高考化学一轮复习 甲烷、苯及乙烯学案课件 新人教版.ppt

学案15甲烷 苯及乙烯 判断下列说法的正确与否 在正确的后面画 在错误的后面画 1 乙烯和苯都能与溴水反应 2 乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别 3 天然气和沼气的主要成分都是甲烷 4 石油分馏可得乙酸 苯及其衍生物 5 苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 因此苯不能发生氧化反应 6 苯和乙烯都能与氢气发生加成反应 7 甲烷 乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到 8 乙烯和苯都能使溴水褪色 褪色的原理相同 9 苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色 说明苯分子中没有与乙烯 分子中类似的碳碳双键 考点1甲烷的结构与性质 自主梳理 一 甲烷1 组成最简单的烃为甲烷 其组成和结构如下表 正四面体 小 2 物理性质颜色 无色 状态 水溶性 溶于水 密度 比空气 3 化学性质 4 甲烷的四种氯代物都不溶于水 常温下是气体 其他三种是液体 气体 极难 不与 ch3cl 二 烷烃的组成 结构与性质1 组成 烷烃的通式为 2 结构特点 1 烃分子中的碳原子间以结合 剩余价键均与结合 使每个碳原子化合价都达到饱和 这样的烃叫 也称为烷烃 2 链状 可能有支链 结构 3 烷烃分子中 以任意一个碳原子为中心都是四面体结构 主链上的碳并不在一条直线上 cnh2n 2 n 1 单键 氢原子 饱和烃 3 物理性质 1 水溶性 溶于水 密度比水 2 随碳原子数的递增 熔沸点逐渐 密度逐渐增大 3 碳原子数小于或等于4的烷烃常温下为气态 4 化学性质烷烃的化学性质与甲烷相似 一定条件下可以燃烧 可发生取代反应和分解反应 1 烷烃 cnh2n 2 的燃烧通式为 2 烷烃能与cl2在光照条件下发生取代反应 如由乙烷生成一氯乙烷的化学方程式为 c2h6 cl2 c2h5cl hcl 难 小 升高 cnh2n 2 3n 1 2o2 nco2 n 1 h2o 点燃 光 三 同分异构现象与同分异构体1 概念 1 同分异构现象 化合物具有相同的分子式 但具有不同的现象 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 结构 1 同系物 2 同分异构体 1 同分异构体的特点 分子式相同 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 如c2h6与hcho等 同分异构体的最简式相同 但最简式相同的化合物不一定是同分异构体 如c2h2与c6h6 结构不同 即分子中原子的连接方式不同 同分异构体可以是同一类物质 也可以是不同类物质 3 烷烃同分异构体的书写主链由长到短 支链由整到散 位置由心到边 排布由邻到间 4 取代反应的产物的同分异构体的判断 等效氢思想等效氢原子判断时有三个原则 同一碳原子上所连的氢原子是等效的 同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的 同一分子中处于轴对称或镜面对称位置上的氢原子是等效的 c 解析 备考指南 1 烷烃的同分异构体的书写 书写时应注意全而不重 规则如下 成直链 一条线 摘一碳 挂中间 往边移 不到端 摘两碳 乙基安 二甲基 同 邻 间 不重复 要写全 2 烃的取代产物异构体种数的确定方法一氯取代物就看氢的种类数 有几种氢 一氯取代物就有几种 要学会用 一担挑 和 照镜子 两种通俗的方法判断等价的碳 等价碳原子上的氢也是相同的氢 取代物是同一种 对多元取代物和种类的判断 可用换元法 把多元换为一元或二元再找 也就是从不同视角去想问题 运用换元法时结合 分类法 或 组合法 这样思维就会灵活 答题就会简便 如c3h8的二氯代物和六氯代物种类相同 1 从理论上分析 碳原子数为 或小于 的烷烃分子中 其一卤代物不存在同分异构体的烷烃分子的种类是 a 种b 种c 种d 种 解析 最简单的烷烃是甲烷 若烷烃的一卤代物不存在同分异构体 则烷烃分子中的所有氢原子在空间的位置完全等同 这样的烷烃显然有 按照氢原子在空间位置等同原则 有下列变换过程 c 由题给条件限定碳原子数为 或小于 可得答案为 考点2乙烯 苯的结构与性质 自主梳理 1 乙烯 1 乙烯的物理性质乙烯为无色稍有气味的气体 不溶于水 密度比空气稍小 2 乙烯的分子结构 ch2 ch2 分子中含有碳碳双键的烃类叫做烯烃 2 苯的结构与性质 1 苯的组成与结构 毒 小 温馨提示 乙烯与苯都与br2反应 但有很大区别 反应物不同 乙烯是与溴水或溴的四氯化碳溶液反应 而苯是与液溴反应 反应条件不同 乙烯与溴水的反应在通常情况下就能进行 苯与液溴的反应在有催化剂的条件下才能进行 反应类型不同 乙烯发生的是加成反应 苯发生的是取代反应 2 取代反应 加成反应 加聚反应的比较 4 等质量的烃完全燃烧耗氧量规律1molc 12g 消耗1molo2 4molh 4g 消耗1molo2 所以质量相同的烃完全燃烧 h 越高 消耗o2的量越多 生成h2o的量越多 co2的量越少 即等质量的烃燃烧 耗氧量看y x的值 值越大 则耗氧量越大 在烃中质量相等时ch4耗氧量最大 5 若混合烃总质量不变 完全燃烧时 若生成h2o的量不变 则各有机物含氢的质量分数一定相等 若生成co2的量不变 则各有机物含碳的质量分数一定相等 若耗氧量 生成co2及h2o的量均不变 则各有机物的最简式一定相同 6 若混合烃总物质的量不变 完全燃烧时 若生成h2o的量不变 则各有机物分子式中氢原子个数相同 若生成co2的量不变 则各有机物分子中碳原子个数相同 若耗氧量也不变 则x y 4 n m 4 b 解析 有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应称为取代反应 因此a c d都为取代反应 b为氧化反应 例3 1molch4与一定量的cl2发生取代反应 待反应完成后测得四种氯取代物的物质的量相等 则消耗cl2为 a 0 5molb 2molc 2 5mold 4mol 解析 四种取代物分别为 ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4 据化学反应可知 每取代1molh就需1molcl2 并生成1molhcl 每种取代物各为0 25mol 需cl2的物质的量为 0 25mol 1 0 25mol 2 0 25mol 3 0 25mol 4 2 5mol 备考指南 甲烷与氯气的取代反应 从量的角度分析 反应1molcl2 生成1molhcl 反应的cl2的物质的量与有机物中cl原子的物质的量相同 解决此类问题一般用碳守恒和氯守恒来处理 c c 解析 备考指南 烯烃与氢气发生加成后得到相应的烷烃 反过来由得到的烷烃来推测烯烃的结构时难度较大 往往不能正确判断双键所在的位置 造成烯烃可能结构的重复与遗漏 解决此类问题常采用还原法 根据加成反应的特点 分子中可存在双键的位置 必定是相邻两个碳原子 都至少含有一个氢的位置 根据烷烃的结构特点 对于结构相同的位置应避免烯烃可能结构的重复 例5 两种气态烃以任意比例混合 在 时 该混合烃与 氧气混合 充分燃烧后恢复到原状态 所得气体体积仍为 下列各组混合烃中不符合此条件的是 a b c d 解析 题目所给的限制条件是两种气态烃以任意比例混合 因此 每个选项中的两种烃都应该分别符合要求才行 燃烧后体积不变 是因为按 的条件 生成的 是气体 mol 碳 消耗 生成 所以碳原子个数可以看作无关 有机化合物本身的体积 只有靠它的 氢 生成 水蒸气 来弥补 分子中有 个 氢 可消耗 生成 因此符合条件的每个烃都应是 个氢原子 故 不符合 也不符合 b d 备考指南 差量法解决烃燃烧的方法 1 观察燃烧后气体的差量 可得知气态烃 cxhy 在100 及其以上温度完全燃烧时气体体积变化规律只与h原子个数有关 若y 4 燃烧后体积不变 v 0 若y 4 燃烧后体积增大 v 0 若y 4 燃烧后体积减少 v 0 2 气态烃 cxhy 完全燃烧后恢复到常温常压或被浓h2so4吸收时 气体总体积一定减小 其差量可表示为 v 1 y 4 即气体体积的变化直接用差量法确定 2 由乙烯推测丙烯 ch2 ch ch3 与溴水反应时 对反应产物的表示正确的是 a ch2br ch2 ch2brb ch3 cbr2 ch3c ch3 ch2 chbr2d ch3 chbr ch2br 解析 丙烯与溴发生加成反应时 丙烯中 1 2 3是对丙烯中三个碳原子的编号 1号碳与2号碳间的碳碳双键断裂一个键 1号碳和2号碳要重新达到8电子的稳定结构 就必须与反应物溴的溴原子形成c br键 可以看出发生加成反应时与3号碳原子无关 d 3 若用乙烯和氯气在适当的条件下反应制取四氯乙烷 这一过程中所要经历的反应及耗用氯气的量是 设乙烯为1mol 反应产物中的有机物只有四氯乙烷 a 取代 4molcl2b 加成 2molcl2c 加成 取代 2molcl2d 加成 取代 3molcl2 解析 乙烯分子中含有一个碳碳双键 1mol乙烯先与1molcl2发生加成反应 然后再与2molcl2发生取代反应生成四氯乙烷 c 4 两种气态烃的混合物共1l 在空气中燃烧生成1 5lco2气体和2l水蒸气 气体体积均在相同状况下测定 关于该混合气体的说法正确的是 a 一定含有甲烷b 一定含有甲烷 不一定含乙烷c 一定含有乙烷 不一定含有甲烷d 一定不含有乙烷 解析 n c n h 1 5 4 则平均组成为c1 5h4 一定有ch4 另一种烃氢数为4 碳数大于1 5 则a d项正确 a d 1 2012年海南化学卷 5 分子式为c10h14的单取代芳烃 其可能的结构有 a 2种b 3种c 4种d 5种 c 解析 a错误 b错误 2 2012年福建理综化学卷 7 下列关于有机物的叙述是否正确d 乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别3 2012年浙江理综化学卷 11 下列说法是否正确b 常压下 正戊烷 异戊烷 新戊烷的沸点依次增大 正确 错误 4 2012年山东理综化学卷 10 下列与有机物的结构 性质有关的叙述是否正确a 苯 油脂均不能使酸性kmno溶液褪色b 甲烷和cl2的反应与乙烯和br2的反应属于同一类型的反应 备考指南 以甲烷 乙烯 苯的组成 结构 性质 制取 用途为重点 结合近几年新课标考题 必修有机化学为一个选择题 有针对性地有效复习 千万不能将复习内容深化 1 下列叙述中正确的是 分子式相同 各元素的质量分数也相同的物质是同种物质 通式相同的不同物质 一定属于同系物c 分子式相同的不同物质一定是同分异构体d 相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体 解析 a项分子式相同 结构不一定相同 所以不一定是同种物质 b项通式相同的不同物质不一定是同系物 也可能是同分异构体 d项相对分子质量相同 分子式不一定相同 可见a b d是错误的 c 2 已知苯与一卤代烷烃在催化剂作用下可生成苯的同系物 例如 则在催化剂作用下由苯和下列各组物质合成乙苯时 最好应该选用 a ch3ch3和cl2b ch2 ch2和cl2c ch3ch3和hcld ch2 ch2和hcl 解析 根据题目信息 可以判断合成乙苯时所用的原料是苯和一氯乙烷 所以首先必须合成ch3ch2cl ch3ch3和hcl不反应 ch2 ch2和cl2反应生成ch2clch2cl 而ch3ch3和cl2虽然在光照条件下能够发生取代反应生成ch3ch2cl 但是烷烃的卤代反应产物有多种 原料利用率低而且难以分离 所以在有机合成上价值不大 一般不会选用 d 3 分子式为 的烷烃中 在结构式中含有 个甲基的同分异构体的数目是 b 解析 4 下列现象因为发生加成反应而发生的是 a 乙烯使酸性kmno4溶液褪色b 苯通入溴水中 振荡后水层接近无色c 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色d 甲烷与氯气混合 光照一段时间后黄绿色消失 c 5 在20 时 某气态烃与氧气混合装入密闭容器中点燃爆炸后 恢复到20 此时容器内气体的压强为反应前的一半 经氢氧化钠溶液吸收后 容器内几乎成真空 此烃的分子式可能是 a ch4b c2h6c c3h8d c2h4 解析 cxhy x y 4 o2 xco2 y 2h2o 2x 1 x y 4 x 1 y 4 则c d正确 c d 6 乙烷和丙烷的混合气体完全燃烧后 先将产物通过浓硫酸 浓硫酸增重12 6g 然后通过na2o2 na2o2增重14g 则混合气体中乙烷和丙烷的体积比为 a 1 1b 2 3c 3 2d 3 5 解析 n h2o 12 6 18g mol 1 0 7mol 2molco2 m 56g n co2 14 2 56mol 0 5mol 设乙烷和丙烷物质的量分别为x y 则2x 3y 0 5mol 3x 4y 0 7mol x y 1 1 a 解析 c 8 有两种气态烷烃的混合物 在标准状况下 其密度为 则关于此混合物组成的说法正确的是 a 一定有甲烷b 一定有乙烷c 可能是甲烷和戊烷的混合物d 可能是乙烷和丙烷的混合物 解析 混合烃的平均式量为 16 两烃必须有一种式量小于 只有 另一种大于 因此 混合烃中一定含 为 和某气态烷烃的混合物 a 9 下列说法正确的是 a 等物质的量的乙烯与苯充分燃烧耗氧量相等b 乙烯可使kmno4酸性溶液褪色 故ch2 ch2与ch4的混合气体可通过kmno4酸性溶液而分离c 苯使kmno4 溴水都能褪色 发生的都是氧化反应d 乙烯充分燃烧 碳元素的价态由 2价升高到 4价 解析 由相等物质的量的烃 cxhy 充分燃烧 cxhy x y 4 o2 xco2 y 2h2o 可知耗氧量与x y 4的值有关 故苯耗氧多 a项错 乙烯可与kmno4反应 但是被氧化生成co2 从而使ch4中混有co2 b项错 苯不与kmno4反应 与溴水发生萃取 c项错 在ch2 ch2分子中氢元素价态为 1价 故碳元素的价态为 2价 产物co2中碳元素为 4价 故化合价升高 d 10 现有ch4 c2h4 c2h6三种有机物 1 等质量的以上三种物质完全燃烧时耗去o2的量最多的是 2 相同条件下 t p相同 同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去o2的量最多的是 3 等质量的以上三种物质燃烧时 生成二氧化碳最多的是 生成水最多的是 4 在120 1 01 105pa时 有两种气态烃和足量的氧气混合点燃 相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化 这两种气态烃是 ch4 c2h6 c2h4 ch4 ch4 c2h4 解析 11 为探究乙烯与溴的加成反应 甲同学设计并进行了如下实验 先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯 ch3ch2oh ch2 ch2 h2o 将生成的气体直接通入溴水中 发现溴水褪色 即证明乙烯与溴水发生了加成反应 乙同学发现在甲同学的实验中 产生的气体有刺激性气味 推测在制得的乙烯中还可能含有少量有还原性的杂质气体 由此他提出必须先把杂质气体除去 再与溴水反应 1 甲同学设计的实验 填 能 或 不能 验证乙烯与溴水发生了加成反应 其理由是 填字母 a 使溴水褪色的反应 未必是加成反应b 使溴水褪色的反应 就是加成反应c 使溴水褪色的物质 未必是乙烯d 使溴水褪色的物质 就是乙烯 浓硫酸 170 不能 a c 2 乙同学推测此乙烯中可能含有的一种杂质气体是 它与溴水发生反应的化学方程式是 在验证过程中该杂质必须全部除去 3 为了验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应 还可采取的方法是 so2 so2 br2 2h2o h2so4 2hbr 根据两种反应的特点 加成反应只有 一种产物 而取代反应除了有机产物外 还应有hbr生成 证明反应后溶液中无hbr 则可知二者发生的反应是加成反应而不是取代反应 一是用ph试纸来测反应后溶液的酸性 若酸性未增强 说明发生的是加成反应