《甲烷烷烃》PPT课件.ppt

第四十讲甲烷烷烃主讲 杨冰芳 1 了解有机物的概念 组成 种类 2 掌握甲烷的结构 性质 用途 3 掌握取代反应的概念 取代反应的判断 4 掌握烷烃的系统命名法 熟练掌握同分异构体的书写了解同系物的概念 考点解读 考纲要求 1 高考试题常会举一些生活中常见的有机物 中学化学未见过的有机物等 要求考生判其类别 2 有机物的命名是一个重要的基础知识 往年考题也有过命名题 只要平时复习过解答比较容易 要重视 不要留下盲点 3 判断有机反应类型是高考试题必考类型之一 可以有选择题 有机推断题等题型来考查这个知识点 高考回顾 1 06上海1 石油是一种重要能源 人类正面临着石油短缺 油价上涨的困惑 以下解决能源问题的方法不当的是 A 用木材作燃料B 用液氢替代汽油C 开发风能D 开发地热 2 06上海5 下列有机物命名正确的是 A 2 乙基丙烷 B CH3CH2CH2CH2OH1 丁醇 C 间二甲苯 D 2 甲基 2 丙烯 A B 3 06全国理综 13 主链含5个碳原子 有甲基 乙基2个支链的烷烃有 A 2种B 3种C 4种D 5种 A 4 06广东24 8分 环丙烷可作为全身麻醉剂 环已烷是重要的有机溶剂 下面是部分环烷烃及烷烃衍生物的结构简式 键线式和某此有机化合物的反应式 其中Pt Ni是催化剂 Br CH2 CH2 CH CH3 CH2 Br 环己烷 回答下列问题 环烷烃与是同分异构体 从反应 可以看出 最容易发生开环加成反应的环烷烃是 填名称 判断依据为 环烷烃还可以与卤素单质 卤化氢发生类似的开环加成反应 如环丁烷与HBr在一定条件下反应 其化学方程式为 不需注明反应条件 写出鉴别环丙烷和丙烯的一种方法 试剂 现象与结论 HBr 同碳原子数的烯烃 环丙烷 环丙烷与H2加成所需温度最低 CH3CH2CH2CH2Br KMnO4 H 能使KMnO4 H 溶液褪色的为丙烯 不能使KMnO4 H 溶液褪色的为环丙烷 6 2007年理综北京卷 烃 烷 如图所示 集气瓶内充满某混合气体 置于光亮处 将滴管内的水挤入集气瓶后 烧杯中的水会进入集气瓶 集气瓶内气体是 CO O2 Cl2 CH4 NO2 O2 N2 H2 A B C D 5 2007年高考海南化学卷 烃 烷 同分异构体 下列烷烃在光照下与氯气反应 只生成一种一氯代烃的是 A CH3CH2CH2CH3 B CH3CH CH3 2 C CH3C CH3 3 D CH3 2CHCH2CH3 C D 7 2007年高考理综上海卷 烷烃 含有2 5个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表 根据表中数据 下列判断错误的是 A 正庚烷在常温常压下肯定不是气体 B 烷烃燃烧热和其所含碳原子数成线性关系 C 随碳原子数增加 烷烃沸点逐渐升高 D 随碳原子数增加 烷烃沸点和燃烧热都成比例增加 燃烧热 1mol物质完全燃烧 生成二氧化碳 液态水时所放出的热量 D 要点知识小结 一 有机物 烃的概念 含碳的化合物 简称有机物 组成有机物的元素 除外 通常还有等 一氧化碳 二氧化碳 碳酸 碳酸盐 氰酸盐 硫氰酸盐等物质 虽然含有碳元素 但它们的组成和性质跟无机物很近 一般把它们作为无机物 在有机化合物中 每个碳原子不仅能与其他原子形成个共价键 而且碳原子与碳原子之间也能相互形成共价键 不仅可以形成 还可以形成 多个碳原子可以相互结合形成长长的 也可形成 因此一个有机物的分子可能只含一个碳原子 也可能含有几千甚至上万个碳原子 含有相同原子种类和数目的分子又可能具有不同的结构 同分异构现象 2 有机物种类繁多的主要原因 1 有机物的概念 溶解性 大多数有机物难溶于水 易溶于有机溶剂 汽油 酒精 苯等 耐热性 多数有机物不耐热 熔点较低 可燃性 绝大多数有机物易燃烧 晶体类型 绝大多数有机物分子聚集时形成分子晶体 易导电 化学反应 有机物所参加的化学反应较复杂 一般较缓慢 常伴有副反应发生 所以有机反应往往需要加热或使用催化剂 在有机反应的化学方程式中一般用 代替 4 近年来 以新材料 新药品等为背景的试题 频频见诸于高考试题中 命题者设置的选项中 多半包括了对该物质类别的界定 如果物质中除碳 氢之外 还含有其他元素 该物质就肯定不是烃 例如如下所示的这种物质 就属于有机物 而不属于烃 1 世界上绝大多数的含碳化合物 都是有机物 而组成有机物的元素除碳以外 通常还含有氢 氧 氮 硫 卤素 磷等 烃是指仅含碳和氢两种元素的一类有机物 3 有机物的特点 二 甲烷 池沼的底部 沼气 煤矿坑道 坑气 天然气 一般含CH480 97 无色无味极难溶于水的气体 标况下密度为0 717克 升 1 组成 2 结构 1 甲烷在自然界里的存在 2 甲烷的物理性质 3 甲烷分子的组成和结构 由C H两种元素组成 分子式 是烃类分子中组成最简单的烃 也是含碳质量分数最低的烃 或含氢质量分数最高的烃 说明 a 的有关叙述 往往是某些有机推断题的解题突破口 b 验证甲烷组成的方法 正四面体的立体结构 而不是平面正方形结构 键角 键长1 09Xlo lOm 键能413kJ mol 结构式 电子式 总结 中学化学中常见的物质 或微粒 中 是正四面体结构的有 白磷 金刚石 晶体硅 碳化硅 CH4 CCl4 NH4 SO42 SiO2等 1 组成上特殊 碳氢原子数之比为1 4 碳氢元素质量比为3 1 等质量的各类烃燃烧 甲烷消耗的氧气最多 2 结构上特殊 甲烷具有正四面体的立体结构 这是其他烃所不具备的 3 摩尔质量上特殊 烃中数甲烷的摩尔质量数值最小 1 吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品 吗啡分子含C 71 58 H 6 67 N 4 91 其余为O 已知其分子量不超过300 试求 1 吗啡的分子量 2 吗啡的分子式 3 已知海洛因是吗啡的二乙酸酯 试求海洛因的分子量和分子式 海洛因是吗啡的二乙酸酯 即吗啡 2CH3COOH 海洛因 2H2O分子量 285 2 60 2 18 369分子式 吗啡中所有原子 2CH3COOH 2H2O C21H23NO5 4 甲烷的特殊性 练习 2 一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO CO2 H2O g 此混合物的质量为49 6g 当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25 2g 则混合气中CO的质量为 A 24 4B 13 2C 12 5D 11 2 3 甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代 若甲烷分子中的四个氢原子都被苯基取代 则可得到如下分子 对该分子的描述 不正确的是 A 分子式为C25H20B 所有碳原子都在同一平面上 此分子属非极性分子D 此物质属芳香烃类物质 B D 4 多选题 将0 1mo1两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后 得3 36L 标准状况下 CO2和3 6gH2O 下列说法正确的是 A 一定有乙烯B 一定有甲烷C 一定没有甲烷D 一定没有乙烷 BD 97全国 5 两种气态烃以任意比例混合 在105 时1L该混合烃与9L氧气混合 充分燃烧后恢复到原状态 所得气体体积仍是10L 下列各组混合烃中不符合此条件的是 A CH4C2H4 B CH4C3H6 C C2H4C3H4 D C2H2C3H6 BD 5 甲烷的制法和性质 一 制法 1 药品 无水醋酸钠 碱石灰 NaOH CaO 2 原理 CH3COONa NaOHCH4 Na2CO3 3 装置 固 固加热型 与制O2 NH3相同 CaO 4 收集 排水法 向下排气法 5 注意 反应中要求无水 有水时CH3COONa NaOH电离 不能制得甲烷 所以不能用醋酸钠晶体来代替无水醋酸钠 CaO的作用有三 a 作干燥剂 防止NaOH潮解b 保持疏松 有利于甲烷逸出 c 减轻NaOH对玻璃的腐蚀 练习 人教大纲版 化学 第一册 P115习题二第5题变式题 取一个100mL的大量筒 用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2 把量筒固定在铁架台的铁夹上 并让管口浸没在饱和食盐水中 然后让装置接受漫射光照射 可以看到的现象是 1 2 3 4 用化学方程式表示为 任选一个化学方程式表示即可 该反应属于 填反应类型 气体颜色变浅 量筒内液面上升 量筒壁上出现油状液滴 取代反应 CH3 H Cl2CH3 Cl HCl 1 取代反应 演示与氯气的取代 二 性质 定义 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应 注意 甲烷与氯气 氟气 溴蒸气发生取代反应 而与氯水 溴水不反应 通常较稳定 一般不与强酸 强碱 或强氧化剂反应 2 氧化反应 燃烧 CH4 2O2 CO2 2H2O 液 890KJ 点燃 因其含碳量低 其火焰为淡蓝色火焰 3 加热分解 CH4 C 2H2 高温 制炭黑 附 取代反应与置换反应的区别 取代反应 置换反应 适用于有机反应 适用于无机反应 反应物 生成物中不一定有单质 反应物 生成物中一定有单质 逐步取代 很多反应是可逆的 反应一般是单向进行 反应能否进行受催化剂 温度 光照等外界条件影响较大 在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序 1 1molCH4与C12发生取代反应 待反应完成后测得四种取代物物质的量相等 则消耗Cl2为 A 0 5molB 2molC 2 5molD 4mol 2 多选题 下列各组烃的混合物 只要总质量一定 无论它们按什么比例混合 完全燃烧后生成的CO2和H2O都是恒量的是 A C2H2C2H4B C2H4C3H6C C3H8C3H6D C6H6C2H2 BD 练习 C 3 人教大纲版 化学 第三册 P55习题1第2题变式题 据 华夏时报 报道 在北京朝阳安贞里小区内 一口电缆井内产生的沼气被井中电缆短路产生的火花突然引爆 将停在电缆井上方的一辆福特嘉年华轿车炸得腾空而起 几近报废 下列关于这种气体的叙述中 不正确的是 A 这种气体分子的电子式是 B 这种气体分子是一种完全由极性键形成的非极性分子 C 等质量的各种烃中 这种气体燃烧消耗的氧气的物质的量最多 D 像这种燃烧后只生成二氧化碳和水的有机物都是烃 D 4 人教大纲版 化学 第一册 P115习题二第5题变式题 取一个100mL的大量筒 用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2 把量筒固定在铁架台的铁夹上 并让管口浸没在饱和食盐水中 然后让装置接受漫射光照射 可以看到的现象是 1 2 3 4 用化学方程式表示为 任选一个化学方程式表示即可 该反应属于 填反应类型 气体颜色变浅 量筒内液面上升 量筒壁上出现油状液滴 CH3 H Cl2 CH3 Cl HCl 取代反应 附 同系物 同分异构体 同素异形体 同位素 三 烷烃的命名法 1 定主链 称 某烷 选定分子里最长的碳链为主链 并按主链上碳原子的数目称为 某烷 碳原子数在1 10的用甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 葵命名 己烷 把主链里离支链最近的一端作为起点 用1 2 3等数字给主链的各碳原子依次编号定位 以确定支链所在的位置 2 3 4 5 2 编号 定支链所在的位置 1 2 编号 定支链所在的位置 把主链里离支链最近的一端作为起点 用1 2 3等数字给主链的各碳原子依次编号定位 以确定支链所在的位置 5 6 1 2 3 4 2 编号 定支链所在的位置 把主链里离支链最近的一端作为起点 用1 2 3等数字给主链的各碳原子依次编号定位 以确定支链所在的位置 1 2 3 4 5 6 2 编号 定支链所在的位置 把主链里离支链最近的一端作为起点 用1 2 3等数字给主链的各碳原子依次编号定位 以确定支链所在的位置 己烷 3 把支链作为取代基 把取代基的名称写在烷烃名称的前面 在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置 并在号数后连一短线 中间用 隔开 己烷 甲基 3 把支链作为取代基 把取代基的名称写在烷烃名称的前面 在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置 并在号数后连一短线 中间用 隔开 己烷 甲基 2 4 2 4 4 当有相同的取代基 则相加 然后用大写的二 三 四等数字表示写在取代基前面 但表示相同取代基位置的阿拉伯数字要用 隔开 如果几个取代基不同 就把简单的写在前面 复杂的写在后面 2 4 二 4 当有相同的取代基 则相加 然后用大写的二 三 四等数字表示写在取代基前面 但表示相同取代基位置的阿拉伯数字要用 隔开 如果几个取代基不同 就把简单的写在前面 复杂的写在后面 1 2 3 4 5 戊烷 甲基 2 4 三 戊烷 甲基 三 2 2 4 1 2 3 4 5 又如 戊烷 甲基 2 4 三 戊烷 甲基 三 2 2 4 1 2 3 4 5 戊烷 2 4 4 最小原则 当支链离两端的距离相同时 以取代基所在位置的数值之和最小为正确 又如 三 甲基 1 2 3 4 5 练习 2 2 二甲基 4 乙基己烷 2 5 二甲基 3 乙基己烷 练习 2 2 二甲基 4 乙基己烷 2 5 二甲基 3 乙基己烷 最简原则 当有两条相同碳原子的主链时 选支链最简单的一条为主链 最简原则 当有两条相同碳原子的主链时 选支链最简单的一条为主链 1 命名步骤 1 找主链 最长的主链 2 编号 靠近支链 小 多 的一端 3 写名称 先简后繁 相同基请合并 2 名称组成 取代基位置 取代基名称 母体名称3 数字意义 阿拉伯数字 取代基位置汉字数字 相同取代基的个数 小结 有机物的系统命名遵守 1 最长原则 2 最近原则 3 最小原则 4 最简原则 练习 3 6 6 三甲基 4 乙基辛烷 3 3 6 三甲基 5 乙基辛烷 练习 四 烷烃同分异构体的书写 例某化合物的分子式为C5H11Cl 分析数据表明 分子中有两个 CH3 两个 CH2 一个CH和一个 Cl 它的可能结构有几种 本题不考虑对映异构体 A 2B 3 C 4D 5 C 主链由长到短 支链由整到散 位置由心到边 排列由对到邻 练1 2006年 全国理综 卷 主链含5个碳原子 有甲基 乙基 2个支链的烷烃有 A 2种B 3种C 4种D 5种 A 练2 信息题 在烷烃分子中的基团 一CH3 一CH2一 碳原子分别称为伯 仲 叔 季碳原子 数目分别用n1 n2 n3 n4表示 如 分子中n1 6 n2 1 n3 2 n4 1 试根据不同烷烃的组成和结构 分析出烷烃 除甲烷外 中各原子数的关系 1 烷烃分子中氢原子数为A A与n1 n2 n3 n4的关系是 A 或A 2 四种碳原子数之间的关系为n1 3 若某分子中n2 n3 n4 l 则该分子的结构简式可能是 3n1 2n2 n3 2 n1 n2 n3 n4 2 n3 2n4 2 思维能力训练 探究点一烷烃一卤代物种数的确定 烷烃发生一元取代反应后 所得的同分异构体种数的判断 只要分析有几种不等效的氢就可以了 所谓等效氢 就是指位置等同的氢原子 具体说来 包括 1 同一碳原子上的所有氢原子 2 同一碳原子所连甲基上的氢原子 3 处于对称位置上的氢原子 例1某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物 该烃的分子式可以是 A C3H8B C4H10 C C5H12D C6H14 C 变式题1分子里含有碳原子数不超过2