2021版新高考地区选考化学(人教版)一轮复习教师用书:课题32 脂肪烃、芳香烃、化石燃料 .doc
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1、课题32脂肪烃、芳香烃、化石燃料学习任务1脂肪烃一、脂肪烃的组成与结构1脂肪烃的组成、结构特点和通式2.典型代表物的分子组成与结构特点甲烷乙烯乙炔分子式CH4C2H4C2H2结构式结构简式CH4CH2=CH2HCCH分子结构特点正四面体结构,键角为10928,由极性键形成的非极性分子平面结构,键角为120,所有原子处于同一平面内,非极性分子直线形结构,键角为180,分子中所有的原子均处于同一直线上,非极性分子二、脂肪烃的物理性质变化规律性质变化规律状态常温下有14个碳原子的烃都呈气态(新戊烷常温下呈气态),随着碳原子数的增多,逐渐过渡到液态、固态沸点随着碳原子数的增多,沸点逐渐升高;同分异构体
2、之间,支链越多,沸点越低密度随着碳原子数的增多,密度逐渐增大,液态烃的密度均比水小水溶性均难溶于水三、脂肪烃的化学性质1烷烃的取代反应(1)取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。CH4在光照条件下与Cl2发生取代反应,第一步反应的方程式为CH4Cl2CH3ClHCl,继续反应依次又生成了CH2Cl2、CHCl3、CCl4。2烯烃、炔烃的加成反应烯烃、炔烃可与X2、HX、H2O、H2等发生加成反应(XCl、Br、I)。(1)加成反应:有机物分子中的不饱和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。(2)乙烯、乙炔的加成反应(写出有关反应的化学方程式)3烯
3、烃、炔烃的加聚反应(1)丙烯加聚反应的化学方程式为。(2)乙炔加聚反应的化学方程式为。4二烯烃的加成反应和加聚反应(1)加成反应(2)加聚反应:nCH2=CHCH=CH2。5脂肪烃的氧化反应烷烃烯烃炔烃燃烧现象火焰较明亮火焰明亮,带黑烟火焰很明亮,带浓黑烟通入酸性KMnO4溶液溶液不褪色溶液褪色溶液褪色乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,二者褪色原理不同。乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为发生了氧化反应,高锰酸钾将乙烯氧化成CO2,其自身被还原;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是因为与单质溴发生了加成反应。四、乙烯和乙炔的实验室制法乙烯乙炔原理CH3CH2OH CH2=CH2H2OCaC2
4、2H2OCa(OH)2HCCH反应装置收集方法排水集气法排水集气法或向下排空气法1判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)符合通式CnH2n2的烃一定是烷烃。()(2)丙烷分子中的所有碳原子在同一条直线上。()(3)乙烯和乙炔可用酸性KMnO4溶液鉴别。()(4)聚丙烯可发生加成反应。()(5)烷烃同分异构体之间,支链越多,沸点越高。()(6)顺2丁烯和反2丁烯均能使溴水褪色。()(7)CH2=CHCH=CH2与Br2发生加成反应只能生成BrCH2CH=CHCH2Br和2种物质。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2将常见脂肪烃能发生的反应补充完整并判断其反应类型。(1)
5、CH3CH=CH2_,反应类型:_。(2)CH3CH=CH2Cl2_HCl,反应类型:_。(3)CH2=CHCH=CH2_,反应类型:_。(4)_Br2,反应类型:_。(5)_ ,反应类型:_。答案:(1)Cl2加成反应取代反应(3)Br2加成反应(4)CH3CCH加成反应(5)nCH2=CHCl加聚反应脂肪烃的结构与性质宏观辨识与微观探析1下列表示方法正确的是()CH4分子的空间充填(比例)模型:四氯化碳分子的电子式为乙烯的结构简式:CH2CH2丙烷分子的球棍模型:ABCD解析:选A。中每个Cl原子周围也应达到8电子稳定结构;中结构简式漏掉了“=”。所以正确。2角鲨烯是一种高度不饱和烃类化合
6、物,最初是从鲨鱼的肝油中发现的,分子中含有多个碳碳双键,分子式为C30H50,具有生物氧化还原作用与提高能量的效用,利于增强机体的耐力与改善心脏功能,可用于癌症的防治,是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质。关于角鲨烯有下列叙述,其中正确的是()能使酸性高锰酸钾溶液褪色能与氢气发生加成反应不饱和度为6易被氧化ABCD解析:选D。角鲨烯是一种烯烃,含有碳碳双键,所以可以与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,能与氢气加成;由分子式C30H50可知不饱和度为6。3(双选)有机物的结构可用键线式表示,如CH3CH=CHCH3的键线式为。有机物X的键线式为,下列说法不正确的是()AX的分子式为C8H
7、6B有机物Y是X的同分异构体,且属于芳香烃,则Y的结构简式为CX能使酸性高锰酸钾溶液褪色DX与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的一氯代物有4种解析:选AD。由X的键线式可知,其分子式为C8H8,与苯乙烯()互为同分异构体;X分子中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色;X与足量H2加成生成的环状饱和烃Z中只有2种不同化学环境的氢原子,故其一氯代物有2种。4. 某烷烃的结构简式为。(1)该烃用系统命名法命名为_。(2)若该烷烃是由烯烃和1 mol H2加成得到的,则原烯烃的结构有_种。(不包括立体异构,下同)(3)若该烷烃是由炔烃和2 mol H2加成得到的,则原炔烃的结构有
8、_种。(4)该烷烃在光照条件下与氯气反应,生成的一氯代烷最多有_种。解析:(1)该烷烃中最长的碳链上有5个碳原子,属于戊烷,有两个取代基,故其名称为2,3二甲基戊烷。(2)只要是相邻的两个碳原子上都存在至少一个氢原子,该位置就有可能是原来存在碳碳双键的位置,除去重复的结构,该烃分子中这样的位置一共有5处。(3)只要是相邻的两个碳原子上都存在至少两个氢原子,该位置就有可能是原来存在碳碳三键的位置,该烃分子中这样的位置只有1处。(4)该烷烃分子中有6种等效氢原子,故在光照条件下与氯气反应生成的一氯代烷最多有6种。答案:(1)2,3二甲基戊烷(2)5(3)1(4)6烯烃、炔烃的加成、氧化反应规律证据
9、推理与模型认知5(教材改编题)某烃结构式用键线式表示为,该烃与Br2加成时(物质的量之比为11),所得的产物有()A3种B4种C5种D6种解析:选C。当溴与发生1,2加成时,生成物为,有3种;当溴与发生1,4加成时,生成物为,有2种,共5种。6某烃的分子式为C11H20,1 mol该烃在催化剂作用下可以吸收2 mol H2;用热的酸性KMnO4溶液氧化,得到丁酮()、琥珀酸()和丙酮()三者的混合物。该烃的结构简式为_。答案:1结构决定性质不同的碳碳键对有机物的性质有着不同的影响:(1)碳碳单键有稳定的化学性质,典型反应是取代反应;(2)碳碳双键中有一个化学键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反
10、应和加聚反应;(3)碳碳三键中有两个化学键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应。2烯烃、炔烃与酸性KMnO4溶液反应规律图解 学习任务2芳香烃一、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.化学性质完成下列反应的化学方程式:(1)燃烧(氧化反应):2C6H615O212CO26H2O(火焰明亮,带浓烟)。(2)取代反应苯与液溴的反应:;苯的硝化反应:。(3)加成反应一定条件下与H2加成:。二、芳香烃1芳香烃的结构特点2苯的同系物的同分异构体(以芳香烃C8H10为例)名称乙苯邻二甲苯间二甲苯对二甲苯结构简式3.苯的同系物与苯的性质比
11、较(1)相同点因都含有苯环(2)不同点烷基对苯环有影响,所以苯的同系物比苯易发生取代反应;苯环对烷基也有影响,所以苯环上的烷基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。硝化:3HNO33H2O。卤代:Br2;Cl2。易氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色:。(1)苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的规律苯的同系物或芳香烃侧链为烷基时,不管烷基碳原子数为多少,只要与苯环直接相连的碳原子上有氢原子,均能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基,且羧基直接与苯环相连。并不是所有苯的同系物或芳香烃都能使酸性KMnO4溶液褪色,如就不能,原因是与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子。(2)苯的同系物发生卤代反应时,条件不同,取代位置不同
12、。在光照条件下,卤代反应发生在烷基上,记作“烷代光”。如。在铁(或卤化铁)的催化作用下,卤代反应发生在苯环上,记作“苯代铁”。如。1判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)柠檬烯()和丁苯互为同分异构体。()(2)甲苯与氯气在光照条件下反应,主要产物是2,4二氯甲苯。()(3)苯的邻二取代物只有一种结构。()(4)判断己烯中是否混有少量甲苯:先加入足量溴水,然后加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色,则证明己烯中混有甲苯。()(5)C2H2与的最简式相同。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)2现有下列物质:乙苯;环己烯;苯乙烯;对二甲苯;叔丁基苯。回答下列问题:(1)能使酸性高锰酸钾溶液褪
13、色的是_。(2)互为同系物的是_。(3)能使溴的四氯化碳溶液褪色的是_。(4)写出分别被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物的结构简式:_、_。答案:(1)(2)或(3)(4)HOOC(CH2)4COOH芳香烃的结构与性质宏观辨识与微观探析1异丙苯是一种重要的化工原料,下列关于异丙苯的说法不正确的是()A异丙苯是苯的同系物B可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯C在光照条件下,异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有3种D在一定条件下能与氢气发生加成反应解析:选C。在光照条件下,异丙苯与Cl2主要发生侧链上的取代反应,可生成多种氯代物,包括一氯代物、二氯代物等。2(教材改编题)下列有关同分异构体数目的叙述不
14、正确的是()A甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种B与互为同分异构体的芳香族化合物有6种C含有5个碳原子的某饱和链烃,其一氯代物可能有3种D菲的结构简式为,与硝酸反应可生成5种一硝基取代物解析:选B。含3个碳原子的烷基有2种,甲苯苯环上的氢原子有3种,故所得产物有6种,A项正确;该物质的分子式为C7H8O,与其互为同分异构体的芳香族化合物中有1种醇(苯甲醇)、1种醚(苯甲醚)、3种酚(邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚),共有5种,B项错误;含有5个碳原子的饱和链烃有3种同分异构体:正戊烷、异戊烷和新戊烷,其一氯代物分别有3、4、1种,C项正确;由菲的结构简式可以看出
15、其结构中含有5种氢原子,与硝酸反应可生成5种一硝基取代物,D项正确。3(双选)化合物W、X、Y、Z的分子式均为C7H8,Z的空间结构类似于篮子。下列说法正确的是()A化合物W的同分异构体不只有X、Y、Z三种BX、Y、Z可与酸性KMnO4溶液反应C1 mol X、1 mol Y与足量Br2/CCl4溶液反应最多消耗Br2的物质的量均为2 molDZ的一氯代物有3种解析:选AD。甲苯还有链状结构的同分异构体,如CH2=CHCH=CHCH2CCH,A项正确;Z不能与酸性KMnO4溶液反应,B项错误;1 mol X与足量Br2/CCl4溶液反应最多消耗2 mol Br2,1 mol Y与足量Br2/C
16、Cl4溶液反应最多消耗3 mol Br2,C项错误;根据Z的结构可知,Z有3种类型的氢原子,其一氯代物有3种,D项正确。4(1)甲苯苯环上的一个氢原子被相对分子质量为57的烃基取代,所得产物有_种。(2)已知二氯苯有3种同分异构体,则四氯苯的同分异构体有_种。(3)某芳香烃的分子式为C8H10,它不能使溴的四氯化碳溶液褪色,但能使酸性KMnO4溶液褪色,该有机物苯环上的一氯代物只有一种,则该烃的结构简式是_。解析:(1)49,即该烃基为C4H9(丁基),丁基有CH2CH2CH2CH3、4种,每种丁基与甲基形成邻、间、对三种位置关系,故取代产物共有4312种。(2)将苯的二氯代物分子中的氢原子换
17、成氯原子,将氯原子换成氢原子,可知苯的四氯代物有3种。(3)该烃不能使溴的四氯化碳溶液褪色,但能使酸性KMnO4溶液褪色,只能为苯的同系物,且苯环上只有一种氢原子,则其结构简式为。答案:(1)12(2)3(3) 学习任务3化石燃料一、煤的综合利用煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含有碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。1煤的干馏(1)原理:把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。(2)煤的干馏产物:出炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭。2煤的气化将煤转化为可燃性气体的过程,目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气,化学方程式为CH2O(g
18、)COH2。3煤的液化(1)直接液化:煤氢气液体燃料。(2)间接液化:煤水蒸气水煤气甲醇等。二、石油的综合利用1石油的成分石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物,含有150个碳原子的烷烃和环烷烃。所含元素以C、H为主,还含有少量N、S、P、O等。2石油的加工方法过程目的分馏把原油中各组分分离成沸点不同的分馏产物获得各种燃料用油裂化把相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃得到更多的汽油等轻质油裂解深度裂化,产物主要呈气态得到乙烯、丙烯、甲烷等化工原料三、天然气的综合利用1天然气的主要成分是甲烷,它是一种清洁的化石燃料,更是一种重要的化工原料。2天然气与水蒸气反应制取H2的原理:CH4H2O(
19、g)CO3H2。四、天然气、液化石油气和汽油的主要成分及其应用主要成分应用天然气甲烷燃料、化工原料液化石油气丙烷、丁烷、丙烯、丁烯燃料汽油C5C11的烃类混合物汽油发动机燃料1判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)(2017高考全国卷,7D)天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料。()(2)煤的干馏属于物理变化。()(3)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。()(4)煤气的主要成分是丁烷。()(5)裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料。()(6)甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(1)煤的干馏和
20、石油的分馏不同之处:_。(2)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴的原因是_。答案:(1)煤的干馏是在隔绝空气加强热的条件下发生复杂的物理、化学变化的过程,而石油的分馏是根据沸点不同将石油中各成分分离的过程,是物理变化。(2)由于裂化汽油中含有不饱和的烯烃,能与溴水中的溴发生加成反应,所以裂化汽油不能用于萃取溴水中的溴。化石燃料的综合利用科学态度与社会责任1(教材改编题)下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是()A煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程B煤的气化是将其通过物理变化转化为气体的过程C天然气除了做燃料之外,还可用于合成氨和生产甲醇D石油分馏可获得乙酸、苯及其衍生物解析:选C。A项,煤的
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