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文档简介
1、3-1-1最简单的有机物甲烷(学业水平检测)一、选择题1下列叙述中属于烃的是()A只含有碳元素的有机物B含有碳元素和氢元素的有机物C仅含有碳元素和氢元素的有机物D燃烧后生成二氧化碳和水的有机物2如下图所示均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况()ABCD3能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是()A甲烷的4个碳氢键的键能相等B甲烷的4个碳氢键的键长相等C甲烷的一氯代物只有1种D甲烷的二氯代物只有1种4下列分子具有正四面体结构的是()5在常温下,把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方,两种气体发生反应,下列叙述中不正确的是()A容器内原子总数不变B容器内分子总
2、数不变C容器内压强不变D发生的反应属于取代反应6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()CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4A只有B只有C的混合物D的混合物7一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,此混合气重49.6 g,当其缓慢经过无水CaCl2时,CaCl2增重25.2 g,原混合气体中CO2的质量为()A12.5 gB13.2 gC19.7 gD24.4 g8下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是()ACH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构BCH4、CCl4都是正四面体结构CCH4和CCl4中的化学键完全相同D
3、CH4、CCl4的结构相同,性质也相同9(双选)下列反应属于取代反应的是()AZnCuSO4=CuZnSO4BNaClAgNO3=AgClNaNO3CCH3CH3Cl2CH3CH2ClHClDCH2Cl2Cl2HClCHCl310以下关于甲烷的说法中错误的是()A甲烷分子是由极性键构成的分子B甲烷分子具有正四面体结构C甲烷分子中四个CH键是完全等价的键D甲烷分子中具有非极性键二、非选择题11利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实,某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如图:根据要求填空:(1)实验室制取Cl2的化学反应方程式为:_。(2)写出CH4与
4、Cl2生成一氯代物的化学反应方程式_。(3)B装置有三种功能:控制气体流速;将气体混合均匀;_。(4)D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末,其作用是_。(5)E装置的作用是(填编号):_。A收集气体B吸收氯气C防止倒吸D吸收氯化氢(6)E装置中除了有盐酸生成外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为_。(7)该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,尾气的主要成分是(填编号)_。ACH4BCH3ClCCH2Cl2DCHCl3ECCl412如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在
5、有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出化学方程式:_。(2)经过几个小时的反应后,U型管右端的玻璃管中水柱的变化是()A升高B降低C不变D无法确定(3)已知CH4分子在空间呈四面体形状,1个C原子与4个H原子各共用一对电子形成4条共价键,C原子位于中心,4个H原子位于4个顶点。如图所示为一个立方体,已画出1个C原子(在立方体中心)、1个H原子(在立方体顶点)和1条共价键(实线表示)。请画出另外3个H原子的合适位置和3条共价键。13如图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成,将X气体燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气
6、瓶。试回答下列问题:(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则气体X是_;(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,则气体X是_;(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则X气体可能是(完成下表,可不填满,也可补充):14已知某种气态矿物燃料含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量,可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧,并使产生的气体全部通入如图所示的装置,得到如下表所列的实验数据(假设产生的气体完全吸收)。实验前实验后(干燥剂U形管)的质量101.1 g102.9 g(石灰水广口瓶)的质量312.0 g314.2 g根据实验数据求:(1)实验完毕后,生成物中水的质量
7、为_g。假设广口瓶里生成一种正盐,其质量为_g。(2)生成的水中氢元素的质量为_g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为_g。(4)气态矿物燃料中碳元素与氢元素的质量比为_。参考答案与解析1、C【解析】仅含有碳元素和氢元素的有机物叫烃,烃燃烧后生成CO2和H2O,但烃的含氧衍生物燃烧也生成CO2和H2O,故只有C正确。2、D【解析】第种情况既能表示出甲烷的空间构型,又能表示出分子中C、H原子的相对大小,和甲烷分子的真实结构最接近,故选D。3、D【解析】先把CH4分子空间构型的几种可能性画出来,然后依次思考排列可得到答案。4、AD【解析】本题主要考查甲烷分子的正四面体结构。由甲烷分子的结构,推导其
8、取代物的分子结构。同时应明确正面体结构中各键应完全一样。CH4为正四面体结构,若CH4分子中4个氢原子被氯原子取代后,与CH4分子结构相似,而CHCl3、CH2BrCl分子中各键不完全相同,均不属于正四面体结构。5、C【解析】由质量守恒定律知,A正确;甲烷与氯气的反应中,由碳原子守恒知生成的有机物的分子个数等于甲烷的分子个数,再由每取代1个H原子,消耗一分子氯气,生成一分子HCl,故反应前后分子总数不变,B正确;由于有机产物中只有CH3Cl为气体,故反应后气体的物质的量减少,容器内压强减小,C错误;甲烷与氯气的反应属于取代反应,D正确。6、D【解析】甲烷和氯气在光照下发生的四步取代反应是连锁反
9、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质的量之比是11的情况,也不会仅发生CH4Cl2CH3ClHCl这样一种取代反应,因为一旦生成CH3Cl后,CH3Cl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CH3Cl,而是四种取代产物的混合物。有机化学反应比较复杂,它不像无机反应那样,只要有反应物的化学计量数便可确定生成物的种类和数量。7、B【解析】这是一道考查有机化合物燃烧的题。一般有机化合物完全燃烧的产物为CO2和水蒸气。本题中甲烷是不完全燃烧。具体情况分析如下:8、B9、CD【解析】取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子
10、或原子团所替代的反应。C项中,CH3CH3分子中的一个氢原子被一个氯原子所替代,正确;D项中,CH2Cl2中的一个氢原子被一个氯原子所替代,正确;A、B项是无机反应,分别属于置换反应和复分解反应。10、D【解析】甲烷分子中的碳与氢原子之间形成的共用电子对一定偏向碳原子,属于极性共价键;甲烷分子中的四个碳氢键均是等同的极性共价键,所以D错误。11、(1)4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O(2)CH4Cl2CH3ClHCl(3)干燥混合气体(4)吸收未参加反应的氯气(5)C、D(6)分液(7)A、B12、(1)CH44Cl2CCl44HCl(2)B(3)13、(1)H2(2)CO(3)
11、CH4H2、COH2、CH4CO、CH4H2、CO、CH4【解析】本题主要考查根据洗气瓶中溶液质量的变化来确定X气体的成分。2H2O22H2O,2COO22CO2,CH42O2CO22H2O由浓H2SO4吸收水,石灰水吸收CO2,得:(1)若A洗气瓶质量增加,B洗气瓶质量不变,则说明X气体燃烧只生成水,故X为H2。(2)若A洗气瓶质量不变,B洗气瓶质量增加,则说明X气体燃烧只有CO2生成,故X为CO。(3)若A、B两个洗气瓶质量增加,则说明X气体的燃烧产物既有H2O又有CO2,它可以是CH4或下列组合:H2、CO,H2、CH4,CO、CH4,H2、CO、CH4。14、(1)1.85(2)0.2
12、(3)0.6(4)31【解析】干燥剂应选择只吸收水而不吸收CO2的固体干燥剂,如无水CaCl2。m(H2O)102.9 g101.1 g1.8 gm(CaCO3)1005 gm(H)1.8 g0.2 gm(C)120.6 gm(C)m(H)0.60.2313-1-1最简单的有机物甲烷(要点精讲)要点一 甲烷分子的正四面体结构【要点概述】1.CH4分子的空间构型为正四面体,4条CH键的长度、强度和夹角完全相同,因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。(1)若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他的相同的原子或原子团替代,则该原子形成的分子结构仍为正四面体,如CCl4; (2)若CH4分子中的4个
13、氢原子被其他的不同原子或原子团替代,则该原子形成的分子结构仍为四面体,但不属于正四面体,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。2中学化学中常见的具有正四面体结构的物质有CH4、CCl4、P4、金刚石、晶体硅、NH等。【例题助学】【典型例题1】能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是()A甲烷的四个碳氢键的键能相等B甲烷的四个碳氢键的键长相等C甲烷的一氯代物只有一种D甲烷的二氯代物只有一种【解析】甲烷的结构式为,其空间分子构型可能有两种:为平面正方形结构,为空间正四面体结构。无论是还是的空间构型,A、B、C都是成立的。或者说A、B、C成立并不能证明甲烷分子空间构型是还是。若是构型,则二氯甲烷
14、有两种结构;若是构型,则二氯甲烷只有一种结构。【答案】D 【方法指导】解答该类题目首先应明确碳原子的成键情况,若碳原子与其他四个原子形成正方形平面结构的分子,可以用反证法推出与实际情况不相符即可。【变式训练】甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构,其理由是()ACHCl3只有一种结构BCH2Cl2只有一种结构CCH4分子受热分解DCH4的四个价键的长度和强度都相等【解析】CH4无论是正四面体结构还是平面正方形结构时,都符合选项A、C、D的说法,故不能用选项A、C、D来确定CH4是何种结构;若CH4是平面正方形结构,则CH2Cl2有如下两种结构:,而CH4为正四面体结构时,
15、CH2Cl2就只有一种结构。因此可由CH2Cl2只有一种结构推知CH4为正四面体结构。【答案】B 要点二 甲烷的取代反应【要点概述】反应条件光照(在室温暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,否则会发生爆炸)反应物纯卤素(CH4与氯水、溴水不反应)反应产物反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物,虽然各反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一,但很难出现全部是某一种产物的现象,往往是几种产物的混合物物质的量的关系CH4与Cl2发生取代反应时,每1mol H原子被取代,消耗1mol Cl2分子,同时生成1mol的HCl分子注意事
16、项CH4与Cl2的反应逐步进行,化学方程式应分步书写【例题助学】【典型例题1】如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出化学方程式:_。(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为11,则得到的产物为_。ACH3ClHClBCCl4HClCCH3ClCH2Cl2DCH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)经过几个小时的反应后,U形管右端的水柱变化是_。A升高B降低C不变D无法确定(4)若水中含
17、有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到_。(5)右端玻璃管的作用是_。【解析】(1)因Cl2足量,若充分反应,则CH4中的四个H原子可完全被取代,生成CCl4和HCl,CH44Cl2CCl44HCl。(2)甲烷与氯气的取代反应,是四步反应同时发生,故得到四种氯代产物和HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应,U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水,压强减小,U形管右侧液面下降,左侧液面上升。(4)因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl,所以观察到有白色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压,在U形管右侧插有一个玻璃管。【答案】(1)CH44Cl2CCl
18、44HCl (2)D(3)B(4)有白色胶状沉淀生成(5)平衡气压【方法指导】甲烷与氯气的取代反应无论甲烷与氯气的比例如何,均会生成四种有机产物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。【变式训练】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AgNO3溶液的水槽中,放在光亮处,片刻后发现试管壁上有油状液滴出现,该油状液滴可能是_,水槽中还观察到_,原因是_(用离子方程式解释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试液又观察到_,原因是_。【解析】CH4和Cl2在光照条件下生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,随着反应进行,Cl2不断
19、消耗,黄绿色逐渐消失,又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体,使试管壁上有油状液滴生成;因生成的HCl易溶于水,反应后,试管内气体压强减小,试管内液面上升,HCl溶于水后,与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,溶液中含有H,故加入紫色石蕊试液后溶液变红。【答案】CH2Cl2、CHCl3、CCl4有白色沉淀产生 AgCl=AgCl溶液变红反应生成的HCl溶于水,使溶液显酸性3-1-1最简单的有机物甲烷(易错总结)易错点对取代反应的理解不清致错【对点训练1】在光照条件下,将1mol CH4与Cl2反应,得到等物质的量的4种取代产物,则消耗Cl2物质的量为()A1molB2
20、molC2.5molD10mol【错解】D【错因分析】有些同学没有把1mol CH4分成四等份,每份0.25mol,而是认为四种取代产物每种1mol,则:1112131410mol,所以错选D。【正确解答】由于CH4Cl2CH3ClHCl,CH42Cl2CH2Cl22HCl,CH43Cl2CHCl33HCl,CH44Cl2CCl44HCl。1mol CH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25mol,则消耗Cl2为(0.250.2520.2530.254)mol2.5mol。答案为C。【易错提醒】CH4与Cl2的取代反应有以下特点:(1)产物为CH3Cl、CH2Cl2、
21、CHCl3、CCl4、HCl的混合物;(2)烃中有几摩尔H原子,则最多能跟与氢原子物质的量相同的Cl2发生取代反应。有同学误认为1mol Cl2取代2mol氢原子,原因是没有注意氯化氢中的氯原子。【热点点拨】甲烷与氯气的取代反应无论甲烷与氯气的比例如何,均会生成四种有机产物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。【变式训练1】将CH4和Cl2按11比例混合,经光照完全反应后,常温常压下生成的气态物质共有_种,得到的产物中含量最高的是_。【解析】把CH4和Cl2按11混合,在光照下完全反应,得到的产物是含有HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物,其中4种是有机
22、物,HCl和CH3Cl是气态物质(常温常压下),HCl的产量最高。【答案】2HCl3-1-1最简单的有机物甲烷(助学案)【学习目标】1.使学生掌握甲烷的结构式、甲烷的电子式和甲烷分子的正四面体结构;2.掌握甲烷的化学性质,了解有关实验的结论,了解取代反应;3.了解甲烷的存在和甲烷的用途等。课前预习案【自主学习】大胆试 具体要求阅读教材在自习课完成教给老师检查准备上课前10分钟展示。一、预习目标(1)甲烷的分子结构(2)认识甲烷的性质、重要用途二、预习内容1甲烷的分子结构电子式为 ,结构式为 ,其空间结构为_ _。甲烷分子中有 个 键,有机化合物中碳原子成键的特征 。2甲烷的物理性质甲烷是一种
23、色、 味的 ,密度比空气 , 溶于水。3甲烷的化学性质通常状况下,甲烷的性质 ,与强氧化剂如_、强酸、强碱等均 发生化学反应 (1)燃烧(氧化反应):甲烷燃烧时,火焰呈 ,反应的化学方程式为 取代反应 教材科学探究的实验现象:_ 。_ 。在光照的条件下,甲烷和氯气发生反应的化学方程式为: ; ; ;_ 。四种氯代产物中, 为气体, 、 、 为液体,且它们均 溶于水取代反应的定义:_。甲烷的用途: 。【展示点评】-我自信具体要求看规范(书写、格式)看对错,找出关键词补充、完善点评内容,讲方法规律 面带微笑,全面展示自我用最大最美的普通话。不重复别人已经评价和质疑的。课堂探究案结合教材内容并思考,
24、完成以下探究:一、探究目标1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况;2、掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构;3、掌握甲烷的重要化学性质,并理解取代反应的含义;4、了解甲烷对人类生产和生活的意义。二、探究重点甲烷的结构和性质三、探究难点甲烷与卤素的取代反应二、学习过程一、甲烷的结构:通过全体学生的探究练习引入甲烷的结构。甲烷的分子式:CH4 甲烷的电子式:电子式:探究问题1 :甲烷分子的真实空间构型可能有哪几种结构呢?结构决定性质,甲烷的分子结构决定其具有怎样的性质呢?1. 甲烷的物理性质探究问题2由甲烷的化学式和相对分子质量,你能否求出在标准状况下甲烷的密度呢?2. 甲烷的化学性质探究实
25、验3把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液中,观察紫色的高锰酸钾溶液是否褪色?甲烷的氧化反应【实验】:点燃甲烷,燃烧,火焰呈淡蓝色。分别用干燥小烧杯和沾有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上。甲烷的取代反应【演示实验】:P53科学探究,观察发生的现象。由现象讨论后得出结论化学式CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4常温状态名称(俗名)溶解性用途【知识拓展】3甲烷的受热分解:在隔绝空气的情况下,加热至10000C,甲烷分解生成炭黑和氢气。 CH4 C + 2H2【整合提升】-我能做具体要求构建本节课的知识体系理解熟记基本知识点不明白的问题及时请教老师。课堂练习案【目标检测】 一定行(对所学内容进行巩固、深化)
26、1下列关于甲烷结构的说法错误的是 ( ) A甲烷分子中的化学键都是共价键 B甲烷分子为正四面体结构 C甲烷分子为正四边形结构 DCH2C12不存在同分异构体2下列叙述错误的是 ( ) A通常情况下,甲烷跟强酸、强碱都不反应 B甲烷的化学性质比较稳定,点燃前不必验纯 C甲烷与氯气反应,无论生成CH3Cl、CH2C12、CHCl3、CCl4,都属于取代反应 D甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水3下列关于有机物的说法正确的是 ( ) A凡是含碳元素的化合物都属于有机物 B有机物只含有碳、氢两元素 C有机物不但存在于动植物体内,而且可以通过人工的方法合成 D烃是指燃烧后只生成CO2和H20的有机物4二氟
27、甲烷是性能优异的环保产品,它可替代某些会破坏臭氧层的“氟利昂”产品,用作空调、冰箱和冷冻库的致冷剂。试判断二氟甲烷的结构有 ( ) A4种 B3种 C2种 D1种5甲烷气体在氧气中燃烧生成二氧化碳和水的实验事实说明 ( ) A甲烷的分子式为CH4 B甲烷气体中含有碳元素和氢元素 C甲烷气体中只含有碳元素和氢元素 D甲烷的化学性质比较稳定6若甲烷与氯气以物质的量之比1:1混合,在光照下得到的有机取代产物是 CH3Cl、CH2C12、CHCl3、CCl4, ( ) A只有 B只有 C的混合物 D的混合物7(多选)下列反应属于取代反应的是 ( )8据新华社报道2007年6月17日,我国在南海北部成功
28、钻获的天然气水合物实物样品“可燃冰”在广州亮相。天然气水合物是一种晶体,晶体中平均每46个水分子构建成8个笼,每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离水分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子,另外2个笼被游离H20分子填充,则天然气水合物的平均组成可表示为 ( )9(多选)下列气体在空气中充分燃烧后其生成物既可使无水CuS04变蓝,又可使澄清石灰水变浑浊的是 ( ) ACO BCH4 CH2 DH2S【反思与改进】我思故我在(从展示、点评、质疑角度)参考答案【练习案】1、C 2、B 3、C 4、D 5、B 6、D 7、CD 8、B 9、BD3-1-2烷烃(要点精讲)要点一、烷烃的性质【要点
29、概述】1.烷烃的物理性质烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增,呈现如下变化规律:(1)沸点逐渐升高。结构和组成相似的物质,分子量越大,分子间作用力越大,故沸点越高。常温下,C1C4的烷烃是气体,C5C16的烷烃是液体,C17以上的烷烃是固体。(2)相对密度(或密度)逐渐增大,但都小于1gcm3。2烷烃的化学性质烷烃的化学性质与甲烷的性质相似,特征反应是取代反应。(1)燃烧生成CO2和H2O:CxHy(xy/4)O2xCO2y/2H2O (2)光照条件下,与卤素单质的气体(如Cl2)发生取代反应。C2H6Cl2C2H5ClHCl(3)不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,与强酸、强碱也不反应。【特
30、别提醒】(1)研究有机物首先掌握的是组成(含通式)和结构(化学键、空间结构)特点。(2)注意结构和性质的关系。(3)注意把握有机反应的特点和实质。【例题助学】【典型例题1】例1 下列有关烷烃的叙述中,正确的是()在烷烃分子中,所有的化学键都是单键烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去分子通式为CnH2n2的烃不一定是烷烃所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色ABCD【解析】烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键,说法正确;烷烃属饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应,也不能使溴水
31、褪色,说法不正确;因分子通式CnH2n2中的氢原子已达完全饱和,因此符合通式CnH2n2的有机物一定是烷烃,说法不正确;烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特性之一,说法正确。【答案】C 【变式训练】关于烷烃性质的叙述中,不正确的是()A烷烃同系物随着相对分子质量增大,熔点、沸点逐渐升高;常温下的状态由气态递变到液态,相对分子质量大的则为固态B烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大C烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应,它们燃烧时生成二氧化碳和水D烷烃同系物都能使溴水、KMnO4溶液褪色【解析】烷烃的性质与甲烷的性质相似,不能与溴水、KMnO4溶液反应,依据甲烷的性质即
32、可推得该题答案。【答案】D 要点二 同系物【要点概述】1.判断标准分子结构相似属于同一类物质;分子组成上相差一个或若干个CH2原子团;二者缺一不可。2互为同系物的有机化合物的组成与结构特点(1)同系物的结构相似,主要指化学键类型相似,分子中各原子的成键方式相似。对烷烃而言就是指碳原子之间以共价单键相连,其余价键全部结合氢原子。同系物的结构相似,并不是相同。例如和CH3CH2CH3,前者有支链,而后者无支链,结构不尽相同,但两者的碳原子均以单键结合成链状,结构相似,故为同系物。 (2)同系物的组成元素必相同。(3)同系物必符合同一通式。但符合同一通式,且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物
33、质不一定是同系物。(4)同系物一定具有不同的分子式。【特别提醒】根据物质的结构简式判断物质是不是属于同系物,要注意所给的物质是不是分子式相同,若分子式相同则不属于同系物,如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2属于同分异构体。【例题助学】【典型例题1】下列说法中错误的是()化学性质相似的有机物是同系物分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定是同系物互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似AB只有C只有 D只有【解析】互为同系物的有机物结构相似,化学性质相似,但反之不成立,错误;同系物的前提是结构相似,不能保证这点
34、,错误;C2H4与C3H6具有相同的最简式,当然碳、氢的质量分数相同,但C2H4只能为CH2CH2,而C3H6若为时,二者不是同系物,错误;同分异构体之间物理性质有差别,若为同一类物质,化学性质相似,若为不同类物质,则化学性质不同,错误。答案为A。【答案】A 【变式训练】下列各组物质中,互为同系物的是()A正丁烷和异丁烷BCH2Cl2和CH3ClDNH4CNO和(NH2)2CO【解析】A中,正丁烷和异丁烷互为同分异构体;B中,二者分子组成上不相差一个或若干个CH2原子团;D中,二者分子式相同,结构不同,属于同分异构体。【答案】C3-1-2烷烃(易错总结)易错点同分异构体的书写方法不规范致错【对
35、点训练1】烃去掉一个(或多个)H原子后的剩余部分叫做烃基,如CH3叫做甲基,CH2CH3叫做乙基等等。(1)已知丙烷有1种,丁烷有2种,戊烷有3种,则丙基有_种,丁基有_种,戊基有_(均填数字,下同)种。(2)C3H7Cl有_种结构,C4H9Br有_种结构,C5H11F有_种结构。【错解】(1)2,6,9(2)2,6,9【错因分析】先写出烃的结构简式,再安排取代基,可得有机物的种数。根据等效氢原子判断烃基种类。编号相同的H原子等效。分别从编号处去掉1个H原子(或分别用1个氯原子、1个溴原子、1个氟原子代替1个H原子)可得丙基、丁基和戊基(或一氯丙烷、一溴丁烷和一氟戊烷)的种数。重复编号只替代1
36、次,不要重复计算。【正确解答】(1)2,4,8(2)2,4,8烃分子中有几种等效H原子,其去掉1个H原子形成的烃基就有几种:丙基有2种,则C3H7Cl有2种结构。丁基有4种,则C4H9Br有4种结构。戊基有8种,则C5H11F有8种结构。【误区警示】书写同分异构体时一定要做到“有序”和“等效”,即思维的有序性和碳原子的等效性,避免遗漏和重复。同时要注意总结规律,如(1)烃的一元取代物种类数等于烃中等效氢原子的种类数;(2)一种烃如果有m个氢原子,那么它的n元取代物与(mn)元取代物种类相等。【热点点拨】1.同分异构体概念的理解2.烷烃的一元取代产物同分异构体的判断取代产物同分异构体的判断等效氢
37、法烃分子中等效氢原子的种类有多少,其一氯代物种类就有多少,判断等效氢原子的方法有: (1)同一碳原子上所连的氢原子是等效的。(2)同一碳原子上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位置上的氢原子是等效的。同时,若烃CxHy的m(my)元取代物有n种同分异构体,则其(ym)元取代物也有n种同分异构体。【变式训练1】分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A3种B4种C5种D6种【解析】C3H6Cl2可以看成C3H8与Cl2发生取代的产物,C3H6Cl2的结构有CH3CH2CHCl2、CH3CHClCH2Cl、CH2ClCH2CH2Cl、CH3CCl
38、2CH34种。【答案】B3-1-2烷烃(助学案)【学习目标】1、使学生认识烷烃同系物在组成、结构式、化学性质上的共同点以及物理性质随着分子里碳原子数目的递增而变化的规律性。2、使学生掌握饱和链烃、烃基的概念和烷烃的同分异构体的写法及其命名法。3、通过同系物、同分异构现象的教学,使学生进一步了解有机物的性质和结构间的关系。4、通过烷烃分子通式的总结推导过程,学会用“通式思想”认识同系物的有机物的组成特征。课前预习案【自主学习】大胆试 具体要求阅读教材在自习课完成教给老师检查准备上课前10分钟展示。一、预习目标了解烷烃的结构特点及性质规律理解同系物、同分异构体的概念及同分异构体的书写 二、预习内容
39、1烷烃的概念:烷烃又叫_。结构特点是碳原子间都以_键结合成_,碳原子上剩余价键全部跟_相结合2烷烃的通式:_(n1)3烷烃的性质物理性质:烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的增多,呈规律性的变化如常温下其状态由 变到 又变到_沸点逐渐_相对密度_。烷烃的化学性质:通常 ,空气中能_,光照下能与_反应4烷烃的命名碳原子在十以内时,以_依次代表碳原子数,其后加“烷”字,碳数在十以上,以 代表,如_。5同系物和同分异构体(1)我们把结构_,在分子组成上相差_原子团的物质互称同系物 (2)化合物具有相同的_,但具有不同的_现象,叫做同分异构现象具有同分异构现象的化合物互称为_。举 例定 义分子式组成结构
40、性 质同位素同素异形体同系物同分异构体【展示点评】-我自信具体要求看规范(书写、格式)看对错,找出关键词补充、完善点评内容,讲方法规律 面带微笑,全面展示自我用最大最美的普通话。不重复别人已经评价和质疑的。课堂探究案一、探究目标1、认识烷烃同系物在组成、结构式、化学性质上的共同点以及物理性质随着分子里碳原子数目的递增而变化的规律性。2、掌握饱和链烃、烃基的概念和烷烃的同分异构体的写法及其命名法。3、 了解有机物的性质和结构间的关系。探究重点:烷烃的性质,同分异构体概念的学习及同分异构体的写法探究难点:同分异构体概念的学习及同分异构体的写法二、探究过程一:烷烃:烃的分子里碳原子间都以单键互相相连
41、接成链状,碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合,达到饱和状态。所以这类型的烃又叫饱和烃。由于C-C连成链状,所以又叫饱和链烃,或叫烷烃。二:同分异构现象和同分异构体【知识拓展】使用正、异、新的命名方法已不能满足需要。随着碳原子数增多,同分异构体的数目也增多。怎么办?三:烷烃的命名系统命名法命名步骤: 选定分子中最长的碳链为主链,并按主链上碳原子的数目称为“某烷”。 把主链中离支链最近的一端为起点,用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位,以确定支链的位置。 把支链作为取代基,把取代基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直链上所处的位置,并在数字与取代基名称之间用一短
42、线隔开。1.烷烃的物理性质:(2)烷烃的可燃性 CnH2n+2O2 nCO2(n1)H2O【整合提升】-我能做具体要求构建本节课的知识体系理解熟记基本知识点不明白的问题及时请教老师。课堂练习案【目标检测】 一定行(对所学内容进行巩固、深化)1下列烷烃,常温下呈气态的是 ( )A戊烷 B丁烷 C庚烷 D十二烷2下列叙述正确的是 ( ) A分子式相同,各元素含量也相同的物质是同种物质 B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3(多选)下列化学性质中,烷烃不具备的是 ( ) A可以在空气中燃烧 B可以与Cl2在光照下发生
43、取代反应 C可以与溴水中的溴反应而使溴水褪色 D能使高锰酸钾溶液褪色4下列有关饱和链烃的叙述正确的是 ( ) 都是易燃物特征反应是取代反应相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基 A B只有 C D只有5下列说法正确的是 ( ) A凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质。彼此一定是同系物关系 B两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则二者一定是同分异构体 C相对分子质量相同的几种化合物,互称为同分异构体 D组成元素质量分数相同,且相对分子质量也相同不同化合物,互为同分异构体6天然气、液化石油气(主要成分看作C3H8)燃烧的化学方程式分别是现有一套以天然气为燃料的灶具,改烧液化石油气,
44、应采取的正确措施是 ( )A空气和燃气的进气量都减小B增大空气进入量或减少液化石油气进入量C两种气体的进入量都增大 D减小空气进入量或增大液化石油气进入量7(多选)下列说法不正确的是 ( ) A烷烃的同系物可用通式CnH2n+2表示 B同系物的化学性质相似 C同系物的物理性质相同 D同分异构体的化学性质一定不相似81mol乙烷在光照条件下,最多可以与多少摩尔Cl2发生取代反应 ( ) A4 mol B8 mol C2 mol D6 mol9下列说法正确的是 ( ) A相对分子质量相同的物质是同种物质 B相对分子质量相同的不同有机物不一定是同分异构体 C具有同一通式的物质属于同系物 D分子中含有
45、碳和氢的化合物是烃类10有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷,它的分子结构与烷烃相似。下列有关说法错误的是 ( ) A硅烷的分子通式可表示为SinH2n+2 B硅甲烷燃烧生成二氧化硅和水 C相同条件下,甲硅烷的密度小于甲烷 D硅甲烷与乙硅烷的相对分子质量相差3011(多选)下列化学式仅代表一种物质的是 ( ) ACH4 BC3H8 CC4H10 DC5H1212某种烷烃11 g完全燃烧时,需要28 L氧气(标准状况下),该烷烃是( )AC5Hl2 BC4H10 CC3H8 DC2H6【反思与改进】我思故我在(从展示、点评、质疑角度)参考答案【练习案】1、B 2、C 3、CD 4、C 5、D 6
46、、B 7、CD 8、D 9、B 10、C 11、AB 12、C3-1-2烷烃烷烃(学业水平检测)一、选择题1下列叙述错误的是()A同系物之间在化学性质上相似B同系物不可能是同分异构体C同系物之间的物理性质随分子里碳原子数的递增,呈规律性的变化D分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质互称为同系物2下列分子只表示一种物质的是()AC3H7ClBC5H12CCH2Cl2DC4H103下列各对物质中互为同系物的是()ACH3CH=CH2和CH3CH2CH=CH2BCH3CH3和CH3CH=CH2CCH3CH2CH3和CH3CH=CH2DCH3CH2CH2=CH2和CH3CH2CH34下列各组物质中,互称为同分异构体的是()A水与冰BO2与O35下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代烃的是()ACH3CH2CH2CH3BCH3CH(CH3)2CCH3C(CH3)3D(CH3)2CHCH2CH36某气态烃在密闭容器内与氧气混合完全燃烧,如果燃烧前后
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