课件52张PPT。第十五讲 烃——甲烷、乙烯、苯有机物特点与同分异构体 ?知识回顾
1.有机物
(1)定义:一般将含有________元素的________称为有机化合物,简称有机物。有机物的组成中除了碳元素外,常有H、O、S、N、P、卤素等元素。
(2)有机物通性:有机物一般熔沸点低、密度小、大多数难溶于水,是非电解质,易燃烧,反应慢、副产物多。碳 化合物 2.碳原子的成键特征:在有机物中,碳原子呈________价,碳原子既能与其他原子形成共价键,也能相互之间形成碳碳________键、________键或叁键等,有机化合物有链状分子和________状分子。
3.同分异构体:化合物________相同,________不同的现象称同分异构现象,其化合物________称同分异构体。
4.烃:仅含________、________两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。如CH4、C2H4、苯等。四 单 双 环 分子式 结构 互 碳 氢【例1】 (2012年广东学业水平考试)下列说法正确的是( )
A.乙烷和乙醇都属烃类化合物
B.有机化合物一定含有碳元素
C.丙烷和丁烷都有同分异构体
D.含有碳元素的化合物一定是有机化合物解析:A项错误,乙醇结构简式为CH3CH2OH,含有O元素,不属烃类化合物;B项正确,有机化合物属于含碳化合物;C项错误,丙烷无同分异构体,丁烷有两种同分异构体;D项错误,含有碳元素的化合物不一定是有机化合物,一般不把碳的氧化物、碳酸盐等列入有机物中(如CO、CO2、CaCO3等)。
答案:B易错提醒:1.同分异构体结构不同,性质也有所不同,同分异构体属于不同化合物。
2.用同一分子式表达的物质可能是纯净物,也可能是混合物。如C4H10可以表示为正丁烷,也可以表示为异丁烷。?课堂练习
1.(2012年广东学业水平考试)属于烃类的有机物是( )
A.CH3COOH B.CH2CH2
C.CH3CH2OH D.CH3COOCH2CH3解析:CH2CH2只含C、H两元素,属于烃类的有机物。
答案:B2.下列分子式表示的物质一定是纯净物的是( )
A.C4H10 B.C6H12O6
C.CH3Cl D.C2H4Br2解析:C4H10、C2H4Br2均有两种异构体、C6H12O6可代表葡萄糖或果糖。CH3Cl只有一种结构,无同分异构体。
答案:C甲烷?知识回顾
1.存在与结构:CH4在自然界中主要存在于________、沼气和坑气中。CH4分子中含有4个共价键,是正四面体结构分子。CH4是最简单的________烃。
2.物理性质:甲烷是一种无色、无味、密度比空气________,极难溶解于水的________。天然气 烷 小 气体 3.化学性质:易燃烧,高温分解,能发生取代反应。
(1)燃烧反应方程式:CH4+2O2 ________ (淡蓝色明亮火焰,天然气是清洁能源)。
(2)分解反应:在隔绝空气、1000 ℃以上分解。反应方程式:CH4 ________。分解产物炭黑是重要化工原料,用于橡胶工业、制造颜料、油墨、油漆等。CO2+2H2O C+2H2 (3)甲烷与Cl2发生取代反应。
①取代反应:有机物分子里的某些原子或者原子团被其他原子或者原子团________的反应称取代反应。
②CH4与Cl2发生反应的过程分析。
一氯甲烷(沸点:-24.2 ℃)
CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl,HHHCH+ClCl光HHHCCl+HCl代替 CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl,
CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。
常温下一氯甲烷呈________态,二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯甲烷(四氯化碳)均是________溶于水的油状液体。其中氯仿毒性较大,是麻醉剂。气 难【例2】 在光照条件下,下列物质中能与甲烷反应的是( )
A.盐酸 B.Cl2
C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
解析:甲烷性质稳定,不与酸碱反应,也不与酸性KMnO4溶液反应。甲烷可与卤素元素单质在一定条件下发生取代反应。如与F2、Cl2、Br2等发生取代反应。
答案:B易错提醒:1.有机物发生取代反应的其他反应物可以是单质也可以是化合物。
2. 生成的产物一般有两种或两种以上。?课堂练习
3.下列关于甲烷的叙述错误的是( )
A.天然气的主要成分
B.最简单的有机物
C.能与NaOH发生中和反应
D.与氯气在光照条件下能发生取代反应解析:CH4是非电解质,极难溶于水,不发生电离反应,无H+产生,不属于酸,不会与NaOH发生中和反应。
答案:C4.等物质的量的下列有机物燃烧生成CO2和H2O时,消耗氧气最多的是( )
A.CH4 B.CH3CH3
C.C3H8 D.C4H10解析:物质的量相同时,烃类分子中含C、H原子数越多,燃烧耗氧气越多。
答案:D乙烯C2H4 ?知识回顾
1.分子结构:C2H4是平面矩形,分子中碳碳原子以________( )结合。C2H4是最简单的烯烃。
2.物理性质:乙烯是一种无色、稍有气味,______溶于水,比空气略轻的气体。
3.化学性质:乙烯分子的双键中有一对共用电子形成的化学键________断裂,易发生加成反应、加聚反应、氧化反应。C = C双键 难 易 (1)氧化反应。
①燃烧:乙烯的含碳量较高,燃烧时常冒黑烟。反应式:
CH2===CH2+3O2 2CO2+2H2O。
②乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化使其________。利用该性质可鉴别甲烷和乙烯。
(2)加成反应。
①定义:有机分子中________碳原子与其他原子或原子团直接________生成新的化合物反应,叫加成反应。褪色 不饱和 结合 ②乙烯通入溴的CCl4溶液与Br2发生加成反应,溴的CCl4溶液________,利用该性质可鉴别乙烯与甲烷。
③加成反应实例:H—C = C—H + Br H—C—C—H H HH HBr Br1,2-二溴乙烷褪色 CH2===CH2+H2O CH3—CH2OH, 工业上乙烯水化法制取乙醇。
CH2===CH2+H2 CH3—CH3,
CH2===CH2+HCl―→CH3—CH2Cl。
氯乙烷催化剂△催化剂(3)乙烯、氯乙烯的加聚反应。
①加聚反应:有机分子中双键(或叁键)两端的碳原子与其他原子或原子团因发生________反应而结合成相对分子质量大的高分子反应叫加成聚合反应,简称________反应。
②在适当温度、压强、催化剂作用下,乙烯、氯乙烯分子间通过加聚反应相互结合形成很长碳链的聚乙烯、聚氯乙烯。加成 加聚 CH2===CH2+CH2===CH2+CH2===CH2+… —CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2-…
nCH2===CH2 CH2—CH2 ,
nCH2===CHCl CH2—CHCl 。(4)乙烯的用途。
乙烯是石油炼制裂解的重要产物。世界上将乙烯的产量作为衡量一个国家________化工发展水平的标志。是重要有机化工原料,也是水果________。如乙烯利分解释放出乙烯,可促进作物成熟。石油 催熟剂 【例3】 (2012年广东学业水平考试)关于乙烯的化学性质,说法正确的是( )
A.不能发生聚合反应
B.能使溴水褪色
C.可与H2发生加成反应
D.可与HCl加成解析:乙烯在常温常压下是气体,能使溴水褪色,在一定条件下能够聚合生成聚乙烯,可与HCl、H2发生加成反应。
答案:BCD
易错归纳:1.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化反应,表现还原性。
2.乙烯使溴的CCl4溶液或溴水与Br2褪色是发生加成反应,表现双键的活泼性。?课堂练习
5.(2012年广东学业水平考试)能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的一组物质是( )
A.O2和N2 B.CO2和CH4
C.乙烷和乙炔 D.Na2SO4和NaNO3解析:乙烷中无C=C和C≡C,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙炔含有C≡C,能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
答案:C6.(2011年广东学业水平考试)既能使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色的是( )
A.苯 B.乙烯
C.乙醇 D.氯化铁解析:乙烯与Br2发生加成反应使溴水褪色,也能与KMnO4发生氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色。
答案:B苯C6H6 ?知识回顾
1.分子结构特点: (C6H6)平面正六边形结构,苯环上的碳碳键是介于碳碳________和碳碳________之间的特殊键,C、H原子均在同一平面。
2.物理性质:苯是一种无色、有特殊气味的________毒液体,密度比水________,难溶于水;沸点低,易挥发,当温度低于5.5℃时,苯会凝结成无色晶体。
3.化学性质:苯性质稳定,难氧化,可燃烧,取代易于加成,常作为有机溶剂或萃取溴、碘等的萃取剂。单键 双键 有 小 (1)苯的燃烧反应:苯可以在空气中燃烧,火焰明亮、有浓烟,生成CO2和H2O,并放出大量的热。
2C6H6+15O2 12CO2+6H2O。
(2)苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不会出现使高锰酸钾溶液________的现象。褪色 (3)苯的硝化反应:(如硝化、卤代)。
苯与浓硝酸在加热和浓硫酸催化、脱水作用下生成硝基苯或(和)多硝基苯。如:
+HO—NO2 +H2O。
苯的硝化反应属于________反应(填“取代”或“加成”)
硝基苯有毒,与皮肤接触或它的蒸气被人体吸收,都能引起中毒。
+Br2 +HBr。浓硫酸50~60oCNO2
硝基苯FeBr3 Br取代(4)苯的加成反应。
在特定条件下,苯能发生加成反应。如:苯与氢气发生加成反应,生成环己烷(C6H12)。【例4】 下列有关苯的结构与性质说法正确的是( )
A.苯易溶于水
B.苯分子中含有碳碳双键和碳碳单键
C.苯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
D.苯在一定条件下能发生取代反应和加成反应
解析:A、B、C三项错误,苯难溶于水,苯分子中不含碳碳双键和碳碳单键,苯既不能使溴水褪色,也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;D项正确,如苯能和硝酸发生取代反应,能与氢气发生加成反应。
答案:D?课堂练习
7.(2011年广东学业水平考试)苯是一种常见的有机溶剂和化工原料,下列关于苯的叙述正确的是( )
A.难溶于水 B.易挥发,有毒性
C.属于高分子化合物 D.属于烃类化合物解析:苯不属于高分子化合物。
答案:ABD8.反应+HO-NO2浓硫酸△—NO2+H2O的反应类型是( )
A.加成反应 B.取代反应
C.化合反应 D.分解反应解析:该反应中硝基(—NO2)取代苯分子中H原子,属于取代反应。
答案:B一、单选题考点一 有机物特点与同分异构体1.下列物质中不属于有机物的是( )
A.CH4 B.NH4HCO3
C.CO(NH2)2 D.CHCl3解析:NH4HCO3是常见的无机物碳酸的铵盐类物质。
答案:B2.周期表中生成化合物的种类最多的元素位于( )
A.三周期ⅥA族 B.二周期ⅣA族
C.三周期ⅣA族 D.二周期ⅥA族解析:碳元素能生成大量有机物,位于周期表中二周期ⅣA族。
答案:B3.互为同分异构体的物质不可能( )
A.具有相同的式量
B.具有相同的结构
C.含有相同的元素和相同数目的原子
D.具有相同的分子式解析:具有相同的结构的物质是同种物质,不互为同分异构体。
答案:B考点二 甲烷6.我国近几年接连发生多起煤矿爆炸事故,造成重大人员伤亡和财产损失。煤矿发生爆炸事故的元凶是煤矿坑道气中含有的甲烷。下列关于甲烷的叙述中不正确的是( )
A.甲烷是一种非电解质
B.甲烷与氯气反应只生成CCl4和HCl两种不同分子
C.甲烷是重要的化工原料,其分解产物可用于合成氨和橡胶工业
D.“抽”出坑道中的甲烷,既可用作清洁燃料,又可防止爆炸解析:选项B错误,甲烷与氯气反应可以生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl五种不同分子;选项A、C、D三项正确,甲烷不属于电解质,属于非电解质;甲烷分解产物H2,可用于合成氨,碳黑粉可用于橡胶工业;坑道中的甲烷含有大量空气,易燃烧爆炸。
答案:B7.在光照的条件下,将甲烷和氯气混合充分反应后得到的物质中分子数最多的是( )
A.CH3Cl B.CHCl3
C.CCl4 D.HCl解析:甲烷分子中的每一个氢原子被氯原子取代的同时均产生HCl。
答案:D8.甲烷和氯气混合,在光照条件下发生取代反应,得到的有机物可能是( )
①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4
A.只有① B.①和③的混合物
C.只有② D.①②③④的混合物解析:甲烷和氯气的取代反应具有延续性,当甲烷反应生成CH3Cl后,可以继续反应生成CH2Cl2、CHCl3和CCl4。
答案:D考点三 乙烯11.可以用来衡量一个国家的石油化学工业发达水平的标志是( )
A.石油的产量 B.乙烯的产量
C.合成纤维的产量 D.硫酸的产量解析:乙烯产量可代表一个国家石油化工水平,硫酸用途广,其产量可代表一个国家化学工业发达水平。
答案:B12.苏轼的《格物粗谈》有这样的记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”按照现代科技观点,该文中的“气”是指( )
A.脱落酸 B.乙烯
C.生长素 D.甲烷解析:乙烯可以催熟水果。
答案:B13.实验室用于除去甲烷中含有少量乙烯杂质的方法是( )
A.通过氢氧化钠溶液
B.通入氯气中
C.通过酸性KMnO4溶液
D.通过溴的四氯化碳解析:氢氧化钠溶液不与乙烯反应;通入氯气直接混入杂质,在光照下甲烷与氯气反应;KMnO4溶液可将乙烯氧化为CO2,产生新杂质;乙烯和溴发生加成反应生成的BrCH2CH2Br溶于四氯化碳,甲烷溶解损耗少。
答案:D考点四 苯16.石油和煤都是重要的化石能源,下列有关石油和煤的叙述正确的是( )
A.煤中含有苯 B.都含有碳元素
C.都是可再生能源 D.石油中含有苯解析:石油和煤中均不含苯分子,都含有碳元素,都不属于可再生能源。
答案:B17.(2012年广东学业水平考试)刚装修好的房子须通风换气一段时间后方可入住,其原因是装修材料会挥发出一些有毒物质,这些物质不可能是( )
A.甲醛 B.苯
C.甲苯 D.CO2解析:CO2不属于有毒物质。
答案:D18.苯与乙烯相比较,下列叙述不正确的是( )
A.都容易发生取代反应
B.苯不能被KMnO4氧化
C.苯只能在特殊条件下发生加成反应
D.都能在空气中燃烧解析:苯易发生取代反应,乙烯易发生加成反应。
答案:A二、多选题
21.下列物质属于有机物的是( )
A.C2H6 B.CO
C.NaHCO3 D.C2H5OH解析:B、C是无机物。A、D是有机物。
答案:AD22.乙烯是重要的工业原料,下列有关乙烯叙述正确的是( )
A.常温常压下是气体
B.常温常压下是液体
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.在一定条件下能够聚合生成聚乙烯解析:乙烯在常温常压下是气体,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,在一定条件下能够聚合生成聚乙烯。
答案:AD23.乙烯的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平。下列关于乙烯的说法正确的是( )
A.与苯互为同分异构体
B.分子中存在碳碳双键
C.能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析:A项错误,苯的分子式是C6H6,乙烯的分子式是C2H4,两种物质的分子式不同,乙烯与苯不互为同分异构体。B、C、D三项正确。
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