专题3 微专题2 烃分子的空间结构和重要性质课件(共26张PPT) 2023-2024学年高二化学苏教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 专题3 微专题2 烃分子的空间结构和重要性质课件(共26张PPT) 2023-2024学年高二化学苏教版选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-09 13:20:02 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
专题3
微专题2 烃分子的空间结构和重要性质
探究一 有机物分子中原子共线、共面情况的判断
方法突破
1.数学原理
两点确定一条直线,三点确定一个平面。
2.有机物分子中原子共面、共线判断的三大模板
(1)四面体结构模型:甲烷分子为正四面体结构,分子中有且只有3个原子共面。
(2)共面模型
①乙烯:平面结构,分子中所有原子都在同一平面内,键角为120°。
②苯:平面正六边形结构,分子中所有原子在同一平面内,键角为120°。
(3)共线模型:乙炔分子为直线形结构,分子中4个原子在一条直线上。
3.判断方法
应用体验
视角1简单有机物的空间结构
1.下列分子中所有碳原子不一定在同一平面上的是( )
A.2-丁烯 B.甲苯
C.1-丁烯 D.
C
解析 与双键相连的6个原子一定在同一平面内;苯环上的12个原子一定在同一平面内。
视角2直线结构与平面结构的连接
2.下列关于CH3—CH==CH—C≡C—CF3分子结构的叙述正确的是 。
A.6个碳原子有可能都在一条直线上
B.6个碳原子不可能都在一条直线上
C.6个碳原子一定都在同一平面上
D.6个碳原子不可能都在同一平面上
BC
解析 题给分子结构可以分割成三部分,即甲烷结构单元、乙烯结构单元和乙炔结构单元,根据乙烯和乙炔的分子结构特点,可将题给分子结构表示为
,则只有乙炔结构单元中的4个碳原子在一条直线上,
A项错误,B项正确;乙炔结构单元中位于一条直线上的4个碳原子中的2个碳原子也属于乙烯结构单元,则乙炔结构单元位于乙烯结构单元确定的平面内,所以6个碳原子都在同一平面内,C项正确,D项错误。
视角3平面结构与平面结构的连接
3. 分子中,在同一平面上的碳原子至少有( )
A.7个 B.8个
C.9个 D.14个
C
解析
视角4多种结构的组合
4.下列关于 的说法正确的是( )
A.所有碳原子可能共平面
B.除苯环外的碳原子共直线
C.最多有4个碳原子共平面
D.最多有3个碳原子共直线
A
解析 为了便于说明,对分子中的碳原子编号如下:
。根据乙烯、乙炔和苯的结构知,
1~5号碳原子共直线,而5号碳原子及与其相连的4个原子构成四面体结构,故4、5、6号碳原子不共直线。根据乙烯的结构知,6、7、8号碳原子也不共直线,故最多有5个碳原子共直线,B、D项错误。5~8号碳原子共平面,如图甲所示。
甲
1、2、5号碳原子及苯环也共平面,如图乙所示。
乙
通过旋转5、6号碳原子之间的碳碳单键,可使平面α与平面β共面,故所有碳原子可能共平面,A项正确,C项错误。
探究二 烃类的重要性质比较
方法突破
烃 液溴 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性高锰
酸钾溶液
烷烃 与溴蒸气在光照条件下发生取代反应 不反应,液态烷烃可以萃取溴水中的溴,从而使溴水褪色 不反应,互溶不褪色 不反应
烯烃 常温加成褪色 常温加成褪色 常温加成褪色 氧化褪色
炔烃 常温加成褪色 常温加成褪色 常温加成褪色 氧化褪色
烃 液溴 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性高锰
酸钾溶液
苯 一般不反应,催化条件下(FeBr3)可发生取代反应 不反应,发生萃取而使溴水褪色 不反应,互溶不褪色 不反应
苯的 同系物 一般不反应,光照条件下发生侧链上的取代反应,催化条件(FeBr3)下发生苯环上的取代反应 不反应,发生萃取而使溴水褪色 不反应,互溶不褪色 氧化褪色
应用体验
视角1烷烃、烯烃、炔烃的性质
1.烃是重要的燃料和化工原料。下列关于常见烃的说法不正确的是( )
A.甲烷和乙烯在光照条件下都能与氯气发生取代反应
B.乙烯和乙炔都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
C.CH2==CH—C≡CH分子中的所有碳原子可处在同一平面上
D.可用燃烧法区分甲烷、乙烯和乙炔
A
解析 甲烷在光照条件下能与氯气发生取代反应,但乙烯在光照条件下难与氯气发生取代反应。
视角2苯及其同系物的性质
2.三甲苯( )是无色片状晶体,不溶于水,易溶于乙醇和苯,有毒,可用作溶剂、抗氧化剂,也可用于有机合成。下列有关说法不正确的是
( )
A.三甲苯与浓硝酸反应时(浓硫酸为催化剂),1 mol三甲苯最多消耗3 mol HNO3
B.三甲苯与液溴在催化剂作用下反应时,1 mol三甲苯最多消耗1.5 mol Br2
C.三甲苯与酸性KMnO4溶液反应时,在苯环上最多可生成3个羧基
D.在光照条件下,三甲苯中甲基上的氢原子可被卤素原子取代
B
解析 三甲苯的苯环上除了3个甲基外还有3个氢原子,故与浓硝酸反应时,1 mol三甲苯最多消耗3 mol HNO3,A项正确;三甲苯与液溴反应时,1 mol三甲苯最多消耗3 mol Br2,B项错误;三甲苯的3个甲基被氧化后生成3个羧基,C项正确;在光照条件下,三甲苯中甲基上的氢原子可被卤素原子取代,D项正确。
专题精练
1.下列物质中所有碳原子一定在同一平面上的是( )
D
解析 分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有的C原子不可能在同一平面上,A错误;乙苯分子中含有的2个饱和C原子,单键可以旋转,因此分子中所有的C原子不一定在同一平面上,B错误;
分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有的C原子不可能在同一平面上,C错误;苯分子是平面分子,甲基—CH3的C原子取代苯分子中H原子的位置,在苯环平面上,因此分子中所有碳原子一定在同一平面上,D正确。
2.苯乙烯转化为乙苯的反应为
A.Ⅰ→Ⅱ属于取代反应
B.可用CCl4分离Ⅰ和Ⅱ的混合物
C.Ⅰ和Ⅱ都属于苯的同系物
D.可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ
D
解析 Ⅰ→Ⅱ属于加成反应,A项错误;Ⅰ和Ⅱ均为有机物,均溶于四氯化碳,不可用CCl4分离Ⅰ和Ⅱ的混合物,B项错误;Ⅱ属于苯的同系物,但Ⅰ不属于苯的同系物,C项错误;Ⅰ中碳碳双键可以与溴发生加成反应,但Ⅱ不能,可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ,D项正确。
A.p的同分异构体只有b和d两种
B.b、d、p中可以使酸性高锰酸钾溶液褪色的有两种
C.b、d、p的二氯代物均只有三种
D.b、d、p均可与氢气发生加成反应
B
解析 p的同分异构体除了b和d,还有链状不饱和烃,A错误;b中与苯环直接相连的C上有氢原子,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,d结构中含有碳碳双键,也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,p不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;b、d、p的二氯代物分别有10种、3种、3种,C错误;b和d可以与氢气发生加成反应,p不可以,D错误。
4.某有机物的结构简式如图所示,有关它的说法正确的是( )
A.它属于芳香烃
B.分子中最多有26个原子共面
C.1 mol该物质能与6 mol H2加成
D.分子式为C14H8Cl5
C
解析 它由C、H、Cl三种元素组成,属于烃的衍生物,故A错误;分子中单键碳原子连接2个苯环,2个苯环可能共平面,最多有23个原子共面,故B错误;该物质中含有2个苯环,1 mol该物质能与6 mol H2加成,故C正确;根据结构简式,该物质分子式为C14H9Cl5,故D错误。
5.除去下列物质中含有的少量杂质,请选择所给的合适试剂和操作方法填入下表中(填字母)。
试剂:A.溴水 B.NaOH溶液 C.CaO D.酸性KMnO4溶液
操作方法:a.蒸馏 b.分液 c.洗气 d.过滤
组别 物质 杂质 试剂 操作方法
1 乙烷 乙烯
2 溴苯 溴
3 苯 甲苯
4 乙醇 水
答案
组别 物质 杂质 试剂 操作方法
1 A c
2 B b
3 D、B b
4 C a
解析 乙烷中混有少量乙烯,应通过溴水除去,不能用酸性KMnO4溶液,因为酸性KMnO4溶液与乙烯反应生成CO2,会引入新杂质;又二者都是气体,故应用洗气装置。溴苯中混有少量溴,可加入NaOH溶液,溴苯不与NaOH反应,溴与NaOH反应后液体分层,通过分液进行分离。苯中混有少量甲苯,加入酸性KMnO4溶液,甲苯被氧化为苯甲酸,再加入NaOH溶液,苯甲酸转化为苯甲酸钠进入水层,通过分液进行分离。乙醇中混有少量水,加入氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,再通过蒸馏进行分离。
本 课 结 束
专题3
微专题2 烃分子的空间结构和重要性质
探究一 有机物分子中原子共线、共面情况的判断
方法突破
1.数学原理
两点确定一条直线,三点确定一个平面。
2.有机物分子中原子共面、共线判断的三大模板
(1)四面体结构模型:甲烷分子为正四面体结构,分子中有且只有3个原子共面。
(2)共面模型
①乙烯:平面结构,分子中所有原子都在同一平面内,键角为120°。
②苯:平面正六边形结构,分子中所有原子在同一平面内,键角为120°。
(3)共线模型:乙炔分子为直线形结构,分子中4个原子在一条直线上。
3.判断方法
应用体验
视角1简单有机物的空间结构
1.下列分子中所有碳原子不一定在同一平面上的是( )
A.2-丁烯 B.甲苯
C.1-丁烯 D.
C
解析 与双键相连的6个原子一定在同一平面内;苯环上的12个原子一定在同一平面内。
视角2直线结构与平面结构的连接
2.下列关于CH3—CH==CH—C≡C—CF3分子结构的叙述正确的是 。
A.6个碳原子有可能都在一条直线上
B.6个碳原子不可能都在一条直线上
C.6个碳原子一定都在同一平面上
D.6个碳原子不可能都在同一平面上
BC
解析 题给分子结构可以分割成三部分,即甲烷结构单元、乙烯结构单元和乙炔结构单元,根据乙烯和乙炔的分子结构特点,可将题给分子结构表示为
,则只有乙炔结构单元中的4个碳原子在一条直线上,
A项错误,B项正确;乙炔结构单元中位于一条直线上的4个碳原子中的2个碳原子也属于乙烯结构单元,则乙炔结构单元位于乙烯结构单元确定的平面内,所以6个碳原子都在同一平面内,C项正确,D项错误。
视角3平面结构与平面结构的连接
3. 分子中,在同一平面上的碳原子至少有( )
A.7个 B.8个
C.9个 D.14个
C
解析
视角4多种结构的组合
4.下列关于 的说法正确的是( )
A.所有碳原子可能共平面
B.除苯环外的碳原子共直线
C.最多有4个碳原子共平面
D.最多有3个碳原子共直线
A
解析 为了便于说明,对分子中的碳原子编号如下:
。根据乙烯、乙炔和苯的结构知,
1~5号碳原子共直线,而5号碳原子及与其相连的4个原子构成四面体结构,故4、5、6号碳原子不共直线。根据乙烯的结构知,6、7、8号碳原子也不共直线,故最多有5个碳原子共直线,B、D项错误。5~8号碳原子共平面,如图甲所示。
甲
1、2、5号碳原子及苯环也共平面,如图乙所示。
乙
通过旋转5、6号碳原子之间的碳碳单键,可使平面α与平面β共面,故所有碳原子可能共平面,A项正确,C项错误。
探究二 烃类的重要性质比较
方法突破
烃 液溴 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性高锰
酸钾溶液
烷烃 与溴蒸气在光照条件下发生取代反应 不反应,液态烷烃可以萃取溴水中的溴,从而使溴水褪色 不反应,互溶不褪色 不反应
烯烃 常温加成褪色 常温加成褪色 常温加成褪色 氧化褪色
炔烃 常温加成褪色 常温加成褪色 常温加成褪色 氧化褪色
烃 液溴 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性高锰
酸钾溶液
苯 一般不反应,催化条件下(FeBr3)可发生取代反应 不反应,发生萃取而使溴水褪色 不反应,互溶不褪色 不反应
苯的 同系物 一般不反应,光照条件下发生侧链上的取代反应,催化条件(FeBr3)下发生苯环上的取代反应 不反应,发生萃取而使溴水褪色 不反应,互溶不褪色 氧化褪色
应用体验
视角1烷烃、烯烃、炔烃的性质
1.烃是重要的燃料和化工原料。下列关于常见烃的说法不正确的是( )
A.甲烷和乙烯在光照条件下都能与氯气发生取代反应
B.乙烯和乙炔都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
C.CH2==CH—C≡CH分子中的所有碳原子可处在同一平面上
D.可用燃烧法区分甲烷、乙烯和乙炔
A
解析 甲烷在光照条件下能与氯气发生取代反应,但乙烯在光照条件下难与氯气发生取代反应。
视角2苯及其同系物的性质
2.三甲苯( )是无色片状晶体,不溶于水,易溶于乙醇和苯,有毒,可用作溶剂、抗氧化剂,也可用于有机合成。下列有关说法不正确的是
( )
A.三甲苯与浓硝酸反应时(浓硫酸为催化剂),1 mol三甲苯最多消耗3 mol HNO3
B.三甲苯与液溴在催化剂作用下反应时,1 mol三甲苯最多消耗1.5 mol Br2
C.三甲苯与酸性KMnO4溶液反应时,在苯环上最多可生成3个羧基
D.在光照条件下,三甲苯中甲基上的氢原子可被卤素原子取代
B
解析 三甲苯的苯环上除了3个甲基外还有3个氢原子,故与浓硝酸反应时,1 mol三甲苯最多消耗3 mol HNO3,A项正确;三甲苯与液溴反应时,1 mol三甲苯最多消耗3 mol Br2,B项错误;三甲苯的3个甲基被氧化后生成3个羧基,C项正确;在光照条件下,三甲苯中甲基上的氢原子可被卤素原子取代,D项正确。
专题精练
1.下列物质中所有碳原子一定在同一平面上的是( )
D
解析 分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有的C原子不可能在同一平面上,A错误;乙苯分子中含有的2个饱和C原子,单键可以旋转,因此分子中所有的C原子不一定在同一平面上,B错误;
分子中C原子为饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有的C原子不可能在同一平面上,C错误;苯分子是平面分子,甲基—CH3的C原子取代苯分子中H原子的位置,在苯环平面上,因此分子中所有碳原子一定在同一平面上,D正确。
2.苯乙烯转化为乙苯的反应为
A.Ⅰ→Ⅱ属于取代反应
B.可用CCl4分离Ⅰ和Ⅱ的混合物
C.Ⅰ和Ⅱ都属于苯的同系物
D.可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ
D
解析 Ⅰ→Ⅱ属于加成反应,A项错误;Ⅰ和Ⅱ均为有机物,均溶于四氯化碳,不可用CCl4分离Ⅰ和Ⅱ的混合物,B项错误;Ⅱ属于苯的同系物,但Ⅰ不属于苯的同系物,C项错误;Ⅰ中碳碳双键可以与溴发生加成反应,但Ⅱ不能,可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ,D项正确。
A.p的同分异构体只有b和d两种
B.b、d、p中可以使酸性高锰酸钾溶液褪色的有两种
C.b、d、p的二氯代物均只有三种
D.b、d、p均可与氢气发生加成反应
B
解析 p的同分异构体除了b和d,还有链状不饱和烃,A错误;b中与苯环直接相连的C上有氢原子,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,d结构中含有碳碳双键,也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,p不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;b、d、p的二氯代物分别有10种、3种、3种,C错误;b和d可以与氢气发生加成反应,p不可以,D错误。
4.某有机物的结构简式如图所示,有关它的说法正确的是( )
A.它属于芳香烃
B.分子中最多有26个原子共面
C.1 mol该物质能与6 mol H2加成
D.分子式为C14H8Cl5
C
解析 它由C、H、Cl三种元素组成,属于烃的衍生物,故A错误;分子中单键碳原子连接2个苯环,2个苯环可能共平面,最多有23个原子共面,故B错误;该物质中含有2个苯环,1 mol该物质能与6 mol H2加成,故C正确;根据结构简式,该物质分子式为C14H9Cl5,故D错误。
5.除去下列物质中含有的少量杂质,请选择所给的合适试剂和操作方法填入下表中(填字母)。
试剂:A.溴水 B.NaOH溶液 C.CaO D.酸性KMnO4溶液
操作方法:a.蒸馏 b.分液 c.洗气 d.过滤
组别 物质 杂质 试剂 操作方法
1 乙烷 乙烯
2 溴苯 溴
3 苯 甲苯
4 乙醇 水
答案
组别 物质 杂质 试剂 操作方法
1 A c
2 B b
3 D、B b
4 C a
解析 乙烷中混有少量乙烯,应通过溴水除去,不能用酸性KMnO4溶液,因为酸性KMnO4溶液与乙烯反应生成CO2,会引入新杂质;又二者都是气体,故应用洗气装置。溴苯中混有少量溴,可加入NaOH溶液,溴苯不与NaOH反应,溴与NaOH反应后液体分层,通过分液进行分离。苯中混有少量甲苯,加入酸性KMnO4溶液,甲苯被氧化为苯甲酸,再加入NaOH溶液,苯甲酸转化为苯甲酸钠进入水层,通过分液进行分离。乙醇中混有少量水,加入氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,再通过蒸馏进行分离。
本 课 结 束