1、-1-第十四讲第十四讲 泾泾-2-第十四讲 泾课标导引知识整合课标导引课标要点学考要求1.有机化合物中碳原子的成键特点水平12.同系物的概念,烷烃的结构、组成及性质水平23.同分异构现象与同分异构体水平14.甲烷的分子组成、结构特征及主要性质水平25.乙烯的分子组成、结构特征及主要性质水平26.烃的概念、分类,乙炔、苯的组成与结构特征水平17.取代、加成等基本有机反应类型的判断水平28.常见有机高分子材料的性能和用途水平19.根据化学式进行式量、元素的质量分数的计算水平210.由元素质量分数或组成元素的质量比、式量推断有机化合物分子式水平2-3-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合一、有机化合
2、物中碳原子的成键特点1.每个碳原子能形成4个共价键。2.碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或三键。3.多个碳原子之间可以结合成碳链或者碳环。4.碳原子与其他原子(如氯、氧、氮等)也可以形成单键、双键或三键。-4-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合二、烷烃1.烷烃的结构(1)烷烃(饱和烃):只含有碳和氢两种元素,分子中的碳原子之间都以单键相结合,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”的一类有机化合物。(2)链状烷烃的通式:CnH2n+2(n1,且为正整数)。(3)结构特点:烷烃分子中的每个碳原子与4个原子相连,形成正四面体或四面体的空间结构;链状烷烃可以是直链也可以带
3、支链;碳原子数3的链状烷烃分子中的碳链均非直线形,为锯齿形。-5-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合2.同系物与同分异构体(1)同系物:结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。同系物必须同时具备两个条件:结构相似,指官能团的种类和个数都必须相同;分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。(2)同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象称为同分异构现象。同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。-6-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合3.烷烃的简单命名(1)碳原子数不多于10时,以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数。
4、(2)碳原子数在10以上时,以汉字数字代表,如“十一烷”。(3)碳原子数相同而结构不同的烷烃,通常在烷烃名前再加“正”“异”“新”等加以区别。-7-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合4.烷烃的性质 名称 烷烃物理性质难溶于水,无色熔点、沸点和密度一般随碳原子数增加而升高碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低化学性质通常比较稳定,与强酸、强碱或强氧化剂不发生反应氧化反应:能在空气中燃烧取代反应:在光照条件下能与氯气等发生取代反应在较高温度下会发生分解-8-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合典例典例1下列关于烷烃的叙述不正确的是()A.分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃B.烷烃均能与氯水发
5、生取代反应C.正丁烷的沸点比异丁烷的高D.烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化答案 B解析 分子式符合CnH2n+2的烃分子中碳原子间以单键连接,碳原子的剩余价键全部与氢原子结合,碳原子均已饱和,所以一定是烷烃,A正确;烷烃的化学性质与甲烷相似,可与氯气、溴蒸气等卤素单质发生取代反应,但不能与氯水发生取代反应,B不正确;结合烷烃物理性质的递变规律可知,正丁烷的沸点比异戊烷的高,C正确;烷烃比较稳定,不能与酸性高锰酸钾溶液反应,D正确。故选B。-9-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合三、甲烷1.存在:天然气、沼气和煤层气的主要成分都是甲烷,“可燃冰”的主要成分是甲烷水合物(CH4nH2O)
6、。-10-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合2.组成与分子结构-11-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合甲烷分子呈正四面体形,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于4个顶点。4个CH的长度和强度相同,相互之间的夹角相等(均为10928)。-12-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合3.物理性质甲烷是无色、无味的气体,密度比空气的小,难溶于水。4.化学性质(1)比较稳定。甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。(2)氧化反应(燃烧):CH4+2O2 CO2+2H2O(3)取代反应:有机化合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。-13-第十四讲
7、泾课标导引知识整合知识整合甲烷点燃前要检验纯度,煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。甲烷与氯气光照时的反应现象:试管内气体颜色变浅,试管壁出现油状液滴,试管内水面上升。一氯甲烷是无色气体,三氯甲烷(氯仿)和四氯甲烷(四氯化碳)都是无色有机溶剂。-14-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合典例典例2关于甲烷分子的空间结构描述:甲烷分子中4个CH之间的夹角相等,且都是10928甲烷的一氯代物只有一种甲烷的二氯代物只有一种。能证明甲烷分子的空间结构为正四面体结构的是()A.B.C.D.答案 C解析 甲烷分子中键角相等,且都是10928,则只能是正四面体结构。甲烷无论是平面形结构还是正四面体结构,其
8、一氯代物均只有一种,不能证明其为正四面体结构。只有是正四面体结构,甲烷的二氯代物才能只有一种。故选C。-15-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合典例典例31 mol CH4与一定量氯气发生取代反应后,测得四种有机产物的物质的量相等,则消耗的氯气为()A.0.5 molB.2 molC.2.5 molD.4 mol答案 C解析 1 mol CH4与Cl2发生取代反应,待反应完成后测得4种取代物物质的量相等,则CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量都是0.25 mol,CH4与Cl2发生取代反应时消耗的氢原子和氯气的物质的量之比是1 1,生成0.25 mol CH3Cl需要Cl
9、2的物质的量为0.25 mol,生成0.25 mol CH2Cl2需要Cl2的物质的量为0.25 mol2=0.5 mol,生成0.25 mol CHCl3需要Cl2的物质的量为0.25 mol3=0.75 mol,生成0.25 mol CCl4需要Cl2的物质的量为0.25 mol4=1 mol,所以总共消耗氯气的物质的量=(0.25+0.5+0.75+1)mol=2.5 mol,故选C。-16-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合四、乙烯1.组成与分子结构-17-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合乙烯分子是一个平面结构,2个碳原子和4个氢原子处于同一个平面。乙烯分子中含有碳碳双键,双键上
10、的2个碳原子称为不饱和碳原子。-18-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合2.物理性质乙烯是无色、稍有气味的气体,密度比空气的略小,难溶于水。3.化学性质(1)氧化反应燃烧:C2H4+3O2 2CO2+2H2O(火焰明亮且伴有黑烟,放出大量的热)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(2)加成反应:有机化合物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合成新的化合物的反应。-19-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合(3)聚合反应:由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应。乙烯的聚合反应同时也是加成反应,这样的反应称为加聚反应。链节:聚合物分子中重复的结构单元(如聚乙烯中的“
11、CH2CH2”)。聚合度:链节的数目n。单体:能合成高分子的小分子(如聚乙烯的单体是乙烯)。-20-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合加成反应发生在不饱和碳原子上,是不饱和有机化合物的特征反应。乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也能使溴的四氯化碳溶液褪色,这两个反应都可用来鉴别甲烷与乙烯。-21-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合五、烃1.烃的分类烃:仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称烃。-22-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合2.乙炔 名称 分子式最简式电子式结构式乙炔 C2H2CHHCCH名称 结构简式 球棍模型空间充填模型乙炔 CHCH 乙炔是最简单的炔烃,分子中含有
12、碳碳三键。乙炔分子是一个直线形结构,4个原子共处于同一直线上。-23-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合3.苯 苯是芳香烃的母体,具有环状分子结构,苯分子中6个碳原子之间的键完全相同。-24-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合典例典例4下列不属于加成反应的是()A.乙烯与氢气反应生成乙烷B.乙烯与氯化氢反应生成氯乙烷C.乙烷与氯气反应生成氯乙烷D.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应使之褪色答案 C解析 乙烯能与溴的四氯化碳溶液反应,在一定条件下,乙烯还可以与氢气、氯化氢反应,这些都是加成反应;乙烷与氯气生成氯乙烷的反应为取代反应,C不属于加成反应。故选C。-25-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整
13、合典例典例5(2019年浙江6月学考)下列说法不正确的是()A.乙烷分子中的所有原子处于同一平面上B.苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替出现的结构C.天然气的主要成分是甲烷,甲烷可在高温下分解为炭黑和氢气D.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是乙烯发生了氧化反应答案 A解析 烷烃分子中的每个碳原子与4个原子相连,形成正四面体或四面体的空间结构,乙烷分子中所有原子不在同一个平面上,A不正确;苯具有环状分子结构,分子中的6个碳碳键完全相同,碳碳键是介于碳碳双键和碳碳单键之间的特殊的键,没有单双键交替,B正确;天然气的主要成分是甲烷,甲烷属于烷烃,在高温条件下可以分解,C正确;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,
14、是乙烯发生了氧化反应,D正确。故选A。-26-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合典例典例6既可以用来鉴别甲烷和乙烯,又可以用来除去甲烷中混有的少量乙烯的操作方法是()A.混合气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶B.混合气体通过盛有足量溴水的洗气瓶C.混合气体通过盛有蒸馏水的洗气瓶D.混合气体与适量氯化氢混合答案 B解析 酸性高锰酸钾溶液将乙烯氧化为CO2,又引入新的杂质,A不可以;乙烯与溴水发生加成反应,生成1,2-二溴乙烷油状液体,甲烷与溴水不反应,B可以鉴别也可以除去甲烷中的乙烯,B正确;甲烷、乙烯均不溶于水,常温下也不与水反应,C不正确;乙烯在一定条件下能与氯化氢反应,但该反应不能用来
15、鉴别和除杂,D不可以。故选B。-27-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合六、有机高分子材料1.塑料-28-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合2.橡胶(2)橡胶硫化:用硫与橡胶作用,使线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构。3.纤维-29-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合典例典例7下列物质或其主要成分不属于有机高分子材料的是()A.PVC塑料B.光导纤维C.氯丁橡胶D.有机玻璃答案 B解析 PVC塑料的主要成分是聚氯乙烯,氯丁橡胶的主要成分是聚氯丁烯,有机玻璃的主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯,这三种都是有机高分子化合物;光导纤维的主要成分是二氧化硅,不属于有机高分子材
16、料,B不正确。故选B。-30-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合典例典例8下列关于高分子材料的说法中,不正确的是()A.聚乙烯制成的薄膜可用于食品、药品的包装材料B.橡胶硫化的过程中发生了化学反应C.聚乙烯、聚异戊二烯均能使溴的四氯化碳溶液褪色D.有机高分子材料能以石油、煤等化石燃料为原料进行生产答案 C解析 聚乙烯制成的薄膜可用于食品、药品的包装材料,A正确;橡胶硫化是用硫与橡胶作用,使线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构,B正确;乙烯发生加成聚合反应,分子中的碳碳双键的一个键断裂,生成的聚乙烯分子中碳碳原子间全部以单键结合,因此聚乙烯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,
17、C不正确;合成纤维可以石油、煤等化石燃料为原料进行生产,D正确。故选C。-31-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合七、与有机化合物分子组成相关的计算或推断1.最简式相同的一组有机化合物,各种元素的质量分数都是定值,求其中某种元素的质量分数,可直接根据最简式来计算。如乙炔和苯的最简式相同,碳、氢的质量分数也就分别相同。2.有机混合物的组成元素有三种,其中两种元素的原子个数比相同,质量分数比是固定的,给出其中一种元素的质量分数,可求第三种元素的质量分数。如乙醛(CH3CHO)与乙酸(CH3COOH),二者分子中N(C)N(H)=1 2。-32-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合3.由相对分子质
18、量相同的两种有机化合物组成的混合物,某种元素的原子个数相同,质量分数相同,求该元素的质量分数。如:甲苯(C7H8)和甘油(C3H8O3)的化合物。相对分子质量均为92,氢元素的质量分数都是 100%=8.7%,因此这两种物质不论怎么混合,含氢的质量分数都为定值8.7%。4.有机混合物的组成元素有三种,需要变形后才能找出某两种元素间存在“量”上的固定关系,给出其中一种元素的质量分数,求第三种元素的质量分数。如:乙炔(C2H2)与乙醛(C2H4O)的混合气体。若含氧量为a%,计算含碳量。分析:-33-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合5.由元素质量分数、元素质量比、相对分子质量等推断有机化合物分子组成-34-第十四讲 泾课标导引知识整合知识整合典例典例9120、101 kPa下,将下列有机化合物分别与足量的空气混合,引燃反应后恢复到原来的温度,气体体积不变的是()A.C2H6B.C2H4C.C3H8D.C6H6答案 B
