CH4、C2H4、的分子结构特点分析分子内所有原子是否均在同一平面上？答案CH4分子为正四面体形结构，C2H4分子为平面结构，为平面正六边形结构，因此分子中所有原子不可能共平面，分子中所有原子可能共平面。题组一同系物的性质1．有关简单的烷烃的叙述：①都是易燃物；②特征反应是取代反应；③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是()A．①和③B．②和③C．只有①D．①和②答案D解析相邻的烷烃属于同系物，分子组成上相差一个“CH2”原子团。2．由乙烯推测丙烯(CH2CHCH3)的结构或性质正确的是()A．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．不能在空气中燃烧C．能使溴水褪色D．与HCl在一定条件下能加成只得到一种产物答案C解析丙烯与乙烯具有相同的官能团“”，具有与乙烯类似的化学性质，故C正确；丙烯与HCl加成时产物有两种，D不正确。3．丁烷(分子式C4H10)广泛应用于家用液化石油气，也用于打火机中作燃料，下列关于丁烷叙述不正确的是()A．在常温下，C4H10是气体B．C4H10与CH4互为同系物C．丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体D．C4H10进行一氯取代后生成两种沸点不同的产物答案D解析C4H10的一氯代物有四种，因而有四种沸点不同的产物。同系物的判断方法“一同二差”：通式相同，官能团的种类数目相同；分子组成上至少相差一个CH2原子团。如：①CH2===CH2与通式相同，官能团不同，二者不是同系物。②CH3CH2CH2CH3与二者不相差一个CH2，不是同系物。③的环数不同，且不相差n个CH2原子团，不是同系物。题组二同分异构体的判断种数计算4．氟利昂­12是甲烷的氯、氟卤代物，结构式为。下列有关叙述正确的是()A．它有两种同分异构体B．它是平面分子C．它只有一种结构D．它有4种同分异构体答案C5．分子式为C7H8，分子中含有苯环的烃的一氯代物有()A．3种B．4种C．5种D．7种答案B解析依据信息可知该烃为，该有机物中等效氢为4种，分别为，其一氯代物有4种。6．某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，则该烃的分子式不可能的是()A．CH4B．C2H6C．C4H10D．C5H12答案C解析CH4、CH3CH3只有一种一氯代物，C4H10有两种同分异构体：CH3CH2CH2CH3(一氯代物有2种)和(一氯代物有2种)；D符合要求的是。同分异构体书写及数目巧确定1．记忆法记住常见有机物的同分异构体数。例如：甲烷、乙烷、丙烷均无同分异构体，丁烷有2种，戊烷有3种。2．替代法例如：二氯苯C6H4Cl2的同分异构体有3种，四氯苯的同分异构体也有3种。3．等效氢法判断有机物发生取代反应后，能形成几种同分异构体的规律，可通过分析有几种等效氢原子来得出结论，又称为对称法。(1)同一碳原子上的氢原子是等效的。(2)同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。(3)处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。(相当于平面镜成像时，物与像的关系)4