高中化学总复习最简单的有机化合物—甲烷课新人教版必修2.ppt

1、1.了解甲烷、乙烯、苯的主要性质及它们在化工生产中的作用，重点认识典型化学反应（取代反应、加成反应）的特点。 2.通过对典型有机物分子结构的认识，初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响。 3.结合生活经验和化学实验，了解乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，加深认识这些物质对于人类日常生活、身体健康的重要性。,4.通过对几种重要有机物结构和性质的学习，体会有机物跟无机物的区别和联系，初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法，初步形成对有机化学领域的学习兴趣。,本章内容是高考中常考内容，主要考查烃的结构、性质及用途。题目比较容易；乙醇、乙酸的化学性质和用途一般与其他有机

2、物的组成、结构和性质进行综合考查，考查的主要知识点是羟基和羧基的结构和性质，与能源、交通、医疗、工农业生产、科技、环保等相关的新情境题、各官能团的性质及转化、同分异构体的书写与判断仍将是2011年高考的热点。,第一讲 最简单的有机化合物甲烷,一、甲烷 1烃 仅含有两种元素的有机物称为烃。,碳、氢,2分子组成及结构,3.物理性质 颜色：，状态： ，溶解性：，密度比空气。 4化学性质 通常情况较稳定，与 等均不反应。 (1)氧化反应 甲烷的燃烧热为890 kJ/mol，甲烷燃烧的热化学方程式为：,CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)；H890 kJ/mol,无色,气体,难溶,于水,

3、小,强酸、强碱、强氧化剂,(2)取代反应 定义：有机物分子里的某些 被其他所替代的反应。 甲烷与氯气的取代反应 反应的现象为：试管内气体颜色逐渐，试管壁出现，试管中有少量。 反应的方程式为：,原子或原子团,原子或原子团,变浅,油状液滴,白雾,(第一步)。甲烷的4种氯代产物均溶于水，常温下除 是气体外，其他3种产物都是状体。 二、烷烃 1通式： (n1)。 2结构特点 烃分子中碳原子之间以 结合，剩余价键全部与结合，使每个碳原子都达到价键饱和。,不,一氯甲烷,无色,油,液,CnH2n2,单键,氢原子,3性质 (1)物理性质 所有烷烃均 溶于水且密度比水 。 随碳原子数的增加，熔沸点逐渐，密度逐渐

4、。 碳原子数小于5的烷烃，常温下呈。 (2)化学性质 烷烃的化学性质与甲烷相似，通常较稳定，不与强酸、强碱及强氧化剂反应，但在一定条件下可燃烧，可发生取代反应和分解反应。,小,升高,增大,气态,难,烷烃(CnH2n2)的燃烧通式为： 乙烷与Cl2发生取代反应生成一氯代物的化学方程式为,CH3CH3Cl2 CH3CH2ClHCl。,三、同系物 1概念 相似，在分子组成上 原子团的物质互称为同系物。 2性质 同系物的化学性质，物理性质呈现一定递变规律。,相差一个或若干,结构,个CH2,相似,四、同分异构体 具有相同的，但具有不同的 的化合物互称为同分异构体。如下表中各烷烃的同分异构体数目分别为：,

5、分子式,结构,1种,1种,1种,2种,3种,5种,写出丁烷和戊烷的同分异构体：,考点一甲烷和烷烃的结构与性质,例1(2009临沂检测)某学校课外实验小组欲探究甲烷的性质。实验小组成员发现实验台有两个盖有毛玻璃片的集气瓶(其中一瓶为甲烷、一瓶为氯气)等。小组成员从实验台上拿出一支规格为20 mL的刻度试管，想在试管中取5 mL甲烷、15 mL氯气的混合气体进行实验探究。,请你帮助他们完成下列问题： (1)用最简单的方法区别两个集气瓶中气体：_。 (2)有同学提出用分液漏斗、双孔橡胶塞、玻璃管等仪器组装，可以将集气瓶中的气体取到刻度试管中。请你画出在刻度试管中取5 mL甲烷、15 mL氯气的混合气

6、体的操作装置，并说明简单的操作方法：_。,(3)在水槽中将橡皮塞塞在集有混合气体的试管口上，取出，放置在_(填写下面的序号)的地方，探究甲烷与氯气的取代反应。 A黑暗中B阳光直射的地方 C室内自然光 D任何地方 写出该反应中的一个化学方程式：_。 足够长的一段时间后，用手握住试管，口朝下，伸入水中，在水下拔下橡皮塞，可以观察到的现象是：_。,解析(1)通过观察法可以区别，有颜色的集气瓶中为氯气，另外一集气瓶中为甲烷。 (2)按照答案图中所示的装置，用排饱和食盐水的方法可以分别收集预定体积的气体。 (3)烷烃的取代反应需要的光为自然光，不能在阳光直射下，否则会导致反应太快而发生爆炸。,答案(1)

7、有颜色的一瓶为氯气，另外一瓶为甲烷 (2)装置如下图所示,先将双孔塞塞到盛有甲烷的集气瓶口上，打开分液漏斗旋塞，使食盐水缓缓流下，收集15 mL氯气；然后将双孔塞换到盛有甲烷的集气瓶上，再打开分液漏斗旋塞，排出试管中所有的水即可,1甲烷是分子结构最简单的有机物，也是学习有机化学的基础，理解好甲烷的结构特点，对理解烷烃以及将来学习其他有机物，都是非常重要的。在甲烷分子中，碳原子位于正四面体的中心，氢原子位于正四面体的四个顶点，四个CH键的键长、键角均相等，而对于更复杂的烷烃中的每个碳原子都以4个价键与其他原子(C或H)相结合，在空间的伸展方向与CH4基本一致，只不过因为连的基团不同时，使得键长和

8、键角均有所改变。,2甲烷的化学性质主要是取代反应，而其他烷烃在发生取代反应时，其特点与甲烷一样，重点从反应条件，试剂类型，产物的复杂性等方面去掌握： (1)反应条件：光照(在室温、暗处不发生反应)漫射光，不能强光直射。 (2)反应物质：纯卤素，例如甲烷与溴水不反应，与溴蒸气见光发生取代反应。 (3)反应产物：甲烷的取代反应是分步进行的，所以甲烷的氯代物并不是一种，而是几种氯代物的混合物。,3有机化学中的取代反应与无机化学中的置换反应的比较,4.有机物的组成和结构的表示方法比较,有机物和无机物的学习中注意化学用语应用的异同，通常在书写无机反应方程式时，以分子式为主，而在书写有机反应方程式时，常以

9、结构简式为主。,1在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是() ACH3Cl BCH2Cl2 CCHCl3 DHCl 答案D,2下列物质在一定条件下，可与CH4发生化学反应的是() A氯气 B溴水 C氧气 DKMnO4溶液 答案AC,3已知CF2Cl2(商品名为氟利昂12)是CH4的取代产物，请判断下列关于CF2Cl2的叙述正确的是() A有2种结构 B有4种同分异构体 C所有化学键都是共价键 D分子是正四面体构型 答案C,考点二同系物、同分异构体,例2(2007宁夏高考)根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是() A.3 B4C5

10、D6,解析从表格中得知第n种物质的碳原子数应为n，氢原子数规律为4、4、8、8、12、12、16、16，即为4的倍数，且重复一次，故第5种物质的分子式为C5H12，其同分异构体数目有3种，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、,答案A,1四同比较,2.对同系物概念的理解 理解同系物概念时要注意以下几点： (1)同系物必须符合同一通式，但符合同一通式的物质不一定是同系物； (2)结构相似是指同系物为同一类物质，如乙烯与环丙烷都符合“CnH2n”通式，组成上也相差“CH2”原子团，但不是同一类物质，不是同系物； (3)同系物的化学式一定不同，结构相似但不完全相同，组成元素相同。 综上所述

11、，在判断同系物时，要一看结构是否相似，二看组成是否相差若干个“CH2”原子团。,3同分异构体的书写技巧(降碳对称法) 三注意：(1)选择最长的碳链为主链；(2)找出中心对称线；(3)保证去掉碳后的链必为主链。 四句话：(1)主链由长到短；(2)支链由整到散；(3)位置由心到边；(4)排布分对、邻、间。,4取代反应产物同分异构体的判断等效氢法 (1)有机物中位置等同的氢原子叫等效(性)氢原子，烃的一元取代物分子中等效氢原子的种类有多少，则其一元取代物种类就有多少。 (2)“等效氢原子”种类的判断通常有如下三个原则： 同一碳原子所连的氢原子是等效的； 同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的； 同一

12、分子中处于轴对称或镜面对称(相当于平面镜成像时，物与像的关系)位置上的氢原子是等效的。,1下列叙述正确的是() A分子式相同，元素各百分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,解析该题考查的是对同系物、同分异构体概念的理解。同系物的概念要点有二：结构相似、组成上相差一个或若干个CH2，所以B是错误的。通式相同的物质不一定是同系物，有可能结构上不相似，如环烷烃与烯烃，也有可能互为同分异构体。同分异构体的概念也有两个要点：分子式相同，结构不同。A错误，因为分子式相同，结构不一定相同，所以不

13、一定是同种物质。D错误，因为相对分子质量相同，分子式不一定相同，如CO和N2。只有C正确。 答案C,2下列物质互为同分异构体的是_，互为同系物的是_，互为同位素的是_，互为同素异形体的是_，属于同一种物质的是_。(填序号) C60与金刚石H与D,解析同分异构体、同系物、同位素、同素异形体是四个不同的概念。分子式相同，结构不同的是同分异构体；结构相似，组成相差“CH2”原子团的是同系物；同位素是指质子数相同，中子数不同的原子；同素异形体的定义范围是单质，同种元素形成的不同单质，称同素异形体，如O2和O3，红磷与白磷等。 答案,3下列各对物质中，属于同分异构体的是 () A35Cl和37Cl,答案

14、D,考点三与烃类物质燃烧有关的计算,例3现有A、B、C三种烃，其球棍模型如下图： (1)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_(填对应字母，下同)；,(2)同状况、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、1.01105Pa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，这两种气体是_。,(4)温度100条件下，当烃分子中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变，y4的为CH4、C2H4，故答案为CH4、C2H4。 答案(1)A(2)C(

15、3)BA(4)A、B,烃的燃烧规律 1等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，消耗氧气的量决定于“x ”的值，此值越大，耗氧量越多。 2等质量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量决定于CxHy中y/x的值，此值越大，耗氧量越多。 3若烃分子的组成中碳、氢原子个数比为12，则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。 4等质量且最简式相同的各种烃完全燃烧时其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。,6烃CxHy中x1而y2且为偶数，因为烷烃的氢原子数为2(n1)：由于每形成一个双键或一个环均能少用2个氢原子，故烃中的氢原子数总以2的倍数在变化。,1两种气态烃以任意比例混合，在105时1 L该混合烃与9 L氧气

16、混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍为10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是 () ACH4、C2H4 BCH4、C3H6 CC2H4、C3H4 DC2H2、C3H6 答案BD,2下列各组的两种烃以体积比为11组成的混合气体，在O2中充分燃烧后，生成的CO2和H2O(g)的体积比亦为11，则这两种烃可能是() ACH4和C2H4 BC2H4和C3H6 CC2H4和C2H2 DC2H6和C4H6 答案BD,3a mL三种气态烃的混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来的状态(常温、常压)，体积共缩小2a mL。则三种烃可能是() ACH4、C2H4、C3H4 BC2H6、C3H6

17、、C4H6 CCH4、C2H6、C3H8 DC2H4、C2H2、CH4,答案A,甲烷作为一种清洁能源，对其性质的研究显得非常重要。有关CH4的制备(以信息题的形式出现)和有关性质实验可能会有所体现。 例随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷菌在密闭的条件下分解各种有机物产生沼气，已经成为我国广大农村地区获得新能源和保护环境的重要手段之一。沼气的主要成分是CH4，还有少量CO2、H2S等。,下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气，收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实验： 如图中甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶中

18、充满水；丙瓶内盛有X溶液；丁为量筒。,(1)按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其正确的顺序是：(填接口序号)a_f。 (2)丙瓶内盛有的X溶液为_(填序号)。 A浓氨水BNaOH溶液 CCuSO4溶液 D盐酸 (3)若要验证CH4中含有H2S气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛的试剂可能是_(填序号)。 A浓氨水 BNaOH溶液CCuSO4溶液 D盐酸,(4)已知1000 mL(标准状况)甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出39.75 kJ的热量，则1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为_，该反应的热化学方程式为_。 答案(1)decb(2)B(3

19、)C (4)890.4 kJ CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)； H890.4 kJ/mol,近年来，我国煤矿爆炸事故频频发生，造成重大人员伤亡和财产损失。煤矿发生爆炸事故的元凶是煤矿坑道气中含有的甲烷。下列关于甲烷的叙述中错误的是 () A甲烷分子是一种呈正四面体构型的化合物 B甲烷分子中两个氢原子被氯原子取代后，可形成两种不同结构的分子 C甲烷是重要的化工原料，其分解产物可用于合成氨和橡胶工业 D“抽”出煤矿坑道中的甲烷，既可用作清洁燃料，又可防止煤矿发生爆炸事故,解析甲烷是一种呈正四面体构型的分子，当甲烷分子中两个氢原子被氯原子取代后，可形成CH2Cl2，其结构只有一

20、种，所以B错误；又根据题中所述，甲烷是造成煤矿爆炸事故的元凶，因此可将其抽出，用作燃料，同时防止煤矿发生爆炸事故，甲烷分解可以得到炭黑和氢气，能用于合成氨和橡胶工业，所以C、D正确，故选B。 答案B,2下列关于有机化合物的说法中，正确的是() A凡是含碳元素的化合物都属于有机化合物 B易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物 C所有的有机化合物都很容易燃烧 D有机化合物的同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一 解析CO不是有机化合物；卤素单质可以溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂但其并不是有机物；个别有机物具有阻燃性质，如CCl4。 答案D,3(2010莱芜月考)城市居民使用的石油气

21、的主要成分为丁烷，在使用过程中，常有一些杂质以液态沉积于钢瓶中，这些杂质是() A甲烷与丙烷B乙烷与丙烷 C乙烷与戊烷 D戊烷与已烷 解析考虑到烃类的沸点变化规律；常温下，碳原子数等于或小于4的为气态，大于4的为液态，大于11的为固态。故而可以判断出余下的杂质为戊烷和已烷。 答案D,4(2010海门检测)老鼠能在多氟碳化物溶液内潜水自由游动，科学家预测多氟碳化物可能成为血液的替代品。全氟丙烷(C3F8)是一种常见的多氟碳化物，下列对该物质的叙述中正确的是 () A全氟丙烷的电子式为 BC比F的原子半径小 C全氟丙烷分子中的化学键只有共价键 D全氟丙烷分子中的3个碳原子在同一条直线上,解析全氟丙

22、烷的电子式中氟原子周围也是8个电子，A错；同周期主族元素，随着原子序数的增加，原子半径逐渐减小，B错；联想甲烷分子的四面体结构，可知全氟丙烷分子中3个碳原子构成“V”字形，D错。 答案C,5(2010湖北襄樊模拟)两种气态的烃组成的混合物0.1 mol完全燃烧可生成3.584 L(标况)二氧化碳和3.6 g的水，则混合物中() A一定含有丙炔 B一定含有甲烷 C可能有丙烷 D一定没有乙烯 解析本题考查有机物燃烧的基本知识。0.1 mol混合烃生成0.16 mol二氧化碳和0.2 mol水，平均分子式为C1.6H4，则一定含有碳原子数小于1.6的甲烷，B选项正确，则排除其他选项。乙类、丙炔都可能

23、有，因为另一种烃氢原子的个数一定为4。 答案B,6甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是平面正方形结构的理由是() ACH3Cl不存在同分异构体 BCH2Cl2不存在同分异构体 CCHCl3不存在同分异构体 DCH4是非极性分子 解析本题采用反证法进行判断。甲烷分子若是平面正方形结构，则应是下图中图1，若对平面结构不成立的命题，则可证明甲烷是正四面体结构而不是平面正方形结构。,A若是平面结构，CH3Cl也没有同分异构体，则A不符合题意。,B若CH4为平面结构，则其二氯代物可有：(图2，图3)两种同分异构体，则B说法仅对正四面体结构成立，而不符合平面结构。因此，B可作为证明CH4是否是正四面体结构的理由。 C与A类似，不能证明CH4是否是正四面体结构。 D若CH4为平面结构，正、负电荷的重心重合在中心碳原子上，可以是非极性分子，亦不能证明CH4分子