高考化学一轮总复习 6第1讲 最简单的有机化合物甲烷课件 新课标.ppt

本章内容主要包括有机化合物中碳原子的存在方式、常见有机化合物的结构与性质，以及这些有机化合物在社会生活及化工生产中的应用。重点知识是常见有机化合物(甲烷、乙烯、苯及其衍生物、乙醇、乙酸、糖类、酯、蛋白质等)的结构与性质的关系，难点是三种有机反应类型(加成反应、取代反应和酯化反应)的判断与应用。由于选考内容“有机化学基础”的冲淡，该部分知识在高考命题中所占比重较小，多以选择题的形式出现，且多为组合式的选择题。预测2013年的高考命题，除在选择题中涉及12道有机化合物题目外，在非选择题中也会捎带性地对其进行考查。复习时要注意分析常见有机化合物的用途、性质及反应类型。课课 堂堂 反反 馈馈课课 堂堂 探探 究究考考 点点 突突 破破 课课 时时 作作 业业 高高 考考 集集 训训考考高高集集 训训1(2011全国，7)下列叙述错误的是()A用金属钠可区分乙醇和乙醚 B用高锰酸钾酸性溶液可区分己烷和3己烯C用水可区分苯和溴苯D用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛答案D解析本题考查了有机化合物的性质以及物质的鉴别。因为乙醇分子含有羟基，与金属钠反应产生气泡，但乙醚分子只有醚键，不含羟基，故无明显现象，A正确。己烷属于饱和链烃，不能被酸性高锰酸钾氧化；但3己烯分子结构中含碳碳双键，极易被氧化，而使高锰酸钾溶液褪色，B正确。苯、溴苯都难溶于水，而且密度，前者比水小、后者比水大，C正确。两种有机物分子结构中都含有醛基，都能发生银镜反应，D错误。解析本题主要考查了有机化合物的结构和性质。油脂由C、H、O三种元素组成，完全燃烧生成H2O和CO2,A项正确；蔗糖和麦芽糖互为同分异构体，B项正确；CH3COOH中的COOH能电离出H而CH3不能电离出H，C项错误；苯的硝化反应属于取代反应，D项正确。4(2011山东，11)下列与有机物结构、性质相关的叙述错误的是()A乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2B蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下都能水解C甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同D苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键答案B解析本题考查了常见有机物的反应类型、有机物的结构及其性质等知识点。由于乙酸的酸性比碳酸的酸性强，所以乙酸能够与NaHCO3发生反应生成CO2，A正确；虽然蛋白质和油脂在一定条件下能够发生水解，但油脂不是高分子化合物，B错误；甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷，苯和硝酸也能够发生取代反应生成硝基苯，C正确；由于苯环中的碳碳键是介于单双键之间的一种特殊化学键，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，D正确。5(2011四川，12)25 和101 kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72 mL，原混合烃中乙炔的体积分数为()A12.5%B25%C50%D75%答案B(1)A的化学名称是_；(2)B和A反应生成C的化学方程式为_，该反应的类型为_；(3)D的结构简式为_；(4)F的结构简式为_；(5)D的同分异构体的结构简式为_。请回答下列问题：堂堂课课探探 究究解读考纲 考点考纲解读1烃的组成和性质1.了解有机化合物中碳的成键特征。2.了解甲烷的分子结构和主要性质。2同分异构现象1.了解有机化合物的同分异构现象。2.能正确判断有机物的同分异构体。二、烷烃的组成、结构与性质1组成：烷烃的通式为_。2结构特点(1)烃分子中的碳原子间以_结合，剩余价键均与_ 结合，使每个碳原子化合价都达到饱和，这样的烃叫_，也称为烷烃。(2)链状(可能有支链)结构；(3)烷烃分子中，以任意一个碳原子为中心都是四面体结构，主链上的碳并不在一条直线上。3物理性质(1)水 溶 性：_溶 于 水；密 度：比 水_。(2)随碳原子数的递增，熔沸点逐渐_，密度逐渐增大。(3)碳原子数小于或等于4的烷烃常温下为气态。4化学性质烷烃的化学性质与甲烷相似，一定条件下可以燃烧，可发生取代反应和分解反应。(1)烷烃(CnH2n2)的燃烧通式为_.(2)烷烃都能与Cl2在光照条件下发生取代反应，如 乙 烷 生 成 一 氯 乙 烷 的 化 学 方 程 式 为_。三、同系物1概念结构相似，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性质同系物的化学性质相似，物理性质也呈现一定的递变规律。四、同分异构现象及同分异构体1概念(1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同_的现象。(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。思考1：不能。CH4与Cl2的取代反应是逐步进行的，但四步反应往往同时发生，生成4种取代产物，而不是第一步反应进行完全后再进行第二步，所以取代反应的产物是混合物。思考2：取代反应是烷烃的特征反应之一，也是只有有机物才能发生的反应，与无机化学中的置换反应有本质区别(见下表)。取代反应置换反应可与单质或化合物发生取代反应，生成物中不一定有单质反应物和生成物中一定有单质反应中无电子得失反应中有电子得失一般是分子之间的反应，受条件的影响，很多进行不完全，速率慢一般是在溶液中，离子参加反应；一般能进行完全，速率快思考3：每个碳原子均形成4个共价键；碳原子间可形成碳链或碳环；有机物间存在同分异构现象。自主检查 1下列叙述错误的是()A通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3，还是CCl4，都属于取代反应D甲烷的四种取代物都难溶于水答案B2有关简单的烷烃的叙述：都是易燃物；特征反应是取代反应；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和B和C只有 D和答案D3下列烷烃没有同分异构体的是()AC2H6 BC4H10CC5H12 DC6H14答案A5如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式_。(2)经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中的水柱_。A升高 B降低C不变 D无法确定(3)U形管左端的气柱_。A体积增大B体积减小直至消失C不变(4)试解释U形管右端的玻璃管中水柱变化的原因_。点点考考突突 破破1甲烷是分子结构最简单的有机物，也是学习有机化学的基础，理解好甲烷的结构特点，对理解烷烃以及将来学习其他有机物，都是非常重要的。在甲烷分子中，碳原子位于正四面体的中心，氢原子位于正四面体的四个顶点，四个CH键的键长、键角均相等，而对于更复杂的烷烃中的每个碳原子都以4个价键与其他原子(C或H)相结合，在空间的伸展方向与CH4基本一致，只不过因为连的基团不同时，使得键长和键角均有所改变。2甲烷的化学性质主要是取代反应，而其他烷烃在发生取代反应时，其特点与甲烷一样，重点从反应条件，试剂类型，产物的复杂性等方面去掌握：(1)反应条件：光照(在室温、暗处不发生反应)漫射光，不能强光直射。(2)反应物质：纯卤素，例如甲烷与溴水不反应，与溴蒸气见光发生取代反应。(3)反应产物：甲烷的取代反应是分步进行的，所以甲烷的氯代物并不是一种，而是几种氯代物的混合物。3有机化学中的取代反应与无机化学中的置换反应的比较取代反应置换反应反应物中不一定有单质，生成物中一定没有单质反应物和生成物中一定有单质反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性及非金属活动性顺序的规律反应逐步进行；很多反应是可逆的反应一般为单方向进行4.有机物的组成和结构的表示方法比较种类实例含义应用范围分子式C2H6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多用于研究物质组成最简式(实验式)CH3表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子由最简式可求最简式量有共同组成的物质特别提醒有机物和无机物的学习中注意化学用语应用的异同，通常在书写无机反应方程式时，以分子式为主，而在书写有机反应方程式时，常以结构简式为主。例1将1 mol CH4和一定物质的量的Cl2均匀混合，以漫散光照射使CH4与Cl2发生取代反应。反应后CH4与Cl2均无剩余，且测得四种含碳取代物的物质的量相同。则消耗的Cl2的物质的量为()A1.5 molB2 molC2.5 mol D4 mol失误探究本题出现错误的原因主要是对于取代反应的概念及取代反应中结构变化理解不清。取代反应是一类普遍而又重要的有机反应，除了甲烷能发生取代反应以外，其他的有机化合物也有可能发生取代反应，如酯化反应、水解反应，硝化反应等，例如：CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O。(1)从分子组成与结构方面来说，取代反应是有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应；(2)从物质类别方面来说，取代反应是一种有机物里某化学键断裂使分子分裂为两部分，另一种物质里某化学键断裂使分子分裂为两部分，这四部分两两互换结合形成新的化学键，如下图所示。变式训练1若甲烷与氯气以物质的量之比11混合，在光照下得到的取代产物是()CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4A只有B只有C的混合物 D的混合物答案D2下列性质中，属于烷烃特征性质的是()A完全燃烧产物只有二氧化碳和水B它们几乎不溶于水C它们是非电解质D分子的通式为CnH2n2，与氯气发生取代反应答案D解析解答此题可根据烷烃的组成元素，结构特征推断物理化学性质与其他有机物比较，判断是否属于烷烃的特征性质。2同分异构体(1)同分异构体的特点分子式相同，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，如C2H6与HCHO等。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。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同分异构体的书写技巧(降碳对称法)三注意：(1)选择最长的碳链为主链；(2)找出中心对称线；(3)保证去掉碳后的链必为主链。四句话：(1)主链由长到短；(2)支链由整到散；(3)位置由心到边；(4)排布分对、邻、间。4取代反应产物同分异构体的判断等效氢法(1)有机物中位置等同的氢原子叫等效(性)氢原子，烃的一元取代物分子中等效氢原子的种类有多少，则其一元取代物种类就有多少。(2)“等效氢原子”种类的判断通常有如下三个原则：同一碳原子所连的氢原子是等效的；同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的；同一分子中处于轴对称或镜面对称(相当于平面镜成像时，物与像的关系)位置上的氢原子是等效的。解析同分异构体、同系物、同位素、同素异形体是四个不同的概念。分子式相同，结构不同的是同分异构体；结构相似，组成相差一个或若干个“CH2”原子团的是同系物；同位素是指质子数相同，中子数不同的原子；同素异形体的定义范围是单质，同种元素形成的不同单质，称同素异形体，如O2和O3，红磷与白磷等。答案四同比较概念同系物同分异构体同素异形体同位素研究范围化合物化合物单质原子限制条件结构相似分子式相同同一元素质子数相同组成相差若干个CH2原子团结构不同性质不同中子数不同解析所给有机物属于烷烃，组成通式为CnH2n2，A项正确；B项应与其他不同C原子数的烷烃互为同系物，B项错误；C项中二者为同一物质，C项错误；D项中该分子含有4种不同位置的氢原子，所以其一氯代物有4种，D项正确。5下列叙述正确的是()A分子式相同，元素各百分含量也相同的物质是同种物质B通式相同的不同物质一定属于同系物C分子式相同的不同物质一定是同分异构体D相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体答案C解析该题考查的是对同系物、同分异构体概念的理解。同系物的概念要点有二：结构相似、组成上相差一个或若干个CH2。通式相同的物质不一定是同系物，有可能结构上不相似，如环烷烃与烯烃，也有可能互为同分异构体。同分异构体的概念也有两个要点：分子式相同，结构不同，所以B是错误的。A错误，因为分子式相同，结构不一定相同，所以不一定是同种物质。D错误，因为相对分子质量相同，分子式不一定相同，如CO和N2。只有C正确。堂堂课课反反 馈馈1近年来，我国煤矿爆炸事故频频发生，造成重大人员伤亡和财产损失。煤矿发生爆炸事故的元凶是煤矿坑道气中含有的甲烷。下列关于甲烷的叙述中错误的是()A甲烷分子是一种呈正四面体构型的化合物B甲烷分子中两个氢原子被氯原子取代后，可形成两种不同结构的分子C甲烷是重要的化工原料，其分解产物可用于合成氨和橡胶工业D“抽”出煤矿坑道中的甲烷，既可用作清洁燃料，又可防止煤矿发生爆炸事故答案B解析甲烷是一种呈正四面体构型的分子，当甲烷分子中两个氢原子被氯原子取代后，可形成CH2Cl2，其结构只有一种，所以B错误；又根据题中所述，甲烷是造成煤矿爆炸事故的元凶，因此可将其抽出，用作燃料，同时防止煤矿发生爆炸事故，甲烷分解可以得到炭黑和氢气，能用于合成氨和橡胶工业，所以C、D正确，故选B。2下列关于有机化合物的说法中，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物种类繁多的重要原因之一答案D解析CO不是有机化合物；卤素单质可以溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂但其并不是有机物；个别有机物具有阻燃性质，如CCl4。3城市居民使用的石油气的主要成分为丁烷，在使用过程中，常有一些杂质以液态沉积于钢瓶中，这些杂质是()A甲烷与丙烷B乙烷与丙烷C乙烷与戊烷 D戊烷与己烷答案D解析考虑到烃类的沸点变化规律；常温下，碳原子数等于或小于4的为气态，大于4的为液态，大于11的为固态。故而可以判断出余下的杂质为戊烷和己烷。4根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是()12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H165已知CF2Cl2(商品名为氟利昂12)是CH4的取代产物，请判断下列关于CF2Cl2的叙述正确的是()A有2种结构 B有4种同分异构体C所有化学键都是共价键 D分子是正四面体构型答案C6主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有()A2种 B3种C4种 D5种答案A7(2011新课标，8)分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A6种 B7种 C8种 D9种答案C解析本题考查了同分异构体种类的判断。分子式为C5H12的烷烃有正戊烷、异戊烷和新戊烷三种同分异构体。其中正戊烷的一氯代物有CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3三种同分异构体；异戊烷的一氯代物有(CH3)2CHCH2CH2Cl、(CH3)2CHCHClCH3、(CH3)2CClCH2CH3、CH2ClCH(CH3)CH2CH3四种同分异构体；新戊烷的一氯代物只有一种，为(CH3)3CCH2Cl，总共有8种，C正确。8下列说法中错误的是()化学性质相似的有机物是同系物分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物若烃中碳、氢元素的质量分数分别相同，它们必定是同系物互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似A B只有C只有 D只有答案A(3)实验中可观察到的实验现象有：量筒内壁上出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，_，_等。(4)实验中生成的油状液滴的化学式为_，其中_是工业上重要的溶剂。(5)饱和食盐水中有少量固体析出，其原因是_。(6)用饱和食盐水而不用水的原因是_。答案(1)用排饱和食盐水的方法，先后收集20 mL CH4和80 mL Cl2(2)光照爆炸(3)量筒内黄绿色气体颜色变浅量筒内液面上升(4)CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl4(5)反应中有HCl生成，使溶液中的Cl浓度增大，促使NaCl的溶解平衡向生成NaCl固体的方向移动(6)降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水的反应根据要求填空：(1)B装置有三种功能：干燥混合气体；让气体混合均匀；_。(2)设V(Cl2)/V(CH4)x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x的取值范围是_。(3)D装置中的石棉上均匀附着KI粉末，其作用是_。(4)E装置的作用是_。A收集气体 B吸收氯气C防止倒吸 D吸收氯化氢解析(1)这种装置的作用通常有3个，分别为干燥反应气体、使气体混合均匀便于反应、通过观察气泡的速度控制气体的流速。(2)由HCl的组成和原子守恒关系可知，甲烷与氯气发生取代，CH4中的H原子全部变成HCl需要4倍于CH4的Cl2，故x4。(3)KI可将过量的Cl2反应掉。(4)因HCl极易溶于水，所以用水吸收即可得盐酸，但易形成倒吸，干燥管可做“肚容式”防倒吸装置，与倒扣漏斗效果相同。(5)由反应物可推知，生成的黑色小颗粒只能是碳，从而可写出其化学方程式。(6)其余的有机物均不溶于水，故应用分液法将盐酸溶液与它们分离；尾气只能是不溶于水的CH4和CH3Cl。