高三化學(xué)復(fù)習(xí)大綱版121甲烷、烷烴2課件

第十二章烴第一節(jié)甲烷、烷烴1．了解有機(jī)化合物數(shù)目眾多和異構(gòu)現(xiàn)象普遍存在的本質(zhì)原因。2．了解烷烴的命名原則。3．掌握甲烷及烷烴的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。4．理解基團(tuán)、官能團(tuán)、同分異構(gòu)體、同系物等概念，能夠辨認(rèn)同系物和列舉同分異構(gòu)體。能夠識別結(jié)構(gòu)式(結(jié)構(gòu)簡式)中各種原子的連接次序和方式、基團(tuán)和官能團(tuán)。2．有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(1)溶解性：大多數(shù)有機(jī)物

溶于水，

溶于有機(jī)溶劑。(2)耐熱性：多數(shù)有機(jī)物不耐熱，熔點

。(3)可燃性：絕大多數(shù)有機(jī)物

燃燒。(4)晶體類型：絕大多數(shù)有機(jī)物晶體為

，不易導(dǎo)電。(5)反應(yīng)緩慢：有機(jī)物參加的反應(yīng)復(fù)雜，一般較緩慢且常伴有副反應(yīng)發(fā)生，化學(xué)方程式中一般用“―→”代替“===”。低不易易分子晶體【自我檢測】將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的例子很多，如：

以上反應(yīng)中，最節(jié)能的是________，原子利用率最高的是________。(填字母)答案：

a

二、甲烷1．結(jié)構(gòu)：甲烷的分子式：

，結(jié)構(gòu)式：

，電子式

，空間構(gòu)型為

。CH4正四面體2．物理性質(zhì)：無色無味、比空氣

、

溶于水的氣體。輕難③反應(yīng)特點CH4分子中的氫原子逐步被氯原子替代。每從CH4分子中取下1molH原子，消耗

分子。④產(chǎn)物特點：各種有機(jī)取代產(chǎn)物共存，且物質(zhì)的量的總和等于

的物質(zhì)的量。1mol

Cl2甲烷(2)氧化反應(yīng)①CH4通常不與

、

、

(如KMnO4)反應(yīng)。②甲烷在空氣中燃燒，產(chǎn)生

色的火焰，并放出大量的熱。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：③高溫分解化學(xué)方程式為：酸堿氧化劑淡藍(lán)【自我檢測】分析右圖中實驗裝置，預(yù)測可能觀察到的實驗現(xiàn)象：(1)試管中：①___；②_____；③______。(2)水槽中：______________________。答案：

(1)①氣體顏色逐漸褪去②水面上升③試管內(nèi)壁上有黃色油狀液滴出現(xiàn)(2)有白色膠狀沉淀生成3.化學(xué)性質(zhì)(1)取代反應(yīng)：烷烴在

條件下可以與Cl2、Br2發(fā)生取代反應(yīng)。(2)氧化反應(yīng)：烷烴在O2中的燃燒通式為

(3)分解反應(yīng)：在一定條件下，烷烴可以分解。光照4．命名(1)習(xí)慣命名法(2)系統(tǒng)命名法①選主鏈：選

的鏈為主鏈；②編號：從離的一端開始編號；③書寫名稱：支鏈名在前主鏈名在后，支鏈不同，簡單的在前，同基合并。最長離支鏈最近5．同系物的概念結(jié)構(gòu)

，在分子組成上相差一個或若干個

原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。同系物的特點：(1)結(jié)構(gòu)相似，有相同的

。(2)分子組成相差

或

。(3)有相似

。6．同分異構(gòu)體：化合物具有

分子式，但具有

分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有

現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。其特點：分子式

、結(jié)構(gòu)

。“CH2”通式“CH2”“CH2”的整數(shù)倍不同同分異構(gòu)相同不同相似化學(xué)性質(zhì)相同(1)若烷烴分子中氫原子數(shù)為A，A與n1、n2、n3、n4的關(guān)系是：A＝______________或A＝____________。(2)若某分子中n2＝n3＝n4＝1，則該分子的結(jié)構(gòu)簡式可能是：___。(3)四種碳原子數(shù)之間的關(guān)系是n1＝_______________。答案：

(1)(n1＋n2＋n3＋n4)×2＋2

3n1＋2n2＋n3

(3)2＋n3＋2n4

(1)概念反應(yīng)。有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的(2)烷烴的取代反應(yīng)烷烴發(fā)生取代反應(yīng)時，碳鏈結(jié)構(gòu)沒有變化，一氯代物的種數(shù)取決于分子中有幾種性質(zhì)不同的氫原子，因此，只要判斷出烷烴分子中有幾種氫原子就可知其一氯代物有幾種。同一個碳原子上的氫原子性質(zhì)相同，同一個碳原子上連接的所有甲基氫原子性質(zhì)相同，位置相同的碳原子上氫原子性質(zhì)相同。判斷一個有機(jī)反應(yīng)是否屬于取代反應(yīng)時，要緊緊抓住一個“換”字，即用一個原子(或原子團(tuán))換去另一個原子(或原子團(tuán))，即取代反應(yīng)發(fā)生后一定有副產(chǎn)物生成。(2008·海南高考)下列有機(jī)反應(yīng)中，不屬于取代反應(yīng)的是(

)解析：答案：

BA．左高右低B．左低右高C．U形管中水的高度左右相同D．U形管中沒有水解析：

甲烷取代反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4＋4Cl2

CCl4＋4HCl，此反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減少，且生成的HCl能夠溶解于水，所以左側(cè)壓強(qiáng)減小至零，故U形管中的水完全被吸入集氣瓶。答案：

D③常見的幾種烴基的異構(gòu)體數(shù)目a．—C3H7：2種，結(jié)構(gòu)簡式分別為：

(1)同分異構(gòu)體的分子式相同，故相對分子質(zhì)量相同。但相對分子質(zhì)量相同的化合物不一定是同分異構(gòu)體，如C2H6與HCHO，C2H5OH與HCOOH不是同分異構(gòu)體。(2)同分異構(gòu)體的最簡式相同。但最簡式相同的化合物不一定是同分異構(gòu)體，如C2H2與C6H6，HCHO與CH3COOH不是同分異構(gòu)體。(3)書寫同分異構(gòu)體時要按一定的思維順序，避免遺漏和重復(fù)。同時要注意總結(jié)規(guī)律，如一種烴如果有m個氫原子可被取代，那么它的n元取代物與(m－n)元取代物種類相等。(2009·遼寧、寧夏理綜)3－甲基戊烷的一氯代產(chǎn)物(不考慮立體異構(gòu))有A．3種B．4種C．5種D．6種解析：

該題考查了有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象。對3－甲基戊烷的碳骨架分析可知，1號碳原子和5號碳原子，2號碳原子和4號碳原子上的氫原子是對稱的，另外還有3號碳原子上的氫原子，及連接3號碳原子的甲基上的氫原子，共有4種不同環(huán)境的氫原子，所以3－甲基戊烷的一氯代產(chǎn)物的同分異構(gòu)體共有4種。答案：

B[變式訓(xùn)練]2.(2010·課標(biāo)全國)分子式為C3H6Cl2的同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu))(

)A．3種B．4種C．5種D．6種解析：分子式為C3H6Cl2的同分異構(gòu)體共有

答案：

B烷烴是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)，本節(jié)取代反應(yīng)、同分異構(gòu)體書寫等是歷年高考重點考查的內(nèi)容之一。主要題型有：①選擇題。該類型題的特點是一題考查多個知識點，題少但覆蓋面廣。此類型題主要考查學(xué)生的觀察能力和自學(xué)能力。②填空題。該類型題的特點是將計算、推斷等的解題過程在試卷外完成，卷面上只體現(xiàn)結(jié)論或結(jié)果。此類型題主要考查學(xué)生的思維能力和綜合處理問題的能力。單獨與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的試題并不很多，但烷烴是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)烴及烴的衍生物知識的基礎(chǔ)。高考命題將牢牢把握這一特點，將把甲烷分子空間結(jié)構(gòu)(飽和碳原子的結(jié)構(gòu))、取代反應(yīng)等內(nèi)容同烴的衍生物知識綜合在一起進(jìn)行考查。另外，同分異構(gòu)體的書寫將繼續(xù)是高考考查熱點。1．(2009·重慶理綜)下列對有機(jī)物結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的描述，錯誤的是(

)A．一定條件下，Cl2可在甲苯的苯環(huán)或側(cè)鏈上發(fā)生取代反應(yīng)B．苯酚鈉溶液中通入CO2生成苯酚，則碳酸的酸性比苯酚弱C．乙烷和丙烯的物質(zhì)的量共1mol，完全燃燒生成3molH2OD．光照下2,2－二甲基丙烷與Br2反應(yīng)，其一溴取代物只有一種解析：本題考查有機(jī)基礎(chǔ)知識。選項A，在光照條件下Cl原子取代苯環(huán)側(cè)鏈上的H，在催化劑條件下Cl原子取代苯環(huán)上的H。選項B，H2CO3的酸性比苯酚強(qiáng)。選項C，C2H6、C3H6分子中含有的H原子數(shù)相同，1mol混合物無論怎樣分配，含H量不變，完全燃燒生成的H2O始終為3mol。選項D,2,2－二甲基丙烷中，4個—CH3完全等效，其一溴代物只有一種。答案：

B2．(2008·全國卷Ⅰ)下列各組物質(zhì)不屬于同分異構(gòu)體的是(

)A．2,2－二甲基丙醇和2－甲基丁醇B．鄰氯甲苯和對氯甲苯C．2－甲基丁烷和戊烷D．甲基丙烯酸和甲酸丙酯解析：

具有相同分子式、不同結(jié)構(gòu)的化合物互稱為同分異構(gòu)體。A、B、C選項中兩種物質(zhì)的分子式均相同，互為同分異構(gòu)體。

分子式不同，不互為同分異構(gòu)體。答案為D。答案：

D3．環(huán)丙烷可作為全身麻醉劑，環(huán)己烷是重要的有機(jī)溶劑。下面是部分環(huán)烷烴及烷烴衍生物的結(jié)構(gòu)簡式、鍵線式和某些有機(jī)化合物的反應(yīng)式(其中Pt、Ni是催化劑)?；卮鹣铝袉栴}：(1)環(huán)烷烴與____________________是同分異構(gòu)體。(2)從反應(yīng)①～③可以看出，最容易發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)的環(huán)烷烴是________(填名稱)。判斷依據(jù)為__________________。(3)環(huán)烷烴還可與鹵素單質(zhì)、鹵化氫發(fā)生類似的開環(huán)加成反應(yīng)，如環(huán)丁烷與HBr在一定條件下反應(yīng)，其化學(xué)方程式為____________________________________(不需注明反應(yīng)條件)。(4)寫出鑒別環(huán)丙烷和丙烯的一種方法，試劑______________________；現(xiàn)象與結(jié)論_________。解析：

(1)由表中結(jié)構(gòu)簡式可知環(huán)烷烴的通式為CnH2n，顯然與碳原子個數(shù)相等的烯烴互為同分異構(gòu)體。(2)比較①～③的反應(yīng)條件(溫度)知，①反應(yīng)溫度最低，故環(huán)丙烷最易發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)。(3)根據(jù)加成反應(yīng)的實質(zhì)，不難寫出所求反應(yīng)的方程式。(4)由反應(yīng)④知環(huán)烷烴不與KMnO4(H＋)反應(yīng)，而碳碳雙鍵易被氧化，故用KMnO4可鑒別環(huán)丙烷和丙烯。答案：

(1)相同碳原子數(shù)的烯烴(2)環(huán)丙烷反應(yīng)所需的溫度最低(3)

(4)酸性KMnO4溶液使酸性KMnO4溶液褪色的是丙烯1．據(jù)估計，地球上的綠色植物通過光合作用每年能結(jié)合來自CO2中的碳1500億噸和來自水中的氫250億噸，并釋放4000億噸氧氣。光合作用的過程一般可用下式表示：CO2＋H2O＋微量元素(P、N等)(蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等)＋O2下列說法不正確的是(

)A．有些無機(jī)物通過光合作用可轉(zhuǎn)化為有機(jī)物B．碳水化合物就是碳和水組成的化合物C．葉綠素是光合作用的催化劑D．增加植被，保護(hù)環(huán)境是人類生存的需要解析：

A項正確；糖的概念→B項不正確；

→C項正確；環(huán)保思想→D項正確。答案：

B2．(2007·北京理綜)如右圖所示，集氣瓶內(nèi)充滿某混合氣體，置于光亮處，將滴管內(nèi)的水?dāng)D入集氣瓶后，燒杯中的水會進(jìn)入集氣瓶，集氣瓶內(nèi)氣體是(

)①CO、O2

②Cl2、CH4

③NO2、O2

④N2、H2A．①②

B．②④C．③④

D．②③解析：

②中Cl2與CH4反應(yīng)生成HCl及CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，但總物質(zhì)的量不變，后3種物質(zhì)常溫下為液態(tài)，且滴入水后，HCl溶于水使集氣瓶內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，燒杯中的水在大氣壓作用下會進(jìn)入集氣瓶。③中由于4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，也會產(chǎn)生題述現(xiàn)象。答案：

D3．2008年北京奧運會“祥云”火炬所用環(huán)保型燃料丙烷(C3H8)，悉尼奧運會火炬所用燃料為65%丁烷(C4H10)和35%丙烷的混合物，已知丙烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為2221.5kJ·mol－1；正丁烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為2878kJ·mol－1；異丁烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為2869.6kJ·mol－1，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．正丁烷和異丁烷互為同系物B．相同質(zhì)量的正丁烷和丙烷分別完全燃燒，前者需要的氧氣多，產(chǎn)生的熱量也多C．相同條件下，正丁烷的熔沸點比異丁烷高D．丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－2221.5kJ·mol－1解析：正丁烷與異丁烷互為同分異構(gòu)體，不是同系物，A錯；根據(jù)丙烷和正丁烷的燃燒熱得出相同質(zhì)量時，丙烷完全燃燒放出的熱量大于正丁烷，需要氧氣也多，B錯；正丁烷與異丁烷相比，異丁烷有支鏈，故熔沸點低，C正確