考點十七烴 第一講甲烷 烷烴

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1、考點十七炷 第一講 甲烷烷炷 【考綱要求】 1. 掌握甲烷及烷炷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 2. 掌握取代反應(yīng)的原理和特點 3. 掌握同系物同分異構(gòu)現(xiàn)象和同系物的概念 【高考重點】 1. 掌握甲烷及烷炷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 2. 掌握取代反應(yīng)的原理和特點 【知識梳理】 一、甲烷的性質(zhì) 1. 甲烷的分子結(jié)構(gòu) 化學(xué)式：電子式：結(jié)構(gòu)式：鍵角： 空間構(gòu)型 2. 物理性質(zhì)： —色、—味的氣體，—溶于水，比空氣—，是天然氣、沼氣（坑氣）和 石油氣的主要成分。 3. 化學(xué)性質(zhì)：甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，與、、等均不發(fā)生反應(yīng)，但在 一定條件下，能發(fā)生以下反應(yīng)： （1）可燃性（甲烷的氧化反應(yīng)） （2）取代反

2、應(yīng)： a. 定義：有機(jī)物分子中某些 被其它 所代替的反應(yīng)稱為取代 反應(yīng)。 b. 反應(yīng)原理 c. 取代反應(yīng)特點： ①條件：光照；②逐步取代：產(chǎn)物一般為混合物；③量的關(guān)系：分子中有h個H原子，被取 代就消耗n個cq分子 d. 甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物共有 中，①其中有機(jī)物 種，無機(jī)物 種；②其中難溶于水的產(chǎn)物 種，易溶于水的產(chǎn)物 種；③其中氣態(tài)產(chǎn)物 種，分別為；液態(tài)產(chǎn)物 種，分別為 O 【診斷測試1】如圖所示，把1體積CH4和4體積以2組成的混合氣體充入大試管中，將此試 管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽中，放在光亮處，試推測可觀察到的現(xiàn)象是： m ，師 ci. （3） HI

3、飽和 （4） ——丁食鹽水 【診斷測試2】若要使0.5 mol甲烷完全和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，并生成相同物質(zhì)的量的4種取代 物，則需要氯氣的物質(zhì)的量為( ) A. 2.5 mol B. 2 mol C. 1.25 mol D. 0.5 mol (3)高溫裂解： 二、烷炷 1. 定義：炷的分子里碳原子間都以 互相相連接成鏈狀，碳原子的其余的價鍵全部 跟氫原子結(jié)合，達(dá)到 狀態(tài)。所以這類型的炷又叫飽和炷，又叫烷炷。 烷炷的組成通式： 2. 物理性質(zhì)： (1) 隨著分子里含碳原子數(shù)的增加，熔點、沸點逐y,相對密度逐漸； (2) 分子里碳原子數(shù)小于或等于4的烷炷和 在常溫常壓下都

4、 ,其他 烷炷在常溫常壓下都是液體或固體； (3) 烷炷的相對密度 水的密度，且均 于水。 3. 化學(xué)性質(zhì) (1) 一般比較穩(wěn)定，在通常情況下跟酸、堿和高車孟酸鉀等者 反應(yīng)。 (2) 取代反應(yīng)：在光照條件下能跟鹵素發(fā)生取代反應(yīng)。(任舉例) (3) 氧化反應(yīng)：在點燃條件下，烷炷能燃燒 (4) 裂化反應(yīng)：在高溫下，烷炷能分解成小分子的 炷和 炷。 三、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法 1. 記憶法。記住已掌握的常見的異構(gòu)體數(shù)。 例如：(1)凡只含一個碳原子的分子均無異構(gòu)體；甲烷、乙烷、新戊烷(看作Cq的四甲基取 代物)、2, 2, 3, 3-四甲基丁烷(看作乙烷的六甲基取代物)、苯、環(huán)

5、己烷、C2H2> C2H4等分 子的一鹵代物只有一種。(2)丙基、丁烷有兩種；戊烷、二甲苯有三種 2. 基元法。 例如：丁基(C4H—)有4種，則丁醇(C4H—OH). 一氯丁烷(C4H9—C1)或C4Hw的一氯代物、 戊醛(C4H—CHO)>戊酸(C4H—COOH)等都有4種(均指同類有機(jī)物)。 3. 替代法。 例如:二氯苯C6H4C12有3種，四氯苯也有3種;又如CH4-鹵代物只有一種,新戊烷C(CH3)4 的一鹵代物也只有一種。 4. 判斷有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)后，能形成幾種同分異構(gòu)體的規(guī)律，可通過分析有幾種等效氫 原子法(又稱對稱法)來得出結(jié)論。 (1) 同一碳原子上的氫原子是

6、等效的。(2)同一碳原子上所連甲基上的氫原子是等效的。(3)處 于鏡面對稱位置上的氫原子是等效的（相當(dāng)于平面鏡成像時，物與像的關(guān)系）。 5. 烷炷：烷炷只有碳鏈異構(gòu)，書寫時要注意寫全而不要寫重復(fù)。 一般可按下列規(guī)則書寫：成直鏈，一條線；摘一碳，掛中間；往邊移，不到端；摘兩碳，成 乙基；二甲基，同鄰間；不重復(fù)，要寫全。 【考點過關(guān)】 1. 不能支持甲烷分子是正四邊形結(jié)構(gòu)的事實是（ ） A. 一氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu) B.二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu) C.三氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu) D.四氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu) 2. 有下列五種物質(zhì)：①2 一甲基丁烷；②2, 2 一二甲基丙烷；③戊烷；④丙烷；⑤丁烷。

7、它們 的沸點由高到低的順序正確的是（） A.①②③④⑤ B.②③④⑤① C.④⑤②①③ D.③①②⑤④ 3. Imol丙烷在光照情況下，最多可以與幾摩爾氯氣發(fā)生取代反應(yīng)（ ） A. 4 mol B. 8 mol C. 10 mol D. 2 mol 4. 下列反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的是（） A. 2CH4J^C2H4+2H2 B. 2HI+C12=I2+2HC1 c. c2h5ci+ci2^c2h4ci2+hci d. ch4+2O2^^co2+2h2o 5. 下列關(guān)于炷的說法中正確的是（ ） A.炷是指分子里含有碳、氫元素的化合物 B.炷是指分子里含碳元素的化合物 C.炷是指燃

8、燒后生成二氧化碳和水的有機(jī)物 D.炷是指僅有碳、氫兩種元素組成的化合物 6. 某烷炷，其一氯化物只有兩種，二氯化物則有四種，該烷炷一定是（ ） A、甲烷 B、異戊烷 C、丙烷 D、2—甲基丙烷 7. 下列烷炷發(fā)生一氯取代后，分別能得到幾種異構(gòu)體（不考慮立體異構(gòu)）？ CH3 〔1）ch3—CH-CH-CH3 （ 2） ch3—c—ch2—ch3 CHb ch3 ch2ch3 ch3 ch3 I I I （3） CH3—CH2—C—CHw—CH3 （ 4） CH3—C—C—CH^ I I I CH3 CH3CH3 8. 一支試管中盛放了兩種已分層的無色液體。請同學(xué)們設(shè)計

9、簡便的方法，檢驗出哪一層 是水層，哪一層是有機(jī)層。 9、給下列烷炷的命名: (2) CH3—pH—(pH—CH3 CH3徑 CH3 CH3-CH2-^H2 Rd—C? (3) CH3—CH2—C—C^H—CH—CH3 3 2邑辣 3 CH3 10. 寫出下列烷炷的結(jié)構(gòu)簡式： (1) -甲基戊烷 (2)2—甲基一4—乙基庚烷 (3)2, 3, 4, 5一四甲基己烷 (4)3, 3—二乙基戊 11. 今有CH” CH . CH . CH .(:工"五種有機(jī)物。同質(zhì)量的這五種物質(zhì)中，在相同狀況下 4 2 2 2 4 2 6 3 6 體積最大的是 ,相同質(zhì)量的這五種物

10、質(zhì)分別燃燒，消耗氧氣量最多的J —，相同狀況下同體積的這五種氣體完全燃燒時耗氧量最多的 O相同質(zhì)量的五 種物質(zhì)完全燃燒時，生成二氧化碳最多的 O I I 12. 在烷炷分子中的基團(tuán)一CH3 , -CH2-, —fH,―廠中的碳原子分別稱為伯、仲、叔、季, ch3 碳原子數(shù)目分別用11], %、％、氣表示，例如CH3—CH^c—CH1—CH3分子中n=6, ch3 ch3 ch3 n2=l, n3=2, n4=l o試根據(jù)不同烷炷的組成和結(jié)構(gòu)，分析出烷炷(除甲烷)中各原子數(shù)的關(guān)系。 (1) 烷炷的通式為 O (2) 烷炷分子中氫原子數(shù)為n，n 與n , n、n、n 的關(guān)系n

11、= JL 匕。 i \J 或 n°= (3) 四種碳原子數(shù)之間的關(guān)系為ii]= o (4) 若某分子中n2 = n3=n4=l,則該分子的結(jié)構(gòu)簡式可能 。 13. 分子式為叫、CH . CH . CH > CH]n的炷。 4 2 4 2 2 6 6 5 10 (1) 質(zhì)量相同時，耗氧量最多的是 ， 生成 CC)2 最多的是 , 生 成H2O最多的是 o (2) 物質(zhì)的量相同時，耗氧量最多的 ,生成CO?最多的是 ,生成 H2O最多的是 o (3) 與同質(zhì)量丙烯生成CO?的量一定相等的是,比丙烯生成CO?多的 是 ， 比丙烯生成CC)2少的是 O (4) 在足量02

12、中燃燒，恢復(fù)到原狀況(12CTC),混合氣體總體積大于原混合氣體的 是 ，混合氣體總體積等于原混合氣體的 ，混合氣體總體積小于原 混合氣體的是 例3.分子式為CH” CH . CH . CH . CHin的炷。 4 2 4 2 2 66 5 10 (1) 質(zhì)量相同時，耗氧量最多的是 ， 生成 CC)2 最多的是 , 生 成H2O最多的是 o (2) 物質(zhì)的量相同時，耗氧量最多的 ， 生成CO?最多的是 ， 生成 H2O最多的 o (3) 與同質(zhì)量丙烯生成CO?的量一定相等的是,比丙烯生成CO?多的 是 ， 比丙烯生成 CC)2 少的是 O (4) 在足量02中燃燒，恢復(fù)到

13、原狀況(12CTC),混合氣體總體積大于原混合氣體的 是 ，混合氣體總體積等于原混合氣體的 ，混合氣體總體積小于原 混合氣體的是 o ［參考答案］(1) cq，c2h2. c6h6，ch4 (2)c6h6. c5h10, c6h6, c5h10 ⑶ C2H4、c5H10, c2h2. c6h6，CH4 (4) c6H6. c5H10, ch4. c2h4, c2h2 【鞏固練習(xí)案】 1. 下列烷炷的名稱正確的是( ) A.2—乙基丁烷 B.1, 2—二甲基戊烷 C.2—甲基一4—乙基庚烷 D.2, 3—二乙基一4—甲基己烷 2. 甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，而不是

14、正方形的平面結(jié)構(gòu)，理由 是( ) a.ch3ci不存在同分異構(gòu)體 b.ch2ci2不存在同分異構(gòu)體 C.CH4是非極性分子 D.CHC13不存在同分異構(gòu)體例 3. 4-甲基-2-乙基-1-戊烯經(jīng)催化加成所得產(chǎn)物名稱為( ) A. 4-甲基一 2一乙基戊烷 B. 2, 5-二甲基戊烷 C. 2-乙基-4-甲基戊烷 D. 2, 4-二基甲己烷 4. 下列說法正確的是( ) A、 符合通式CH, ,,n值不同的有機(jī)物一定是同系物； B、 分子量符合通式14n+2(n=l,2,3...), n值不同的有機(jī)物一定是同系物； C、 碳原子間以單鍵相連形成的炷一定是烷炷； D、 烷炷的

15、含碳量隨碳原子數(shù)的增多而依次增大。 6、 下列說法正確的是( ) A、 不帶支鏈的炷，其分子都是直線型的； B、 兩個同系物之間相對分子質(zhì)量相差一定為14； C、 同分異構(gòu)體的相對分子質(zhì)量一定相等； D、 相對分子質(zhì)量相等的兩種化合物一定是同分異構(gòu)體。 7、 以下各炷中，屬于開鏈脂肪炷的是 ；屬于脂環(huán)炷的 ；屬于芳香炷的是 (3) CH=CCH 8、給下列烷炷的命名: (5) CH3CH=C(CH3)2 (2) CH3—pH—(pH—CH3 CH3 SA CH3 CH3-CH2-^H2 (3) CH—CH — CH—CHo 2 3 H—CH 3 CH3

16、9、寫出下列烷炷的結(jié)構(gòu)簡式： A. 2 —甲基戊烷 C. 2, 3, 4, 5一四甲基己烷 B. D. 2一甲基一4—乙基庚烷. 3, 3—二乙基戊 4 題［參考答案］(1) 2 (2) 3 (3) 3 (4) 1 5. 一支試管中盛放了兩種已分層的無色液體。請同學(xué)們設(shè)計簡便的方法，檢驗出哪一層 是水層，哪一層是有機(jī)層。 ［參考答案］①滴加蒸餡水，與其互溶的是水層，產(chǎn)生界面的是有機(jī)層②滴加四氯化碳，與其互 溶的是有機(jī)層，產(chǎn)生界面的是水層③加入一小粒碘，較易溶碘的是有機(jī)層，較難溶 碘的是水層④加入一小粒高車孟酸鉀，易形成紫色溶液的是水層，難溶的是有機(jī)層 6 題［參考答案］

17、Cq, CH4, C3H6, C2H2o I I 7.在烷炷分子中的基團(tuán)一C% , -CH2-, -Th, 一廠中的碳原子分別稱為伯、仲、叔、季, ch3 碳原子數(shù)目分別用II］,形、％、有表示，例如CH3—CH^:H—C—CH2-—CH3分子中I1］=6, ch3 ch3 ch3 n2=l, n3=2, n4=l o試根據(jù)不同烷炷的組成和結(jié)構(gòu)，分析出烷炷(除甲烷)中各原子數(shù)的關(guān)系。 (1) 烷炷的

18、通式為 O (2) 烷炷分子中氫原子數(shù)為n，n 與n , n、n、n 的關(guān)系n = JL 匕。 i \J 或 n°= (3) 四種碳原子數(shù)之間的關(guān)系為ii］= o (4) 若某分子中n2=n3=n4=l,則該分子的結(jié)構(gòu)簡式可能 。 7［參考答案］(1) 油之 ⑵3當(dāng)+2"%或或2(n】+n2+n3+n4)+2⑶％+2氣+2 ch3 ch3 ch3 I I I (4) CH3-CH2-C-CH-CH3或CJHn—C—CHw—CH—CHn 或。電一。一 CH—CHw—CH^ I I I I I I ch3ch3 ch3 ch3 ch3ch3 ［參考

19、答案］(l)黃綠色逐漸消失；(2)試管壁上有黃色油珠；(3)水位在試管內(nèi)上升；(4)水 槽內(nèi)有少量晶體析出。 ［解析］:CH4和C1,光照生成CHCk CH Cl . CHC1 . CCl^和HC1等物質(zhì)，隨著C1,不斷消 耗，黃綠色逐漸消失，又由于CH2C12> CHCI3、CCI4常溫下為無色液體，cq易溶于有機(jī)溶劑， 試管壁上有黃色油珠。因生成的HC1易溶于水，反應(yīng)后試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，水位在試管內(nèi)上 升。HC1溶于水后，飽和食鹽水中C1-濃度增大，使結(jié)晶速率〉溶解速率。故水槽內(nèi)有少量晶體 析出。 ［參考答案］C , n(Cl2>0.125xl+0.125x2+0.125x3+0.1

20、25x4 6.有機(jī)化學(xué)中取代反應(yīng)范疇很廣。下列6個反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)范疇的是(填寫相應(yīng)的字 母)O D. (CH3)；CHCH=CH2 +HI―? (CH3)2CHCHCH3 + I (多)1 (CH3)2CHCH2CH2 一 I (少)1 r 濃 H2S()4 E. CH3COOH + ch3oh ——-~ ch3cooch3 + h2o RCOO—CH2 CH2—OH L . I H2SO4 I F. RCOO—CH + 3 H； O ——'3RCOOH + CH—OH I △ I RCOO—CH2 CH2—OH (式中R是正十七烷基CH3(CH2)15CH2

21、-) ［參考答案］A、C、E、F CH3CH2CH—chch3 h-h2o A- 00 +HS 50 拽:二 B. CHaCHaCHaCHCHs 95X： OH L 濃 H2S()4 C- 2CH3CH2OH—CH3CH1!OCI14CH3 + H2O 1.在盛有漠水的三支試管中分別加入苯、四氯化碳和酒精，振蕩后靜置，出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象, 則加入的試劑分別是（ ） a. ①是ccq,②是苯，③是酒精 b. ①是酒精，②是ccq,③是苯 c. ①是苯，②是ccq,③是酒精 d. ①是苯，②是酒精，③是ccq