第一节甲烷烷烃导学案Word格式文档下载.docx
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③KSCN;
④甲烷;
⑤红糖;
⑥CCl4;
⑦CO(NH2)2;
⑧石灰石;
⑨食用油;
⑩醋酸
A.①②④⑤⑨B.①④⑤⑥⑦⑨⑩C.①③④⑤⑦⑧⑨⑩D.①④⑤⑥⑩
3.下列关于烃的说法正确的是
A.含有碳、氢元素的有机物B.含有碳元素的化合物
C.仅由碳、氢两种元素组成的有机物D.完全燃烧只生成二氧化碳和水的化合物
4.下列物质属于烃类的是
A.C6H6B.H2CO3C.C2H4OD.CHCl3
知识点二甲烷的组成和结构
[思考]沼气的成分是什么?
写出其化学式、结构式及成键类型,其结构有何特点?
1.存在和用途
(1)存在:
甲烷是________、________、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
(2)用途:
天然气是一种______、______、________的清洁能源,还是一种重要的__________。
2.组成与结构
(1)表示方法
化学式
电子式
结构式
分子结构示意图
球棍模型
比例模型
(2)结构特点
甲烷分子是以______为中心,________为顶点的__________结构,其中C—H键的______
和______相同,属于分子。
1.下列气体的主要成分不是甲烷的是:
A.沼气B.天然气C.水煤气D.坑道所产生的气体
2.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D.CCl4的结构和甲烷相同
3.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,理由是
A.CH3Cl只存在一种结构B.CH2Cl2只存在一种结构
C.CHCl3只存在一种结构D.CCl4中四个价键的键角和键长都相等
知识点三甲烷的性质
[思考]
(1)煤矿中为何会发生瓦斯爆炸?
发生什么反应?
怎样防止气体爆炸?
从中你能得到什么启示?
(2)如何验证甲烷燃烧的产物?
(3)如何区别H2、CO、CH4三种气体?
(4)CH4与Cl2在什么条件下反应?
现象是什么?
产物有几种?
哪种产物最多?
属于哪种反应类型?
颜色
状态
气味
密度(与空气相比)
水溶性
1.物理性质
2.化学性质
通常状况下,甲烷比较稳定,与______等强氧化剂不反应,与______、______也不反应。
但在特定的条件下,甲烷也能发生某些反应。
(1)氧化反应
纯净的甲烷在空气中安静的燃烧,火焰呈________,放出大量的热,反应的化学方程式
为________________________________________________________________________。
(2)取代反应
①甲烷与氯气的取代反应
实验操作
实验现象
a.气体颜色________,最后________;
b.试管内壁有________出现;
c.试管内液面逐渐________;
d.试管中有少量白雾。
有关化学方程式
②取代产物的性质
水溶性:
甲烷的四种氯代产物均________。
状态:
常温下除__________是气体,其余三种均为__________。
③取代反应:
有机化合物分子里的某些________________被其他________________所代替的化学反应。
取代反应和置换反应的区别:
(3)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。
氢气是
的原料;
炭黑是的原料。
反应的化学方程式为
3.甲烷的用途:
。
1.下列叙述中错误的是
A.点燃甲烷不必事先进行验纯B.甲烷燃烧放出大量的热,所以是一种很好的气体燃料
C.煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火,以防爆炸事故的发生D.点燃甲烷不一定会爆炸
2.下列叙述错误的是
A.通常情况下,甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不反应
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.甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水
3.为验证甲烷分子中含有碳氢两种元素,可将其燃烧产物通过:
a.浓硫酸b.澄清石灰水c.无水硫酸铜,正确的通过顺序是
A.abcB.bcC.bcaD.cb
4.CH4和H2混合气体10mL,完全燃烧后生成6mLCO2气体(气体的体积在相同状况下测定),则混合气体中CH4和H2的体积之比为
A.2∶3B.3∶2C.2∶1D.1∶2
5.1molCH4与Cl2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
6.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.容器内分子总数不变
C.容器内压强不变D.发生的反应属于取代反应
7.下列反应中,光照对反应几乎没有影响的是
A.氯气与氢气的反应B.氯气与甲烷的反应C.氧气与甲烷的反应D.次氯酸的分解
8.下列反应中属于置换反应的是,属于取代反应的是。
①Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑②CH4+Cl2→CH3Cl+HCl③CH4+2O2→CO2+2H2O
④CH3CH2Br+H2O→CH3CH2OH+HBr⑤PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl⑥NaCl+AgNO3===NaNO3+AgCl↓
新知探究二烷烃
1.了解烷烃概念并会对烷烃和简单的环烷烃进行命名。
2.了解烷烃的物理性质及变化规律。
3.通过烷烃分子通式的总结推导,学会用“通式思想”认识有机物的同系物的组成特征。
4.掌握同系物、同分异构体、同分异构现象等概念;
能判断和书写烷烃及环烷烃的同分异构体。
5.了解从一种代表物质入手研究同系物有机物性质的方法。
【自主预习】
阅读必修2P62-P64和选修5P9,P13-14
知识点一烷烃的概念及性质
[思考]
(1)请根据乙烷、丙烷、丁烷分子模型,写出各物质的分子式、结构式及结构简式:
乙烷
丙烷
丁烷
分子式
结构简式
(2)结合甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的组成及结构特点,归纳它们的分子结构特点。
(3)既然甲烷的结构和其他的烷烃分子很相似,那么它们在性质上是否也很相似呢?
分析课本P63表中数据,总结其物理性质的递变规律。
想一想它们的化学性质有何异同?
1.概念:
分子中碳原子之间只以__________结合,剩余的价键全部跟__________结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”,这样的烃叫__________,也叫______。
2.通式:
__________________。
3.烷烃的结构特点
①烷烃分子里的碳原子间都以______相连接,每个碳原子最多能以____个共价单键与其他碳(或氢)原子相连接。
每个碳原子的化合价都得到充分的利用。
②烷烃都是______结构,非平面或直线结构,碳原子_____一条直线上,而是呈______型或______状。
碳碳单键可以旋转,因此烷烃(主链的碳原子数≥4)的碳链形状可以改变。
4.物理性质
递
变性
熔、沸点
烷烃的熔、沸点较低,且随碳原子数的增加而;
碳原子数相同的烷烃,支链越多,熔、沸点越。
相对密度
烷烃的相对密度都较,且随碳原子数的增加而
相似性
烷烃难溶于____而易溶于________;
液态烷烃的密度均小于1g·
cm-3
5.化学性质
稳定性
烷烃通常较稳定,不能被__________________________氧化,也不能与______、______发生反应
氧化
反应
①在空气或氧气中点燃,完全燃烧时生成
②在相同情况下,随着烷烃分子里碳原子数的增加,往往燃烧越来越不充分,燃烧火焰明亮,甚至伴有
③烷烃的燃烧通式为__________________________________________
取代
在________条件下,烷烃与________________________发生取代反应,生成种类更多的有机物和相应的卤化氢气体。
可简单表示为:
分解反应
在高温下,烷烃能分解成小分子
6.有机物组成和结构的表示方法
种类
实例
含义
应用
C2H6
用元素符号表示物质分子组成的式子,可以反映一个分子中原子的种类和数目
多用于研究物质的组成
最简式
(实验式)
表示物质组成的各元素原子最简整数比
根据最简式和相对分子质量确定分子式
用小黑点或×
代表电子,表示原子最外层电子成键情况的式子
多用于表示离子化合物或共价化合物的形成
具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构;
表示分子中原子的结合或排列顺序,但不能表示其空间构型
能反映有机物的结构,多用于研究有机物的性质
结构式的简便写法,着重突出有机物的结构特点(官能团)
同结构式
用小球表示原子,短棍表示价键,能表示其空间构型,但不能反映各种不同原子的大小比例
用于表示有机物分子的空间构型(立体结构)
用不同体积的小球表示不同的原子大小,能表示其空间构型,能反映各种不同原子的大小比例
用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序
1.2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷,下列有关丙烷的叙述正确的是
A.是天然气的主要成分B.光照下能够发生取代反应
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.分子中碳原子在一条直线上
2.下列有关烷烃的叙述中,不正确的是
A.在烷烃分子中,所有的化学键都为单键
B.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应
C.烷烃的分子通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃
D.随着碳原子数的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高
3.下列分子式所表示的烃中,属于烷烃的是
A.C3H6B.C4H6C.C5H12D.C6H6
4.下列性质中属于烷烃特征性质的是
A.燃烧产物只有二氧化碳和水B.分子通式为CnH2n+2,与氯气发生取代反应
C.它们是非电解质D.它们几乎不溶于水
5.若1mol某气态烃CxHy完全燃烧,需用3molO2,则
A.x=2,y=2B.x=2,y=4C.x=3,y=6D.x=3,y=8
6.由沸点数据:
甲烷-146℃,乙烷-89℃,丁烷-0.5℃,戊烷+36℃,判断丙烷的沸点可能是
A.高于-0.5℃B.约是+30℃C.约是-40℃D.低于-89℃
7.某烃中碳、氢元素的质量比是24:
5,该烃在标况下的密度是2.59g/L,则该烃的最简式是,摩尔质量是,分子式为。
8.写出下列各种烷烃的化学式及结构简式:
⑴沸点最高的气态烷烃:
_________⑵相对分子质量是86的烷烃:
__________
⑶对H2的相对密度为22的烷烃:
___________
⑷分子中有76个氢原子的烷烃:
___________
知识点二烷烃的命名
[思考]随碳原子数增加,我们依次称烷烃为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷……,那再多的碳原子应该如何命名?
1.习惯命名法:
(1)n≤10时,从一到十依次用________________________________________表示为“某
烷”,如C6H14命名为______;
C8H18命名为______。
(2)n>10时,用汉字数字表示,如C18H38命名为________。
(3)对于碳原子数相同而结构不同的烷烃,一般在烷烃名称之前再加“____”、“____”、
“____”等字加以区别。
如命名为____________。
2.系统命名法:
(1)烃基:
烃分子失去所剩余的部分叫烃基,用“R-”表示;
烷烃失去后的原子团叫烷基。
一价烷基通式为:
CnH2n+1-
例如:
甲基:
____________乙基:
____________正丙基:
___________异丙基:
________
(2)命名步骤:
①选---;
②编---;
③写---。
(3)命名原则:
1.用系统命名法给下列烷烃命名
①
②CH3—CH—CH—CH3
||
CH3C2H5
③
④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3:
(CH3)3CCH2C(CH3)3:
CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)2:
2.写出下列有机物的结构简式和分子式
(1)3—甲基己烷,。
(2)2,2,3—三甲基丁烷,。
(3)新戊烷,。
(4)2,2-二甲基-3-乙基庚烷,。
3.某同学写出的下列烷烃的名称中,不正确的是
A.2,3-二甲基丁烷B.3,3-二甲基丁烷
C.3,4-二甲基己烷D.2,2,3,3-四甲基丁烷
4.下列有机物名称中,正确的是
A.3,3—二甲基戊烷B.2,3—二甲基—2—乙基丁烷
C.3—乙基戊烷D.2,5,5—三甲基己烷
5.按系统命名法,此结构的有机物正确名称是
A.3,3--二甲基异己烷B.1,1,2,2--四甲基丁烷
C.2,3,3--3甲基戊烷D.2,3,3--三甲基戊烷
知识点三同系物、同分异构现象和同分异构体
[思考]
(1)甲烷、乙烷、丙烷、丁烷分子结构和组成上有何异同,它们之间有何关系?
(2)甲烷、乙烷、丙烷的结构各只有一种,而丁烷有两种结构,那么这两种结构之间是什么关系呢?
1.同系物:
结构______,在分子组成上相差________________________的物质互称为同系物。
例:
甲烷、乙烷、丙烷互称为
(1)同系物概念的内涵有两个:
一是分子结构______,二是分子组成上相差一个或若干个______。
两者要联系在一起,缺一不可。
同系物的外延是有机物,也就是说,不仅在烷烃类物质内存在同系物关系,在其他类有机物中也存在同系物关系;
(2)同系物具有相同的______,但是通式相同的有机物________互为同系物,同系物的前提是_______物质且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团;
(3)同系物的组成元素相同,同系物之间相对分子质量相差______(n=1,2,3,……)。
(4)同系物的判断规律:
①一差(分子组成至少相差一个____________);
②一同(具有相同的______);
③二相似(______相似,__________相似)。
2.同分异构现象和同分异构体
(1)同分异构现象:
化合物具有相同________,但具有不同______的现象。
(2)同分异构体:
具有的化合物互称为同分异构体。
3.烷烃同分异构体书写:
(1)烷烃存在同分异构现象的原因是
(2)烷烃同分异构体书写方法:
一般采用减链法。
即顺序是:
注意:
一是要按一定的顺序写,避免写漏;
二是要判断等效碳上的等效H原子,避免重复。
丁烷同分异构体的结构简式:
戊烷同分异构体的结构简式:
己烷同分异构体的结构简式:
随着碳原子数的增加,烷烃的同分异构体的数目也逐渐增加。
只有______、______、______仅有一种结构,没有同分异构体。
其他烷烃如戊烷有____种、己烷有____种、庚烷有9种,而癸烷则有75种之多。
4.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较见下表:
概念
定义
结构
性质
同位素
______相同,______不同的________元素的不同原子
元素符号表示式不同,如:
H、
H、
H
________相同,__________不同
________性质不同,________性质几乎相同
同素异形体
______元素形成的________单质
________相同,________不同。
如O2和O3
单质的组成与结构________
________性质不同,________性质基本相同
同系物
____相似,分子组成相差一个或若干个________的有机物
______不同,但具有相同的____
__________性质不同,__________性质相似
同分异构体
______相同,______不同的化合物
__________性质不同,______性质不一定相同
1.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
B.两种化合物的组成元素相同,各元素质量分数也相同,则两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.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物互为同分异构体
2.下列是同系物的是
A.CH4、C10H22B.CH4、C2H5OHC.C2H6、C4H10D.CH3COOH、C3H8
3.下列各组物质中,互为同分异构体的是
A.氧气和臭氧B.氕和氘
C.丙烷和2—甲基丙烷D.2,3—二甲基丁烷和已烷
4.下列烷烃的分子式可以表示3种不同结构的是
A.C5H12B.C4H10C.C3H8D.C2H6
5.主链含5个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有
A.2种B.3种C.4种D.5种
6.化学式能代表一种纯净物的是
A.C3H7ClB.C4H10C.C5H12D.CH2Br2
7.(2009宁夏理综)3-甲基戊烷的一氯代产物有(不考虑立体异构)
A.3种B.4种C.5种D.6种
8.下列各烷烃发生光化卤化后,只能生成一种一卤代烷的是
A.2,2-二甲基丙烷B.2-甲基丙烷C.2,2-二甲基丁烷D.乙烷
9.某化合物的分子式为C5H11Cl,分析数据表明:
分子中有两个-CH3、两个-CH2-、一个
和一个-Cl,它的可能的结构有几种
A.2B.3C.4D.5
10.进行一氯取代后,只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3B.(CH3CH2)2CHCH3C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3
11.烷烃蒸气的质量是相同状况下同体积氢气质量的36倍,该烃的化学式是________,它的三种同分异构体的结构简式为,它们沸点由低到高的顺序(填系统命名法的名称)是。
知识点四环烷烃的命名及同分异构现象
[思考]烷烃的结构有什么特点?
碳碳单键能形成链状,那么碳碳单键能否形成环状呢?
如何对其进行命名?
其通式该如何书写?
是否存在同分异构现象?
1.环烷烃的命名:
(1)与烷烃相似,根据成环碳原子数称为“某烷”,并在某烷前面加以“环”字,叫环某烷。
(2)若环上带有支链时,一般以环为母体,支链为取代基进行命名;
若环上有多个取代基时,编号从较小的取代基开始,且使取代基的位次最小。
如:
2.单环烷烃的通式:
单环烷烃之间互称为。
环丙烷和环己烷互称为
3.单环烷烃的异构现象:
环烷烃中由于的不同,产生各种构造异构体。
最简单的环烷烃有三个碳原子,它没有异构体。
写出C4H8属于环烷烃的同分异构体:
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