【人教版创新设计】2011届高考化学一轮复习 第一节 最简单的有机化合物—甲烷.ppt
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1、有机化合物一章是高中化学中最简单的有机化学部分,为化学必修中有机化学基础有机化合物一章是高中化学中最简单的有机化学部分,为化学必修中有机化学基础知识,在高考中是不可或缺的一部分。虽然其在知识面与出题分量不及其它无机和知识,在高考中是不可或缺的一部分。虽然其在知识面与出题分量不及其它无机和理论原理部分,但它却是学生必须掌握的最基础、最重要的有机化学知识。对烃类理论原理部分,但它却是学生必须掌握的最基础、最重要的有机化学知识。对烃类物质如甲烷、乙烯和苯多见于高考试题中的第物质如甲烷、乙烯和苯多见于高考试题中的第卷中,如卷中,如2009山东理综山东理综12、2009福福建理综建理综9、2009重庆理
2、综重庆理综11、2009上海化学上海化学3,8、2009宁夏理综宁夏理综8、2009海南化学海南化学5等。等。对于乙醇和乙酸考查其重要性质如对于乙醇和乙酸考查其重要性质如2009安徽理综、安徽理综、2009全国全国理综理综9、全国、全国理综理综12、2009上海化学上海化学11、2009宁夏理综宁夏理综9等。常见的基本营养物质在高考试题出题形等。常见的基本营养物质在高考试题出题形式也非常灵活,有选择、填空等,如式也非常灵活,有选择、填空等,如2009广东化学广东化学4、2009天津理综天津理综1、2009重庆理重庆理综综28等。等。第九章第九章 有机化合物有机化合物 研究近几年在高考试题中必考
3、有机试题,可以寻得出题趋势。烃的主要测试研究近几年在高考试题中必考有机试题,可以寻得出题趋势。烃的主要测试点仍注重在几种烃的代表物分子、结构及性质上,利用烃燃烧规律对有机物分子点仍注重在几种烃的代表物分子、结构及性质上,利用烃燃烧规律对有机物分子的分子组成和结构式推断,还有取代反应、加成反应、加聚反应的本质及原理应的分子组成和结构式推断,还有取代反应、加成反应、加聚反应的本质及原理应用。乙醇、乙酸是重要的必考点,可各自独立命题,又因与其他物质性质联系紧用。乙醇、乙酸是重要的必考点,可各自独立命题,又因与其他物质性质联系紧密而又可以进行综合命题,命题将有机物结构推导、同分异构体推断,书写结合密而
4、又可以进行综合命题,命题将有机物结构推导、同分异构体推断,书写结合在一起,根据有机物官能团性质及相互转化关系组成综合性的有机化学试题。在一起,根据有机物官能团性质及相互转化关系组成综合性的有机化学试题。 基本营养物质还会考查基本营养物质还会考查分子结构及其主要化学性质和用途,氨基酸、蛋白质有分子结构及其主要化学性质和用途,氨基酸、蛋白质有关知识应用等,不过此部分题目属识记类容易题,所占分数不会大。综合来看,关知识应用等,不过此部分题目属识记类容易题,所占分数不会大。综合来看,此章节知识仍会以选择题形式考查。特点是一题考查多个知识点,覆盖面广;同此章节知识仍会以选择题形式考查。特点是一题考查多个
5、知识点,覆盖面广;同时也会以填空题来考查有关计算、推断等综合问题。时也会以填空题来考查有关计算、推断等综合问题。 1. 了了解有机化合物中碳的成键特征。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。了解甲烷的分子结构和主要性质。3了解同系物、同分异构体的含义,会判断同系物和书写有机物同分异物体。了解同系物、同分异构体的含义,会判断同系物和书写有机物同分异物体。 第一节第一节 最简单的有机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷1分子组成和结构分子组成和结构甲烷的化学式为甲烷的化学式为 ,电子式为,电子式为 ,结构式为,结构式为 ,结构简式为结构简式为 。甲烷分子是甲烷分子是 构型,构型,
6、 位于正四面体的中心,位于正四面体的中心, 位位于正四面体的顶点,于正四面体的顶点,CH键之间的夹角为键之间的夹角为109 28。CH4CH4正四面体正四面体碳原子碳原子氢原子氢原子2物理性质物理性质甲烷是甲烷是色、色、味、味、溶于水的气体,密度比空气密度溶于水的气体,密度比空气密度。3化学性质化学性质在通常情况下,甲烷是比较稳定的,跟在通常情况下,甲烷是比较稳定的,跟、强、强等一般不起反应。等一般不起反应。甲烷甲烷使酸性使酸性KMnO4溶液褪色,也溶液褪色,也使溴的四氯化碳溶液褪色。使溴的四氯化碳溶液褪色。(1)甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应甲烷在空气中安静地燃烧,火焰呈甲烷在空气中安静地燃烧
7、,火焰呈色,化学方程式为色,化学方程式为CH42O2CO22H2O。无无不不小小强酸强酸强碱强碱氧化剂氧化剂不能不能不能不能淡蓝淡蓝无无(2)取取代反应代反应 叫叫做取代反应。做取代反应。甲烷的取代反应甲烷的取代反应甲烷与氯气的反应比较复杂,简单地说是分步进行的。甲烷与氯气的反应比较复杂,简单地说是分步进行的。第一步:第一步:CH4Cl2 ;第二步:第二步: ;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替代的反应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替代的反应CH3ClHCl第三步:第三步: ;第四步:第四步: 。甲烷的四种氯代物均甲烷的四种氯代物均 溶于水,常温下,只有溶
8、于水,常温下,只有CH3Cl是是 ,其他三种都,其他三种都是是 。CHCl3俗称俗称 ,CCl4又叫又叫 ,二者都是重要的有机溶剂,二者都是重要的有机溶剂,不溶于水,密度比水不溶于水,密度比水 。思考:思考:甲烷与甲烷与Cl2发生取代反应的产物有几种?发生取代反应的产物有几种?提示:提示:因因CH4与与Cl2取代反应是分步进行的,所以产物有取代反应是分步进行的,所以产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和和HCl共共5种。种。不不气体气体液体液体氯仿氯仿四氯化碳四氯化碳大大1烷烃的概念烷烃的概念烃分子中的烃分子中的 ,使每个碳原子的化合价都已充分利用,达到,使每个碳原子的化合价都
9、已充分利用,达到“ “饱和饱和” ”。这样的链烃叫做这样的链烃叫做 ,也称为烷烃。,也称为烷烃。2结构特点结构特点(1)分子里碳原子与碳原子之间都是单键,碳原子剩余的价键全部跟氢结合;分子里碳原子与碳原子之间都是单键,碳原子剩余的价键全部跟氢结合;(2)链状链状(可能有支链可能有支链);(3)烷烷烃分子中,以任意一个碳原子为中心都是四面体结构。所以,烷烃分子中烃分子中,以任意一个碳原子为中心都是四面体结构。所以,烷烃分子中的碳原子并不在一条直线上,而是呈锯齿状排列。的碳原子并不在一条直线上,而是呈锯齿状排列。 碳原子跟碳原子都以单键结合成链状、碳原子剩余的价键全部碳原子跟碳原子都以单键结合成链
10、状、碳原子剩余的价键全部 跟氢原子结合跟氢原子结合饱和链烃饱和链烃3烷烃的分子式通式:烷烃的分子式通式: 。4物理性质物理性质递递变规律:随碳原子数的递增,烷烃的熔、沸点变规律:随碳原子数的递增,烷烃的熔、沸点 ,密度,密度 ;碳原子数在碳原子数在4个及个及4个以下为个以下为 态,态,516个为个为 态,态,17个以上为个以上为 态。态。CnH2n2(n1)升高升高增大增大气气液液固固5化学性质化学性质(1)烷烃烷烃(CnH2n2)的燃烧通式为:的燃烧通式为: 。(2)取代反应取代反应CH3CH3Cl2 (写一步写一步)。CH3CH2ClHCl延伸:延伸:1烷烷烃通常较稳定,不能被酸性高锰酸钾
11、溶液氧化,也不能与强酸、强碱发生烃通常较稳定,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也不能与强酸、强碱发生反应。反应。2在通常状况下,烷烃与卤素单质的水溶液不发生化学反应,例如甲烷、乙烷在通常状况下,烷烃与卤素单质的水溶液不发生化学反应,例如甲烷、乙烷等烷烃不能使溴水褪色。这一性质常用于区别烷烃和其他不饱和的烃。等烷烃不能使溴水褪色。这一性质常用于区别烷烃和其他不饱和的烃。1同系物同系物(1)概念概念结构相似,在分子组成上相差一个或若干个结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称原子团的物质互称为同系物。为同系物。(2)特点特点原子之间的结合方式相同,除原子之间的结合方式相同,除C、H
12、原子外的其他原子或原子团的原子外的其他原子或原子团的种类和个数也相同。种类和个数也相同。符符合同一通式,但分子式肯定不相同。合同一通式,但分子式肯定不相同。物理性质一般随碳原子个数的增加而递变。物理性质一般随碳原子个数的增加而递变。(3)注意注意同系物必须是同类有机物;同系物必须是同类有机物;结构相似指具有相似的原子连接方式,相同的官能团类别和官能团数目;结构相似指具有相似的原子连接方式,相同的官能团类别和官能团数目;具有相同通式的有机物除烷烃外,不能以通式相同作为确定是不是同系物的具有相同通式的有机物除烷烃外,不能以通式相同作为确定是不是同系物的充分条件;充分条件;同同分异构体之间不是同系物
13、关系;分异构体之间不是同系物关系;同系物的物理性质具有规律性的变化;同系物的化学性质相似。同系物的物理性质具有规律性的变化;同系物的化学性质相似。2.同分异物体同分异物体(1)概概念念化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;具化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;具有相同分子式而结构不同的两种化合物互为同分异构体。在有机化合物中,有相同分子式而结构不同的两种化合物互为同分异构体。在有机化合物中,同分异构现象非常普遍,这是有机化合物结构多样性的又一表现。有机化合同分异构现象非常普遍,这是有机化合物结构多样性的又一表现。有机化合物结构的多样性是导致
14、有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。物结构的多样性是导致有机化合物种类繁多、数量巨大的主要原因。(2)对概念的理解对概念的理解分分子式相同。分子式相同必然相对分子质量相同,但相对分子质量相同,分子式相同。分子式相同必然相对分子质量相同,但相对分子质量相同,分子式不一定相同,如子式不一定相同,如H3PO4与与H2SO4、C2H6与与NO相对分子质量均相同,但化学相对分子质量均相同,但化学式不同。式不同。结构不同。结构不同是由分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的,如结构不同。结构不同是由分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的,如 与与 一般来说,有机化合物分子中的碳原子越多,它的同分异构
15、体数目就越多。一般来说,有机化合物分子中的碳原子越多,它的同分异构体数目就越多。例如:戊烷例如:戊烷(C5H12)有三种同分异构体、己烷有三种同分异构体、己烷(C6H14)有五种同分异构体。有五种同分异构体。同同分异构体之间的化学性质可能相似也可能不同,但它们之间的物理性质分异构体之间的化学性质可能相似也可能不同,但它们之间的物理性质一定不同。一定不同。由于同分异构现象的存在,在化学方程式中有机物一般应写结构式或结构由于同分异构现象的存在,在化学方程式中有机物一般应写结构式或结构简式。简式。(3)同分异构体的书写同分异构体的书写同分异构体的书写规则是:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,
16、同分异构体的书写规则是:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列对邻至间排列对邻至间(有多个取代基时有多个取代基时)。同分异构体通常可以有以下一些类型:。同分异构体通常可以有以下一些类型:碳链异构,由碳原子排列顺序不同造成。例如:正丁烷与异丁烷;碳链异构,由碳原子排列顺序不同造成。例如:正丁烷与异丁烷; 官官能团位置异构,碳原子连接顺序未变而官能团位置不同形成的异构。例如:能团位置异构,碳原子连接顺序未变而官能团位置不同形成的异构。例如: 与与 ;官能团种类异构,即官能官能团种类异构,即官能团的种类不同,属于不同类的物质。例如,团的种类不同,属于不同类的物质。例如,CH3CH2OH与与
17、。【例【例1】 下下列物质互为同分异构体的是列物质互为同分异构体的是_,互为同系物的是,互为同系物的是_,互为,互为同位素的是同位素的是_,互为同素异形体的是,互为同素异形体的是_,属于同一种物质的是,属于同一种物质的是_。(填序号填序号)C60与金刚石与金刚石H与与D 解析:解析:同分同分异构体、同系物、同位素、同素异形体是四个不同的概念。化合异构体、同系物、同位素、同素异形体是四个不同的概念。化合物分子式相同,结构不同的是同分异构体;有机化合物结构相似,分子组成物分子式相同,结构不同的是同分异构体;有机化合物结构相似,分子组成相差若干个相差若干个“CH2”原子团的是同系物;同位素是指质子数
18、相同,中子数不原子团的是同系物;同位素是指质子数相同,中子数不同的同一元素的不同种原子;同素异形体的定义范围是单质,同种元素形成同的同一元素的不同种原子;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,如的不同单质,称同素异形体,如O2和和O3,红磷与白磷等。,红磷与白磷等。答案:答案:(1)烷烃同分异构体的书写与判断烷烃同分异构体的书写与判断主链由长到短:主链由最长碳链起,依次递减一个碳原子,主链最少碳主链由长到短:主链由最长碳链起,依次递减一个碳原子,主链最少碳原子数不小于总数的原子数不小于总数的1/2。支链由整到散:若作支链的碳原子数在两个以上,应考虑将其分解成简支链由
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