知识讲解甲烷烷烃教案.docx
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1、甲烷、烷烃要点一、有机物1、有机物的定义含碳元素的化合物叫有机化合物,简称有机物。要点:个别含碳的化合物如CO、CO2及碳酸和碳酸盐等构造及性质跟无机物相像,故仍属无机物。有机物肯定是含碳元素的化合物。有机物除含有氢、氧元素外,还含有氮、硫、卤素、磷等。有机物及无机物的区分见下表所示性质和反响有机物无机物溶解性多数不溶于水,易溶于有机溶剂大多数溶于水,而不溶于有机溶剂耐热性多数不耐热,熔点较低,一般在400以下多数耐热,难熔化,熔点一般比较高可燃性多数可以燃烧多数不能燃烧电离性多数是非电解质多数是电解质2、有机物种类繁多的主要缘由:碳原子的构造特征是最外层有4个电子,经常以共价键及碳原子或别的
2、原子结合;碳碳间除能形成单键外,还能形成双键和三键,并且能形成长的碳链或碳环,;有机物普遍存在同分异构现象。3、烃的定义仅由碳和氢两种元素组成的一类有机物称为烃,也叫碳氢化合物。要点二、甲烷 1、分子构造在甲烷分子里,1个碳原子及4个氢原子形成4个CH共价键。甲烷分子是正四面体形,C原子居于正四面体的中心,4个H原子位于4个顶点,4个CH键的键长、键能相等,键角均为10928。分子式:CH4电子式:构造式: 2、物理性质甲烷是无色无味的气体,标准状况下的密度为0.717g/L,极难溶于水。3、化学性质1稳定性:通常状况下,甲烷及强酸、强碱、强氧化剂一般都不发生反响,也不能使酸性KMnO4溶液和
3、溴水褪色。但在特定的条件下,也会发生某些反响。2取代反响:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反响叫取代反响。要点:反响需在光照条件下进展,参与反响的物质必需是氯气不能是氯水。反响后生成的有机物中,常温下只有CH3Cl为气态,其余三种均为液体。四种产物均不溶于水。四氯甲烷也叫四氯化碳,是一种效率较高的灭火剂。在取代反响中,甲烷的四个氢原子可以依次逐步被取代,最终完全被取代,四级反响同时发生,无先后次序,产物是混合物,通常不能用于制取某卤代烃。试验现象:Cl2的黄绿色渐渐变淡;管壁上有油状液滴生成;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近瓶口,能看见有白烟产生。书写有机反响的化学方程式通常用
4、“,而不用“。取代反响及置换反响的区分反响类型取代反响置换反响定义有机分子内的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反响一种单质和一种化合物反响生成另一种单质和另一种化合物的反响反响特点反响物:有机物及单质或化合物生成物:不肯定有单质许多反响进展不完全,速度慢反响物:一种单质和一种化合物;生成物:新的单质和新的化合物;一般能反响完全,速度快本质反响中无电子得失反响中有电子转移反响条件反响受催化剂、温度、光的影响水溶液中置换遵循“以强迫弱的原那么3氧化反响:甲烷易燃,燃烧时发出蓝色火焰。1mol CH4完全燃烧放出890kJ热量。 要点:甲烷在点燃前必需验纯。假如点燃甲烷和氧气或空气的混合物,就
5、会马上发生爆炸。4、存在和用处存在:是自然气、沼气、坑道气或瓦斯气的主要成分用处:1高效清洁燃料;2化工原料甲烷高温分解可得炭黑,用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等;氯仿和CCl4都是重要的溶剂。要点三、烷烃 1、构造特点和通式:烃分子里碳原子间都以单键相互连接成链状,碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合,到达饱和状态,这种类型的烃叫饱和烃,也称为烷烃。假设C-C连成环状,称为环烷烃。烷烃的通式:CnH2n+2(n1)2、物理性质随着分子里碳原子数的递增,它们在常温下的状态由气态、液态到固态:C1C4为气态,C5C16为液态,C17以上为固态;它们的沸点和液态时的密度也都渐渐上升和增大。其缘
6、由是烷烃是分子晶体,随着碳原子数增多,相对分子质量渐渐增大,分子间作用力增大,因此熔沸点渐渐上升。当相对分子质量一样时,烷烃支链越多,熔沸点越低。留意分析随着碳原子数增加,烷烃分子的含碳量和含氢量的递变规律:含碳量渐渐增大,含氢量渐渐减小。3、化学性质烷烃的化学性质及其代表物甲烷的相像。一般比较稳定,在通常状况下跟酸、碱和酸性高锰酸钾等氧化剂都不起反响,也不跟其它物质化合。但在特定条件下也能发生以下反响:在光照条件下均可及氯气发生取代反响;氧化反响:均可点燃;烷烃燃烧的通式为:要点四、同系物同系物:构造相像,在分子组成上相差一个或假设干个CH2原子团的物质互称为同系物。要点:1同系物必需构造相
7、像,即组成元素一样、分子组成通式一样。2同系物间相对分子质量相差14或14的整数倍。3同系物有相像的化学性质,物理性质有肯定的递变规律。要点五、同分异构现象及同分异构体1、定义化合物具有一样的分子式,但具有不同构造的现象,叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。要点:同分异构体必需是分子式一样而构造不同的物质。它们可以是同一类系列物质,如:正丁烷和异丁烷,也可以是不同类非同系物的物质,如:丙烯和环丙烷。同分异构体可以是有机物和有机物,还可以是无机物和有机物之间构成。如:NH4CNO和CO(NH2)2。“四同总结如下表:2、烷烃同分异构体的写法书写规律可概括为:主链由长到短,
8、支链由整到散,位置由心到边。要点:先写出碳原子数量最多的主链;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。写出少两个碳原子上的主链,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。对由于碳原子的连接方式不同而产生异构的同分异构体,称为碳链异构。经常采纳“碳链缩短法来书写并确定异构体的数目。现以C6H14为例,详细说明如下:先写出六个碳原子都在同一条线上,即主链上为6个碳原子:CH3CH2CH2CH2CH2CH3缩减主链留意主链位置的对称性:去掉主链上一个碳原子,使主链为五个碳原子,将取下来的碳原子摆放在主链不同位置上,并由主链中间位置开始摆放,渐渐向外移,但不能移
9、到端碳上。可形象的称为:去一个,挂中间;向外移,不靠边只分叉,不拐弯。再去掉一个碳原子,使主链为四个碳原子,将两个碳原子摆放在主链不同位置上去两个,同碳挂;去两个,肩并肩:不能再缩短碳链了,碳原子也没有可摆放的位置了否那么,会出现重复。在书写同分异构体时肯定要随时留意满意碳四价、氢一价的原那么。因此C6H14共有5种同分异构体。要点七、等量的烃完全燃烧时耗氧量的计算一;有机物的质量肯定时:等质量的烃完全燃烧耗氧量比较的规律:对于同质量的随意烃,完全燃烧,耗氧量的大小取决于( y/x) 的值的大小,该值越大,耗氧量越多。生成二氧化碳的量及x/y成正比,生成水的量那么及y/x成正比。例1:等质量的
10、CH4, C2H4, C2H6, C3H4, C3H6完全燃烧,耗氧量最大的是哪个? 解:依据上述规律,得到结论( y/x)值越 大,耗氧量越多,那么对于质量的上述烃,完全燃烧CH4的耗氧量最多。例2以下各组化合物中,不管二者以什么比例混合,只要总质量肯定,那么完全燃烧时消耗O2的质量和生成H2O的质量不变的是 C A CH4 C2H6 B C2H6 C3H6 C C2H4 C3H6 D C2H4 C3H4例3、燃烧某混合气体,所产生的CO2的质量肯定大于燃烧一样质量丙烯所产生的CO2的质量,该混合气体是 B 。A 丁烯 丙烷 B乙炔 乙烯 C 乙炔 丙烷 D 乙烷 环丙烷 二.有机物的物质的
11、量肯定时: 1对于等物质的量的随意烃(CxHy) ,完全燃烧,耗氧量的大小取决于(x+y/4) 的值的大小,该值越大,耗氧量越多。例1 等物质的量的CH4, C2H4, C2H6, C3H4, C3H6完全燃烧,耗氧量最大的是哪个?解:依据等物质的量的随意烃,完全燃烧,耗氧量的大小取决于(x+y/4) 的值的大小,该值越大,耗氧量越多。 得到C3H6中, (x+y/4)的值最大,所以, C3H6的耗氧量最多。例2 (1)请写出烷烃CnH2n2(n1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式:_。有甲烷,乙烷,丙烷,丁烷4种烷烃,试答复(2)(5)题(填序号):(2)一样状况下,等体积的上述气态烃充分
12、燃烧,消耗O2的量最多的是_。(3)等质量的上述气态烃,在充分燃烧时,消耗O2的量最多的是_。(4)在120 105 Pa条件下,某气态烃及足量的O2完全反响后,测得反响前后气体的体积没有发生变更,那么该烃为_。(5)10 mL某气态烃,在50 mL O2中充分燃烧,得到液态水,以及体积为35 mL的混合气体(全部气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是_。答案(1)CnH2n2O2nCO2(n1)H2O(2)(3)(4)(5)例3现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种有机物。同质量的以上物质中,在一样状况下体积最大的是_;同质量的以上物质完全燃烧时,耗氧量最大的是_;同状况
13、、同体积的以上物质燃烧时,耗氧量最大的是_;同质量的以上物质完全燃烧时,生成CO2的量最多的是_,生成H2O的量最多的是_。答案CH4CH4C3H6C3H4CH4解析一样质量的烃(CxHy)完全燃烧时的耗氧量由确定,越大,耗氧量越大,且生成H2O的量越多,生成CO2的量越少;一样物质的量的烃完全燃烧时的耗氧量由确定,同碳(x)看氢(y),同氢(y)看碳(x),1个碳原子及4个氢原子的耗氧量一样。【典型例题】105 Pa下,测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析,以下选项正确的选项是 物质名称沸点正丁烷CH3(CH2)2CH3正戊烷CH3(CH2)3CH3异戊烷CH3CH2CH(CH3)2新戊烷C
14、(CH3)4正己烷CH3(CH2)4CH3 A在标准状况下,新戊烷是气体105 Pa、20时,C5H12都是液体 C烷烃随碳原子数的增加,沸点降低 DC5H12随着支链数的增加,沸点降低 【答案】D,标准状况下是液体,20时是气体,那么A、B均错误;烷烃随碳原子数的增加,沸点渐渐上升;C5H12的3种同分异构体中,随支链数增加,沸点渐渐降低。2 以下有关烷烃的表达中,正确的选项是 A在烷烃分子中,全部的化学键都是单键 B烷烃中除甲烷外,许多都能使紫色KMnO4溶液褪色 C分子通式为CnH2n+2的烃不肯定是烷烃 D全部的烷烃在光照条件下都能及氯气发生取代反响 【答案】AD【解析】烷烃分子中碳原
15、子之间全部以碳碳单键结合成链状,碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达饱和,无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键。选项A说法正确;烷烃属饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不及酸、碱、氧化剂如酸性KMnO4溶液反响,选项B说法不正确;因分子通式CnH2n+2中的氢原子已达完全饱和,因此符合通式CnH2n+2的有机物肯定是烷烃,选项C说法不正确;烷烃在光照下都能及氯气发生取代反响,这是烷烃的主要特性之一,选项D说法正确。3浙江九校联考以下有关烷烃的表达中,正确的选项是 。 A烷烃分子中,全部碳原子都位于同一条直线上 B除甲烷外,大多数烷烃都能使KMnO4酸性溶液褪色 C在肯定条件下,烷烃能及氯
16、气、溴水等发生取代反响 D烷烃在空气中都能燃烧,但不肯定产生淡蓝色火焰 【思路点拨】烷烃就是饱和链烃,构造和性质稳定。【答案】D【解析】烷烃分子中,碳原子间呈锯齿形排列除甲烷、乙烷外,其分子中碳原子不行能位于同一条直线上;烷烃属于饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不及强酸、强碱、强氧化剂如KMnO4酸性溶液反响;烷烃在空气中都能燃烧,甲烷、乙烷等燃烧时还产生淡蓝色必焰,但随着烷烃中碳原子数的增加,其含碳量上升,燃烧会越来越不充分,燃烧时火焰光明,甚至伴有黑烟。4冀州期末四川有丰富的自然气资源,自然气的主要成分是甲烷,还含有肯定量的乙烷、丙烷等可燃性气体。以下有关说法不正确的选项是 A甲
17、烷及丙烷互为同系物 B甲烷是烃类物质中氢的质量分数最高的化合物C甲烷、乙烷、丙烷中的化学键都是极性共价键 D乙烷和氯气在光照的条件下可发生取代反响,生成多种氯代烃【答案】C【解析】A项甲烷及丙烷构造相像,在分子组成上相差一个CH2原子团, 互称为同系物,故A正确;B项甲烷是烃类物质中氢的质量分数最高的化合物,故B正确;C项甲烷中只有碳氢键,属于极性共价键,乙烷、丙烷中既有碳氢键,也有碳碳键,所以既有极性共价键,也有非极性共价键,故C错误;D项乙烷和氯气在光照的条件下可以发生取代反响,生成一氯代乙烷、二氯代乙烷、三氯带乙烷直至六氯代乙烷等多种氯代烃,故D正确。应选C。5有关烯烃的以下说法中,正确
18、的选项是 A烯烃分子中全部的原子肯定在同一平面上 B烯烃在相宜的条件下只能发生加成反响不能发生取代反响 C分子式是C4H8的烃分子中肯定含有碳碳双键 D烯烃既能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色 【答案】D 【解析】烯烃分子中,及双键碳原子相连的6个原子处于同一平面上,而其他的原子那么不肯定处于该平面上,如丙烯CH3CHCH2分子中CH3上的氢原子最多只有一个处于其他6个原子所在的平面上,应选项A说法不正确;加成反响是不饱和键的特征反响,但假设烯烃中还含有烷基等其他原子团时,肯定条件下也可发生取代反响,选项B说法也不正确;分子式为C4H8的烃可以是烯烃,也可以是环烷烃,而环烷烃中并不含碳碳
19、双键,选项C说法不正确;烯烃中的碳碳双键既可以及Br2加成而使溴水褪色,也可以被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,选项D说法正确。6进展一氯取代反响后,只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是 A(CH3)2CHCH2CH3 B(CH3CH2)2CHCH3 C(CH3)2CHCH(CH3)2 D(CH3)3CCH2CH3【答案】D【解析】确定烃的一卤代物的同分异构体的数目,关键是找出烃中有多少种等效氢原子,有多少种氢原子就有多少种一卤代物。将此题各项分子式绽开,然后进展推断:、,可见A、B中含四种等效氢原子,C中含两种,只有D中含三种,即能生成三种沸点不同的产物。 7.九江月考从柑橘
20、中可提炼出构造为的有机物,有关它的以下表达中,不正确的选项是 。 A分子式为C10H16 B常温下呈液态,难溶于水 C其一氯代物有8种 D能及溴水发生加成反响 【答案】C 【解析】由价键原那么易知的分子式为C10H16;烃类都难溶于水,分子中碳原子数大于4时一般呈液态;该分子中有10个碳原子,其中只有1个碳原子上没有氢原子,且另外9个碳原子上的氢原子类型各不一样,故其一氯代物应有9种;该分子中含有碳碳双键,可及溴水发生加成反响。8. 1 mol乙烯及氯气发生加成反响后,再及氯气发生取代反响,整个过程中最多消耗氯气 A3 mol B4 mol C5 mol D6 mol 【答案】C 【解析】乙烯
21、及Cl2按物质的量之比为11加成;同时1 mol乙烯的分子中有4 mol氢原子,及Cl2发生取代反响时,须要消耗4 mol Cl2,故总共须要5 mol Cl2。 【总结升华】单烯烃及卤素单质、H2等物质发生加成反响时,按物质的量之比为11加成;卤素单质及烃发生取代反响时,1 mol卤素单质只能取代1 mol氢原子,同时生成1 mol HCl。13一样物质的量的以下有机物,充分燃烧,消耗氧气量一样的是AC3H4和C2H6 BC3H6和C3H8OCC3H6O2和C3H8O DC3H8O和C4H6O2【答案】BD19两种气态烃以肯定比例混合,在105时,1 L该混合烃及9 L氧气混合,充分燃烧后复
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