2020高考化学一轮复习 第九章 第1讲 甲烷 乙烯 苯 煤、石油、天然气的综合利用课件 新人教版

第1讲甲烷乙烯苯煤、石油、天然气的综合利用最新考纲要求核心素养脉络1.了解有机化合物中碳的成键特征。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．掌握常见有机反应类型。4．了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识有机物的多样性，并对有机物进行分类；能从官能团等角度认识有机物的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念；能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2．证据推理与模型认知：具有证据意识，能对有机物的组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；知道可以通过分析、推理等方法认识有机化合物的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型，并能解释化学现象，揭示现象的本质和规律。最新考纲要求核心素养脉络5．了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。6．了解常见高分子材料的合成及重要应用。7．以上各部分知识的综合应用。3．科学态度与社会责任：通过高分子材料的合成等赞赏化学对社会发展的重大贡献；通过煤、石油和天然气的综合利用建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。考点一常见烃的结构与性质一、甲烷、乙烯、苯的结构与物理性质比较甲烷乙烯苯结构式甲烷乙烯苯结构特点碳原子与氢原子形成共价单键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，难溶于水二、三种烃的化学性质1．甲烷(CH4)(1)稳定性：与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。(2)燃烧反应：化学方程式为_________________________。(3)取代反应：在光照条件下与Cl2发生取代反应，第一步反应的方程式为__________________________________，继续反应依次又生成了___________________________。CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2OCH4＋Cl2――→光照CH3Cl＋HClCH2Cl2、CHCl3、CCl42．乙烯(CH2===CH2)完成下列方程式：(1)燃烧：__________________________________________。(火焰明亮且伴有黑烟)CH2===CH2＋3O2――→点燃2CO2＋2H2O(3)加聚反应：nCH2===CH2――→引发剂CH2—CH23．苯(C6H6)完成下列化学方程式：(1)燃烧：______________________________。(火焰明亮，带浓烟)2C6H6＋15O2――→点燃12CO2＋6H2O(2)取代反应：苯与液溴的取代反应：__________________________________________；苯的硝化反应：_________________________________________________。(3)加成反应：一定条件下与H2加成：____________________________________。三、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H原子构成四面体结构；1molCnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA通式CnH2n＋2(n≥1)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。[思维诊断1]判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)二氯甲烷有两种结构()(2)乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳双键()(3)甲烷与Cl2的反应和乙烯与Br2的反应属于同一反应类型()(4)SO2使溴水褪色与乙烯使溴水褪色的原理相同()××××(5)甲烷和乙烯可用溴的四氯化碳溶液鉴别()(6)乙烷中混有的少量乙烯可通入酸性KMnO4溶液除去()(7)CH2＝CHCH3和分子中的所有原子不可能在同一平面内()(8)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，说明苯不能发生氧化反应()(9)在标准状况下，22.4L苯中含有的分子数目为NA()×√√××[思维诊断2]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B提示：选B。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。教材对接高考1．(RJ必修2·P72T7改编)下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)甲烷与氯气光照时发生取代反应()(2)乙烯通入溴水发生加成反应()(3)苯与溴水混合发生取代反应()(4)乙烯、苯与H2接触即发生化学反应()×√√×2．(溯源题)(高考组合)判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)(2018·高考全国卷Ⅲ，8D)1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同()(2)(2016·高考全国卷Ⅱ，8D)丙烯和丙烷均能发生加成反应()(3)(2016·高考全国卷Ⅰ，9B)由乙烯生成乙醇属于加成反应()(4)(2016·高考全国卷Ⅲ，8A)乙烷室温下能与浓盐酸发生取代反应()×√××(5)(2016·高考全国卷Ⅲ，8B)乙烯可以用作生产食品包装材料的原料()探源本高考题组源于教材RJ必修2P61、P68对烷烃的取代反应、烯烃的加成反应及乙烯的用途进行了考查。√1．依据概念及所含官能团判断(1)取代反应取代反应的特点是“有上有下”，反应中一般有副产物生成；卤代、水解、硝化、酯化均属于取代反应。(2)加成反应加成反应的特点是“只上不下”，反应物中一般含碳碳双键、碳氧双键、碳碳三键、苯环等。(3)氧化反应主要包括有机物的燃烧，碳碳不饱和键被酸性KMnO4溶液氧化，葡萄糖(含醛基)与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液的反应，醇的催化氧化等。2．依据反应条件判断(1)当反应条件是稀酸并加热时，通常为酯类或糖类的水解反应。(2)当反应条件为Cu或Ag作催化剂、加热，并有O2参加反应时，通常为醇的催化氧化。(3)当反应条件为催化剂并有H2参加反应时，通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环的加成反应。(4)当反应条件为光照时且与卤素单质(Cl2或溴蒸气)反应时，通常为烷烃或苯环侧链烷烃基上的氢原子发生的取代反应。(5)当反应条件为铁或FeX3作催化剂且与X2反应时，通常为苯环上的氢原子被取代，发生取代反应。1．下列现象中，因发生加成反应而产生的是()A．SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色B．将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色C．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色D．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失C解析：选C。A项，发生的是氧化反应；B项，萃取是物理变化；C项，发生的是加成反应；D项，发生的是取代反应。2．下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是()①用乙烷与Cl2反应制取氯乙烷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．①④D3．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________。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是乙烯的加成聚合反应；⑥是烷烃与卤素在光照条件下发生取代反应。答案：⑥②④①③⑤碳的成键特征、有机物的表示方法例题精析下列物质中，有关有机物的结构中的线、面关系的说法正确的是()A．丙烷分子中所有的碳原子在同一条直线上B．丙烯和苯乙烯分子中所有的碳原子一定在同一平面上C．溴苯和苯乙炔分子中所有的原子在同一平面上D．乙醇、乙酸分子中所有原子在同一平面上C【解析】丙烷分子中碳链呈锯齿状，故所有碳原子不在同一条直线上，A项错误；丙烯分子中甲基碳原子取代碳碳双键中的一个氢原子，其所有碳原子在同一平面上；而苯环与乙烯基之间碳碳单键可以旋转，两者中碳原子不一定共面，B项错误；溴苯与苯结构相似，苯乙炔分子相当于乙炔基取代了苯环上一个氢原子，而乙炔是直线型结构，故它们均在一平面上，C项正确；乙醇、乙酸分子中均含有甲基，甲基上的4个原子不在同一平面内，D项错误。Ⅰ.以下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？________。Ⅱ.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：________________。【解析】Ⅰ.比例模型表示的是原子的相对大小及连接形式，更接近分子的真实结构。【答案】Ⅰ.DⅡ.(1)同系物(2)C2H6正丁烷(3)方法·能力·素养一、有机物的共线共面问题1．明确常见烷烃、烯烃、炔烃和苯的结构特点(1)烷烃分子中，以每个碳原子为中心形成四面体，碳原子相互连接形成链状分子，这种链状分子中的碳链呈折线形，不在同一直线上。(2)烯烃中与碳碳双键相连的原子，连同连接双键的所有原子在同一平面中，但不在同一直线上。(3)炔烃分子中的碳碳三键中两个碳原子及与这两个原子直接相连的原子一定在同一条直线上。(4)与苯环直接相连的原子与该苯环均处在同一平面上，对角线上的碳原子处于同一条直线上。2．判断有机物分子中原子共线、共面问题的技巧(1)找到基本的结构单元，及有机物中几个典型的分子结构，如甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛等。原子共线判断以乙炔或苯环对角线上碳原子为标准，共面判断以乙烯、苯环或甲醛为标准。(2)了解有机物分子中单键可自由旋转，双键及三键不能旋转。(3)根据简单的立体几何知识，整体考虑、准确确定该基本结构单元中共线或共面的原子数目。(4)在审题时要注意题目要求的是“碳原子”还是“所有原子”、“一定”还是“可能”、“最多”还是“至少”、“共线”还是“共面”等关键词。解决有机物的共线共面问题要充分利用数学几何构型进行判断。牢记一个转动思想，有机物分子中的单键，包括碳碳单键(C—C)、碳氢单键(C—H)、碳氧单键(C—O)、碳卤单键(如C—Cl键)等均可转动。如结构简式为的有机化合物，其空间结构如图所示，转动①处C—C键可使两平面M1和M2重合为同一平面，炔直线位于醛平面上，但甲基上的H原子都不在炔直线上，转动②处C—C键，可使甲基中的一个H原子位于醛平面上。二、有机物组成和结构的几种表示方法(以乙烯为例)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种类实例含义电子式用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况的式子结构式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CH2===CH2结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)种类实例含义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