2020年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第十章 第30講 甲烷 乙烯 苯學(xué)案(含解析).doc
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第30講 甲烷 乙烯 苯 [考綱解讀] 1.知道有機(jī)化合物分子是有立體結(jié)構(gòu)的,以甲烷、乙烯、苯為例認(rèn)識碳原子的成鍵特點。知道有機(jī)化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。2.認(rèn)識乙烯、乙醇、乙酸的結(jié)構(gòu)及其主要性質(zhì)與應(yīng)用;知道氧化、加成、取代等有機(jī)反應(yīng)類型。3.知道合成新物質(zhì)是有機(jī)化學(xué)研究價值的重要體現(xiàn)。結(jié)合實例認(rèn)識合成高分子、油脂、糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)化合物在生產(chǎn)、生活領(lǐng)域的重要作用。 1.有機(jī)化合物及其成鍵特征 (1)有機(jī)化合物:有機(jī)化合物是指大多數(shù)含碳元素的化合物,但含碳化合物CO、CO2、碳酸及碳酸鹽屬于無機(jī)物。 (2)有機(jī)物分子中碳原子的成鍵特征 ①碳原子的最外層有4個電子,可與其他原子形成4個共價鍵,而且碳原子之間也能相互形成共價鍵。 ②碳原子之間不僅可以形成單鍵,還可以形成雙鍵和三鍵及苯環(huán)中的特殊鍵。 ③多個碳原子可以相互結(jié)合形成碳鏈,也可以形成碳環(huán),碳鏈或碳環(huán)上還可以連有支鏈。 2.甲烷、乙烯、苯結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的比較 3.烷烴 (1)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) (2)習(xí)慣命名法 ①當(dāng)碳原子數(shù)n≤10時,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;若n>10時,用漢字?jǐn)?shù)字表示。 ②當(dāng)碳原子數(shù)n相同時,用正、異、新來區(qū)別。 如:CH3CH2CH2CH2CH3稱為正戊烷, (CH3)2CHCH2CH3稱為異戊烷,(CH3)4C稱為新戊烷。 4.同系物和同分異構(gòu)體 (1)同系物 ①定義:結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。 ②烷烴同系物:分子式都符合,如CH4、CH3CH3、互為同系物。 ③同系物的化學(xué)性質(zhì)相似,物理性質(zhì)呈現(xiàn)一定的遞變規(guī)律。 (2)同分異構(gòu)體 ①同分異構(gòu)現(xiàn)象:化合物具有相同分子式,不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。 5.煤、石油、天然氣的綜合利用 (1)煤的綜合利用 ①煤的干餾 把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程。煤的干餾是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程。 ②煤的氣化 將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程,目前主要方法是碳和水蒸氣反應(yīng)制水煤氣?;瘜W(xué)方程式為C+H2O(g)CO(g)+H2(g)。 ③煤的液化 a.直接液化:煤+氫氣液體燃料。 b.間接液化:煤+水水煤氣甲醇等。 (2)石油的綜合利用 (3)天然氣的綜合利用 ①天然氣的主要成分是甲烷,它是一種清潔的化石燃料,更是一種重要的化工原料。 ②天然氣與水蒸氣反應(yīng)制取H2 原理:CH4+H2O(g)CO+3H2。 (4)三大合成材料 三大合成材料是指塑料、合成橡膠和合成纖維。 1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“”,并指明錯因。 (1)乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原理相同。() 錯因:乙烯使溴水褪色是發(fā)生了加成反應(yīng),苯使溴水褪色是苯萃取了溴水中的Br2。 (2)SO2使溴水褪色與乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同。(√) 錯因:_____________________ (3)乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳雙鍵,都能發(fā)生加成反應(yīng)。() 錯因:聚乙烯、苯分子中不含碳碳雙鍵,聚乙烯不能發(fā)生加成反應(yīng)。 (4)甲烷的二氯取代產(chǎn)物只有1種,說明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)而不是平面結(jié)構(gòu)。(√) 錯因:_____________________ (5)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)化合物。() 錯因:苯、甲苯、二甲苯是煤的干餾(隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程)產(chǎn)品,不是煤中的成分。 (6)石油是混合物,經(jīng)分餾后得到汽油、煤油和柴油等純凈物。() 錯因:汽油、煤油、柴油仍為混合物。 2.教材改編題 (據(jù)人教必修二P72 T7)下列說法正確的是( ) A.甲烷與氯水光照時發(fā)生取代反應(yīng) B.乙烯通入溴水發(fā)生加成反應(yīng) C.苯與溴水混合發(fā)生取代反應(yīng) D.乙烯、苯與H2接觸即發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 答案 B 考點 烷烴 乙烯 苯的典型性質(zhì) [典例1] (2018北京四中月考)下列現(xiàn)象中,因發(fā)生加成反應(yīng)而產(chǎn)生的是( ) A.SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色 B.將苯滴入溴水中,振蕩后水層接近無色 C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 D.甲烷與氯氣混合,光照一段時間后黃綠色消失 解析 A項是氧化還原反應(yīng);B項,萃取是物理變化;D項是取代反應(yīng)。 答案 C 名師精講 1.烷烴、乙烯、苯及甲苯的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)特點 (1)甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),得到的有機(jī)產(chǎn)物是混合物,其中有機(jī)產(chǎn)物都不溶于水,常溫下,一氯甲烷是氣體,其他的都是液體;CH2Cl2無同分異構(gòu)體,說明甲烷是正四面體型。 (2)烷烴與Cl2的取代反應(yīng),每取代1 mol氫原子,需要消耗1 mol Cl2。 (3)烷烴分子中的碳原子并不在一條直線上,而是呈鋸齒狀。 (4)乙烯能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,但原理不同,前者屬于加成反應(yīng),后者屬于氧化反應(yīng)。 (5)溴水、酸性KMnO4溶液均可鑒別乙烷和乙烯,但要除去乙烷中的乙烯時,只能選用溴水,因為酸性高錳酸鉀能將乙烯氧化成CO2。 (6)乙烯是一種重要的基本化工原料,也是一種植物生長調(diào)節(jié)劑。 (7)苯分子不是單雙鍵交替結(jié)構(gòu),利用苯的鄰二氯代物僅有一種,可證明碳碳鍵完全相同。 (8)苯不能與溴水、酸性KMnO4溶液反應(yīng)而使它們褪色,但能夠萃取溴水中的溴而使其褪色。苯與液溴在FeBr3作催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)。 (9)甲苯與Cl2在FeCl3催化劑作用下發(fā)生的是苯環(huán)上的取代反應(yīng)(與甲基相連碳的鄰對位上的氫被取代);而光照條件下發(fā)生的是甲基上的取代反應(yīng)。 2.加成反應(yīng)與取代反應(yīng) (1)加成反應(yīng)的特點是:“斷一,加二,都進(jìn)來”?!皵嘁弧笔侵鸽p鍵中的一個不穩(wěn)定鍵斷裂;“加二”是指加上兩個其他原子或原子團(tuán),一定分別加在兩個不飽和碳原子上,此反應(yīng)類似無機(jī)反應(yīng)中的化合反應(yīng),理論上原子利用率為100%。 (2)取代反應(yīng)的特點是“上一下一,有進(jìn)有出”,類似無機(jī)反應(yīng)中的復(fù)分解反應(yīng),注意在書寫化學(xué)方程式時,防止漏寫產(chǎn)物中的小分子,如苯的硝化反應(yīng)中生成的水。 1.下列關(guān)于乙烯和乙烷的說法中,錯誤的是( ) A.乙烯是不飽和烴,乙烷是飽和烴 B.乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色,乙烷則不能 C.乙烯分子中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷分子中碳碳單鍵的鍵能的兩倍,因此乙烯比乙烷穩(wěn)定 D.乙烯分子為平面結(jié)構(gòu),乙烷分子為立體結(jié)構(gòu) 答案 C 解析 乙烯分子中碳碳雙鍵的鍵能比乙烷分子中碳碳單鍵的鍵能的2倍小,性質(zhì)活潑,易發(fā)生加成反應(yīng),遇某些氧化劑發(fā)生氧化反應(yīng)。 2.在一定條件下,甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有關(guān)物質(zhì)的沸點、熔點如下: 下列說法不正確的是( ) A.該反應(yīng)屬于取代反應(yīng) B.甲苯的沸點高于144 ℃ C.用蒸餾的方法可將苯從反應(yīng)所得產(chǎn)物中首先分離出來 D.從二甲苯混合物中,用冷卻結(jié)晶的方法可將對二甲苯分離出來 答案 B 解析 B項,甲苯的沸點應(yīng)比苯的高,比對二甲苯的低;D項,由于對二甲苯的熔點最高,冷卻時對二甲苯先結(jié)晶析出。 考點 同系物與同分異構(gòu)體 [典例2] (2017全國卷Ⅰ)化合物(b)、(d)、(p)的分子式均為C6H6,下列說法正確的是( ) A.b的同分異構(gòu)體只有d和p兩種 B.b、d、p的二氯代物均只有三種 C.b、d、p均可與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng) D.b、d、p中只有b的所有原子處于同一平面 解析 A錯:苯的同分異構(gòu)體還有 等。B錯:b的二氯代物有3種,d的二氯代物有6種,p的二氯代物有3種。C錯:b、p不能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)。D對:d、p中都存在類似甲烷的四面體結(jié)構(gòu),所有原子不可能處于同一平面。 答案 D 名師精講 1.同系物的判斷方法 通式相同,結(jié)構(gòu)相似;分子組成上至少相差一個CH2原子團(tuán)。如: 2.同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷 (1)記憶法:記住常見異構(gòu)體的數(shù)目。 ①凡只含有一個碳原子的分子均無同分異構(gòu)體。 ②甲烷、乙烷、丙烷均無同分異構(gòu)體,丁烷有2種,戊烷有3種。 ③甲烷、乙烷、新戊烷、2,2,3,3-四甲基丁烷、苯的一鹵代物只有一種。 (2)等效氫法 分子中有多少種“等效”氫原子,其一元取代物就有多少種。 ③同一個碳原子上相同取代基上的氫原子屬于“等效”氫原子,如分子中有2種“等效”氫原子。 (3)基元法 丙基有2種,則丙醇有2種,一氯丙烷有2種;丁基有4種,則丁醇有4種,戊酸有4種;戊基有8種,則戊醇有8種。 (4)換元法 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。例如:二氯苯C6H4Cl2的同分異構(gòu)體有3種,四氯苯的同分異構(gòu)體也有3種。 3.下列有關(guān)描述正確的是( ) A.分子組成符合CnH2n+2(n≥2)的烴,一定是CH4的同系物 B.分子組成符合CnH2n(n>2)的烴,一定是C2H4的同系物 D.同系物的最簡式相同,分子間相差n個CH2(n≥1)原子團(tuán),化學(xué)性質(zhì)相似 答案 A 解析 分子組成符合CnH2n+2的烴屬于烷烴,A項正確;分子組成符合CnH2n的烴,可能是環(huán)烷烴或烯烴,B項錯誤;屬于醇,C項錯誤;同系物的最簡式不一定相同,D項錯誤。 4.有一種苯的同系物,分子式為C9H12,苯環(huán)上只含有一個取代基,則其與氫氣完全加成后的產(chǎn)物的一溴代物有(不考慮立體異構(gòu))( ) A.11種 B.12種 C.13種 D.14種 答案 C 解析 符合題目要求的苯的同系物有 考點 煤、石油、天然氣的綜合利用 [典例3] (2018寧德模擬)下列說法不正確的是( ) A.石油是由烴組成的混合物 B.①主要發(fā)生物理變化 C.②是石油的裂化、裂解 D.③屬于取代反應(yīng) 解析 石油是由多種烴組成的混合物,A正確;①為石油的分餾,發(fā)生物理變化,B正確;石油分餾產(chǎn)品獲得氣態(tài)烴乙烯需經(jīng)過石油的裂化和裂解,C正確;由乙烯得1,2二溴乙烷發(fā)生反應(yīng)為CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br,屬于加成反應(yīng),D錯誤。 答案 D 名師精講 化學(xué)中的“三餾”“兩裂”比較 (1)化學(xué)中的“三餾” (2)化學(xué)中的“兩裂” 5.下列關(guān)于化石燃料的加工說法正確的是( ) A.石油裂化主要得到乙烯 B.石油分餾是化學(xué)變化,可得到汽油、煤油 C.煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣 D.煤制煤氣是物理變化,是高效、清潔地利用煤的重要途徑 答案 C 解析 石油裂化主要得到輕質(zhì)油,A錯誤;石油分餾屬于物理變化,B錯誤;由煤制煤氣屬于化學(xué)變化,D錯誤。 6.下列關(guān)于煤、石油和天然氣的說法正確的是( ) A.煤的干餾是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使之分解的過程 B.煤的氣化是將其通過物理變化轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程 C.天然氣除了作燃料之外,還可用于合成氨和生產(chǎn)甲醇 D.石油分餾可獲得乙酸、苯及其衍生物 答案 C 解析 A項,煤的干餾應(yīng)隔絕空氣加強(qiáng)熱;B項,煤的氣化為化學(xué)反應(yīng);D項,石油分餾的產(chǎn)品主要是汽油、柴油等輕質(zhì)油。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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