高三化学复习课件大纲版121甲烷、烷烃.ppt
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1、2023/5/14第十二章第十二章烃烃2023/5/14第一第一节节甲甲烷烷、烷烃烷烃2023/5/141了解有机化合物数目众多和异构了解有机化合物数目众多和异构现现象普遍存在的本象普遍存在的本质质原因。原因。2了解了解烷烃烷烃的命名原的命名原则则。3掌握甲掌握甲烷烷及及烷烃烷烃的的组组成、成、结结构和性构和性质质。4理解基理解基团团、官能、官能团团、同分异构体、同系物等概念,能、同分异构体、同系物等概念,能够够辨辨认认同同系物和列系物和列举举同分异构体。能同分异构体。能够识别结够识别结构式构式(结结构构简简式式)中各种原子的中各种原子的连连接接次序和方式、基次序和方式、基团团和官能和官能团团
2、。2023/5/14一、有机物的一、有机物的组组成和成和结结构构1有机化合物的有机化合物的组组成成有机物中一定含有有机物中一定含有碳碳元素,通常元素,通常还还有有氢氢、氧氧、氮、硫、氮、硫、卤卤素等。一素等。一般般认为认为含碳元素的化合物称含碳元素的化合物称为为有机物,但有些含碳的物有机物,但有些含碳的物质质如:如:CO、CO2、H2CO3、碳酸、碳酸盐盐、碳酸、碳酸氢盐氢盐、金属碳化物、金属、金属碳化物、金属氰氰化物都是无机化物都是无机物。物。2023/5/142有机物的有机物的结结构特点构特点(1)溶解性:大多数有机物溶解性:大多数有机物 溶于水,溶于水,溶于有机溶溶于有机溶剂剂。(2)耐
3、耐热热性:多数有机物不耐性:多数有机物不耐热热,熔点,熔点 。(3)可燃性:可燃性:绝绝大多数有机物大多数有机物 燃燃烧烧。(4)晶体晶体类类型:型:绝绝大多数有机物晶体大多数有机物晶体为为 ,不易,不易导电导电。(5)反反应缓应缓慢:有机物参加的反慢:有机物参加的反应应复复杂杂,一般,一般较缓较缓慢且常伴有副反慢且常伴有副反应应发发生,化学方程式中一般用生,化学方程式中一般用“”代替代替“=”。低低不不易易易易分子晶体分子晶体2023/5/14【自我自我检测检测】将将COCO2 2转化成有机物可有效实现碳循环。转化成有机物可有效实现碳循环。COCO2 2转化成有机物的例子很多,转化成有机物的
4、例子很多,如:如:以上反应中,最节能的是以上反应中,最节能的是_,原子利用率最高的是,原子利用率最高的是_。(填字母填字母)答案:答案:a 2023/5/14二、甲二、甲烷烷1结结构:甲构:甲烷烷的分子式:的分子式:,结结构式:构式:,电电子子式式 ,空,空间间构型构型为为 。CH4正四面体正四面体2物理性物理性质质:无色无味、比空气:无色无味、比空气 、溶于水的气体。溶于水的气体。轻轻难难2023/5/143化学性化学性质质(1)取代反取代反应应:以:以CH4与与Cl2的取代反的取代反应为应为例:例:反反应应条件:条件:光照光照。反反应应原理:原理:(用化学方程式表示用化学方程式表示)202
5、3/5/14反反应应特点特点CH4分子中的分子中的氢氢原子逐步被原子逐步被氯氯原子替代。每从原子替代。每从CH4分子中取下分子中取下1 mol H原子,消耗原子,消耗 分子。分子。产产物特点:各种有机取代物特点:各种有机取代产产物共存,且物物共存,且物质质的量的的量的总总和等于和等于 的的物物质质的量。的量。1mol Cl2甲甲烷烷2023/5/14(2)氧化反氧化反应应CH4通常不与通常不与 、(如如KMnO4)反反应应。甲甲烷烷在空气中燃在空气中燃烧烧,产产生生 色的火焰,并放出大量的色的火焰,并放出大量的热热。反。反应应的化学方程式的化学方程式为为:高温分解高温分解化学方程式化学方程式为
6、为:酸酸碱碱氧化氧化剂剂淡淡蓝蓝2023/5/14【自我自我检测检测】分析右分析右图图中中实验实验装置,装置,预测预测可能可能观观察到的察到的实验实验现现象:象:(1)试试管中:管中:_;_;_。(2)水槽中:水槽中:_。答案:答案:(1)气体气体颜颜色逐色逐渐渐褪去褪去水面上升水面上升试试管内壁上有黄色管内壁上有黄色油状液滴出油状液滴出现现(2)有白色胶状沉淀生成有白色胶状沉淀生成 2023/5/14三、三、烷烃烷烃1烷烃烷烃通式:通式:。2物理性物理性质质(1)常温下随着碳原子数的增加,常温下随着碳原子数的增加,烷烃烷烃的熔、沸点逐的熔、沸点逐渐渐 ,密,密度逐度逐渐渐 。常温下。常温下为
7、为气气态态的的烷烃烷烃共共 种。种。(2)同分异构体之同分异构体之间间支支链链越多,熔、沸点越越多,熔、沸点越 ,密度越,密度越 。CnH2n2(n1)升高升高增大增大6低低小小2023/5/143.化学性化学性质质(1)取代反取代反应应:烷烃烷烃在在 条件下可以与条件下可以与Cl2、Br2发发生取代反生取代反应应。(2)氧化反氧化反应应:烷烃烷烃在在O2中的燃中的燃烧烧通式通式为为(3)分解反分解反应应:在一定条件下,:在一定条件下,烷烃烷烃可以分解。可以分解。光照光照2023/5/144命名命名(1)习惯习惯命名法命名法(2)系系统统命名法命名法选选主主链链:选选 的的链为链为主主链链;编
8、编号:从号:从离离 的一端开始的一端开始编编号;号;书书写名称:支写名称:支链链名在前主名在前主链链名在后,支名在后,支链链不同,不同,简单简单的在前,同的在前,同基合并。基合并。最最长长离支离支链链最近最近2023/5/145同系物的概念同系物的概念结结构构,在分子,在分子组组成上相差一个或若干个成上相差一个或若干个原子原子团团的的物物质质互称互称为为同系物。同系物。同系物的特点:同系物的特点:(1)结结构构相似相似,有相同的,有相同的。(2)分子分子组组成相差成相差或或。(3)有相似有相似。6同分异构体:化合物具有同分异构体:化合物具有分子式,但具有分子式,但具有分子分子结结构构的的现现象
9、叫做同分异构象叫做同分异构现现象。具有象。具有现现象的化合物互称象的化合物互称为为同分异构同分异构体。其特点:分子式体。其特点:分子式、结结构构。“CH2”通式通式“CH2”“CH2”的整数倍的整数倍不同不同同分异构同分异构相同相同不同不同相似相似化学性质化学性质相同相同2023/5/14【自我自我检测检测】在在烷烃烷烃分子中的基分子中的基团团:中的碳原子分中的碳原子分别别称称为为伯、仲、叔、季碳原子;数目分伯、仲、叔、季碳原子;数目分别别用用n1、n2、n3、n4表示。如:表示。如:分子中分子中n16,n21,n32,n41。试试根据不同根据不同烷烃烷烃的的组组成和成和结结构,构,分析出分析
10、出烷烃烷烃(除甲除甲烷烷外外)中各原子数的关系。中各原子数的关系。2023/5/14(1)若若烷烃烷烃分子中分子中氢氢原子数原子数为为A,A与与n1、n2、n3、n4的关系是:的关系是:A_或或A_。(2)若某分子中若某分子中n2n3n41,则该则该分子的分子的结结构构简简式可能是:式可能是:_。(3)四种碳原子数之四种碳原子数之间间的关系是的关系是n1_。2023/5/14答案:答案:(1)()(n1n2n3n4)223n12n2n3(3)2n32n4 2023/5/14(1)概念反概念反应应。有机物分子里的某些原子或原子有机物分子里的某些原子或原子团团被其他原子或原子被其他原子或原子团团所
11、代替的所代替的(2)烷烃烷烃的取代反的取代反应应烷烃发烷烃发生取代反生取代反应时应时,碳,碳链结链结构没有构没有变变化,一化,一氯氯代物的种数取决于代物的种数取决于分子中有几种性分子中有几种性质质不同的不同的氢氢原子,因此,只要判断出原子,因此,只要判断出烷烃烷烃分子中有几种分子中有几种氢氢原子就可知其一原子就可知其一氯氯代物有几种。同一个碳原子上的代物有几种。同一个碳原子上的氢氢原子性原子性质质相同,相同,同一个碳原子上同一个碳原子上连连接的所有甲基接的所有甲基氢氢原子性原子性质质相同,位置相同的碳原子上相同,位置相同的碳原子上氢氢原子性原子性质质相同。相同。2023/5/14(3)常常见见
12、取代反取代反应应的的类类型型卤卤代反代反应应酯酯化反化反应应水解反水解反应应(酯酯的水解、的水解、卤卤代代烃烃水解、糖水解、糖类类、油脂、蛋白、油脂、蛋白质质水解等水解等)硝化反硝化反应应磺化反磺化反应应2023/5/14判断一个有机反判断一个有机反应应是否属于取代反是否属于取代反应时应时,要,要紧紧紧紧抓住一抓住一个个“换换”字,即用一个原子字,即用一个原子(或原子或原子团团)换换去另一个原子去另一个原子(或原子或原子团团),即,即取代反取代反应发应发生后一定有副生后一定有副产产物生成。物生成。2023/5/14(2008海南高考海南高考)下列有机反下列有机反应应中,不属于取代反中,不属于取
13、代反应应的是的是()2023/5/14解析:解析:答案:答案:BABCD反应反应类型类型取代反应取代反应氧化反氧化反应应取代反应取代反应(卤代烃水解卤代烃水解)取代反应取代反应(苯的硝化苯的硝化)2023/5/14变变式式训练训练1.为为了探究甲了探究甲烷烷与与氯氯气的取代反气的取代反应应,某同学,某同学设计设计了下列了下列实实验验方法:如下方法:如下图图所示,甲所示,甲烷烷和和氯氯气体气体积积比比为为1 4,将,将该该装置放在有光亮的装置放在有光亮的地方地方(假假设氯设氯气在水中溶解度可以忽略;假气在水中溶解度可以忽略;假设设U形管的容形管的容积远积远小于集气瓶小于集气瓶的容的容积积),经过
14、经过足足够够的一段的一段时间时间后,后,U形管水柱形管水柱变变化化为为()2023/5/14A左高右低左高右低B左低右高左低右高CU形管中水的高度左右相同形管中水的高度左右相同 DU形管中没有水形管中没有水解析:解析:甲烷取代反应的化学方程式为甲烷取代反应的化学方程式为CHCH4 44Cl4Cl2 2CClCCl4 44HCl4HCl,此,此反应中气体的物质的量减少,且生成的反应中气体的物质的量减少,且生成的HClHCl能够溶解于水,所以左侧压强减能够溶解于水,所以左侧压强减小至零,故小至零,故U U形管中的水完全被吸入集气瓶。形管中的水完全被吸入集气瓶。答案:答案:D2023/5/14202
15、3/5/14(2)同分异构体的同分异构体的书书写方法写方法由通式,判由通式,判类别类别根据有机物的分子根据有机物的分子组组成判断其可能的成判断其可能的类别类别异构异构(一般用通式判断一般用通式判断)。减碳法,写碳减碳法,写碳链链主主链链由由长长到短,支到短,支链链由整到散,位置由心到由整到散,位置由心到边边,分布由近及,分布由近及远远。移官位,移官位,氢氢充填充填a先写出不先写出不带带官能官能团团的的烃烃的同分异构体,然后在各条碳的同分异构体,然后在各条碳链链上依次移上依次移动动官能官能团团的位置。的位置。b按按“碳四碳四键键”的原的原则则,碳原子剩余的价,碳原子剩余的价键键用用氢氢原子去原子
16、去饱饱和,就可得和,就可得所有同分异构体的所有同分异构体的结结构构简简式。式。2023/5/14(3)取代反取代反应产应产物同分异构体的判断物同分异构体的判断等效等效氢氢法法有机物中位置等同的有机物中位置等同的氢氢原子叫等效原子叫等效氢氢原子,原子,烃烃的分子中等效的分子中等效氢氢原子的原子的种种类类有多少,有多少,则则其一元取代物种其一元取代物种类类就有多少。就有多少。“等效等效氢氢原子原子”种种类类的判断通常有如下三个原的判断通常有如下三个原则则:a同一碳原子所同一碳原子所连连的的氢氢原子是等效的;原子是等效的;b同一碳原子所同一碳原子所连连的甲基上的的甲基上的氢氢原子是等效的;原子是等效
17、的;c同一分子中同一分子中处处于于轴对轴对称或称或镜镜面面对对称称(相当于平面相当于平面镜镜成像成像时时,物与像的,物与像的关系关系),对对称位置上的称位置上的氢氢原子是等效的。原子是等效的。2023/5/14常常见见的几种的几种烃烃基的异构体数目基的异构体数目aC3H7:2种,种,结结构构简简式分式分别为别为:2023/5/14(1)同分异构体的分子式相同,故相同分异构体的分子式相同,故相对对分子分子质质量相同。但相量相同。但相对对分分子子质质量相同的化合物不一定是同分异构体,如量相同的化合物不一定是同分异构体,如C2H6与与HCHO,C2H5OH与与HCOOH不是同分异构体。不是同分异构体
18、。(2)同分异构体的最同分异构体的最简简式相同。但最式相同。但最简简式相同的化合物不一定是同分异式相同的化合物不一定是同分异构体,如构体,如C2H2与与C6H6,HCHO与与CH3COOH不是同分异构体。不是同分异构体。(3)书书写同分异构体写同分异构体时时要按一定的思要按一定的思维顺维顺序,避免序,避免遗遗漏和重复。同漏和重复。同时时要要注意注意总结规总结规律,如一种律,如一种烃烃如果有如果有m个个氢氢原子可被取代,那么它的原子可被取代,那么它的n元取代物元取代物与与(mn)元取代物种元取代物种类类相等。相等。2023/5/14(2009辽辽宁、宁夏理宁、宁夏理综综)3甲基戊甲基戊烷烷的一的
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