高中化学 第1章 有机化合物的结构与性质 第3节 烃 第1课时 烃的概述 烷烃的化学性.docx
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高中化学第1章有机化合物的结构与性质第3节烃第1课时烃的概述烷烃的化学性
烃的概述 烷烃的化学性质
[课标要求]
1.了解烃的分类。
2.了解烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物的物理性质。
3.掌握烯烃、炔烃的命名规则(含一个双键或叁键)。
4.掌握烷烃的化学性质。
1.烷烃的通式是CnH2n+2。
2.烷烃是饱和烃,烯烃、炔烃属于不饱和烃,苯及其同系物属于芳香烃。
3.分子中有1~4个碳原子的链烃在室温下均为气体。
4.烷烃的性质稳定,常温下与强酸、强碱、强氧化剂和强还原剂都不反应。
5.烷烃与气态卤素单质发生取代反应,且反应分步进行,生成多种产物。
1.烃的分类
烃
2.链烃
(1)分类
①饱和烃:
分子中的碳原子皆为饱和碳原子。
如烷烃。
②不饱和烃:
分子中含有不饱和碳原子。
如烯烃、炔烃。
(2)链烃的物理通性
①相似性:
烷烃、烯烃、炔烃在物理性质上具有某些相似性。
如它们均为无色物质,都不溶于水而易溶于有机溶剂,密度比水小等。
②递变性:
链烃的物理性质随着其碳原子数的递增呈现出一定的递变性。
a.状态:
由气态(分子中有1~4个碳原子)→液态→固态;
b.熔、沸点:
逐渐升高;
c.密度:
逐渐增大(但小于1g·cm-3)。
3.苯及其同系物
(1)苯及其同系物的物理性质
①苯的物理性质:
颜色
状态
熔沸点
密度
毒性
溶解性
无色
液体
较低
比水小
有毒
不溶于水
②苯的同系物的物理性质:
溶解性与苯相似,毒性比苯稍小。
(2)苯及其同系物的组成和结构
分子中只含一个苯环,且苯环上的取代基是烷基的烃才是苯的同系物,其通式为CnH2n-6(n≥6)。
(3)芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物
1.芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物有什么关系?
提示:
2.在有机物
中,主链上的碳原子数是多少?
依据是什么?
提示:
7。
依据是含官能团(
)的最长碳链为主链。
1.烯烃和炔烃的命名
(1)命名方法
烯烃和炔烃的命名与烷烃的命名相似,即遵循最长、最多、最近、最小、最简原则。
但不同点是主链必须含有双键或叁键,编号时起始点必须离双键或叁键最近。
(2)命名步骤
①选主链。
将含碳碳双键或碳碳叁键的最长碳链作为主链,并按主链中所含碳原子数目称为“某烯”或“某炔”。
②编号位。
从距离双键或叁键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位,使与双键或叁键相连的碳原子的编号为最小。
如:
③写名称。
首先用“二、三……”在“烯”或“炔”前表示双键或叁键的个数;其次在“某烯”或“某炔”前面用阿拉伯数字表示双键或叁键的位置(用与双键或叁键相连的碳原子的最小编号表示),最后在前面写出支链的名称、个数和位置。
如:
2.苯及苯的同系物的命名
(1)以苯为母体命名。
(4)苯分子中的两个或两个以上氢原子被烷基取代,可将苯环上的6个碳原子编号,以某个最简单的取代基所在的碳原子的位置编为1号,并使支链的编号和最小给其他取代基编号,例如
为1,3二甲苯,
名称为1,4二甲基2乙基苯。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)
既属于脂环烃又属于芳香烃(×)
(2)分子式为C8H10属于芳香烃的同分异构体共4种(√)
(3)在烷烃分子中,所有的化学键都为单键(√)
2.下列物质的沸点由高到低排列的是( )
①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3
③(CH3)3CH ④(CH3)2CHCH2CH3
A.④②①③ B.②④①③
C.④①②③D.②④③①
解析:
选B ②④分子中均含5个C原子,但④中含支链,则沸点:
②>④;①③分子中均含4个C原子,但③中含支链,则沸点:
①>③;碳原子数越多,沸点越高,所以沸点由高到低排列为②④①③。
3.有机物
的系统名称为( )
A.2,2,3三甲基1戊炔
B.3,4,4三甲基1戊炔
C.3,4,4三甲基2戊炔
D.2,2,3三甲基4戊炔
解析:
选B 已知有机物中含有的官能团为碳碳叁键,碳碳叁键所在最长的碳链含有5个C,主链为戊炔,编号从距离碳碳叁键最近的一端开始编号,碳碳叁键在1号C,表示为“1戊炔”,取代基甲基在3、4、4号C上,共有三个甲基,称为“3,4,4三甲基”,该炔烃的正确命名为3,4,4三甲基1戊炔,故B正确。
4.下列四种命名正确的是( )
A.2甲基2丁炔 B.2乙基丙烷
C.3甲基2丁烯D.2甲基2丁烯
解析:
选D 根据名称写出相应的有机物的结构简式:
A为
,第二个碳原子形成5个共价键,错误;B为
,主链选择错误,其正确命名为2甲基丁烷;C为
,其正确的命名为2甲基2丁烯;D正确。
5.已知异丙苯的结构简式如图,下列说法错误的是( )
A.异丙苯的分子式为C9H12
B.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
C.异丙苯的沸点比苯高
D.异丙苯和苯为同系物
解析:
选B A项,根据有机物碳原子的特点,分子式为C9H12,正确;B项,苯环是平面结构,异丙基
中的碳原子形成四个单键,所有碳原子不可能在一个平面,错误;C项,碳原子数越多,熔沸点越高,故沸点比苯高,正确;D项,异丙苯和苯结构相似,在分子组成上相差3个“CH2”原子团,属于苯的同系物,正确。
6.
(1)下列物质命名是否正确,若不正确,请写出正确的名称。
解析:
(1)①错把苯作为取代基,把烷作为母体;②没有指出两个乙基之间的相对位置。
答案:
(1)①甲苯 ②邻二乙苯(或1,2二乙苯)
(2)①1,3,5三甲苯 ②1,2,4三甲苯
7.写出下列物质的结构简式:
(1)3甲基1戊炔:
_______________________________________________________;
(2)1,4戊二烯:
_______________________________________________________;
(3)苯乙烯:
_________________________________________________________。
解析:
根据名称写结构的步骤应是:
①写出主链碳原子的结构;②编号;③在相应的位置加官能团或取代基。
1.烷烃的化学性质
2.烷烃燃烧的规律与应用
(1)规律:
烃分子中碳原子数相同时,含氢越多,完全燃烧时放出的热量越多,故烷烃比碳原子数相同的其他烃燃烧时放出的热量多。
(2)应用:
天然气、沼气的主要成分是甲烷,液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷,主要用做家庭或工业燃料;汽油、煤油、柴油的主要成分之一也是含有不同碳原子数的烷烃,用做汽车、飞机、轮船等的燃料。
1.第十二届全运会火炬用的是环保燃料——丙烷(C3H8)。
下列有关说法中,正确的是( )
A.丙烷既能发生取代反应,又能发生加成反应
B.丙烷完全燃烧,其产物对空气没有污染
C.丙烷燃料电池中,丙烷在正极发生反应
D.丙烷的一氯代物有三种同分异构体
解析:
选B 烷烃能发生取代反应,但不能发生加成反应,A错误;丙烷完全燃烧生成CO2和H2O,不会对空气造成污染,B正确;丙烷燃料电池中,丙烷发生氧化反应,应在负极上发生反应,C错误;丙烷中存在对称碳原子,只有两种氢原子,故其一氯代物只有两种,D错误。
2.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )
A.甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1,混合发生取代反应只生成CH3Cl
B.甲烷与氯气发生取代反应,生成的产物中CH3Cl最多
C.甲烷与氯气发生取代反应,生成的产物为混合物
D.1molCH4完全生成CCl4,最多消耗2molCl2
解析:
选C 甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步,故得不到纯净的CH3Cl,A错误,C正确;甲烷与氯气的反应中每取代1mol氢原子,消耗1mol氯气,生成1molHCl,故产物中HCl最多,B错误;1molCH4完全生成CCl4,最多消耗4molCl2,D错误。
3.在光照条件下,将1molCH4与Cl2反应,得到等物质的量的4种取代产物,则消耗Cl2的物质的量为( )
A.1mol B.2mol
C.2.5molD.10mol
解析:
选C 由于CH4+Cl2
CH3Cl+HCl,CH4+2Cl2
CH2Cl2+2HCl,CH4+3Cl2
CHCl3+3HCl,CH4+4Cl2
CCl4+4HCl。
1molCH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25mol,则消耗Cl2的物质的量为0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol。
4.丁烷的分子结构可简写成键线式结构
,有机物A的键线式结构为
,则:
(1)有机物A的分子式为________。
(2)用系统命名法命名有机物A,其名称为________。
(3)有机物A完全燃烧的化学方程式为____________________________________。
(4)有机物A与Cl2发生反应生成的一氯代物的可能结构简式为____________________,写出A与Cl2反应生成任意一种一氯代物的反应方程式____________________________ 。
答案:
(1)C8H18
(2)2,2,3三甲基戊烷
(3)2C8H18+25O2
16CO2+18H2O
(4)CH2ClC(CH3)2CH(CH3)CH2CH3、
C(CH3)3CCl(CH3)CH2CH3、
C(CH3)3CH(CH2Cl)CH2CH3、
C(CH3)3CH(CH3)CHClCH3、
C(CH3)3CH(CH3)CH2CH2Cl
C(CH3)3CH(CH3)CH2CH3+Cl2
C(CH3)3CH(CH3)CH2CH2Cl+HCl
[方法技巧]
(1)烷烃只能与卤素单质在光照条件下发生取代反应,不能与其水溶液发生取代反应。
取代反应得到的不只是一氯代物,烷烃分子中的所有氢原子都可被氯原子取代。
(2)烷烃和氯气发生取代反应,有1molH原子被取代,生成1molHCl,消耗1molCl2,因此参加反应的Cl2的物质的量与生成的HCl的物质的量相等;生成物中HCl最多。
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- 高中化学 第1章 有机化合物的结构与性质 第3节 第1课时 烃的概述 烷烃的化学性 有机化合物 结构 性质 课时 概述 烷烃 化学性