《甲烷与烷烃》PPT课件.ppt

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1、Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究2010届高考化学复习强化双基系列课件 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究35甲烷与烷烃Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究1、经典例题导入（广东省实验中学、经典例题导入（广东省实验中学08-09学年高三第二次阶段学年高三第二次阶段测试试卷）测试试卷）2、甲烷与烷烃的性质与结构全面总结、甲烷与烷烃的性质与结构全面总结（1）基础盘点）基础盘点（2）深化理解）深化理解（3）规律总结）规律总结3、对位练习（、对位练习（08高考题与名校高考题与名校08-09学年阶段试题）学年阶段试题）提纲提纲Cop

2、yright 2004-2009 版权所有 盗版必究广东省实验中学广东省实验中学08-0908-09学年高三第二次阶段测试试卷学年高三第二次阶段测试试卷Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究答案：答案：1、使气体混合均匀，干燥、使气体混合均匀，干燥 2、4 3、吸收多余的氯气、吸收多余的氯气 4、CD 5、CH4+2Cl2C+4HCl 6、ABCopyright 2004-2009 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 甲烷的结构和性质甲烷的结构和性质 (1)(1)分子组成和结

3、构分子组成和结构 甲烷分子是甲烷分子是 正四面体正四面体 构型，构型，碳原子碳原子 位于中心，位于中心，氢原子氢原子 位于顶点。位于顶点。（2 2）物理性质）物理性质 甲烷是甲烷是 无色无色 、无味无味 、不不 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 小小 。甲烷的结构和性质甲烷的结构和性质化学式：化学式：分子式：分子式：结构式：结构式：电子式电子式:CH4Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 （3 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 强酸强酸 、强碱强碱 或强或强 氧化剂氧化剂 等一等一般不起反

4、应。甲烷般不起反应。甲烷 不能不能 使酸性使酸性KMnOKMnO4 4溶液褪色，也溶液褪色，也 不能不能 使溴的四氯化碳溶液褪使溴的四氯化碳溶液褪色。色。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，火焰呈 淡蓝淡蓝 色，无烟，产物为色，无烟，产物为 COCO2 2和和H H2 2O O，1 mol1 mol甲烷完全燃烧可以放出甲烷完全燃烧可以放出890 kJ890 kJ的热量。热化学方程式为：的热量。热化学方程式为：CHCH4 4（g)+2Og)+2O2 2(g)CO(g)CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H=-890 kJmol

5、H=-890 kJmol-1-1 取代反应取代反应 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替代的反应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替代的反应 叫做叫做取代反应。取代反应。甲烷的取代反应甲烷的取代反应Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 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：CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HCl Cl+HCl；第二步：第二步：CHCH3 3Cl+ClCl+Cl2 2 CH CH2 2ClCl2 2+HCl+HCl；第三步：第三步

6、：CHCH2 2ClCl2 2+Cl+Cl2 2 CHCl CHCl3 3+HCl+HCl；第四步：第四步：CHClCHCl3 3+Cl+Cl2 2 CClCCl4 4+HCl +HCl 。甲烷的四种氯代物均甲烷的四种氯代物均 不不 溶于水，常温下，只有溶于水，常温下，只有CHCH3 3ClCl是是 气体气体 ，其他三种，其他三种都是都是 液体液体 。CHClCHCl3 3俗称俗称 氯仿氯仿 ，CClCCl4 4又叫又叫 四氯化碳四氯化碳 ，二者都是重要的有机溶剂，二者都是重要的有机溶剂，密度比水密度比水 大大 。1.1.有机化学中的取代反应与无机化学中的置换反应的比较有机化学中的取代反应与无

7、机化学中的置换反应的比较取代反应取代反应置换反应置换反应反应物中不一定有单质反应物中不一定有单质生成物中一定没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物和生成物中一定有单质 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 2.甲烷与Cl2发生取代反应的产物有5种。3.甲烷是含氢量最高的化合物。4.含甲基的分子，所有原子不可能在同一平面。5.能证明甲烷不是平面结构的理由是CH2Cl2不存在同分异构体。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 （）CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 A.只有 B.只有 C.的混合物 D.的混合物反应

8、能否进行，受温度、光照、催化反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大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逐步进行，很多反应是可逆的 反应一般为单方向进行反应一般为单方向进行 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 解析解析 甲烷和氯气在光照下发生的四步取代反应是连锁反应，反应进行到哪一甲烷和氯气在光照下发生的四步取代反应是连锁反应，反应进行到哪一 步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的。即使是甲烷和氯气的物

9、步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的。即使是甲烷和氯气的物 质的量之比是质的量之比是1111的情况，也不会仅发生的情况，也不会仅发生CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HClCl+HCl这样一种取代这样一种取代 反应，因为一旦生成反应，因为一旦生成CHCH3 3ClCl后，后，CHCH3 3ClCl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，因此其产物不是纯净的因此其产物不是纯净的CHCH3 3ClCl，而是四种取代产物的混合物。，而是四种取代产物的混合物。答案答案 D D2.甲烷在不同条件下有两种热解反应：CH4（g）C(s)+2H2

10、(g);2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)。现将两份标准状况下等体积的甲烷分别通入两个容 积可变的密闭容器中，按式和式热解，待完全反应后，恢复至标准状况，则两容器中气体体积关系正确的是 （）A.和相等 B.小于 C.大于 D.无法判断 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 解析解析 本题是从气体体积变化的角度来考查甲烷的热解反应。反应本题是从气体体积变化的角度来考查甲烷的热解反应。反应生成物生成物C C 为固体，所以反应后的气体体积为反应前的为固体，所以反应后的气体体积为反应前的2 2倍，反应倍，反应的生成物全为气体，的生成物全为气体，反应后的气体体积也为反应前的

11、反应后的气体体积也为反应前的2 2倍，也就是两个反应前后的气体体积比均为倍，也就是两个反应前后的气体体积比均为 1212，等体积的甲烷发生反应，等体积的甲烷发生反应和反应和反应后得到的气体体积相等。后得到的气体体积相等。答案答案 A A烷烃烷烃 1.1.烷烃的概念烷烃的概念 烃分子中的 碳原子跟碳原子都以单键结合、碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，达到“饱和”。这样的烃叫做 饱和链烃，也称为烷烃。2.2.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；Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 （2 2）

12、链状（可能有支链）；）链状（可能有支链）；（3 3）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）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，烷烃分子中的碳原子并不在一条直线上，而是呈锯齿状排列。分子中的碳原子并不在一条直线上，而是呈锯齿状排列。3.3.烷烃的分子式通式：烷烃的分子式通式：C Cn nH H2 2n n+2+2(n n1)1)。4.4.物理性质物理性质 递变规律：随碳原子数的递增，烷烃的熔、沸点递变规律：随碳原子数的递增，烷烃的熔、沸点 升高升高 ，密度，密度 增大增大 ；碳；碳原子数在原子数在4 4个及个及4 4个以下为个以下为 气气 态，态，5

13、51616个为个为 液液 态，态，1717个以上为个以上为 固固 态。态。5.5.化学性质化学性质 (1)(1)烷烃（烷烃（C Cn nH H2 2n n+2+2）的燃烧通式为：）的燃烧通式为：C Cn nH H2 2n n+2+2+O+O2 2 n nCOCO2 2+(+(n n+1)H+1)H2 2O O 。（2 2）取代反应）取代反应 CHCH3 3CHCH3 3+Cl+Cl2 2 CHCH3 3CHCH2 2Cl+HCl Cl+HCl(写一步）。写一步）。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 1.1.烷烃还具有裂化断链的性质，在高温或催化剂条件下，烷烃可发生碳链断

14、烷烃还具有裂化断链的性质，在高温或催化剂条件下，烷烃可发生碳链断裂，断裂成两种分子时，有两个特点，一是必须有烯烃和烷烃生成，二是平均式裂，断裂成两种分子时，有两个特点，一是必须有烯烃和烷烃生成，二是平均式量为原来的一半（完全裂化），但多数情况下，烷烃分子将会进一步断裂，得到量为原来的一半（完全裂化），但多数情况下，烷烃分子将会进一步断裂，得到多种混合物，使平均式量进一步减小。多种混合物，使平均式量进一步减小。2.2.烷烃通常较稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能与强酸、强碱发烷烃通常较稳定，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。生反应。3.3.在空气或氧气中点燃，完全燃烧

15、时生成在空气或氧气中点燃，完全燃烧时生成COCO2 2和和H H2 2O O。在相同情况下，随着烷烃。在相同情况下，随着烷烃分子里的碳原子数的增加，往往燃烧越来越不充分，燃烧火焰明亮，甚至伴有黑分子里的碳原子数的增加，往往燃烧越来越不充分，燃烧火焰明亮，甚至伴有黑烟。烟。4.4.在光照条件下，烷烃与在光照条件下，烷烃与ClCl2 2、BrBr2 2等卤素单质的气体发生取代反应，生成种类等卤素单质的气体发生取代反应，生成种类更多的卤代烃和相应的卤化氢气体。更多的卤代烃和相应的卤化氢气体。5.5.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、乙在通常状况下，烷烃与卤素单质的水溶液不

16、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的烃。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的烃。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 6.6.烷烃不溶于水，但易溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂。烷烃不溶于水，但易溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂。7.7.相同碳原子数的烷烃，支链数越多，熔沸点越低，相对密度越小。相同碳原子数的烷烃，支链数越多，熔沸点越低，相对密度越小。3.3.城市居民用的石油气主要成分是丁烷，在使用的过程中，常有一些杂质以液态城市居民用的石油气主要成分是丁烷，在使用的过程中，常有一些杂质以液态 沉积

17、于钢瓶中，这些杂质是沉积于钢瓶中，这些杂质是 （）A.A.丙烷和丁烷丙烷和丁烷 B.B.乙烷和丙烷乙烷和丙烷 C.C.乙烷和戊烷乙烷和戊烷 D.D.戊烷和己烷戊烷和己烷 解析解析 烷烃烷烃C C原子数原子数4 4为气体，而沉积于钢瓶中的杂质为液态，答案应为为气体，而沉积于钢瓶中的杂质为液态，答案应为D D。4.4.（20082008南宁一模）下列性质中，属于烷烃特征性质的是南宁一模）下列性质中，属于烷烃特征性质的是 （）A.A.燃烧的产物只有二氧化碳和水燃烧的产物只有二氧化碳和水 B.B.它们几乎不溶于水它们几乎不溶于水 C.C.它们是非电解质它们是非电解质 D.D.分子式通式为分子式通式为C

18、 Cn nH H2 2n n+2+2，与氯气发生取代反应，与氯气发生取代反应DDCopyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 1.1.直接法直接法 直接求算出直接求算出1 mol1 mol烷烃中各元素原子的物质的量即可推出烷烃的分子式，如给烷烃中各元素原子的物质的量即可推出烷烃的分子式，如给出一定条件下的密度（或相对密度）以及各元素的质量比求算分子式的途径为：出一定条件下的密度（或相对密度）以及各元素的质量比求算分子式的途径为：密度（相对密度）密度（相对密度）摩尔质量摩尔质量 1 mol1 mol烷烃中烷烃中C C、H H元素的原子的物质的量元素的原子的物质的量 分子式。分子式。

19、2.2.最简式法最简式法 根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量和最简式量可确定其根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量和最简式量可确定其分子式。分子式。即即N N（C C）N N（H H）=a ab b（最简整数比）。最简式为（最简整数比）。最简式为C Ca aH Hb b，则分子式为（，则分子式为（C Ca aH Hb b)n n,n n=(=(M M为烷烃的相对分子质量，为烷烃的相对分子质量，1212a a+b b为最简式为最简式量）。量）。烷烃分子式的确定Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 3.3.商余法商余法 烷烃的通式为烷烃的通式为C C

20、n nH H2 2n n+2+2,相对分子质量为相对分子质量为1414n n+2+2，即用烷烃的相对分子质量除以，即用烷烃的相对分子质量除以1414，若余数为，若余数为 2 2 ，即，即 =x x2(2(M M为烷烃的相对分子质量），则为含为烷烃的相对分子质量），则为含x x个碳原子个碳原子的烷烃（的烷烃（C Cx xH H2 2x x+2+2）。）。4.4.利用燃烧反应方程式，抓住以下关键利用燃烧反应方程式，抓住以下关键 （1 1）气体体积变化；）气体体积变化；（2 2）气体压强变化；）气体压强变化；（3 3）气体密度变化。）气体密度变化。1.1.利用燃烧的产物确定分子式时，应注意看清是完全

21、燃烧，还是不完全燃烧。利用燃烧的产物确定分子式时，应注意看清是完全燃烧，还是不完全燃烧。氢原子由水求算，碳原子完全燃烧可用氢原子由水求算，碳原子完全燃烧可用COCO2 2求算，不完全燃烧应用求算，不完全燃烧应用COCO2 2和和COCO求算。求算。2.2.如用体积、压强变化计算，要注意反应温度和如用体积、压强变化计算，要注意反应温度和H H2 2O O的状态。的状态。100100以上以上H H2 2O O为为气态。气态。100100以下水的体积不考虑。以下水的体积不考虑。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究5.5.某有机物某有机物2.8 g2.8 g完全燃烧后生成了完全燃

22、烧后生成了8.8 g CO8.8 g CO2 2和和3.6 g H3.6 g H2 2O O，已知该有机物在标准，已知该有机物在标准 状况下的密度为状况下的密度为1.25 gL1.25 gL-1-1。通过计算确定该有机物的分子式。通过计算确定该有机物的分子式。解析解析答案答案 C C2 2H H4 4Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究6.6.（20082008西昌一模）标准状况下，体积为西昌一模）标准状况下，体积为2 L2 L，碳原子数为，碳原子数为x x-1-1和和x x的两种气态的两种气态 烷烃的混合物质量为烷烃的混合物质量为3 g3 g，则，则x x值为值为_。解

23、析解析答案 3 3Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究有机物结构和组成的几种表示方法有机物结构和组成的几种表示方法种类 实例 含义 应用范围 化学式 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）乙烷最简式为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Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究电子式 用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 多用于表示离子型、共价型的物质 结构式 具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构表示分子

24、中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型 多用于研究有机物的性质由于能反映有机物的结构，有机反应常用结构式表示 结构简式（示性式）CH3CH3 结构式的简便写法，着重突出结构特点（官能团）同“结构式”Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究7.7.以下化学用语正确的是以下化学用语正确的是 （）A.A.乙烯的结构简式乙烯的结构简式CHCH2 2CHCH2 2 B.B.乙酸的分子式乙酸的分子式C C2 2H H4 4O O2 2 C.C.明矾的化学式明矾的化学式KAlSOKAlSO4 412H12H2 2O O D.D.氯化钠的电子式氯化钠的电子式球棍模型球棍模型 小球表示

25、原子，小球表示原子，短棍表示价键短棍表示价键 用于表示分子的空用于表示分子的空间结构（立体形状）间结构（立体形状）比例模型比例模型 用不同体积的小用不同体积的小球表示不同的原球表示不同的原子大小子大小 用于表示分子中各用于表示分子中各原子的相对大小和原子的相对大小和结合顺序结合顺序Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究解析解析 本题主要对常见化学用语（物质的几种表示方式：结构简式、分子式、化本题主要对常见化学用语（物质的几种表示方式：结构简式、分子式、化学式、电子式）的理解和掌握程度。学式、电子式）的理解和掌握程度。A A项中的项中的“结构简式结构简式”没有表示出乙烯的官没

26、有表示出乙烯的官能团能团“”；C C项中项中K+K+、AlAl3+3+、三种离子的数目比为三种离子的数目比为112112，而不，而不是是111111，其正确的化学式为，其正确的化学式为KAl(SOKAl(SO4 4)2 212H12H2 2O;DO;D项中的氯化钠是离子化合物，项中的氯化钠是离子化合物，其电子式为其电子式为 。故。故A A、C C、D D均不正确，应选均不正确，应选B B。答案答案 B BCopyright 2004-2009 版权所有 盗版必究【例1】把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在 盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，片刻后发现试管中气

27、体颜色_，试管中的液面_，试管壁上有_出现，水槽中还观察到_。解析解析 将将ClCl2 2与与CHCH4 4混合光照二者发生逐级取代反应生成气体一氯甲烷和氯化混合光照二者发生逐级取代反应生成气体一氯甲烷和氯化 氢，液体二氯甲烷、三氯甲烷和氢，液体二氯甲烷、三氯甲烷和CClCCl4 4，试管压强减小，试管压强减小，HClHCl易溶于水电离出易溶于水电离出 ClCl-，使，使c c(Cl(Cl-)增大，使增大，使NaClNaCl饱和溶液中的溶解平衡向左移动，析出饱和溶液中的溶解平衡向左移动，析出NaClNaCl晶体。晶体。答案答案 逐渐变浅逐渐变浅 逐渐升高逐渐升高 油状物油状物 有白色晶体生成有

28、白色晶体生成甲烷的性质甲烷的性质Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 CH CH4 4的取代反应的取代反应 （1 1）反应物状态：纯卤素，例如甲烷不跟溴水起反应，与溴蒸气见光起取代）反应物状态：纯卤素，例如甲烷不跟溴水起反应，与溴蒸气见光起取代反应；反应条件：光照。反应；反应条件：光照。（2 2）由于有机反应副反应较多，所以有机化学方程式中，）由于有机反应副反应较多，所以有机化学方程式中，“生成生成”多用多用“”而不是用而不是用“=”=”表示。表示。（3 3）CHCH4 4与卤素单质的取代反应的特点是逐步取代的连锁反应，反应得到的是与卤素单质的取代反应的特点是逐步取代的连

29、锁反应，反应得到的是各种取代产物的混合物，其中各种取代产物的混合物，其中HClHCl的物质的量为最多。的物质的量为最多。【跟踪演练】1.若要使0.5 mol甲烷完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取 代物，则需要氯气的物质的量为 （）A.2.5 mol B.2 mol C.1.25 mol D.0.5 mol 解析解析 每种取代物的物质的量为每种取代物的物质的量为0.5 mol/4=0.125 mol0.5 mol/4=0.125 mol，根据取代反应特点，根据取代反应特点，甲烷分子中每甲烷分子中每1 1个氢原子发生取代时均耗个氢原子发生取代时均耗1 1个氯气分子，则需要氯气的物质

30、的量个氯气分子，则需要氯气的物质的量为为0.125 mol(1+2+3+4)=1.25 mol0.125 mol(1+2+3+4)=1.25 mol。CCopyright 2004-2009 版权所有 盗版必究2.（20072007大庆一模大庆一模）从石油分馏得到的固体石蜡，用氯气漂白后，燃烧时会产 生含氯元素的气体，这是由于石蜡在漂白时与氯气发生过 （）A.加成反应 B.取代反应 C.聚合反应 D.催化裂化反应 解析解析 本题主要考查石油的分馏产品之一石蜡的成分及其所发生的化学反应本题主要考查石油的分馏产品之一石蜡的成分及其所发生的化学反应 的知识内容。石蜡与石油成分相同，主要为烷烃、环烷烃

31、和芳香烃，因此与的知识内容。石蜡与石油成分相同，主要为烷烃、环烷烃和芳香烃，因此与 ClCl2 2发生过的反应主要为取代反应，应选发生过的反应主要为取代反应，应选B B。BCopyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 解析解析 立方体顶点上的每个碳原子与周围的三个碳原子结合，剩余价键与一个立方体顶点上的每个碳原子与周围的三个碳原子结合，剩余价键与一个 氢原子结合，所以立方烷的分子式为氢原子结合，所以立方烷的分子式为C C8 8H H8 8。立方体为一对称结构，其二氯代物的氯原子可以占据同一边上的两个顶点；同立方体为一对称结构，其二氯代物的氯原子可以占据同一边上的两个顶点；同 一平

32、面对角线的两个顶点；立方体对角线的两个顶点。共有一平面对角线的两个顶点；立方体对角线的两个顶点。共有3 3种同分异构体。种同分异构体。C C8 8H H8 8的相对分子质量是的相对分子质量是104104，相同相对分子质量的烷烃，根据烷烃的通式，则，相同相对分子质量的烷烃，根据烷烃的通式，则 有有1414n n+2=104+2=104无解。无解。答案答案 （1 1）C C8 8H H8 8 （2 2）3 3 （3 3）不存在）不存在 一元取代物和二元取代物种类的判断一元取代物和二元取代物种类的判断【例例2】某些有机化合物的结构可用某些有机化合物的结构可用“键线式键线式”表示，如异丁表示，如异丁烷

33、的结构简式烷的结构简式 。“立方烷立方烷”是一种烃，其分子为立方体结构，如右图所示：是一种烃，其分子为立方体结构，如右图所示：(1)写出立方烷的分子式：写出立方烷的分子式：_；（2）与氯气发生取代反应生成的二氯代物共有）与氯气发生取代反应生成的二氯代物共有_种同分异种同分异构体。构体。（3）相对分子质量与立方烷相对分子质量相同的烷烃是否存）相对分子质量与立方烷相对分子质量相同的烷烃是否存在？在？Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 1.烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所代替形成的产物称为取代烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所代替形成的产物称为取代 产物。如烃分子中的一

34、个氢原子被取代后的产物叫一元取代物，依次类产物。如烃分子中的一个氢原子被取代后的产物叫一元取代物，依次类推。推。3.“等效氢原子等效氢原子”种类的判断通常有如下三个原则：种类的判断通常有如下三个原则：(1)同一碳原子所连的氢原子是等效的；同一碳原子所连的氢原子是等效的；(2)同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的；同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的；(3)同一分子中处于轴对称或镜面对称，对称（相当于平面镜成像时，同一分子中处于轴对称或镜面对称，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。物与像的关系）位置上的氢原子是等效的。2.有机物中位置等同的氢原子叫等效（性）氢原子

35、，烃的一元取代物分子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。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。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究【跟踪演练跟踪演练】3.降冰片键线式的立体结构如右图，其分子中共有 7个碳原子。降冰片的分子式为_,当它发生一氯取代时，取代物共有_种。解析解析 结构中有结构中有5 5个个CHCH2 2原子团，原子团，2 2个个CHCH组成为组成为C C7 7H H1212，分析结构有三种不同的氢，分析结构有三种不同的氢 原子，所以一氯代物有原子，所以一氯代物有3

36、3种。种。答案答案 C C7 7H H12 12 3 3Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究4.乙烷在光照条件下与氯气结合，最多可能产生多少种物质 ()A.6种 B.8种 C.9种 D.10种 解析解析 乙烷的一氯取代物有乙烷的一氯取代物有1 1种，二氯取代物有种，二氯取代物有2 2种，三氯取代物有种，三氯取代物有2 2种，四氯种，四氯 取代物有取代物有2 2种，五氯取代物有种，五氯取代物有2 2种，六氯取代物有种，六氯取代物有1 1种，共种，共9 9种。种。【例例3 3】（20082008泰安模拟）泰安模拟）（1）由2个碳原子、1个氮原子、1个氧原子和若干 个氢原子构成

37、的共价化合物，H原子数目最多为_个。（2）若某共价化合物分子中只含C、H、N三种元素，且以N(C)、和N(N）分别 表示C和N的原子数目，则H原子数目最多等于_。（3）若某共价化合物分子中只含C、N、H、O四种元素，且以N(C)、N(N)和 N(O）分别表示C、N和O的原子数目，则H原子数目最多等于_。D有机物分子中C、H、O、N间的关系Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 解析解析 （1 1）问中）问中H H原子数目最多为原子数目最多为7 7个，如个，如NHNH2 2CHCH2 2CHCH2 2OHOH（无环无不饱和键）。（无环无不饱和键）。（2 2）和（）和（3 3）

38、问可以这样分析：）问可以这样分析：C C原子形成甲基、乙基等，所连接的原子形成甲基、乙基等，所连接的H H原子数目为原子数目为 2 2N N(C)+1;N(C)+1;N原子形成氨基（原子形成氨基（NHNH2 2），所连接），所连接H H原子数目为原子数目为N N(N)+1;(N)+1;而而O O原子形成原子形成2 2 个共价键，因此不影响个共价键，因此不影响H H原子的数目。故（原子的数目。故（2 2）和（）和（3 3）中）中H H原子数目是相同的，原子数目是相同的，都为都为2 2N N(C)+(C)+N N(N)+2(N)+2。答案答案 (1)7 (2)2(1)7 (2)2N N(C)+(C

39、)+N N(N)+2 (3)2(N)+2 (3)2N N(C)+(C)+N N(N)+2(N)+2 这类试题现在已成为高考中的热点。我们只要搞清楚一些原子的成键情况就这类试题现在已成为高考中的热点。我们只要搞清楚一些原子的成键情况就可以解答此类问题。如可以解答此类问题。如C C原子常形成原子常形成4 4个共价键，个共价键，N N原子常形成原子常形成3 3个共价键，个共价键，O O原子原子易形成易形成2 2个共价键，而要符合所连原子数或官能团数最多的条件是分子中不能形个共价键，而要符合所连原子数或官能团数最多的条件是分子中不能形成环状结构或不饱和键。成环状结构或不饱和键。Copyright 20

40、04-2009 版权所有 盗版必究【跟踪演练】5.在C3H9N中，N原子以三个单键与其他原子相连接，它具有的同分异构体数目为 （）A.1 B.2 C.3 D.46.某共价化合物含有碳、氢、氮三种元素，分子中共有四个氮原子，且都位于正 四面体的顶点，每两个氮原子间都有一个碳原子。已知分子内无碳碳单键，也 没有碳碳双键，则该化合物的分子式为 ()A.CH8N4 B.C4H8N4 C.C6H10N4 D.C6H12N4 解析解析 碳氮均以单键与其它原子相连，碳原子必与四个原子相连，而氮必与三碳氮均以单键与其它原子相连，碳原子必与四个原子相连，而氮必与三 个原子相连。个原子相连。DDCopyright

41、 2004-2009 版权所有 盗版必究【例例4 4】室温时20 mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓H2SO4，再恢复到室温，气体体积减少了50 mL，剩余气体再通过苛性钠溶液，体积又 减少了40 mL。求该气态烃的分子式。解析 当烃燃烧的产物通过浓当烃燃烧的产物通过浓H H2 2SOSO4 4再冷却至室温，此时的体积差量实为燃烧反再冷却至室温，此时的体积差量实为燃烧反 应的体积差量，通过应的体积差量，通过NaOHNaOH被吸收的是被吸收的是COCO2 2气体，因此气体，因此V V（COCO2 2）=40 mL=40 mL有关烃的计算有关烃的计算答案答案 C C2 2H H6

42、6Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究【跟踪演练跟踪演练】7.7.某气态烷烃某气态烷烃20 mL20 mL，完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气，完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气100 mL100 mL，该烃的，该烃的 化学式是化学式是 （）A.CA.C2 2H H6 6 B.CB.C3 3H H8 8 C.CC.C4 4H H10 10 D.CD.C5 5H H1212B解析解析8.8.（20082008佳木斯一模）一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为佳木斯一模）一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为COCO、COCO2 2和水蒸和水蒸 气，此混合气体质量为气，此混合气体质量

43、为49.6 g49.6 g，当其缓慢经过无水，当其缓慢经过无水CaClCaCl2 2时，时，CaClCaCl2 2增重增重 25.2 g25.2 g。原混合气体中。原混合气体中COCO2 2的质量为的质量为 （）A.12.5 g B.13.2 g C.19.7 g D.24.4 gA.12.5 g B.13.2 g C.19.7 g D.24.4 g。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究解析解析 CaClCaCl2 2增重增重25.2 g25.2 g为水的质量为水的质量n n（H H2 2O O）=1.4 mol=1.4 mol根据氢元素守恒得：根据氢元素守恒得：n n（

44、CHCH4 4）=0.7 mol=0.7 mol设设COCO2 2、COCO的物质的量分别为的物质的量分别为x x、y y x x+y y=0.7 mol=0.7 mol 44 g 44 gmolmol-1-1x x+28 g+28 gmolmol-1-1y y=49.6 g-25.2 g=49.6 g-25.2 g x x=0.3 mol=0.3 mol y y=0.4 mol=0.4 molm m（COCO2 2）=0.3 mol44 g=0.3 mol44 gmolmol-1-1=13.2 g=13.2 g答案答案 B BCopyright 2004-2009 版权所有 盗版必究关于甲烷

45、的性质实验关于甲烷的性质实验 甲烷作为一个清洁能源，对其性质的研究显得非常重要。有关甲烷作为一个清洁能源，对其性质的研究显得非常重要。有关CHCH4 4的制备的制备（以信息题的形式出现）和有关性质实验可能会有所体现。（以信息题的形式出现）和有关性质实验可能会有所体现。【实验设计实验设计】随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷菌在密闭的条件下分随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷菌在密闭的条件下分解各种有机物产生沼气，已经成为我国广大农村地区获得新能源和保护环境的重解各种有机物产生沼气，已经成为我国广大农村地区获得新能源和保护环境的重要手段之一。沼气的主要成分是要手段之一。

46、沼气的主要成分是CHCH4 4，还有少量，还有少量COCO2 2、H H2 2S S等。等。下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气，收集较纯净甲烷下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气，收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实验：并测定产生甲烷体积的实验：如图中甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气如图中甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有X X溶液；丁为量溶液；丁为量筒。筒。Copyright 2004-2009 版

47、权所有 盗版必究 (1)按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其正确的顺序是：（填接口序号）a_f。（2）丙瓶内盛有的X溶液为_（填序号）。A.浓氨水 B.NaOH溶液 C.CuSO4溶液 D.盐酸 （3）若要验证CH4中含有H2S气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛的试剂可能是_（填序号）。A.浓氨水 B.NaOH溶液 C.CuSO4溶液 D.盐酸 （4）已知1 000 mL（标准状况）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出39.75 kJ的热量，则1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为_，该反应的热化学方程式为_。Copyright 2004-200

48、9 版权所有 盗版必究 解析解析 本题是定量实验题，旨在考查学生的实验能力。（本题是定量实验题，旨在考查学生的实验能力。（1 1）（）（2 2）从题目所给）从题目所给实验装置看：应用甲装置产生甲烷考虑到实验装置看：应用甲装置产生甲烷考虑到CHCH4 4中混有中混有COCO2 2、H H2 2S S等酸性气体杂质，可等酸性气体杂质，可先用碱液除杂，然后排水、量水，利用量筒中水的体积计算先用碱液除杂，然后排水、量水，利用量筒中水的体积计算CHCH4 4的体积，由此计算的体积，由此计算出出CHCH4 4的体积分数。的体积分数。（3 3）要验证）要验证CHCH4 4中混有中混有H H2 2S S气体，

49、要求选取的试剂与气体，要求选取的试剂与CHCH4 4不反应，但能和不反应，但能和H H2 2S S反应，反应，并有明显的实验现象，故选并有明显的实验现象，故选CuSOCuSO4 4溶液。溶液。（4 4）1 mol CH1 mol CH4 4完全燃烧生成液态水时放出的热量为：完全燃烧生成液态水时放出的热量为：=890.4 kJ,=890.4 kJ,所以甲烷燃烧的热化学方程式为：所以甲烷燃烧的热化学方程式为：CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l);O(l);H H=-890.4 kJ=-890.4 kJmolmol-1-1

50、答案答案 （1 1）d e c b (2)B (3)C (4)890.4 kJd e c b (2)B (3)C (4)890.4 kJCHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l);O(l);H H=-890.4 kJmol=-890.4 kJmol-1-1Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 【实验拓展实验拓展】某课外兴趣小组利用如下装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：（1）反应前，量筒CH4与Cl2的体积比为_，向100 mL量筒中充入CH4、Cl2的方法是_。（2）CH4与Cl2发生反