2012届高考化学一轮复习课件：第十章　有机化合物 第一节　甲烷　乙烯和苯（人教A）.ppt

1、1.了解有机化合物中碳的成键特征。了解有机化合物的同分异构现象。2了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质。3了解乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。4了解上述有机化合物发生反应的类型。1.甲烷、乙烯、苯及其同系物的组成、结构、性质和来源。2取代反应和加成反应概念及判断。3同系物的概念，同分异构体的判断与书写。4烃类的燃烧规律。一、甲烷的结构与性质1组成和结构俗称分子式结构式结构简式 分子构型天然气、沼气CH4CH4正四面体2.物理性质颜色：无色，状态：气体，溶解性：难溶于水，密度：比空气小。3.化学性质二、烷烃的组成、结构与性质1通式：CnH2n2(n1)。2结构特点烃分子中碳

2、原子之间以单键结合，剩余价键全部与氢原子结合，使每个碳原子达到价键饱和，烷烃又叫饱和烃。3物理性质(1)水溶性：难溶于水，密度：液态烷烃比水小。(2)随碳原子数的增加，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大。(3)碳原子数4的烷烃，常温下呈气态。4同系物结构相似，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。同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。5同分异构体具有相同的分子式，但具有不同结构的化合物互称为同分异构体。丁烷的同分异构体为正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷。想一想1：有机物种类繁多的原因是什么？提示：每个碳原子均形成四个化学键，相邻碳原子以共价键形成稳定的长链或碳

3、环。有机物之间存在着同分异构现象。三、乙烯1组成与结构分子式结构式结构简式分子构型C2H4平面型2.物理性质颜色状态密度溶解性无色气体略小于空气难溶于水3.化学性质4用途用于植物生长调节剂和水果的催熟剂、化工原料。四、苯1组成与结构2物理性质颜色状态气味毒性溶解性密度熔沸点无色 液体有特殊气味有毒不溶于水比水小低3.化学性质想一想2：证明苯分子中不存在单双键交替结构的事实有哪些？提示：苯中碳碳键完全相同，为平面正六边形结构。邻二甲苯仅有一种结构。苯与溴水不能发生加成反应。苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。1(2011年原创题)2010年第16届广州亚运会火炬“潮流”所用燃料的成分是丙烷，下列有关

4、丙烷的叙述中不正确的是()A分子中碳原子不在一条直线上B光照下能够发生取代反应C比丁烷更易液化D是石油分馏的一种产品答案：C2(2011年南安模拟)下列现象因为发生加成反应而发生的是()A乙烯使酸性KMnO4溶液褪色B苯通入溴水中，振荡后水层接近无色C乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色D甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失答案：C3在苯的同系物中加入少量酸性KMnO4溶液，振荡后褪色，正确的解释是()A苯的同系物分子中碳原子数比苯多B苯环受侧链影响，易被氧化C侧链受苯环影响，易被氧化D由于侧链与苯环的相互影响，使侧链和苯环均易被氧化答案：C4如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比

5、为14)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气均完全反应，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_。(2)经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是_(填字母序号，下同)。A升高 B降低C不变D无法确定(3)U形管左端的气柱变化可能是_。A体积增大B体积减小C消失D不变(4)试解释U形管右端的玻璃管中水柱变化的原因：_。答案：(1)CH44Cl2光照 CCl44HCl(2)B(3)B、C(注意：体积消失是体积减小的极限)(4)由(1)中化学方程式可知，此反应中气体的物质的量减少

6、，且生成的HCl极易溶于水，所以左侧压强减小至零，故右侧玻璃管中的水柱降低要点1 几类烃的比较及有机反应类型1几类烃的比较对应学生用书137页物质甲烷乙烯苯结构简式CH4CH2=CH2结构特点正四面体结构，C 原子居正四面体的中心，分子中的 5 个原子没有任何 4 个原子处于同一平面内。其中任意 3 个原子在同一平面内，任意 2 个原子在同一直线上平面形结构，分子中的 6 个原子都处于同一平面内，键角都约为 120平面形结构，分子中的12 个原子都处于同一平面内物质甲烷乙烯苯空间构型物理性质无色气体，难溶于水无色气体，难溶于水无色液体，不溶于水易燃，完全燃烧生成CO2和H2O化学性质发生取代反

7、应：CH4Cl2光CH3ClHCl加成反应：与溴(在四氯化碳中)、氢气、氯化氢、水等发生加成反应；加聚反应：得到聚乙烯；氧化反应：被酸性高锰酸钾溶液氧化取代反应：在催化剂作用下，与溴、浓硝酸等发生取代反应；加成反应：在镍作催化剂时，与氢气发生加成反应2.取代反应、加成反应、加聚反应比较 名称比较 取代反应加成反应加聚反应概念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代替的反应有机物分子中双键(或三键)两端的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由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物分子的反应 名称比较 取代反应加成反应加聚反应反应前后分子数目一般

8、相等减少减少反应特点可发生分步取代反应有时只有一种加成方式，有时也有多种加成方式反应一般为单方向进行，一般不可逆实例CH3CH3Cl2光CH3CH2ClHClCH2=CHCH3Br2CH2BrCHBrCH3名师点睛：从形式上看，加成反应类似于无机化学中的化合反应，但加成反应必须有有机物分子中的不饱和键的断裂，而化合反应就不一定有不饱和键的断裂(如H2Cl2=2HCl)。例1 下列有颜色的试剂不能用来鉴别甲烷和乙烯的是()A溴水 B溴的四氯化碳溶液C酸性KMnO4溶液DFeCl3溶液【解析】乙烯能够与溴水、溴的四氯化碳溶液发生加成反应，使溴水及溴的四氯化碳溶液褪色；乙烯能够与酸性KMnO4溶液发

9、生氧化还原反应，使酸性KMnO4溶液褪色；乙烯与FeCl3溶液不反应。甲烷与溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液、FeCl3溶液均不反应。【答案】D迁移应用1 从柑橘中炼制萜二烯，下列有关萜二烯的推测不正确的是()A它不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B常温下为液态，难溶于水C分子式为C10H16D与过量的溴的CCl4溶液反应后的产物为【解析】由于萜二烯中含有2个碳碳双键，故它能被酸性KMnO4溶液氧化，而使酸性KMnO4溶液褪色。根据萜二烯的结构简式可以确定其分子式为C10H16，由于其所含碳原子数大于10，故在常温下呈液态，且难溶于水。萜二烯与足量的溴的CCl4溶液反应，两个碳碳双键均能发生

10、加成反应，即产物为【答案】A要点2 同系物、同分异构体的判断1同系物、同分异构体的概念与比较比较概念定义分子式结构性质同系物结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质分子式不同，但具有相同的通式相似 物理性质不同，化学性质相似同分异构体分子式相同，结构不同的化合物相同不同物理性质不同，化学性质不一定相同2.同分异构体的书写方法与规律书写有机物的同分异构体时要按一定的思维顺序，避免遗漏和重复，一般的思路为：类别异构碳链异构位置异构。(1)判类别：根据有机物的分子组成判定其可能的类别异构。(2)写碳链：根据有机物的类别异构写出各类别异构的可能的碳链结构(先写最长的碳链，依次写出少一个

11、碳原子的碳链，把余下的碳原子接到相应的碳链上去)。(3)移官能团位置：一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体，然后在各条碳链上依次移动官能团的位置，有两个或两个以上的官能团时，先上一个官能团，再上第二个官能团，依此类推。(4)氢饱和：按“碳四键”的原理，碳原子剩余的价键用氢原子去饱和，就可得所有同分异构体的结构简式。名师点睛：一元取代物的同分异构体的数目判断等效氢法(1)有机物中位置等同的氢原子叫等效(性)氢原子，烃的分子中等效氢原子的种类有多少，则其一元取代物种类就有多少。(2)“等效氢原子”种类的判断通常有如下三个原则：同一碳原子所连的氢原子是等效的；同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的

12、；同一分子中处于轴对称或镜面对称(相当于平面镜成像时，物与像的关系)位置上的氢原子是等效的。例2 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_。(4)B是家用液化气的主要成分，若1 mol B气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，放出2217.8 kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为：_。【解析】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

13、，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。【答案】(1)同系物(2)C2H6 丁烷(3)(4)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2217.8kJ/mol迁移应用2 下列说法中错误的是()化学性质相似的有机物是同系物 分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物 若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物 互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似 相对分子质量相同而结构不同的化合物互为同分异构体 石墨与金刚石分子式相同，结构不同，互为同分异构体A B只有C只有D只有【解析】同系物是结构相似(结构相

14、似，则化学性质相似)，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，这个概念有两个限定条件必须同时具备，故错误。C、H元素的质量分数相同未必是同系物，如C2H4(CH2=CH2)和C3H6，故错误。互为同分异构体的物质化学性质不一定相似，如CH3CH=CH2和，故错误。同分异构体的概念是分子式相同而结构不同的化合物的互称，三个要点缺一不可，故错误。【答案】A 易错点1 对反应类型不准确理解而造成判断错误例1 下列对于加成反应的说法中正确的是()A加成反应的结果是使有机化合物中不再含有不饱和键B经过加成反应后，有机化合物的官能团发生了变化C任何含有不饱和键的有机化合物都能发生加成反应D溴的四

15、氯化碳溶液能够作为所有可以发生加成反应的试剂对应学生用书139页【错因分析】溴水或溴的四氯化碳溶液与烯烃、炔烃发生加成反应，从而使溴水和溴的四氯化碳溶液褪色，受该反应的影响，有的同学误认为烯烃、炔烃与酸性KMnO4溶液发生的反应也为加成反应，实际上该反应为氧化反应。含有不饱和键的有机物可以发生加成反应，有的同学误认为发生加成反应后结构一定是不饱和键变为饱和键。【正确解答】炔烃发生加成反应后可以含有不饱和键，选项A错；不同的有机化合物对加成反应的试剂有所选择，选项D错；羧基中的碳氧不饱和键不能发生加成反应，选项C错。答案：B易错再练 下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型的对比中正确的是()A烷烃只

16、含有饱和键，烯烃只含有不饱和键B烷烃不能发生加成反应，烯烃不能发生取代反应C烷烃的通式一定是CnH2n2，而烯烃的通式则一定是CnH2nD烷烃与烯烃相比，发生加成反应的一定是烯烃【解析】烯烃中，也可能含有碳氢饱和键，碳碳饱和键A错；烯烃中氢原子有可能发生取代反应，B错；环烷烃的通式是CnH2n，只有单烯链烃的通式才是CnH2n，C错。【答案】D易错点2 有机分子中线面关系不清例2 关于如图所示物质的结构简式的说法正确的是()A所有的碳原子有可能处于同一平面上B所有的碳原子不可能处于同一平面上C所有的氧原子有可能处于苯环的平面上D所有的氢原子有可能处于苯环的平面上【错因分析】不能正确利用碳碳单键

17、旋转的思想，则易导致误选。【正确解答】本题要求确定的是“共平面问题”，自然应以“碳碳双键”和“苯环”为研究中心，从而很容易得出与“碳碳双键”和“苯环”直接相连的原子均处于同一平面上。现在的问题是与苯环相连的其中一个碳原子与其他原子构成了四面体结构，那么位于这个四面体结构中的另一个碳原子“可能”共平面吗？由于碳碳单键是可以旋转的，那么总会有一种特殊的情况，使这个四面体结构中的碳原子与这个四面体结构上的中心碳原子以及苯环共平面，故是“可能”共平面，不是“一定”共平面。同理，氢、氧原子也用类似方法判断。答案：AC易错再练 下列分子中的所有碳原子不可能处在同一平面上的是()【解析】判断有机物中原子共面

18、或共线问题，要结合常见分子及其模型考虑。A可以看成是乙烯中两个氢原子被稠环和甲基取代得到的，即所有碳原子共面；B中所有碳原子共面；D中两个苯环可能共面，其中取代两个H原子的甲基中的碳原子也与之共面；C中两个苯环共面，但甲基上的碳原子一定不在该平面上。【答案】C 1(2010年湖南、辽宁高考)分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A3种B4种C5种 D6种对应学生用书139页答案：B2(双选)(2010年海南高考)下列化合物分子中的所有原子都处于同一平面的是()A溴苯B对二甲苯C氯乙烯D丙烯解析：中Br在苯环平面上；CH2=CHCl中Cl相当于乙烯中的H原子。答案：AC3(

19、2010年高考全国卷)三位科学家因在烯烃复分解反应研究中的杰出贡献而荣获2005年度诺贝尔化学奖，烯烃复分解反应可示意如下：解析：烯烃复分解反应的实质是：原两个断开，再两两组合，如A项：答案：A下列化合物中，经过烯烃复分解反应可以生成的是()4(2009年海南高考)某含苯环的化合物A，相对分子质量为104，碳的质量分数为92.3%。(1)A的分子式为_；(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为_，反应类型是_；请写出A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应的化学方程式_；(4)一定条件下，A与氢气反应，得到的化合物中碳的质量分数为85.7%，写出此化合物的结构简式_；(5)在一定条件下，

20、由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为_。答案：(1)C8H85(江苏镇江2011届高三一调)“促进低碳经济，减少CO2的排放”是联合国哥本哈根气候变化会议的主题。下列行为中不符合这一主题的是()A发展水电，开发新能源，如核能、太阳能、风能等，减少对化石能源的依赖B限制化工发展，关停化工企业，消除污染源头C利用工业生产产生的二氧化碳制造全降解塑料D推广煤的干馏、气化、液化技术，提供清洁、高效燃料和基础化工原料解析：促进经济不能限制化工生产，B错误。答案：B6(吉林长春2011届高三一调)主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有()A5种 B4种C3种D2种解析：根据有机物的结构特征，乙

21、基最小在3号碳出现，则有机物的结构为，则甲基的位置只有2种：答案：D7天然气是一种清洁燃料，以天然气为原料经下列反应路线可制得工程塑料PBT。请回答下列问题：(1)(双选)天然气的主要成分是甲烷，下列关于甲烷的说法正确的是_。A二氯甲烷的结构有两种B由于甲烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色，因此甲烷与溴单质不反应C烷烃中碳的质量分数随碳原子数的增多而增大D甲烷是一种可再生的燃料(2)由甲醇生成A的反应方程式为_，其反应类型为_。(3)由A生成C的反应方程式为_。(4)D的结构简式是_；PBT属_类有机高分子化合物。(5)(双选)已知3分子的HCCH在一定条件下可以生成1分子的苯，下列关于苯的说法正确

22、的是_。A邻二氯苯的结构有两种B由于苯能使溴水褪色，因此苯与溴水在一定条件下可以发生反应C苯造成河水污染时可用活性炭除去D苯在工业上可通过煤的干馏得到(6)(双选)甲烷在一定条件下能生成乙烯，下列关于乙烯的说法正确的是_。A衡量一个国家石油化工发展水平的标志是乙烯的产量B乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色是因为发生加成反应产生的C乙烯分子中的6个原子在同一平面上D可用溴的四氯化碳溶液除去甲烷中混有的乙烯答案：(1)C、D(2)2CH3OHO2Cu 2HCHO2H2O 氧化反应(3)CHCH2HCHO碱HOCH2CCCH2OH(4)HOCH2CH2CH2CH2OH 酯(或聚酯)(5)C、D(6)A、

23、C坎昆世界气候大会与甲烷新闻背景对应学生用书140页坎昆世界气候大会全称“联合国气候变化框架公约第16次缔约方会议暨京都议定书第6次缔约方会议”，于2010年11月29日至12月10日在墨西哥海滨城市召开。探究活动：(1)科学研究发现，甲烷产生的温室效应比二氧化碳强。某化学学习小组为了探究相同体积的甲烷和二氧化碳产生温室效应的强度大小，设计如下实验：分别收集两瓶相同条件下等体积的甲烷和二氧化碳，按下图所示连接装置，使红墨水柱和的高度相等，放在太阳光下照射一段时间后，观察现象。本实验设计原理是_。经过一段时间照射，预测U形管中的实验现象和结论。序号预测现象实验结论ABC(2)已知天然气的主要成分

24、CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4产生的温室效应要比CO2强。下面有关天然气的叙述正确的是_(填序号)。与煤、石油相比，天然气是比较清洁的能源等质量的CH4产生的温室效应比CO2强天然气的燃烧也是酸雨的成因之一A B只有C只有D只有解析：(1)温室气体可减弱光的反射和散射，从而使气温上升。如上图所示的两锥形瓶大小相同，在相同条件下收集气体的体积相同，经过相同条件下太阳光照射后，根据U形管内液柱的相对高低，可判断甲烷和二氧化碳产生温室效应的相对强弱，预测实验现象可能有三种情况：液柱高于液柱、液柱和液柱相平、液柱低于液柱。(2)天然气与煤和石油相比，是一种清洁能源，正确；物质的量

25、相同时，二氧化碳的质量较大，但甲烷产生的温室效应较强，故质量相同时，甲烷的物质的量大，其产生的温室效应较强，正确；天然气燃烧排放大量的二氧化碳，是导致温室效应的重要因素之一，而造成酸雨的主要因素是SO2、NOx等的大量排放，错误。答案：(1)根据大气压原理，温度升高，气体压强增大，将红墨水推向气体压强较小的一边序号预测现象实验结论A液柱高于液柱等体积甲烷产生的温室效应比二氧化碳弱B液柱和液柱相平等体积甲烷产生的温室效应与二氧化碳相同C液柱低于液柱等体积甲烷产生的温室效应比二氧化碳强(2)C点评：环境问题一直是国际社会关注的热点，其中气候变化是对全世界影响较大的因素之一，所谓“世界气候大会”，主要是讨论温室气体的减排问题，即限制含碳气体，如二氧化碳、甲烷等的排放，使排放的二氧化碳与绿色植物通过光合作用消耗的二氧化碳达到平衡。这类“STSE”题目背景新、难度小，主要联系中学化学的基础知识命题，目的在于引导同学们关注社会、关注生存环境，从而培养环境保护意识。感谢您的关注！