高考化学一轮复习 第九章（A）有机化合物 1 甲烷 乙烯 苯 煤、石油、天然气的综合利用课件.ppt

第九章a有机化合物第一节甲烷乙烯苯煤 石油 天然气的综合利用 考点一甲烷乙烯苯的结构和性质 核心知识通关 1 有机化合物 1 有机化合物 有机化合物是指含 的化合物 但含碳化合物 co2 碳酸及 属于无机物 2 烃 仅含有 两种元素的有机物 碳元素 co 碳酸盐 c和h 3 烷烃 碳原子与碳原子以单键构成链状 碳的其余价键全部被氢原子饱和 这种烃称为饱和链烃 也称为烷烃 2 甲烷 乙烯 苯结构和性质的比较 ch4 c2h4 c6h6 ch4 ch2 ch2 正四面体 平面 平面正六边 3 甲烷 乙烯和苯的化学性质 1 燃烧反应 完成甲烷 乙烯和苯的燃烧反应的化学方程式 甲烷 淡蓝色火焰 乙烯 火焰明亮且伴有黑烟 苯 火焰明亮 带浓烟 ch4 2o2co2 2h2o c2h4 3o22co2 2h2o 2c6h6 15o212co2 6h2o 2 取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其他 所代替的反应 甲烷与氯气反应的化学方程式 ch3cl cl2 ch2cl2 cl2 chcl3 cl2 原子或原子团 ch4 cl2ch3cl hcl ch2cl2 hcl chcl3 hcl ccl4 hcl 苯的两个取代反应 a 卤代反应 苯与液溴发生溴代反应的方程式为 b 硝化反应 化学方程式为 3 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 乙烯发生加成反应的化学方程式 ch2 ch2 br2 ch2brch2br ch2 ch2 h2ch3ch3 ch2 ch2 hclch3ch2cl ch2 ch2 h2och3ch2oh 乙烯发生加聚反应的化学方程式 苯与氢气加成的化学方程式 特别提醒 1 甲烷与氯气发生取代反应 得到的有机产物是混合物 其中有机产物都不溶于水 常温下 一氯甲烷是气体 其他的都是液体 2 烷烃与cl2的取代反应 每取代1mol氢原子 需要消耗1molcl2 3 烷烃分子中的碳原子并不在一条直线上 而是呈锯齿状 4 溴水 酸性kmno4溶液均可鉴别乙烷和乙烯 但要除去乙烷中的乙烯时 只能选用溴水 因为酸性高锰酸钾能将乙烯氧化成co2 5 苯不能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色 苯的邻二氯代物只有一种 均可说明苯分子中不存在单双键交替结构 高考模拟精练 1 下列关于有机化合物的说法正确的是 a 2015 福建高考 聚氯乙烯分子中含碳碳双键b 2015 广东高考 包装用材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃c 2015 福建高考改编 丁烷有2种同分异构体d 2015 广东高考 px项目的主要产品对二甲苯属于饱和烃 解析 选c 聚氯乙烯是以氯乙烯为原料 通过加聚反应形成的高分子化合物 分子中不含有碳碳双键 a错误 聚氯乙烯中含有氯元素 不属于烃 b错误 丁烷只有两种同分异构体 正丁烷ch3ch2ch2ch3和异丁烷 c正确 对二甲苯中含有苯环 不属于饱和烃 d错误 2 2016 玉溪模拟 近年来科学家利用合成的方法制备了多种具有特殊结构的有机物 如具有下列立体结构的环状化合物 其中碳 氢原子均已略去 有人认为上述有机物中 立方烷 棱晶烷 金刚烷可以看作是烷烃的同系物 盆烯是单烯烃 棱晶烷 盆烯是苯的同分异构体 金刚烷是癸炔 ch c ch2 7ch3 的同分异构体 以上叙述正确的是 a b 和 c 和 d 除 外都正确 解析 选a 立方烷的分子式为c8h8 棱晶烷的分子式为c6h6 金刚烷的分子式为c10h16 不符合烷烃的通式cnh2n 2 不是烷烃的同系物 错误 盆烯分子式不符合烯烃通式cnh2n 错误 棱晶烷 盆烯和苯的分子式均为c6h6 结构不同 属于同分异构体 正确 金刚烷的分子式为c10h16 癸炔的分子式为c10h18 二者分子式不同 不是同分异构体 错误 加固训练 1 下列物质中 不能使酸性kmno4溶液褪色的是 乙烯 乙烷 苯乙烯 异戊二烯 二氧化硫 苯a b c d 解析 选d 本题考查乙烯 乙烷 苯等有机物及二氧化硫的化学性质 除乙烷和苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化外 乙烯 苯乙烯 二氧化硫 异戊二烯和二氧化硫都能被酸性高锰酸钾溶液氧化使其褪色 故选d 2 2016 长沙二模 下列有关丙烷的叙述正确的是 a 是天然气的主要成分b 光照下能够发生取代反应c 与丁烷互为同分异构体d 分子中碳原子在一条直线上 解析 选b 天然气的主要成分是甲烷 故a错误 丙烷属于烷烃 在光照条件下能够与cl2发生取代反应 故b正确 丙烷与丁烷的分子式分别为c3h8和c4h10 二者分子式不同 不是同分异构体 故c错误 丙烷分子中含有3个碳原子 每个碳原子连接的原子 基团都呈四面体结构 故3个碳原子呈v形 所以碳原子不可能在一条直线上 故d错误 3 2016 齐齐哈尔模拟 某有机物1 6g在足量的氧气中燃烧后测得生成二氧化碳的质量为4 4g 水的质量为3 6g则 a 有机物一定含碳 氢元素 可能含氧元素b 有机物只含碳 氢元素c 有机物含碳 氢 氧元素d 此有机物分子式可能为c2h8 解析 选b n co2 0 1mol n h2o 0 2mol 则m c 0 1mol 12g mol 1 1 2g m h 0 2mol 2 1g mol 1 0 4g 1 2g 0 4g 1 6g 则说明1 6g有机物只含有c h两种元素 且c h物质的量之比为0 1mol 0 2mol 2 1 4 化学式为ch4 在ch4中氢原子数已经达到饱和 因此该化学式就是分子式 4 2016 常德模拟 苯环结构中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构 可以作为证据的是 苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 苯在一定条件下既能发生取代反应 又能发生加成反应 经测定 邻二甲苯只有一种结构 经测定 苯环上碳碳键的键长相等 都是1 40 10 10ma b c d 解析 选a 苯不因化学变化而使溴的四氯化碳溶液褪色 说明苯分子中不含碳碳双键 可以证明苯环结构中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构 故 正确 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 说明苯分子中不含碳碳双键 可以证明苯环结构中不存在单键与双键的交替结构 故 正确 苯能在一定条件下跟h2加成生成环己烷 而碳碳双键可发生加成反应 故不能 证明苯环结构中不存在单键与双键的交替结构 故 错误 如果是单双键交替结构 邻二甲苯的结构有两种 邻二甲苯只有一种结构 说明苯环结构中的化学键只有一种 不存在单键与双键的交替结构 故 正确 苯环上碳碳键的键长相等 说明苯环结构中的化学键只有一种 不存在单键与双键的交替结构 故 正确 5 2016 榆林模拟 下图是一种形状酷似罗马两面神janus的有机物结构简式 化学家建议将该分子叫做 janusene 下列说法正确的是 a janusene的分子式为c30h20b janusene属于苯的同系物c janusene苯环上的一氯代物有8种d janusene既可发生氧化反应 又可发生还原反应 解析 选d 根据物质janusene的结构简式可知该物质的分子式为c30h22 a错误 janusene含有4个苯环 因此不属于苯的同系物 b错误 janusene苯环上有两种不同位置的氢原子 因此其一氯代物有2种 c错误 janusene可以与氢气发生加成反应 即还原反应 也可以发生燃烧的氧化反应 d正确 考点二同系物和同分异构体 核心知识通关 1 同系物 1 同系物 结构相似 在分子组成上相差 的有机物互称为同系物 2 烷烃同系物 分子式都符合 如ch4 ch3ch3 ch3ch2ch3等烷烃均为同系物 一个或若 干个ch2原子团 cnh2n 2 2 同分异构现象和同分异构体 1 同分异构现象 化合物具有相同的 但具有 结构的现象称为同分异构现象 2 同分异构体 具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体 分子式 不同 3 常见烷烃的同分异构体 写出结构简式 丁烷 正丁烷 和异丁烷 戊烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 ch3ch2ch2ch2ch3 ch3ch2ch2ch3 3 同分异构体的类型 1 碳链异构 如ch3ch2ch2ch3和 2 官能团位置异构 如ch3 ch2 ch2 oh和 3 官能团类别异构 如ch3 ch2 ch2 oh和ch3 ch2 o ch3 4 有机物种类繁多的原因 1 有机物中每个碳原子可以与其他四个原子形成4个共价键 而且碳碳之间不仅可以形成 还可形成 2 多个碳原子可相互结合形成很长的碳链 碳链上还可以形成支链 碳原子间还可以形成环状结构 3 有机物中存在着 现象 单键 双键或三键 同分异构 特别提醒 1 互为同系物的物质必须结构相似 分子组成上相差n个ch2原子团的有机物不一定互为同系物 如ch2 ch2和 不互为同系物 2 同分异构体的相对分子质量相同 但相对分子质量相同的化合物 不一定是同分异构体 3 互为同分异构体的物质 可以是同类物质 也可以是不同类物质 而且同分异构体不仅存在于有机物和有机物之间 也存在于有机物和无机物之间 如尿素co nh2 2与氰酸铵nh4cno 方法规律 同分异构体数目的判断方法1 等效氢法 1 连接在同一碳原子上的氢原子为等效氢 如甲烷中只有一类氢原子 2 连接在同一碳原子上的甲基 ch3 上的氢原子为等效氢 如新戊烷 c ch3 4 中只有一类氢原子 3 处于对称位置的碳原子上的氢原子为等效氢 如苯分子为平面正六边形 为对称结构 分子中只有一类氢原子 4 有几类不同的等效氢 其一取代产物就有几种 2 先定后动法 1 分析二元取代产物的方法 如分析c3h6cl2的同分异构体 先固定一个cl的位置 移动另一个cl 定一动一法 可得其同分异构体 2 分析二甲苯苯环上的一氯代物 可首先确定二甲苯有3种 然后在3种二甲苯上移动cl 可得6种同分异构体 标号为cl可连接的位置 高考模拟精练 1 2014 全国卷 四联苯的一氯代物有 a 3种b 4种c 5种d 6种 解析 选c 由图可知 利用对称法判断四联苯有5种等效氢 所以一氯代物有5种 2 2016 大同模拟 分子式为c5h11cl的同分异构体共有 不考虑立体异构 a 6种b 7种c 8种d 9种 解析 选c 本题考查同分异构体数目的判断 c5h11cl可以看作是氯原子与戊基相连的化合物 戊基有8种结构 所以c5h11cl有8种同分异构体 3 2016 乐山模拟 下列对有机物结构的描述错误的是 a 甲烷与氯气的混合气体在光照下生成的有机化合物均无同分异构体b 分子式为c5h12的烃中有3种同分异构体 c 某烃的结构简式可表示为 碳原子数 10 已知分子中有两种不同类型的氢原子 且数目之比为3 2 则该烃一定是苯的同系物d 含5个碳原子的有机物 每个分子中最多可形成4个c c键 解析 选d 甲烷与氯气的混合气体在光照下生成的有机化合物 一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷都无同分异构体 故a正确 分子式为c5h12的烃为戊烷 其同分异构体有3种 结构简式为ch3ch2ch2ch2ch3 故b正确 烃分子中有两种不同类型的氢 原子 且数目之比为3 2 而苯环上有4个位置相同的氢原子 则取代基中含有6个h 分子内碳原子总数不超过10个 则该烃的取代基 x中最多含有1个碳原子 即 ch3 所以该烃为对二甲苯 属于苯的同系物 故c正确 碳原子可以形成碳链 无论带支链 还是不带支链 都含有4个c c单键 碳原子可以形成碳环 可以带支链 也可以不带支链 都含有5个c c单键 如 故d错误 加固训练 1 2016 三门峡模拟 苯乙烯的结构为 该物质在一定条件下能和氢气完全加成 加成产物的一溴取代物有 a 7种b 6种c 5种d 4种 解析 选b 苯乙烯与h2完全加成得到乙基环己烷 乙基环己烷分子中有6种氢原子 所以其一溴代物有6种 2 2016 合肥模拟 已知丙烷的二氯代物c3h6cl2有4种同分异构体 则分子式为c3h2cl6的同分异构体共有 不考虑立体异构 a 3种b 4种c 5种d 6种 解析 选b 分子式为c3h2cl6的有机物可以看作c3cl8中的两个氯原子被两个氢原子取代 而c3h6cl2可看作c3h8中的两个氢被两个氯原子取代 二者同分异构体相同 因c3h6cl2有四种结构 所以c3h2cl6也有4种结构 3 已知芳香烃a b的结构模型如下图所示 相关叙述正确的是 a 的结构简式为 其一氯代物有2种b 和 中都含碳碳单键和双键c 与 互为同系物 通式为cnh4n 2 n为苯环数 d 与 互为同类别物质的同分异构体共有2种 解析 选d 由物质 的比例模型可以看出其结构简式为 a错误 苯环中不含碳碳双键 b错误 物质 和 所含有的苯环数不同 结构不相似 所以不是同系物 c错误 物质中两侧的苯环可以以邻 间 对的方式连接 所以 的同类别同分异构体还有2种 d正确 考点三煤 石油 天然气的综合利用 核心知识通关 1 煤的综合利用 1 煤的组成 有机物 无机物 c 2 煤的加工 h2 co c h2o g co h2 co 2h2ch3oh 2 石油的综合利用 1 石油的成分 多种 组成的混合物 所含元素以 为主 碳氢化合物 c h 2 石油的加工 沸点范围 轻质燃料油 气态 乙烯 丙烯 3 天然气的综合利用 1 天然气是一种清洁的化石燃料 更是一种重要的化工原料 它的主要成分是 2 天然气与水蒸气反应制取h2的化学方程式为ch4 h2oco 3h2 甲烷 特别提醒 1 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 石油的裂化 裂解都属于化学变化 石油的分馏属于物理变化 2 裂化汽油中含有不饱和烃 能使溴水褪色 故不能用作卤素单质的萃取剂 3 石油和石油分馏产物均为混合物 高考模拟精练 1 化学与生产和生活密切相关 下列说法正确的是 a 2012 海南高考 煤气的主要成分是丁烷b 2013 山东高考 煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料 c 2012 山东高考 石油是混合物 其分馏产品汽油为纯净物d 2014 海南高考 可燃冰 主要成分是甲烷和水 解析 选d 煤气的主要成分是一氧化碳 a项错误 煤的气化和液化均为化学变化 b项错误 石油的分馏产物汽油为c5 c11的烃 仍为混合物 c项错误 可燃冰为甲烷的结晶水合物 主要成分是甲烷和水 d项正确 2 2016 广州模拟 下列说法正确的是 a 石油的分馏和裂化均属于化学变化b 花生油 豆油 羊油和牛油均属于高级脂肪酸甘油酯c 煤在空气中经过高温强热制得焦炭 苯等化工原料d 汽油 柴油通常作为汽车的燃料 是一种清洁的燃料 解析 选b 石油的分馏是物理变化 石油的裂化是化学变化 故a错误 花生油 豆油 羊油和牛油均是高级脂肪酸与甘油形成的酯 属于高级脂肪酸甘油酯 故b正确 煤在空气中加强热会发生燃烧 煤的干馏需隔绝空气 故c错误 汽油 柴油主要成分是碳氢化合物 充分燃烧产生二氧化碳 不充分燃烧产生一氧化碳和烟尘 会对空气造成污染 故d错误 加固训练 1 煤的气化是煤高效 洁净利用的方向之一 下图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线图 由图可知该煤气中 a 只含有碳 氢两种元素b 所含的有机物是ch4 cnhm coc co体积分数小于ch4体积分数d 氢气体积分数最大 解析 选c 本题通过图象提供信息 考查了煤化工的基础知识和有机物的概念 从图象中可以看出 煤样加热所得煤气含有co 说明煤中含有氧元素 a说法错误 b中co不是有机物 说法错误 图象显示 ch4的体积分数高于co c说法正确 在600 以下煤气中h2的体积分数低于ch4 d说法错误 2 2016