高中化学必修二课时作业：第3章 有机化合物 含答案

高中化学必修课程PAGE104-第一节最简单的有机化合物——甲烷第1课时甲烷的性质[目标导航]1.了解有机化合物的概念及碳原子的成键特点。2.了解甲烷的来源和主要用途。3.了解甲烷的分子结构，掌握甲烷的性质。4.理解取代反应的概念。一、甲烷的存在、结构及物理性质1．存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。2．分子结构甲烷的分子式是CH4；电子式是；结构式是。实验证明，甲烷分子具有正四面体结构，其中四个C—H键长度和强度相同，夹角相等。3．物理性质颜色状态气味密度(与空气相比)水溶性无色气体无味比空气小极难溶警示有机化合物必须含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO、CO2，碳酸及其盐等。【议一议】1．(1)CH4是正四面体结构，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4也都是正四面体结构吗？(2)如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2有几种结构？实际上有几种结构？答案(1)CH4是正四面体结构，碳原子处于正四面体的中心，四个氢原子处于正四面体的四个顶点上。根据甲烷是正四面体结构推理，有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子或原子团相结合，如，若a、b、c、d相同，则构成正四面体结构，如CCl4；若a、b、c、d不相同，则构成四面体，但不是正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。(2)如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2有2种结构，分别是，实际为空间四面体结构，所以二氯甲烷只有一种结构。二、甲烷的化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。但在特定的条件下，甲烷也会发生某些反应。1．氧化反应(燃烧)(1)化学方程式：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。(2)现象：甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。2．取代反应(1)取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。(2)甲烷与氯气的取代反应①实验探究②产物性质CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4状态气体均为油状液体水溶性都不溶于水点拨无论CH4和Cl2的比例如何，发生取代反应的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物。【议一议】2．判断下列说法是否正确(1)在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度。()(2)甲烷与Cl2的反应是置换反应。()答案(1)√(2)×3．(1)甲烷与溴水能发生反应吗？与溴蒸气呢？(2)假设1mol甲烷中的氢原子完全被取代，最多能与多少氯气反应？答案(1)甲烷除了能与氯气在光照时反应外，与其他的卤素单质的气体也能发生反应，但必须是纯卤素如溴蒸气，与溴水不反应。(2)发生取代反应时1mol氯气只能取代1mol氢原子，1mol甲烷中的氢原子完全被取代，最多能与4mol氯气反应。一、有机物组成和结构的表示方法【例1】下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。(1)对号入座(填序号)：甲烷的球棍模型是________________，甲烷的电子式是________________。(2)如果甲烷是平面结构，则CH2Cl2应该有________种结构，实际CH2Cl2有________种结构，证明甲烷不是平面结构，而是________结构，上面________更能反映其真实存在状况。答案(1)CB(2)21正四面体D解析(1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质，其中分子结构示意图(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象地表达出H、C的相对位置及所占比例；电子式(B)只反映原子最外层电子的成键情况。(2)甲烷的结构式为，其分子空间构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷有2种结构、；实际上甲烷为空间正四面体结构，所以二氯甲烷只有1种结构。知能提升常见有机物结构的表示方法表示方法含义分子式：CH4用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目最简式(实验式)：CH4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式：用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式：①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型球棍模型：小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)比例模型：用不同体积的小球表示不同大小的原子变式训练1下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图，下列说法正确的是()A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构B．CH4、CCl4都是正四面体结构C．CH4和CCl4中的化学键均为非极性键D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同答案B二、甲烷的取代反应【例2】下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是()A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3ClB．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯气答案C解析甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误；C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1mol氢原子，消耗1mol氯气，生成1molHCl，故产物中HCl最多，B错误；1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯气，D错误。规律总结甲烷发生取代反应的有关规律(1)反应条件和反应物反应条件为光照，反应物为卤素单质。例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。(2)反应产物虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，反应的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物。(3)物质的量的关系CH4与Cl2发生取代反应时，每1molH原子被取代，消耗1molCl2分子，同时生成1mol的HCl分子。(4)注意：①有机反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应方程式常用“→”。②CH4与Cl2的反应逐步进行，应分步书写。③当n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1时，反应并不只发生CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl，其他反应仍发生。解题方法归纳(1)甲烷的卤代反应的产物是混合物。(2)甲烷等有机物与氯气发生取代反应时，取代的位置和个数是难以控制的，因此制备卤代烃一般不采用取代反应。变式训练2在标准状况下，22.4LCH4与Cl2在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为()A．0.5molB．2molC．2.5molD．4mol答案C解析方法一守恒法。1molCH4与Cl2发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25mol，这四种取代物中n(Cl)＝0.25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol，根据取代反应特点，n(HCl)＝2.5mol，故生成物中所含氯原子共2.5mol＋2.5mol＝5mol，参加反应的Cl2为n(Cl2)＝2.5mol。方法二根据化学方程式进行计算。设四种有机取代物的物质的量均为1mol，写出取代反应总的化学方程式：4CH4＋10Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋CH2Cl2＋CHCl3＋CCl4＋10HCl，由此可知，4molCH4正好与10molCl2反应，当1molCH4反应时，消耗Cl22.5mol。1．近年来，科学家在海底发现了一种冰状物质——可燃冰，其有效成分为甲烷，下列说法正确的是()①甲烷属于烃类②在相同条件下，甲烷的密度大于空气③甲烷难溶于水④可燃冰是一种极具潜力的能源A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④答案C2．能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是()A．甲烷分子中4个C—H键的强度相同B．甲烷分子中4个C—H键的长度相同C．甲烷的一氯代物只有1种D．甲烷的二氯代物只有1种答案D解析若甲烷为平面正方形结构，则甲烷分子中4个C—H键的长度和强度也可以相同，故A、B项错误；若甲烷为平面正方形结构，则二氯甲烷应有2个氯原子分别在邻位和对位两种结构。而实际上二氯甲烷只有1种结构，所以甲烷不是平面正方形结构，而是正四面体结构，D项正确。3．甲烷和氯气以物质的量比1∶3混合，在光照条件下，得到的有机产物是()①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4A．只有①B．①和②的混合物C．只有②D．①②③④的混合物答案D解析甲烷和氯气按等物质的量反应，而不是只有1个甲烷分子与1个氯分子反应，所以无论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物的混合物。故正确答案为D。4．下列叙述错误的是()A．在通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应B．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D．甲烷的四种取代物都不溶于水答案B解析甲烷的性质比较稳定，在通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，但甲烷能在空气中燃烧，故A正确，B错误；甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成4种有机产物，分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均不溶于水，故C、D均正确。5.某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：(1)CH4与Cl2发生反应的条件是________；若用日光直射，可能会引起__________________________________________________________________。(2)实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，__________，____________________等。(3)实验中生成的油状液滴的化学式为________，其中________是工业上重要的溶剂。(4)用饱和食盐水而不用水的原因是______________________________________________________________________________________________________。答案(1)光照(或光亮处)爆炸(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅量筒内液面上升(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl4(4)降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应解析CH4和Cl2光照反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体，故量筒内壁上有油滴。因生成的HCl易溶于水，量筒内的压强减小；量筒内液面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl－浓度增大，使NaCl固体析出。[经典基础题]题组1有机物及其结构判断1．下列关于有机物的说法正确的是()A．有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成B．有机物只含有碳、氢两种元素C．含碳元素的化合物不一定属于有机物D．烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物答案C2．下列物质分子中，属于正四面体结构的是()A．CCl4B．CHCl3C．CH2Cl2D．CH3Cl答案A解析只有CCl4是正四面体，另外三种物质都只是四面体，但不是正四面体。3．对的叙述正确的是()A．有两种结构B．只有一种结构C．含有非极性键D．有四种结构答案B解析甲烷分子的空间结构是正四面体。若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替，其结构变为四面体，碳原子位于四面体的中心位置，两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连，它们都分别处在相邻的位置。故只有一种结构，如图所示。C—Cl、C—F均为极性键。若换成结构式、仍为一种而不是两种。CH2Cl2只有一种结构，可证明CH4是正四面体结构，而不是平面正方形结构。题组2正确理解取代反应4．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是()A．CH3ClB．CCl4C．CH2Cl2D．CH4答案B5．下列反应属于取代反应的是()A．C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2OB．Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuC．NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3D．CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CHCl3＋HCl答案D解析取代反应是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替代的反应。A项C2H4的燃烧不是取代反应；B项为置换反应；C项为复分解反应；D项中Cl原子取代了CH2Cl2中的一个H原子，故属于取代反应。题组3甲烷性质及其燃烧计算6．在常温和光照条件下，可与甲烷发生反应的是()A．氧气B．氯气C．酸性高锰酸钾溶液D．浓硫酸答案B解析常温下甲烷性质稳定，与浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液不发生反应。在常温和光照条件下，氧气不能与甲烷发生反应，但氯气能与甲烷发生取代反应。7．下列气体既可以用碱石灰干燥又可以用浓硫酸干燥的是()A．Cl2B．CH4C．NH3D．SO2答案B解析Cl2能与碱石灰反应，NH3能与浓H2SO4反应，SO2能与碱石灰反应。8．一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和H2O的总质量为14.4g，若其中水的质量为7.2g，则CO的质量是()A．2.8gB．4.4gC．5.6gD．在2.8g～5.6g之间答案A解析甲烷燃烧时，当O2少量时生成CO和H2O，当O2足量时生成CO2和H2O；所以在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2mol。设CO和CO2的质量分别为x，y。则eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＋y＝14.4g－7.2g＝7.2g,\f(x,28g·mol－1)＋\f(y,44g·mol－1)＝0.2mol))解得x＝2.8g。9．为除去混在甲烷中的CO2和H2O，可将混合气体通过盛有____________的洗气瓶，除去____________，再通过盛有____________的洗气瓶，除去____________；也可将混合气体通过____________，一次性将杂质气体除去。答案NaOH溶液CO2浓硫酸H2O碱石灰[能力提升题]10．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________________________________________________________________________。答案CH2Cl2、CHCl3、CCl4有白色沉淀产生Ag＋＋Cl－=AgCl↓溶液变红因反应生成HCl溶于水使溶液显酸性解析CH4和Cl2光照生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，随着反应进行，Cl2不断消耗，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，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升，HCl溶于水后，与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时溶液中溶质为HCl，故加入紫色石蕊试液后溶液变红。11.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1∶4)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有光的地方，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形管右端的玻璃管中水柱变化是________(填字母序号，下同)。A．升高B．降低C．不变D．无法确定(3)U形管左端的气柱变化是__________。A．体积增大B．体积减小C．消失D．不变(4)试解释U形管右端的玻璃管中水柱变化的原因：_________________________________________________________________________________________。答案(1)CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CCl4＋4HCl(2)B(3)BC(注意：体积消失是体积减小的极限)(4)反应中气体的物质的量减小，且生成的HCl能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱降低解析CH4与Cl2发生取代反应是一个连续的取代过程，生成4种有机物。当限定只产生1种有机物时，可认为CH4中的氢原子完全被取代。12．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。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据设计要求回答：(1)B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③________。(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________。(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是________________________________________________________________________。(4)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(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式________________________________________________________________________。(6)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出有机物的最佳方法为________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填编号)。a．CH4b．CH3Clc．CH2Cl2d．CHCl3e．CCl4答案(1)干燥混合气体(2)大于或等于4(3)吸收过量的氯气(4)CD(5)CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(强光))C＋4HCl(6)分液ab解析(1)B装置的三个作用为：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。(2)当反应：CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证eq\f(V（Cl2）,V（CH4）)＝x≥4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI=2KCl＋I2。(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。(5)据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为：CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(强光))C＋4HCl。(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。

第2课时烷烃[目标导航]1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。2.了解烷烃的物理性质和化学性质。3.了解简单烷烃的命名。4.知道同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。一、烷烃1．分子结构特点2．物理性质(1)递变规律(随碳原子数n递增)(2)相似性烷烃均难溶于水，相对密度均小于1。3．化学性质(与CH4相似)(1)稳定性在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不起反应。(2)燃烧反应烷烃燃烧通式：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O。(3)取代反应烷烃能与氯气等卤素单质在光照条件下发生取代反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学方程式为：C2H6＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))C2H5Cl＋HCl。4．习惯命名法(1)表示碳原子数(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n＞10相应数字(2)举例：C6H14命名为己烷，C18H38命名为十八烷。(3)碳原子数n相同结构不同时，用正、异、新表示，如C4H10的两种分子的命名：无支链时，CH3CH2CH2CH3：正丁烷。有支链时，：异丁烷。【议一议】1．判断正误(1)烷烃的分子通式是CnH2n＋2(n≥1)，但符合通式CnH2n＋2的不一定是烷烃。()(2)烷烃的特征性质是能与卤素单质发生取代反应。()(3)烷烃性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色。()答案(1)×(2)√(3)√2．多碳原子烷烃(如CH3CH2CH2CH2CH3)分子中，碳原子是直线形吗？答案烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连，因此与之成键的4个原子构成四面体结构。碳原子一定不在同一直线上，直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿状。二、同系物同分异构体1．同系物(1)特点：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。(2)实例：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。提示①同系物具有相同的通式，但是通式相同的有机物不一定互为同系物，同系物的前提是同一类物质且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。②同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差14n(n＝1，2，3……)。2．同分异构体(1)概念：具有相同的分子式，但具有不同的结构的物质。(2)实例：CH3CH2CH2CH3与互为同分异构体。(3)同分异构体的沸点：支链越多，沸点越低。(4)同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一。警示同分异构现象不只是存在于有机化合物中，只要满足分子式相同，结构不同的化合物都可以称为同分异构体。例如尿素[CO(NH2)2]和氰酸铵[NH4CNO]。【议一议】3．判断下列有关同分异构体的叙述是否正确。(1)同分异构体具有相同的组成元素。()(2)组成元素相同的化合物互为同分异构体。()(3)同分异构体具有相同的相对分子质量。()(4)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体。()(5)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物。()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×4．丁烷有几种同分异构体，其一氯代物有几种？答案丁烷有两种同分异构体，它们分别是正丁烷和异丁烷。其一氯代物共有四种，它们分别是CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、(CH3)2CHCH2Cl、(CH3)2CClCH3。一、烷烃的结构特点【例1】下列说法正确的是()A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B．分子组成符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D．碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃有两种答案B解析A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D项中n(C)∶n(H)＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷。要点归纳烷烃的结构特点(1)单键：碳原子之间以碳碳单键相结合。(2)饱和：碳原子剩余价键全部跟氢原子结合，烷烃是饱和烃，相同碳原子数的有机物分子里，烷烃的含氢量最大。(3)链状：碳原子结合成的链可以是“直链”，也可以含有支链。变式训练1下列性质中，属于烷烃特征的是()A．完全燃烧只生成二氧化碳和水B．它们不溶于水C．分子的通式为CnH2n＋2，与氯气发生取代反应D．它们密度都较小答案C解析分子通式为CnH2n＋2，与Cl2发生取代反应是烷烃的特征，而其他类别的烃燃烧时也产生二氧化碳和水，且密度较小，难溶于水，故A、B、D错误，选C。二、同系物同分异构体【例2】下列物质中互为同分异构体的有____________；互为同位素的有________________________________________________________________；互为同素异形体的有____________；是同一物质的有________________。(用序号填写)液氯②③金刚石④eq\o\al(35,17)Cl⑦⑧氯气⑨石墨⑩eq\o\al(37,17)Cl答案⑤和⑦④和⑩③和⑨①和⑧、②和⑥解析同分异构体是分子式相同，结构不同的化合物，⑤和⑦的分子式都为C6H14，二者互为同分异构体；同位素是质子数相同而中子数不同的原子，故④和⑩互为同位素；同素异形体是同种元素形成的不同种单质，故③和⑨是同素异形体。①和⑧、②和⑥是同种物质。要点归纳同位素、同素异形体，同分异构体和同系物之间的区别比较概念定义化学式结构性质同位素质子数相同、中子数不同的原子原子符号表示不同，如eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H电子排布相同，原子核结构不同物理性质不同，化学性质相同同素异形体同一种元素形成的不同单质元素符号表示相同，分子式不同，如石墨和金刚石、O2和O3单质的组成或结构不同物理性质不同，化学性质相似同分异构体分子式相同、结构式不同的化合物相同不同物理性质不同，化学性质不一定相同同系物结构相似，组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物组成元素相同，通式相同，相对分子质量相差14n，如CH4和CH3CH3同一类物质，结构相似物理性质不同，化学性质相似变式训练2下列叙述正确的是()A．分子式相同，各元素质量分数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答案C解析分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；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或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6，因此不一定是同分异构体。1．有关烷烃的叙述：①都是易燃物；②特征反应是取代反应；③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是()A．①和③B．②和③C只有①D．①和②答案D解析相邻烷烃在分子组成上相差一个—CH2—，而不是—CH3。2．下列数值都是烃的相对分子质量值，其对应的烃一定为烷烃的是()A．44B．42C．54D．128答案A解析用CnH2n＋2的Mr＝14n＋2进行判断，44对应的烃是C3H8，42对应的烃是C3H6，54对应的烃是C4H6，128对应的烃是C9H20。由于1个C原子与12个H原子的式量之和相等，所以C9H20与C10H8的相对分子质量相等，则128对应的烃不一定是烷烃。3．下列物质之间的相互关系错误的是()A．CH3CH2CH2CH2CH3和互为同分异构体B．干冰和冰为同一种物质C．CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物D．12C和14C互为同位素答案B解析干冰是二氧化碳晶体，冰是固态的水。4．下列关于烷烃的叙述，不正确的是()A．在烷烃分子中，只有单键B．烷烃的通式为CnH2n＋2，符合该通式的烃不一定是烷烃C．烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应D．随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高答案B解析烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键；烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应，取代反应是烷烃的典型性质；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力增大，使其熔、沸点逐渐升高；因烷烃分子中的氢原子已达饱和，故符合CnH2n＋2的有机物只能是烷烃。5．观察下面几种烷烃的球棍模型(1)与C互为同系物的是________，与C互为同分异构体的是________________。(2)在烷烃的同系物中，随碳原子数增加，其熔、沸点依次________(其中碳原子数满足________条件的烷烃常温下呈气态)，液态时密度依次____________。答案(1)A、BD(2)升高小于或等于4增大解析理解同系物、同分异构体的概念，会判断同系物、同分异构体。了解随碳原子数增加，烷烃熔点、沸点、密度的递变规律。[经典基础题]题组1烷烃及其性质判断1．下列属于烷烃特有性质的是()A．在空气中完全燃烧的产物为二氧化碳和水B．它们几乎不溶于水C．可与氯气在光照下发生取代反应D．可与溴水中的溴发生取代反应；可使酸性高锰酸钾溶液褪色答案C解析烃类化合物完全燃烧的产物均为二氧化碳和水，因此A不是烷烃的特有性质；烃类化合物几乎都不溶于水，所以B也不正确；烷烃与溴水、酸性高锰酸钾均不反应，故D不正确。2．下列烷烃，常温下呈气态的是()A．戊烷B．丁烷C．庚烷D．十二烷答案B解析烷烃的熔沸点随碳原子数的增加逐渐升高，故状态变化为：气态­液态­固态，常温下碳原子个数小于或等于4的烷烃呈气态。3．下列关于CH4和CHCH3CH3CH3的叙述正确的是()A．均能用组成通式CnH2n＋2来表示B．与所有烷烃互为同分异构体C．它们物理、化学性质相同D．通常情况下前者是气体，后者是液体答案A解析A项，因二者均为烷烃，都符合通式CnH2n＋2；B项，它们与其他烷烃互为同系物；C项，化学性质相似，但物理性质不同；D项，碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气体。4．下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是()A．氯气B．溴水C．氯水D．酸性高锰酸钾溶液答案A解析类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。5．在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是()①正丁烷②2­甲基丙烷(CH3CH(CH3)CH3)③戊烷④2­甲基丁烷⑤2，2­二甲基丙烷(C(CH3)4)A．①＞②＞③＞④＞⑤B．⑤＞④＞③＞②＞①C．③＞④＞⑤＞①＞②D．②＞①＞⑤＞④＞③答案C解析根据烃类的熔沸点大小判断规律：在有机物同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，熔沸点越低。分析各选项，①②均只有4个C原子，③④⑤均只有5个碳原子，故①②的沸点小于③④⑤的沸点；②有1个支链，而①无，故①>②；③无支链，④只有1个支链，⑤有2个支链，故③>④>⑤；综上所述：③>④>⑤>①>②。题组2同系物、同分异构体6．下列关于同系物的说法中，错误的是()A．同系物具有相同的最简式B．同系物能符合同一通式C．同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团D．同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化答案A解析结构相似，必属同一类物质，因此有同一通式，但不一定有相同的最简式，A错误，B正确；相邻同系物组成上相差一个CH2原子团，C正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，D正确。7．下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是()A．CH3CH2CH2CH3B．CH3CH(CH3)CH3C．C(CH3)4D．CH3CH(CH3)CH2CH3答案C解析选项A有两种同分异构体，B项也有两种同分异构体，C项只有一种同分异构体，D项有四种同分异构体。题组3烃的燃烧计算8．在常温、常压下，取下列四种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()A．CH4B．C3H8C．C4H10D．C2H6答案C解析设此气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，则1mol该烃完全燃烧时耗氧量为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))mol，上述选项分别代入eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))mol，比较可知C4H10耗氧量最多。9．(1)乙烷的电子式为________________，分子式为CmH20的烷烃中m为________，分子式为C8Hn的烷烃中n为________，与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为________，若上述四种烃各为1mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是________。(2)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是________。答案918C3H8C9H20(2)CH4解析(1)根据烷烃通式为CnH2n＋2可求出m为9，n为18，密度与CO2相同的烷烃式量为44，由14n＋2＝44可求出n为3，即分子式为C3H8。若同为1mol烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“x＋eq\f(y,4)”的大小，“x＋eq\f(y,4)”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是C9H20。(2)若同为1g烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“eq\f(y,x)”的大小，“eq\f(y,x)”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是CH4。[能力提升题]10．有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是__________________________________；属于同种物质的是________。A．①②B．②③C．③④⑤⑥⑦D．①③E．③④⑤⑦F．④⑥答案BDEAF解析7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为①C5H12②C5H12③C6H14④C6H14⑤C6H14⑥C6H14⑦C6H14。所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；①②结构相同，属于同种物质，④⑥结构相同，属于同种物质；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。11．已知某烷烃分子中电子数为42。(1)该烷烃的分子式为______________________________________________。(2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式____________________________________________________________________________________。(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是______________________________________________________________________________。(写结构简式)答案(1)C5H12(2)CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、解析(1)烷烃分子通式为CnH2n＋2，则其分子中电子数为6n＋(2n＋2)＝42，n＝5，烷烃分子式为C5H12。(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、。(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12三种同分异构体中，沸点最低。12．(1)请写出烷烃CnH2n＋2(n≥1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：__________________________________________________________________。有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答(2)～(4)题(填序号)：(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2的量最多的是________。(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是________。(4)10mL某气态烃，在50mLO2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是________。答案(1)CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O(2)④(3)①(4)②解析(1)烷烃CnH2n＋2燃烧的化学方程式为CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O；(2)相同状况下，等体积即物质的量相同，消耗O2的量取决于eq\f(3n＋1,2)，即丁烷消耗O2的量最多；(3)等质量时耗O2量取决于氢的含量，即甲烷耗O2量最多，(4)反应前后体积之差为25mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。第二节来自石油和煤的两种基本化工原料第1课时乙烯[目标导航]1.了解烯烃的概念。2.了解乙烯的物理性质，掌握其化学性质。3.掌握乙烯的分子结构，初步体会其结构特点对性质的影响。4.认识加成反应的特点，会书写乙烯发生加成反应的化学方程式。5.了解乙烯的用途。一、烯烃1．不饱和烃与烯烃2．烯烃的实验探究(1)实验操作(2)实验现象B处：溶液紫色褪去。C处：溶液红棕色褪去。D处：点燃时火焰明亮并伴有黑烟。(3)实验结论①在炽热碎瓷片的作用下，石蜡油分解产生了能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物。②气态产物中含有与烷烃性质不同的烃，实际是烯烃和烷烃的混合物。【议一议】1．判断下列说法正误(1)烃的分子式为C3H6，符合通式CnH2n，故该分子属于烯烃。()(2)某无色气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，该气体一定是烯烃。()(3)某无色气体能使溴水褪色，该气体可能是烯烃。()答案(1)×(2)×(3)√二、乙烯1．组成和结构2．物理性质颜色状态气味水溶性密度无色气体稍有气味难溶于水比空气略小3.化学性质(1)氧化反应①燃烧：C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O现象：火焰明亮，伴有黑烟，放出大量热。②使酸性高锰酸钾溶液(紫色)褪色。(2)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。乙烯可与H2、HCl、Br2、Cl2、H2O等物质发生加成反应。CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br(乙烯可使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH3CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2ClCH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2OH(3)加聚反应：nCH2=CH2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH2—CH2(聚乙烯)。点拨制取氯乙烷时若用乙烷和Cl2的取代反应得到的是混合物，副产物太多，生成物不纯，若乙烯和HCl的加成反应可制得较纯净的氯乙烷，产物单一。4．用途(1)重要化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等；(2)可作水果催熟剂。【议一议】2．如何区分甲烷和乙烯？甲烷中有乙烯如何除去？答案乙烯能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，由此可区别甲烷(烷烃)和乙烯(烯烃)。另外根据乙烯分子中含碳量大，燃烧火焰明亮，并伴有浓黑烟，而甲烷燃烧产生淡蓝色火焰也可以区别。乙烯被酸性KMnO4溶液氧化的产物是CO2，因此CH4中混有乙烯时，不能用酸性高锰酸钾溶液除去(引入新的杂质)，应用溴水洗气除去。一、乙烯的结构和性质【例1】下列说法错误的是()A．无论是乙烯与Br2的加成反应，还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，都与分子内含有碳碳双键有关B．溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷C．相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同D．乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼答案C解析乙烯发生加成反应和氧化反应的过程中碳碳双键都断裂，A项正确；乙烯能与Br2和酸性KMnO4溶液反应，但乙烷不能，故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙烷，B项正确；乙烯和甲烷中氢的质量分数不同，故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量不同，C项错误；乙烯分子中含有碳碳双键，化学性质比乙烷活泼，D项正确。要点归纳乙烷和乙烯结构和性质的比较分子式C2H6C2H4分子结构结构式碳碳键的类别碳碳单键碳碳双键分子内各原子的相对位置C、H不全在一个平面内6个原子全在一个平面内性质相同点(都能燃烧)2C2H6＋7O2eq\o(→,\s\up7(点燃))4CO2＋6H2OC2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O不同点(特征性质)C2H6＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))C2H5Cl＋HClCH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br变式训练1既可以用来鉴别乙烷与乙烯，又可以用来除去乙烷中的乙烯以得到纯净乙烷的方法是()A．通过足量的NaOH溶液B．通过足量的溴水C．在Ni催化、加热条件下通入H2D．通过足量的酸性KMnO4溶液答案B解析乙烷是饱和烃，不与溴水及酸性KMnO4溶液反应，不能使它们褪色。乙烯通过溴水与Br2发生加成反应生成液态的1，2­二溴乙烷(CH2Br—CH2Br)，留在溴水中，B项中的方法可行。而乙烯通过酸性KMnO4溶液，会被氧化成CO2逸出，这样乙烷中的乙烯虽被除去，却混入了CO2，D项中的方法不可行。C项中的方法也不可取，因为通入H2的量不好控制。量少，不能将乙烯全部除去；量多，就会使乙烷中混有H2。而且该反应条件要求高。由于乙烷、乙烯均不能与NaOH溶液反应，故A项中的方法不可取。二、重要的有机反应类型——加成反应和取代反应【例2】下列各反应中属于加成反应的是()①CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(一定条件))CH3CH2OH②H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光))2HCl③＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3—CH2—OH④CH3—CH3＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl—CH2Cl＋2HClA．①③B．②③C．①④D．②③答案A解析本题难点是对③的判断，分子里有一个不饱和碳原子，该碳原子与氧原子组成的原子团为，由反应产物CH3—CH2—OH可知，该反应是H—H分子里的氢原子跟里的不饱和原子直接结合的反应，由此可知，反应符合加成反应的概念，是加成反应。要点归纳取代反应与加成反应比较名称比较取代反应加成反应概念有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应有机物分子中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反应前后分子数目一般相等减少反应特点可发生分步取代反应有时只有一种加成方式，有时有多种加成方式取代反应和加成反应是两类重要的有机反应，饱和烃的特征反应是取代反应，不饱和烃的特征反应是加成反应。变式训练2下列反应中能够说明烯烃具有不饱和结构的是()A．燃烧B．取代反应C．加成反应D．分解反应答案C解析加成反应是在不饱和键两端的碳原子上直接加上原子或原子团，故加成反应为不饱和烃的特征反应。1．下列物质属于不饱和烃的是()A.B．C．CH2=CH—CH3D．C8H18答案C2．下列关于乙烯的叙述中，不正确的是()A．乙烯的化学性质比乙烷活泼B．乙烯燃烧时，火焰明亮，同时伴有黑烟C．乙烯可作香蕉等水果的催熟剂D．乙烯双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应和取代反应答案D解析乙烯分子中的双键有一个易断裂，使得乙烯容易发生加成反应；乙烯并不容易发生取代反应，故正确答案为D。3．能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是()A．乙烯分子里碳氢个数比为1∶2B．乙烯完全燃烧生成的CO2和水的物质的量相等C．乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，且1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴D．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案C解析碳氢原子个数比为1∶2，是对乙烯的组成分析，而不是证明碳碳双键存在的事实；B选项与A选项的实质是一样的，根据生成的CO2和水的物质的量相等，也只能推断出碳、氢原子个数比为1∶2；C选项，加成反应是不饱和烃的特征性质，1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴，说明乙烯分子中含有一个碳碳双键；D选项，能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征，并不能说明一定含有碳碳双键，也不能定量地说明乙烯分子的结构中只含有一个碳碳双键。4．下列过程中发生了加成反应的是()A．C2H4使酸性高锰酸钾溶液褪色B．C2H4使溴的CCl4溶液褪色C．C2H4燃烧生成二氧化碳和水D．CH4和Cl2的混合气体在光照条件下逐渐褪色答案B解析A项，酸性高锰酸钾溶液与C2H4发生氧化反应；B项，C2H4与溴发生加成反应；C项，C2H4燃烧属于氧化反应；D项，属于取代反应。5．试写出一定条件下乙烯与H2，HCl，Cl2，H2O的加成反应的化学方程式。______________________________________________________________________________________________________________________________________答案①CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH3(乙烷)②CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Cl(一氯乙烷)③CH2=CH2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(催化剂))(1，2­二氯乙烷)④CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加压、加热))CH3CH2OH(乙醇)[经典基础题]题组1乙烯性质的判断1．有关乙烯的下列叙述：①乙烯溶于水后可得乙醇②乙烯能发生加聚反应③乙烯能与溴水发生加成反应④乙烯是无色、稍有气味、难溶于水的气体；其中正确的是()A．只有②B．①和③C．②和③D．②③④答案D解析乙烯需在一定条件下与水加成才能得到乙醇。2．下列物质不可能是乙烯加成产物的是()A．CH3CH3 B．CH3CHCl2C．CH3CH2OH D．CH3CH2Br答案B解析做这种类型的题时，一定要抓住加成反应的特点：“断一加二，从哪里断，从哪里加”，所以CH2=CH2加成应该是每个碳原子上加一个原子或原子团，所以加成后每个碳原子上至少有两个H原子，B选项不符合。题组2乙烯和烷烃的性质比较3．下列关于乙烯和乙烷比较的说法中，不正确的是()A．乙烯的结构简式为CH2CH2，乙烷的结构简式为CH3CH3B．乙烯分子中所有原子处于同一平面上，乙烷分子则为立体结构，原子不都在同一平面上C．乙烯分子中含有碳碳双键，乙烷分子中含有碳碳单键，双键不如单键稳定，导致乙烯的性质比乙烷活泼D．乙烯分子中因含有不饱和键，导致乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色答案A解析乙烯的结构简式为CH2=CH2。乙烯分子中的一个键易断裂，导致乙烯比乙烷活泼，乙烷中的碳碳单键稳定，致使乙烷不能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。4．对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是()①二者燃烧时现象完全相同②点燃前都应验纯③甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色，乙烯燃烧的火焰较明亮，并有大量黑烟生成④二者燃烧时都有黑烟生成A．①②B．③④C．①④D．②③答案D解析甲烷和乙烯燃烧现象不同，①错；可燃性气体点燃前都要验纯，②对；甲烷燃烧无黑烟，④错，③对。5．甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净的甲烷，可依次通过盛有下列哪一组试剂的洗气瓶()A．澄清石灰水、浓硫酸B．酸性KMnO4溶液、浓硫酸C．溴水、浓硫酸D．浓硫酸、NaOH溶液答案C解析乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化，也可以与溴水发生加成反应，不与硫酸、NaOH溶液等酸或碱发生反应；甲烷与气态卤素单质在光照条件下发生取代反应，不与酸、碱和氧化剂等发生反应，因此首先排除A、D两项；B项酸性KMnO4溶液虽能氧化乙烯，但氧化产物是CO2和H2O，CO2成为新杂质，B项错误。6．使1mol乙烯与氯气发生加成反应，并反应完全，然后使该加成反应的产物与氯气在光照的条件下发生取代反应，并反应完全，则两个过程中共消耗氯气()A．3molB．4molC．5molD．6mol答案C解析根据CH2=CH2＋Cl2→CH2Cl—CH2Cl，1mol乙烯与氯气发生加成反应，消耗1mol氯气；加成反应的产物1，2­二氯乙烷与氯气在光照的条件下发生取代反应，并且反应完全，消耗4mol氯气。两个过程中消耗的氯气的总的物质的量是5mol。题组3烯烃结构的判断7．下列说法正确的是()A．乙烯的电子式为B．乙烯的球棍模型为C．乙烯分子是空间平面结构D．乙烯的结构简式为CH2CH2答案C解析乙烯分子中碳原子间是双键，有两对共用电子对，A错误；碳原子半径应比氢原子大，B错误；乙烯的结构简式为CH2=CH2，D错误。8．丙烯可看作是乙烯分子中的一个氢原子被—CH3取代的产物，由乙烯推测丙烯的结构或性质，正确的是()A．分子中三个碳原子在同一直线上B．分子中所有原子都在同一平面上C．与HCl加成只生成一种产物D．丙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色答案D解析已知乙烯是平面形分子，四个氢原子和两个碳原子都在同一平面上，且C—H键与碳碳双键之间有夹角。丙烯可看作是—CH3取代乙烯分子上的一个氢原子的产物，因而三个碳原子不在同一直线上。因甲基为四面体结构，故所有原子一定不在同一平面上，另外甲基引入后，双键两侧碳原子所处位置不同，与HCl加成产物应有两种情况：CH3CH2CH2—Cl和。[能力提升题]9．足球比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医会迅速对运动员的受伤部位喷射一种药剂——氯乙烷(沸点为12.27℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。(1)氯乙烷用于冷冻麻醉应急处理的原因是________________________________________________________________________。(2)制取CH3CH2Cl最好的方法是________。A．乙烷与氯气反应B．乙烯与氯气反应C．乙烷与HCl反应D．乙烯与HCl反应(3)选择上述方法的理由是____________；制取发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________。答案(1)氯乙烷的沸点较低，易挥发而吸收热量，使局部冷冻麻醉(2)D(3)由于烷烃的卤代反应是分步进行的，而且反应很难停留在一元取代阶段，所以得到的产物往往是混合物；而用乙烯和HCl反应只有一种加成产物，所以可以得到相对纯净的产物CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3—CH2Cl解析为制得纯净的氯乙烷，应用乙烯与HCl的加成反应，而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。因为乙烯与HCl的加成产物只有一种，而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烷的混合物。10．等物质的量的乙烯与甲烷，所含分子数之比为____________________________________________________________________，碳原子个数之比为____________，氢原子个数之比为____________，若充分燃烧，消耗O2的体积比为____________；0.1mol某烃在足量的氧气中完全燃烧，生成CO2和水各0.6mol，则该烃的分子式为____________。答案1∶12∶11∶13∶2C6H1211．某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A还是一种植物生长调节剂，A可发生如图所示的一系列化学反应。据图回答下列问题：(1)写出A、C、D的结构简式：A________，C________，D________。(2)写出①②两步反应的化学方程式，并注明反应类型：①_______________________________________________________________(反应类型____________)。②________________________________________________________________(反应类型____________)。答案(1)CH2=CH2CH3CH2ClCH3CH2OH(2)CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△))CH3CH3加成反应CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Cl加成反应解析根据烃A的用途知A为乙烯，则B为CH3CH3，C为CH3CH2Cl，D为CH3CH2OH，其中化学反应①为CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△))CH3CH3，化学反应②为CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Cl。12．实验室制取乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓H2SO4反应生成少量的二氧化硫。有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。其装置如下图所示，试回答下列问题。(1)图中①、②、③、④装置可盛放的试剂是①________；②________；③________；④________。(将下列有关试剂的序号填入空格内)A．品红溶液B．NaOH溶液C．浓H2SO4D．酸性KMnO4溶液(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是________________________________________________________________________。(3)使用装置②的目的是______________________________________________，使用装置③的目的是________________________________________________。(4)能说明含有乙烯的现象是__________________________________________。答案(1)ABAD(2)①中品红溶液褪色(3)除去SO2气体检验SO2气体是否除尽(4)③中品红溶液不褪色，④中酸性KMnO4溶液褪色或颜色变浅解析因为CH2=CH2和SO2都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，因此，不能确定混合气体中是否含有或者只含有CH2=CH2。由于CH2=CH2不与NaOH溶液反应，也不与品红溶液反应，而SO2却能与NaOH溶液和品红溶液反应，且SO2与品红溶液反应有明显的褪色现象，故可利用此性质差异先检出和除净SO2；再用装置③确认SO2除净之后，才能用酸性KMnO4溶液验证CH2=CH2的存在。第2课时苯[目标导航]1.了解苯的物理性质及重要用途。2.掌握苯分子的结构特点。3.掌握苯的化学性质。一、苯的分子结构1．组成与结构分子模型分子式结构式结构简式C6H6________________________2.结构特点(1)苯分子为平面正六边形结构。(2)分子中6个碳原子和6个氢原子共平面。(3)6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊化学键。点拨因为苯环中碳碳键为完全相同的化学键，所以和不是同分异构体，而是同一种物质。【议一议】1．如何证明苯的分子结构中碳碳键不是单双键交替？答案苯不能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色，苯的邻位二取代物只有一种，这些都说明苯的分子中碳碳键不是单双键交替的结构。二、苯的性质1．物理性质颜色：无色；气味：有特殊气味；状态：液体；毒性：有毒；在水中的溶解性：不溶于水；密度：(与水相比)比水小。是一种重要的有机溶剂。2．化学性质由于苯分子中，碳原子间是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的键，因而苯兼有烷烃和烯烃的性质。(1)氧化反应苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但能够燃烧，燃烧时发生明亮并带有浓烟的火焰。燃烧的化学方程式为：2C6H6＋15O2eq\o(→,\s\up7(点燃))12CO2＋6H2O。(2)取代反应①与溴的反应反应的化学方程式为：。②硝化反应反应的化学方程式为：(3)加成反应在一定条件下，苯可以和H2发生加成反应，反应的化学方程式为：＋3H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△))。警示制取溴苯时应用液溴而不是溴水。3．苯的同系物甲苯的分子式C7H8，结构简式，二甲苯的分子式C8H10，二甲苯有三种同分异构体，分别为邻二甲苯，间二甲苯，对二甲苯。甲苯和二甲苯都可发生上述类似的取代反应和加成反应。【议一议】2．(1)如何证明苯与溴单质发生的是取代反应，而不是加成反应？(2)苯与溴的取代产物溴苯为无色、不溶于水且比水重的油状液体，而实际实验中得到的溴苯因溶有溴而呈黄褐色，如何提纯得到无色的溴苯？答案(1)苯与溴单质发生取代反应时生成HBr，若发生加成反应则无HBr生成。将反应产生的气体先通过四氯化碳(除去溴蒸气，防止其与水反应生成HBr)，再通入硝酸银溶液，若产生淡黄色沉淀，说明发生的是取代反应。(2)将呈黄褐色的溴苯与NaOH溶液混合，充分振荡后静置，使液体分层，然后分液。一、苯的结构【例1】某同学要以“研究苯分子的结构”为题目做一次探究活动，下面是其活动记录，请你补全所缺内容。(1)理论推测：他根据苯的凯库勒式________，推测苯分子中有两种不同的碳碳键，即________和________，因此它可以使紫红色的________溶液褪色。(2)实验验证：他取少量的上述溶液加入试管中，然后加入苯，充分振荡，静置，发现_________________________________________。(3)实验结论：上述的理论推测是________(填“正确”或“错误”)的。(4)查询资料：经查阅有关资料，发现苯分子中六个碳原子之间的键________(填“相同”或“不同”)，是一种________键，苯分子中的六个碳原子和六个氢原子________(填“在”或“不在”)同一平面上，应该用________表示苯分子的结构更合理。(5)发现问题：当他将苯加入溴水中时，充分振荡，发现能使溴水褪色，于是该同学认为所查资料有误。你同意他的结论吗？为什么？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)酸性KMnO4(2)溶液分层，溶液紫红色不褪去(3)错误(4)相同介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学在(5)不同意，由于苯是一种有机溶剂且不溶于水，而溴单质在苯中的溶解度比其在水中的溶解度大许多，故将苯与溴水混合振荡时，苯将溴单质从其水溶液中萃取出来，从而使溴水褪色，与此同时，苯层颜色加深要点归纳苯和乙烯的平面结构：说明：将苯或乙烯分子中的H原子替换为其他的原子，则该原子也将存在于原平面结构中。变式训练1下列有机分子中，所有的原子不可能在同一个平面上的是()A．CH2=CHClB．C．D．CH3—CH=CH2答案D解析判断有机物分子中原子共面问题，必须熟悉三种代表物的空间结构。即：CH4，正四面体，最多三个原子共面；CH2=CH2，平面结构；，平面结构。A、C中把氯原子看作氢原子，所以全部共面。B中苯环平面和乙烯基平面可以共面。D含有甲基(—CH3)，所以不可能所有的原子共面。二、苯的重要性质【例2】下列关于苯的说法中正确的是()A．苯与H2在一定条件下的加成产物环己烷中，所有碳原子在同一平面上B．表示苯的分子结构，其中含有碳碳双键，因此苯的性质跟烯烃相同C．苯的分子式是C6H6，苯分子中的碳原子远没有饱和，因此能与溴水发生加成反应而使之褪色D．苯环上的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键，因此苯可以发生取代反应和加成反应答案D解析环己烷中碳原子的成键情况类似于烷烃中碳原子的成键情况，故环己烷中所有碳原子不在同一个平面上，凯库勒式不能真正代表苯分子的结构，苯分子中并不存在单双键交替的情况，因此不能与溴水发生加成反应而使之褪色。对比归纳苯与甲烷、乙烯的结构和典型性质的比较物质甲烷乙烯苯结构特点正四面体平面四边形平面正六边形与Br2反应Br2试剂溴蒸气溴水或溴的CCl4溶液液溴反应条件光照无FeBr3反应类型取代加成取代氧化反应酸性KMnO4溶液不能使酸性KMnO4溶液褪色能使酸性KMnO4溶液褪色不能使酸性KMnO4溶液褪色燃烧燃烧时火焰呈淡蓝色燃烧时火焰明亮，带黑烟燃烧时火焰明亮，带浓烟鉴别不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色不能和Br2反应，但能萃取溴水中的溴，不能使酸性KMnO4溶液褪色变式训练2苯与乙烯相比较，下列叙述正确的是()A．都可以与溴发生取代反应B．都容易发生加成反应C．乙烯易发生加成反应，苯不能发生加成反应D．乙烯易被酸性KMnO4氧化，而苯不能答案D解析苯与液溴发生取代反应，乙烯与Br2发生加成反应，A错误；乙烯易发生加成反应，而苯只有在特殊条件下才能发生加成反应，B、C错误；乙烯易被酸性KMnO4氧化而苯不能，D正确。1．在下列有机物中，能跟溴水发生加成反应，又能被酸性高锰酸钾溶液氧化的是 ()A．乙烯 B．苯 C．甲烷 D．乙烷答案A2．下列物质中，分子内所有原子在同一平面上且不能使酸性KMnO4溶液褪色的是 ()A．乙烯 B．乙烷 C．甲烷 D．苯答案D解析乙烯分子中的2个碳原子和4个氢原子在同一平面上；乙烷、甲烷分子中最多有3个原子共面；苯分子中的6个碳原子和6个氢原子在同一平面上。但乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。3．下列属于取代反应的是 ()A．甲烷燃烧B．在镍做催化剂的条件下，苯与氢气反应C．苯的硝化反应D．乙烯通入酸性KMnO4溶液中答案C解析甲烷燃烧属于氧化反应，A错误；在镍做催化剂的条件下苯与氢气反应属于加成反应，B错误；苯的硝化反应属于取代反应，C正确；乙烯通入酸性KMnO4溶液中发生氧化反应，D错误。4．下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是 ()A．苯是无色、带有特殊气味的液体B．常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体C．苯在一定条件下能与硝酸发生取代反应D．苯不具有典型的双键，故不可能发生加成反应答案D5．同学们已经学习了两种典型的有机化学反应类型——取代反应、加成反应，写出下列反应的化学反应方程式，并判断其反应类型。(1)由乙烯制取氯乙烷：_____________________________________________，属于____________反应；(2)由苯制取硝基苯：________________________________________________，属于____________反应；(3)由苯制取环己烷：_______________________________________________，属于____________反应。答案(1)CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up10(催化剂))CH3CH2Cl加成解析(1)由乙烯制氯乙烷属于加成反应。(2)由苯制取硝基苯属于取代反应。(3)由苯制取环己烷属于加成反应。[经典基础题]题组1苯的结构与性质1．