2014届高三化学一轮复习双基课件：第9章第1节 认识有机化合物――重要的烃(人教版)

第九章有机化合物第一节认识有机化合物——重要的烃[考纲展示]1．了解有机化合物中碳的成键特征。2．了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质。3．了解乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。教材回顾夯实双基判断下列说法的正误：1．(2012·高考山东卷10TB)甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应。()2．(2011·高考海南卷7TB)甲苯的分子中，所有原子都处于同一平面上。()3．(2010·高考新课标全国卷8TB)分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有4种。()体验高考××√一、有机化合物、甲烷及烷烃的结构和性质1．元素组成有机物除含碳元素外，还主要含有_____________________________等。2．甲烷的结构和性质(1)物理性质无色无味的气体、难溶于水、密度比空气小。(2)组成和结构构建双基分子式结构式结构简式比例模型空间构型CH4CH4正四面体氢、氧、氮、硫、卤素、磷(3)化学性质①稳定性甲烷化学性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不反应。不能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色。②燃烧反应：_________________________(淡蓝色火焰)。③取代反应甲烷与Cl2的反应为____________________________，CH3Cl＋Cl2――→光照CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2――→光照CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2――→光照CCl4＋HCl。CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2OCH4＋Cl2――→光照CH3Cl＋HCl3．烷烃的组成及结构(1)通式：__________(n≥1)。(2)结构特点每个碳原子都达到价键饱和：①烃分子中碳原子之间以_______结合呈链状；②剩余价键全部与_________结合。(3)物理性质随分子中碳原子数的增加，呈规律性的变化。CnH2n＋2单键氢原子逐渐增大(4)化学性质类似甲烷，通常较稳定，在空气中能燃烧，光照下与氯气发生取代反应。如烷烃燃烧的通式为_______________________________________。4．同系物(1)同系物：结构______，分子组成上相差_____________________原子团的物质的互称。(2)烷烃同系物：分子式都符合___________，如CH4、CH3—CH3、CH3CH2CH3等互称为同系物。CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋(n＋1)H2O相似一个或若干个“CH2”CnH2n＋25．同分异构现象和同分异构体(1)同分异构现象：化合物具有相同__________，不同______的现象称为同分异构现象。(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物的互称，如正丁烷(CH3CH2CH2CH3)和异丁烷()。分子式结构二、乙烯的结构和性质1．组成与结构2.物理性质分子式结构式结构简式分子构型C2H4平面形颜色状态密度溶解性无色气体略小于空气难溶于水3.化学性质4．用途用于植物生长调节剂和水果的_________，是一种重要的化工原料。三、苯的结构和性质1．组成与结构催熟剂C6H6完全相同单键和双键平面正六边形同一平面2．物理性质颜色状态气味毒性溶解性密度无色液体有特殊气味有毒不溶于水比水____小3.化学性质(1)取代反应①卤代反应：苯与液溴发生溴代反应的化学方程式为___________________________________②硝化反应：化学方程式为___________________________________________(2)加成反应苯和H2发生加成反应的化学方程式为(3)氧化反应①苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，即不能使酸性KMnO4溶液褪色。②可燃性：点燃时，火焰明亮，带浓烟。思考感悟证明苯分子中不存在单、双键交替结构的事实有哪些？【提示】(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。考点串讲深度剖析考点1有机物组成和结构的表示方法种类实例含义分子式C2H4用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目最简式(实验式)CH2①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子；②由最简式可求最简式量；③分子式是最简式的整数倍电子式用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况的式子种类实例含义结构式①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；②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特别提醒：以上有机物组成和结构的表示在高考题的选择题中经常以判断正误的形式考查,有时也在有机推断题中出现。即时应用1．Ⅰ.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：____________________________________________________。Ⅱ.以上各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？________。解析：Ⅰ.三者的分子式分别为：A.C2H6B．C3H8C．C4H10。所以三者互为同系物。C的同分异构体为：。Ⅱ.比例模型更能反应物质的真实存在情况。答案：Ⅰ.(1)同系物(2)C2H6丁烷(或正丁烷)(3)Ⅱ.D考点2几种烃的结构、性质及反应类型的比较1．几种烃的结构、性质的比较甲烷乙烯苯结构简式CH4结构特点只含单键饱和烃碳碳双键不饱和烃碳碳键是介于单双键之间的一种特殊的键空间构型正四面体平面结构平面正六边形物理性质无色气体，难溶于水无色液体化学性质燃烧易燃，完全燃烧时都生成CO2和水溴(CCl4)不反应加成反应不反应(液溴在FeBr3催化下发生取代反应)KMnO4溶液(H2SO4)不反应氧化反应不反应主要反应类型取代加成、加聚、氧化加成、取代2.取代反应、加成反应、加聚反应的比较名称比较取代反应加成反应加聚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代替的反应有机物分子中双键(或三键)两端的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由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物分子的反应反应特点可发生分步取代反应由小分子生成小分子由小分子生成高分子(相对分子质量很大)特别提醒：(1)加成反应的特点是:“断一，加二，都进来”。“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加两个其他原子或原子团，一定分别加在两个不饱和碳原子上，此反应类似无机反应中的化合反应，理论上原子利用率为100%。(2)取代反应的特点是“上一下一，有进有出”，类似无机反应中的置换反应或复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写次要产物。即时应用2．(2013·长春高三模拟)在①CH2===CH2②③CH4④聚乙烯四种物质中：(1)能使溴的CCl4溶液褪色的是________(请填物质的序号，下同)；(2)属于高分子化合物的是________；(3)没有固定相对分子质量的是________；(4)所有原子在同一平面的是________；(5)既能发生取代反应又能发生加成反应的是________。解析：能使溴的CCl4溶液褪色的物质应与溴发生反应，CH2===CH2可与溴发生加成反应而使溴的CCl4溶液褪色；聚乙烯为高分子化合物；因为聚乙烯分子式不确定所以没有固定的相对分子质量；乙烯和苯的所有原子共平面；苯既能加成又能取代。答案：(1)①(2)④(3)④(4)①②(5)②3．1体积某气态烃只能与1体积氯气发生加成反应，生成氯代烷，1mol该物质可与6molCl2发生完全的取代反应，该烃的结构简式为()A．CH2===CH2B．CH3CH===CH2C．CH3CH3D．CH2===CHCH===CH2解析：选B。1体积某气态烃只能与1体积氯气发生加成反应，生成氯代烷，说明该烃分子中含有一个碳碳双键；1mol该氯代烷可与6molCl2发生完全的取代反应，说明该氯代烷分子中含有6个氢原子，选项B符合。学科规律方法提升同分异构体的书写及种数的判断1．同分异构体的判断——“一同一不同”(1)一同分子式相同，相对分子质量相同。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C2H2与C6H6。(2)一不同结构不同，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。2．同分异构体的书写(1)遵循原则主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列同、邻到间。(2)书写步骤①先写出碳原子数最多的主链。②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上，以此类推。(3)实例(以C6H14为例)①将分子中全部碳原子连成直链作为母链C—C—C—C—C—C②从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳架结构有两种：注意：不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。③从母链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，同一碳上连接2个—CH3，为孪位，两甲基的位置依次相邻、相间，此时碳架结构有两种：注意：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。综上所述，C6H14共有5种同分异构体。3．同分异构体数目的判断(1)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。如中—CH3上的3个氢原子是“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。如分子中有2种“等效”氢原子，即甲基上的氢原子和苯环上的氢原子。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。如分子中有2种“等效”氢原子。(2)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)元取代物种数相等。(2011·高考新课标全国卷)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种例关键字句审读明确解题思路1.注意有机物中氯原子的个数。2．明确烃基—C5H11的不同结构的数目。3．错误展示：B4．误区警示：(1)烃基属于—CnH2n＋1的饱和烷基，注意写全不同的结构。(2)注意分析，不同结构的等效氢原子，避免重复。【解析】首先写出C5H12的最长的碳键:C—C—C—C—C，该结构的一氯代物有3种；再写出少一个碳原子的主链，C—C(CH3)—C—C，该结构的一氯代物有4种；最后写出三个碳原子的主链，C—C(CH3)2—C，该结构的一氯代物有1种，故C5H11Cl共8种结构。【答案】C【解题感悟】判断两种有机物是否为同分异构体的方法：(1)先看除碳、氢以外其他元素的原子个数是否相等(如O、N、S等)，若不相等，一定不是同分异构体；(2)再看碳原子数是否相同，若碳原子数不同，则一定不是同分异构体；(3)当分子式相同时，再看官能团的类别，若有机物含有的官能团类别不同，则一定是同分异构体。跟踪训练1．主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有()A．5种B．4种C．3种D．2种解析：选D。符合条件的烷烃有2．下列烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是()解析：选C。根据等效氢法可以判断一氯代物的个数分别为A.2种；B.2种；C.1种；D.4种。真题集训把脉高考题组1烃的组成和性质1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”。(1)(2010·高考广东卷11TA)乙烯和乙烷都能发生加聚反应。()(2)(2010·高考福建卷6TA)聚乙烯