基础课时1重要的烃煤石油和天然气的综合应用学生

基础课时1重要的烃煤、石油和天然气的综合应用考点一几种常见烃的结构与性质1．烃(1)概念：分子中只含有碳、氢两种元素的有机物。最简单的烃是甲烷。(2)分类：按碳骨架分a.链烃：如烷烃、烯烃等；b.环烃：如芳香烃等。2．甲烷(1)组成和结构俗称分子式结构式结构简式分子构型天然气、沼气CH4CH4正四面体(2)物理性质颜色：无色，状态：气体，溶解性：难溶于水，密度：比空气小。(3)化学性质3．烷烃(1)结构与性质通式CnH2n＋2(n≥1)结构特点①链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列；②碳原子间以单键相连，其余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”；③一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物理性质随碳原子数的增多熔沸点升高状态：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)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；若n10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，(CH3)4C称为新戊烷。4．乙烯(1)结构分子式电子式结构式结构简式空间构型C2H4CH2==CH2(2)化学性质(3)用途用作植物生长调节剂和水果的催熟剂、化工原料等。5．苯(1)组成与结构(2)物理性质颜色状态气味毒性溶解性密度熔沸点无色液体特殊气味有毒不溶于水比水小低(3)化学性质要点提取(1)溴水、酸性KMnO4溶液均可用于鉴别乙烷和乙烯，但要除去乙烷中的乙烯时，只能选用溴水，因为酸性高锰酸钾能将乙烯氧化为CO2，从而使其中混入新的气体杂质。(2)为制得纯净的氯乙烷，应用乙烯与HCl的加成反应制取而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。(3)苯的不饱和程度相当于存在三个双键。【互动思考】1．哪些事实可以证明苯分子中不存在单双键交替排列？________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案①苯中碳碳键完全相同，为平面正六边形结构。②邻二甲苯()仅有一种结构③苯与溴水不能发生加成反应④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色2．下列物质中，因发生化学反应而使溴水褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色的有________。答案②⑤[示向题组]1．(高考题汇编)下列说法正确的是(双选)()。A．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染(2014·天津，1B)B．可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底(2014·天津，3C)C．乙烯可作水果的催熟剂(2014·四川，1A)D．CH3CH3＋Cl2――→光CH3CH2Cl＋HCl和CH2===CH2＋HCl―→CH3CH2Cl均为取代反应(2014·山东，7A)解析聚乳酸塑料能降解，不会产生白色污染，聚乙烯塑料不易降解，能产生白色污染，A错误；前者为取代反应，后者为加成反应，D错误。答案BC2．(2013·新课标Ⅱ，8)下列叙述中，错误的是()。A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60℃反应生成硝基苯B．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷C．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2­二溴乙烷D．甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4­二氯甲苯解析甲苯与氯气在光照下主要发生侧链上的取代反应，生成C6H5CH2Cl，D错误。答案D[跟进题组]1．(2015·湖南六校联考)下列说法正确的是()。A．用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷B．乙烯和乙烷都能发生加聚反应C．乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键D．乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别解析酸性高锰酸钾均不能氧化苯和环己烷，A项错；乙烷是饱和烃，不能发生加聚反应，B项错；聚氯乙烯、苯分子中均无碳碳双键，C项错；乙烯(不饱和)能使溴的四氯化碳溶液褪色，而甲烷(饱和)不能，D正确。答案D2．下列化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是()。A．甲苯B．硝基苯C．2－甲基丙烯D．2－甲基丙烷解析2－甲基丙烷可以看做甲烷分子中3个氢原子被3个甲基代替，4个碳原子不可能在同一平面内。答案D3．某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A还是一种植物生长调节剂，A可发生如图所示的一系列化学反应，其中①②③属于同种反应类型。根据图回答下列问题：(1)写出A、B、C、D的结构简式：A________，B________，C________，D________。(2)写出②、④两步反应的化学方程式，并注明反应类型：②________________________________________________________________________，反应类型________________。④________________________________________________________________________，反应类型________________。答案(1)CH2==CH2CH3CH3CH3CH2ClCH3CH2OH(2)CH2==CH2＋HCl――→催化剂△CH3CH2Cl加成反应CH3CH3＋Cl2――→光照CH3CH2Cl＋HCl取代反应【归纳总结】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(即断了一个化学键，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(即断了一个化学键，加上两个原子或原子团，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考点二碳原子的成键特征同系物与同分异构体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)特点(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)特点①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。②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，如C2H4与C3H6(环丙烷)。③结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。(3)类型4．有机物结构的表示方法(1)球棍模型：用来表示分子的三维空间分布的分子模型。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(填充)模型：用来表示分子三维空间分布和原子相对大小的分子模型。球代表原子，其大小代表原子的相对大小，球和球紧靠在一起。如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形式。例如丙烷、乙烯、乙醇的结构简式分别为CH3CH2CH3，CH2==CH2，CH3CH2OH。(5)键线式：碳碳键用线段来表示，拐点或端点表示碳原子，碳原子上的氢原子不必标出，其它原子或其它原子上的氢原子都要标出。例如：丙烯、正丙醇的键线式分别为，。【互动思考】1．如图所示是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题：(1)A、B、C三者的关系是____________。(2)A的分子式为__________，C的名称为__________。(3)写出C的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。答案(1)同系物(2)C2H6正丁烷2．下图均能表示甲烷的分子结构，哪一种更能反映其真实的存在状况？__________。答案D3．写出下列基团的同分异构体的种类—CH3________种；—C2H5________种—C3H7________种；—C4H9________种—C5H11________种答案11248[示向题组]1．(2014·全国新课标Ⅰ，7)下列化合物中同分异构体数目最少的是()。A．戊烷B．戊醇C．戊烯D．乙酸乙酯解析戊烷只有3种同分异构体；戊醇属于醇类的同分异构体有8种；戊烯属于烯烃的同分异构体有5种；乙酸乙酯属于酯类的除乙酸乙酯外有3种同分异体，还有非酯类的同分异构体，如还有2种丁酸等。答案A2．(2013·全国新课标卷Ⅰ，12)分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有()。A．15种B．28种C．32种D．40种解析分子式为C5H10O2的酯可能是HCOOC4H9、CH3COOC3H7、C2H5COOC2H5、C3H7COOCH3，其水解得到的醇分别是C4H9OH(有4种)、C3H7OH(有2种)、C2H5OH、CH3OH，水解得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、C3H7COOH(有2种)。C4H9OH与上述酸形成的酯有4＋4＋4＋4×2＝20种；C3H7OH与上述酸形成的酯有2＋2＋2＋2×2＝10种；C2H5OH、CH3OH与上述酸形成的酯都是1＋1＋1＋1×2＝5种，以上共有40种。答案D[跟进题组]1．(2015·大庆期末)C5H12有3种不同结构，甲：CH3(CH2)3CH3，乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相关叙述正确的是()。A．甲、乙、丙属同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应B．C5H12表示一种纯净物C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低D．丙有3种不同沸点的二氯取代物解析甲、乙、丙互为同分异构体，A错误；C5H12存在3种结构，B错误；丙的二氯取代物只有2种，D错误。答案C2．(2012·全国新课标，10)分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)()。A．5种B．6种C．7种D．8种解析是要求推出醇C5H11—OH的同分异构体数目，可先碳链异构，再插入—OH。有：C1—C2—C3—C—C、，共8种。答案D3．同分异构体和同系物是两个不同的概念，观察下列几种物质的化学式或结构式，回答下列问题：其中，(1)互为同素异形体的是________；(2)互为同分异构体的是________；(3)互为同系物的是________；(4)属于同种物质的是________。答案(1)④与⑩(2)①与②，⑤与⑥(或⑧)，⑦与⑨(3)③、⑤(或⑥或⑧)、⑦(或⑨)(4)⑥与⑧【方法技巧】同分异构体数目的四种判断方法1．记忆法记住一些常见有机物，如甲烷、乙烷、丙烷均无异构体，丁烷有2种，戊烷有3种。2．等效氢法分子中有多少种“等效”氢原子，其一元取代物就有多少种。(1)同一个碳原子上的氢原子属于“等效”氢原子。(2)同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子属于“等效”氢原子。(3)同一个碳原子上相同取代基上的氢原子属于“等效”氢原子。3．基元法丙基有2种，则丙醇有2种，一氯丙烷有2种；丁基有4种，则丁醇有4种，戊酸有4种。4．换元法一种烃如果有m个氢原子可被取代，那么它的n元取代物与(m－n)元取代物种类相等。考点三煤、石油、天然气的综合利用1