第17讲 甲烷、乙烯、苯（讲义江苏专用）（原卷版）

/第17讲甲烷、乙烯、苯内容概览学考要求速览明确考试范围与核心要求必备知识梳理系统整理学科框架与知识高频考点精讲破译重点内容及解题思路考点一甲烷与烷烃考点二乙烯与烯烃考点三苯实战能力训练模拟实战，提升解题技能一、甲烷与烷烃1.饱和烃——甲烷甲烷的存在：、沼气、油田气、煤矿坑道气（煤层气或瓦斯气)、页岩气的主要成分都是甲烷。“可燃冰”是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中的天然气水合物()。2.甲烷的物理性质甲烷是的气体，标准状况下的密度为0.717g/L，溶于水。3.甲烷的化学性质稳定性通常情况下，比较稳定——与强酸、强碱或KMnO4等强氧化剂不发生反应可燃性在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成CO2和H2O分解反应在较高温度下会发生分解——用于制备基本的化工原料和燃料取代反应反应条件(室温下在暗处不发生反应)反应产物可生成多种有机生成物反应特点连锁反应——逐步取代，各步反应同时进行取代1molH原子，消耗1molX2，生成1molHX反应模型A—B＋C—Deq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(光照),\s\do4(→))),\s\do6())A—D＋C—B有进有出，取而代之4.烷烃概念碳原子都以相连，其余的价键均用于与结合，达到“饱和”结构特点单键：碳原子之间以结合成通式CnH2n＋1化学性质取代反应①CH4＋Cl2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(光照),\s\do4(→))),\s\do6())CH3Cl(气体)＋HClCH3Cl＋Cl2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(光照),\s\do4(→))),\s\do6())CH2Cl2(无色油状液体)＋HClCH2Cl2＋Cl2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(光照),\s\do4(→))),\s\do6())CHCl3(无色油状液体)＋HClCHCl3＋Cl2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(光照),\s\do4(→))),\s\do6())CCl4(无色油状液体)＋HCl②CH3CH3＋Cl2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(光照),\s\do4(→))),\s\do6())CH3CH2Cl＋HCl(不能用来制备氯乙烷)氧化反应CH4＋2O2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(点燃),\s\do4(→))),\s\do6())CO2＋2H2O既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不能使溴水褪色分解反应CH4eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(高温),\s\do4(→))),\s\do6())C＋2H2(条件：隔绝空气加热)二、乙烯与烯烃1．乙烯的结构分子式电子式结构式结构简式分子模型球棍模型空间填充模型2．乙烯的物理性质与应用物理性质无色稍有气味难溶于水比空气略轻应用重要的化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等(乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平)；在农业生产中用作调节剂3．乙烯的化学性质氧化反应O2燃烧(火焰用伴有少量)、催化氧化KMnO4/H＋生成CO2加成反应反应条件Br2不需外界条件；H2、H2O、HX需催化剂反应产物可生成1种有机生成物(原子利用率)反应模型断一加二，哪里断哪里加加聚反应反应模型双键变单键4.烯烃反应类型化学方程式加成反应CH2CH2＋H2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(催化剂),\s\do4(→))),\s\do5(Δ))CH3CH3CH2CH2＋Br2→CH2CH2＋H2Oeq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(催化剂),\s\do4(→))),\s\do5(Δ))CH3CH2OH(工业制备乙醇)CH2CH2＋HCleq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(催化剂),\s\do4(→))),\s\do5(Δ))CH3CH2Cl(制备氯乙烷)氧化反应CH2CH2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(KMnO4/H＋),\s\do4(→))),\s\do6())CO2加聚反应nCH2CH2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(催化剂),\s\do4(→))),\s\do5(Δ))【温馨提示】加成反应与取代反应的比较类型取代反应加成反应反应物的结构特征含有易被取代的原子或原子团含有不饱和键(如碳碳双键等)生成物两种(一般是一种有机物和一种无机物)一种(有机物)碳碳键变化情况无变化不饱和键断裂结构变化形式举例等量替换式，如CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HCl开键加合式，如CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))CH3CH2Cl三、苯1．苯的结构①苯分子为平面结构；②分子中6个碳原子和6个氢原子；③6个碳碳键，是一种介于之间的特殊化学键。2．苯的性质反应类型化学方程式取代反应卤代反应：＋Br2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(Fe),\s\do4(→))),\s\do5())＋HBr硝代反应：＋HNO3eq\o(\s\up5(eq\o(\s\up3(浓H2SO4),\s\do3(→))),\s\do3(50℃～50℃))＋H2O氧化反应2C6H6＋15O2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(点燃),\s\do4(→))),\s\do6())12CO2＋6H2O苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化加成反应＋3H2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(催化剂),\s\do4(→))),\s\do5(Δ))【温馨提示】甲烷、乙烯、苯的比较物质甲烷乙烯苯结构特点正四面体所有原子共平面平面正六边形与Br2反应Br2试剂纯溴溴水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有明亮火焰并伴有浓烟产生燃烧时有明亮火焰并伴有浓烟产生鉴别不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色将溴水加入苯中振荡分层，上层呈橙红色，下层为无色四、同分异构体与同系物1．同分异构体①定义：同分异构体：相同→不同→②类型类型举例碳链异构碳链骨架不同，如CH3—CH2—CH2—CH3和位置异构官能团位置不同，如CH2CH—CH2—CH3和CH3—CH＝CH—CH3类别异构官能团种类不同，常见物质有醇与醚、羧酸与酯、醛与酮，如CH3CH2OH和CH3OCH32．同系物定义结构，分子组成上相差一个或n个原子团的有机物判断①一差(分子组成至少相差一个CH2原子团)②二(相)似(结构相似，化学性质相似)③三相同(即组成元素相同，官能团种类和个数相同，分子组成的通式相同)【温馨提示】同系物、同分异构体的比较概念研究对象比较实例相同不同同系物有机化合物结构相似分子组成上相差一个或若干个CH2原子团CH3CH3与同分异构体化合物分子式相同结构不同CH3CH2CH2CH3与考点一甲烷、乙烯、苯的结构与性质【典型例题】【例1】下列关于几种常见有机物的叙述不正确的是A．甲烷能与氯气在光照条件下发生取代反应B．乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色C．苯能被酸性KMnO4溶液氧化D．乙醇能与金属钠发生反应【即时演练】1．（江苏省淮安市2024-2025学年普通高中学考模拟）下图表示乙烯与溴的反应的示意图，该反应类型是A．取代反应 B．加成反应 C．水解反应 D．酯化反应2．乙烯可作水果催熟剂。下列有关乙烯的说法正确的是A．常温常压下为无色液体 B．易溶于水C．能使酸性KMnO4溶液褪色 D．分子中C、H元素的质量之比为1∶23．下列关于苯的说法正确的是A．密度比水大 B．能使酸性KMnO4溶液褪色C．可发生取代反应 D．与右图物质互为同系物考点二重要的有机反应类型【典型例题】【例2】（江苏省2025年普通高中学业水平合格性考试）下列属于取代反应的是A．CH4＋Cl2CH3Cl＋HClB．CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2BrC．nCH2=CHClD．2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O【即时演练】1．下列化学反应中不属于取代反应的是()A．CH3CH2Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CHCl2＋HClB．CH3OH＋HCleq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋H2OC．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑D．CH3—CH2—Br＋H2Oeq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5(△))CH3—CH2—OH＋HBr2．甲烷、乙烯都能发生的反应为A．氧化反应 B．酯化反应 C．还原反应 D．加成反应3．下列变化中发生了加成反应的是A．甲烷光照下与氯气反应 B．CCl4使溴水褪色C．乙烯水化制备乙醇 D．乙烯使酸性高锰酸钾褪色考点三同分异构体和同系物的概念与判断【典型例题】【例3】（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）下列各组物质互为同分异构体的是A．金刚石和石墨 B．和 C．乙醇和二甲醚 D．乙烷与乙烯【即时演练】1．下列物质互为同分异构体的一组是A．氧气与臭氧 B．CH3CH2OH和CH3OCH3C．35Cl和37Cl D．甲烷与乙烷2．正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是A．具有相似的化学性质 B．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同C．具有相似的物理性质 D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同3．下列各组物质的相互关系描述正确的是A．和是同种物质B．CH3CH2OH和CH3CH2OCH3互为同系物C．H2O、D2O和T2O互为同位素D．和互为同分异构体1．下列关于甲烷认识不正确的是A．碳元素的化合价为 B．最广泛的用途是用作清洁燃料C．密度比氢气大 D．实验室可以用排水法收集2．下列有关乙烯的化学用语中，不正确的是A．电子式 B．结构简式CH2＝CH2C．分子结构模型 D．空间构型是正四面体型3．乙烯是石油裂解气的主要成分，它的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。下列说法正确的是A．乙烯可作果实催熟剂B．石油裂解气属于纯净物C．乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明乙烯具有漂白性D．PE(聚乙烯)是由乙烯单体聚合而成，说明PE中含有碳碳双键4．下列物质不能利用乙烯通过加成反应制得的是A．CH3CH3 B．CH3CH2OH C．CH3CH2Cl D．CH3CHCl25．下列反应中，属于加成反应的是A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B．氢气与氧气反应生成水C．乙烯与溴反应生成1，2—二溴乙烷 D．甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢6．下列关于乙烯和乙烷的说法错误的是A．乙烯比乙烷化学性质更稳定B．乙烯是不饱和烃，乙烷是饱和烃C．乙烯能使酸性溶液褪色，乙烷则不能D．乙烯分子为平面结构，乙烷分子为立体结构7．1828年，德国化学家维勒在制备氰酸铵(NH4CNO)时得到了尿素[CO(NH2)2]，首次人工合成有机物。NH4CNO与CO(NH2)2两者互为A．同位素 B．同分异构体 C．同系物 D．同素异形体8．（江苏省泰州市2024-2025学年高二学业水平考试模拟）下列各组物质互为同分异构体的是A．正丁烷与异丁烷 B．与 C．乙烷与乙烯 D．与9．下列有关苯、乙烯的说法正确的是A．都易溶于水 B．都含有碳碳双键C．都具有可燃性 D．都能使酸性高锰酸钾溶液褪色10．下列各组物质中，互称为同系物的是A．氧气和臭氧 B．和 C．正丁烷和异丁烷 D．甲烷和丙烷11．液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是A．分子中碳原子不在一条直线上 B．光照下能够发生取代反应C．丙烷与甲烷不是同系物 D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色阅读下列材料，完成下面小题化学促进了我国科技的创新与进步：以氦-3()等离子体作为燃料的“人造太阳”运行时间创造世界记录；全球首枚液氧甲