高三化学一轮总复习第九章第1讲甲烷乙烯苯煤石油天然气的综合利用新人教版.docx
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高三化学一轮总复习第九章第1讲甲烷乙烯苯煤石油天然气的综合利用新人教版
第1讲 甲烷、乙烯、苯 煤、石油、天然气的综合利用
[考纲要求] 1.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及发生
反应的类型。
2.了解有机化合物中碳的成键特征及同分异构现象。
3.了解煤、石油、天然气综合利用的意义。
考点一 几种常见烃的结构与性质
1.完成甲烷、乙烯和苯的比较表
甲烷
乙烯
苯
结构简式
CH4
CH2===CH2
结构特点
只含单键的饱和烃
含碳碳双键的不饱和链烃
环上碳碳键等同,介于“C===C”与“C—C”之间的芳香烃
物理性质
无色气体,难溶于水
无色液体
化学性质
燃烧
易燃,完全燃烧生成CO2和H2O[]
溴
不反应
加成反应
在Fe粉作用下发生取代反应
KMnO4(H+)
不反应
氧化反应
不反应
主要反应类型
取代
加成、聚合
加成、取代
2.甲烷、乙烯和苯发生反应的类型
(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。
①完成甲烷与Cl2发生取代反应的化学方程式:
②完成下列关于苯的取代反应的化学方程式
(2)加成反应
①定义:
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。
②乙烯与溴水、H2、HCl、H2O反应的化学方程式分别为
③加聚反应:
合成聚乙烯塑料的化学方程式为
nCH2===CH2
CH2CH2。
深度思考
1.怎样用实验证明甲烷是由碳、氢两种元素形成的?
答案 在空气中点燃甲烷,在火焰的上方罩一个干燥、洁净的烧杯,发现烧杯内壁有水珠凝结,证明甲烷中有氢元素,然后迅速将烧杯倒转过来,向烧杯中滴入少量澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明甲烷中含有碳元素。
借题发挥 燃烧法不仅能检验有机物中含有C、H元素,还能通过计算确定其是否含有其他元
素。
2.乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理是否相同?
能否用酸性KMnO4溶液鉴别CH4和CH2===CH2?
答案 褪色原理不相同,前者是发生了加成反应,后者是被酸性高锰酸钾溶液氧化。
由于CH4与酸性KMnO4溶液不发生反应,而CH2===CH2能使酸性KMnO4溶液褪色,因此可以用酸性KMnO4溶液鉴别二者。
3.结合苯的物理性质探究如何用简单实验来证明分液漏斗内苯与水的混合物中哪一层为苯层?
答案 取分液漏斗内下层液体适量于一小试管中,然后向小试管中加入少量水,若液体不分层,证明分液漏斗中下层液体为水,上层液体为苯,若液体分层,则分液漏斗内下层液体为苯。
题组一 利用教材习题,回扣烃的性质
1.(必修2P64-2改编)下列物质在一定条件下,可与CH4发生化学反应的是 ( )
①氯气 ②溴水 ③氧气 ④酸性KMnO4溶液
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
答案 A
2.(必修2P72-5)能通过化学反应使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
A.苯 B.氯化铁 C.乙烷 D.乙烯
答案 D
3.(必修2P72-6)利用下列反应不能制得括号中纯净物质的是 ( )
A.乙烯与氯气加成(1,2-二氯乙烷)
B.乙烯与水加成(乙醇)
C.等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应(氯乙烷)
D.氯气与苯用氯化铁作催化剂反应(氯苯)
答案 C
题组二 烃的反应类型面面观
4.(必修2P72-7改编)下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是 ( )
①光照射甲烷与氯气的混合气体
②乙烯通入溴水中
③在镍作催化剂的条件下,苯与氢气反应
④苯与液溴混合后撒入铁粉
A.①② B.①③ C.②④ D.①④
答案 D
5.(必修2P85-6)某有机物的结构简式为HO—CH2CH===CHCH2—COOH,该有机物不可能发生的化学反应是 ( )
A.水解 B.酯化 C.加成 D.氧化
答案 A
6.有机化学中的反应类型较多,将下列反应归类。
(填写序号)
①由乙烯制氯乙烷 ②乙烷在氧气中燃烧 ③乙烯
使溴的四氯化碳溶液褪色 ④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 ⑤由乙烯制聚乙烯 ⑥甲烷与氯气在光照的条件下反应
其中属于取代反应的是__________;
属于氧化反应的是__________;
属于加成反应的是____________;
属于聚合反应的是__________。
思路点拨 解答本题要注意以下三点:
(1)烷烃只能发生取代反应和氧化反应(燃烧)。
(2)烯烃能发生加成反应、氧化反应(与酸性高锰酸钾溶液反应、燃烧)、加聚反应。
(3)根据反应条件和反应物、生成物进行判断。
答案 ⑥ ②④ ①③ ⑤
解析 ①是乙烯与氯化氢的加成反应;②是烷烃与氧气的氧化反应(燃烧);③是乙烯与溴的加成反应;④是乙烯与酸性高锰酸钾的氧化反应;⑤是乙烯的加成聚合反应;⑥是烷烃与卤素的光照取代反应。
7.若要将0.6mol甲烷完全和氯气发生取代反应,并且生成相同物质的量的四种取代物,则需要氯气的物质的量为 ( )
A.2.5mol B.4.5mol
C.0.6mol D.1.5mol
答案 D
解析 本题考查甲烷与氯气发生取代反应的本质。
光照下,甲烷与氯气发生多次取代反应,分别生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,每生成1mol上述有机物耗氯气依次为1mol,2mol,3mol,4mol。
设生成四种氯代物物质的量都为xmol,4xmol=0.60mol,x=0.15,n(Cl2)=0.15
mol×1+0.15mol×2+0.15mol×3+0.15mol×4=1.5mol,选D选项。
易误警示 Cl2与CH4的取代反应,1molCl2只取代1molH原子。
轻松突破取代反应、加成反应
取代反应
加成反应
概念
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代替的反应
有机物分子中不饱和键两端的
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
特点
有上有下或断一下一上一(断了一个化学键,下来一个原子或原子团,上去一个原子或原子团)
只上不下或断一加二,从哪里断从哪里加(断了一个化学键,加上两个原子或原子团,应该加在断键两端的不饱和碳原子上)
反应前后分子数目
一般相等
减少
考点二 碳的成键特征与同分异构体
1.有机物中碳原子的成键特征
(1)碳原子的最外层有4个电子,可与其他原子形成4个共价键,而且碳碳原子之间也能相互形成共价键;
(2)碳原子不仅可以形成单键,还可以形成双键或三键;
(3)多个碳原子可以相互结合形成碳链,也可以形成碳环,碳链或碳环上还可以连有支链。
2.同系物
(1)定义:
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
(2)烷烃同系物:
分子式都符合CnH2n+2,如CH4、CH3CH3、
互为同系物。
(3)同系物的化学性质相似,物理性质呈现一定的递变规律。
3.同分异构体
(1)具有相同的分子式,但具有不同结构的化合物互称为同分异构体。
(2)常见烷烃的同分异构体
甲烷、乙烷、丙烷无同分异构现象;丁烷的同分异构体有2种;戊烷的同分异构体有3种。
深度思考
1.已知甲烷是正四面体形结构,根据烷烃的碳原子连接情况分析,碳原子是否处于一条直线?
答案 CH4分子中的C—H键夹角为109°28′,而不是180°,因此,当碳原子数≥3时,碳原子并不在一条直线上,而是呈锯齿状。
2.由CH4、C2H4、
的分子结构特点分析
、
分子内所有原子是否均在同一平面上?
答案 CH4分子为正四面体形结构,C2H4分子为平面结构,为平面正六边形结构,因此
分子中所有原子不可能共平面,
分子中所有原子可能共平面。
题组一 突破有机物的空间结构
1.(2011·海南,7改编)下列化合物的分子中,所有原子都处于同一平面的有 ( )
A.乙烷 B.甲苯
C.氯乙苯 D.四氯乙烯
答案 D
解析
为四面体形结构,乙烷和甲苯分子中都含有
,分子中所有原子不可能处于同一平面内。
四氯乙烯可看作乙烯分子中的四个H原子被四个Cl原子取代形成的,则四氯乙烯分子中所有原子均处于同一平面内。
2.(2011·上海,4)下列有关化学用语能确定为丙烯的是 ( )
A.
B.C3H6
C.
D.CH2===CH3CH
答案 D
解析 A项也可能是其他有机化合物(如CF2===CF—CF3)的球棍模型;B项也可能是环丙烷(
)的分子式;丙烯的电子式为
,结构简式为
,所以答案选D。
突破有机物分子中原子共线与共面
1.找准共线、共面基准点
(1)如共面型
及
分子中所有原子均在同一平面上。
(2)正四面体(或四面体型)
分子中所有原子不可能都在同一平面上。
2.学会一种方法、一种思想
(1)展开空间构型法。
其他有机物可看作由以上三种典型分子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产物,但这三种分子的空间结构基本不变。
如CH2===CHCl,可看作Cl原子代替了原来乙烯分子中H原子的位置,故六个原子都在同一平面上。
(2)单键旋转思想。
三种典型框架上的取代基可以以“C—C”为轴旋转。
例如,
,因①键可以旋转,故
的平面可能和
确定的平面重合,也可能不重合。
因而
分子中的所有原子可能共面,也可能不完全共面。
题组二 “六式”表示有机物
3.Ⅰ.如图所示是几种烷烃的球棍模型,试回答下列问题:
(1)A、B、C三者的关系是____________。
(2)A的分子式为__________,C的名称为__________。
(3)写出C的同分异构体的结构简式:
__________________________________。
Ⅱ.
以上各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实的存在状况?
________。
答案 Ⅰ.
(1)同系物
(2)C2H6 丁烷
(3)
Ⅱ.D
解析 Ⅰ.烷烃由C和H元素组成,大球表示C,小球表示H,其通式为CnH2n+2,所以A、B、C的结构简式为CH3CH3、CH3CH2CH3、
CH3CH2CH2CH3。
(1)三者的关系为碳原子数不同的烷烃,应属同系物。
(2)C的名称为丁烷。
(3)丁烷的同分异构体的结构简式为
,叫异丁烷。
Ⅱ.比例模型表示的是原子的相对大小及连接形式,更接近分子的真实结构。
题组三 判断同分异构体
4.氟利昂-12是甲烷的氯、氟卤代物,结构式为
。
下列有关叙述正确的是( )
A.它有两种同分异构体
B.它是平面分子
C.它只有一种结构
D.它有4种同分异构体
答案 C
5.分子式为C7H8,分子中含有苯环的烃的一氯代物有 ( )
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- 化学 一轮 复习 第九 甲烷 乙烯 石油天然气 综合利用 新人