2010届高考一轮复习烷烃.ppt

,,有机化学基础,2019年6月22日星期六,2010届广东高考化学第一轮复习课件,学案44,教学目标:,1、了解有机化合物的基本碳架结构， 2、掌握各类烃中各种碳碳键、碳氢键的性质 和主要化学反应 3、通过各类烃的化学反应，掌握烃类反应的 主要类型。 4、了解有机物的命名原则和同分异构体的书写。,一 有机物的组成,1、元素组成,2、结构特点,a 各元素的成键特点？ b 有机物的同分异构现象？,问题：为什么有机物的种类特别多？,碳的化合物种类繁多的原因：,１.每个碳含4个价键，碳原子间相互形成共价键，有单键、双键、叁键。 ２.碳原子间连接方式有多种形式----碳链或碳环 ３.相同分子式的分子可能具有不同结构。,1.按碳的骨架分类,二、有机化合物的分类,链状有机物 环状有机物,,2.按官能团分类官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。,1.请按照官能团的种类不同将下列有机化合物进行分类：,属于不饱和烃的是______，属于醇的是_______，属于酚的是_______，属于醛的是________，属于羧酸的是________，属于酯的是_____，属于卤代烃的是____。,,三、甲烷 烷烃,甲烷的结构和性质(1)分子组成和结构甲烷分子是 正四面体 构型，碳原子 位于中心，氢原子 位于顶点。（2）物理性质甲烷是 无色 、无味 、不 溶于水的气体，密度比空气密度 小 。,甲烷的结构和性质,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（3）化学性质在通常情况下，甲烷是比较稳定的，跟 强酸 、强碱 或强 氧化剂 等一般不起反应。甲烷 不能 使酸性KMnO4溶液褪色，也 不能 使溴的四氯化碳溶液褪色。①甲烷的氧化反应甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈 淡蓝 色，无烟，产物为 CO2和H2O ， 1 mol甲烷完全燃烧可以放出890 kJ的热量。热化学方程式为：CH4（g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890 kJ·mol-1②取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应 叫做取代反应。甲烷的取代反应,,,,,,,,,,,,,,,,,,,甲烷与氯气的反应比较复杂，简单地说是分步进行的。第一步：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl ；第二步：CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl ；第三步：CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl ；第四步：CHCl3+Cl2 CCl4+HCl 。甲烷的四种氯代物均 不 溶于水，常温下，只有CH3Cl是 气体 ，其他三种都是 液体 。CHCl3俗称 氯仿 ，CCl4又叫 四氯化碳 ，二者都是重要的有机溶剂，密度比水 大 。1.有机化学中的取代反应与无机化学中的置换反应的比较,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2.甲烷与Cl2发生取代反应的产物有5种。3.甲烷是含氢量最高的化合物。4.含甲基的分子，所有原子不可能在同一平面。5.能证明甲烷不是平面结构的理由是CH2Cl2不存在同分异构体。1.若甲烷与氯气以物质的量之比1∶1混合，在光照下得到的取代产物是 （ ）①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4A.只有① B.只有③C.①②③的混合物 D.①②③④的混合物,,烷烃,,1.烷烃的概念烃分子中的 碳原子跟碳原子都以单键结合、碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合 ，使每个碳原子的化合价都已充分利用，达到“饱和”。这样的烃叫做 饱和链烃 ，也称为烷烃。2.结构特点（1）分子里碳原子与碳原子之间都是单键，碳原子剩余的价键全部跟氢结合；,,,,,,,,,（2）链状（可能有支链）；（3）烷烃分子中，以任意一个碳原子为中心都是四面体结构。所以，烷烃分子中的碳原子并不在一条直线上，而是呈锯齿状排列。3.烷烃的分子式通式：CnH2n+2(n≥1) 。4.物理性质递变规律：随碳原子数的递增，烷烃的熔、沸点 升高 ，密度 增大 ；碳原子数在4个及4个以下为 气 态，5～16个为 液 态，17个以上为 固 态。5.化学性质(1)烷烃（CnH2n+2）的燃烧通式为：CnH2n+2+ O2 nCO2+(n+1)H2O 。（2）取代反应CH3—CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl (写一步）。,,,,,,,,,,,,,,,,,1.烷烃还具有裂化断链的性质，在高温或催化剂条件下，烷烃可发生碳链断裂，断裂成两种分子时，有两个特点，一是必须有烯烃和烷烃生成，二是平均式量为原来的一半（完全裂化），但多数情况下，烷烃分子将会进一步断裂，得到多种混合物，使平均式量进一步减小。2.烷烃通常较稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能与强酸、强碱发生反应。3.在空气或氧气中点燃，完全燃烧时生成CO2和H2O。在相同情况下，随着烷烃分子里的碳原子数的增加，往往燃烧越来越不充分，燃烧火焰明亮，甚至伴有黑烟。4.在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成种类更多的卤代烃和相应的卤化氢气体。5.在通常状况下，烷烃与卤素单质的水溶液不发生化学反应，例如甲烷、乙烷等烷烃不能使溴水褪色。这一性质常用于区别烷烃和其他的烃。,6.烷烃不溶于水，但易溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂。7.相同碳原子数的烷烃，支链数越多，熔沸点越低，相对密度越小。3.城市居民用的石油气主要成分是丁烷，在使用的过程中，常有一些杂质以液态 沉积于钢瓶中，这些杂质是 （ ）A.丙烷和丁烷 B.乙烷和丙烷C.乙烷和戊烷 D.戊烷和己烷解析 烷烃C原子数≤4为气体，而沉积于钢瓶中的杂质为液态，答案应为D。 4.（2008·南宁一模）下列性质中，属于烷烃特征性质的是 （ ）A.燃烧的产物只有二氧化碳和水B.它们几乎不溶于水C.它们是非电解质D.分子式通式为CnH2n+2，与氯气发生取代反应,D,D,1.直接法直接求算出1 mol烷烃中各元素原子的物质的量即可推出烷烃的分子式，如给出一定条件下的密度（或相对密度）以及各元素的质量比求算分子式的途径为： 密度（相对密度）→ 摩尔质量 → 1 mol烷烃中C、H元素的原子的物质的量 →分子式。2.最简式法根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量和最简式量可确定其分子式。即N（C）∶N（H）= ∶ =a∶b（最简整数比）。最简式为CaHb，则分子式为（CaHb)n,n= (M为烷烃的相对分子质量，12a+b为最简式量）。,烷烃分子式的确定,,,,,3.商余法烷烃的通式为CnH2n+2,相对分子质量为14n+2，即用烷烃的相对分子质量除以14，若余数为 2 ，即 =x…2(M为烷烃的相对分子质量），则为含x个碳原子的烷烃（CxH2x+2）。4.利用燃烧反应方程式，抓住以下关键（1）气体体积变化；（2）气体压强变化；（3）气体密度变化。1.利用燃烧的产物确定分子式时，应注意看清是完全燃烧，还是不完全燃烧。氢原子由水求算，碳原子完全燃烧可用CO2求算，不完全燃烧应用CO2和CO求算。2.如用体积、压强变化计算，要注意反应温度和H2O的状态。100℃以上H2O为气态。100℃以下水的体积不考虑。,,5.某有机物2.8 g完全燃烧后生成了8.8 g CO2和3.6 g H2O，已知该有机物在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。通过计算确定该有机物的分子式。,解析,答案 C2H4,【例4】室温时20 mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓H2SO4，再恢复到室温，气体体积减少了50 mL，剩余气体再通过苛性钠溶液，体积又减少了40 mL。求该气态烃的分子式。解析 当烃燃烧的产物通过浓H2SO4再冷却至室温，此时的体积差量实为燃烧反应的体积差量，通过NaOH被吸收的是CO2气体，因此V（CO2）=40 mL,有关烃的计算,答案 C2H6,【跟踪演练】 1.某气态烷烃20 mL，完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气100 mL，该烃的化学式是 （ ）A.C2H6 B.C3H8 C.C4H10 D.C5H12,B,解析,,有机物结构和组成的几种表示方法,7.以下化学用语正确的是 （ ）A.乙烯的结构简式CH2CH2B.乙酸的分子式C2H4O2C.明矾的化学式KAlSO4·12H2OD.氯化钠的电子式,关于甲烷的性质实验甲烷作为一个清洁能源，对其性质的研究显得非常重要。有关CH4的制备（以信息题的形式出现）和有关性质实验可能会有所体现。【实验设计】随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷菌在密闭的条件下分解各种有机物产生沼气，已经成为我国广大农村地区获得新能源和保护环境的重要手段之一。沼气的主要成分是CH4，还有少量CO2、H2S等。下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气，收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实验：如图中甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有X溶液；丁为量筒。,(1)按实验要求，将四个装置a～f各个导管口连接起来，其正确的顺序是：（填接口序号）a→___→___→___→____→f。（2）丙瓶内盛有的X溶液为__________（填序号）。A.浓氨水 B.NaOH溶液 C.CuSO4溶液 D.盐酸（3）若要验证CH4中含有H2S气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛的试剂可能是_________（填序号）。A.浓氨水 B.NaOH溶液 C.CuSO4溶液 D.盐酸（4）已知1 000 mL（标准状况）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出 39.75 kJ的热量，则1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为________，该反应的热化学方程式为_______________________。,解析 本题是定量实验题，旨在考查学生的实验能力。（1）（2）从题目所给实验装置看：应用甲装置产生甲烷考虑到CH4中混有CO2、H2S等酸性气体杂质，可先用碱液除杂，然后排水、量水，利用量筒中水的体积计算CH4的体积，由此计算出CH4的体积分数。 （3）要验证CH4中混有H2S气体，要求选取的试剂与CH4不反应，但能和H2S反应，并有明显的实验现象，故选CuSO4溶液。 （4）1 mol CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量为： =890.4 kJ,所以甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); ΔH=-890.4 kJ·mol-1答案 （1）d e c b (2)B (3)C (4)890.4 kJ CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890.4 kJ·mol-1,【实验拓展】某课外兴趣小组利用如下装置探究甲烷与氯气的反应。 根据题意，回答下列问题：（1）反应前，量筒CH4与Cl2的体积比为___，向100 mL量 筒中充入CH4、Cl2的方法是____________________________。（2）CH4与Cl2发生反应的条件是____；若用日光直射，可能会引起________。（3）实验中可观察到的实验现象有：量筒内壁上出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，________，_____________等。（4）实验中生成的油状液滴的化学式为_________________，其中_____是工业上重要的溶剂。（5）饱和食盐水中有少量固体析出，其原因是____________________。（6）用饱和食盐水而不用水的原因是________________________。答案 （1）1∶4 用排饱和食盐水的方法，先后收集20 mL CH4和80 mL Cl2 （2）光照（或光亮处） 爆炸 （3）量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升 （4）CH2Cl2、CHCl3、CCl4 CHCl3、CCl4 （5）反应中有HCl生成，使溶液中的Cl-浓度增大，促使NaCl的溶解平衡向生成NaCl固体的方向移动 （6）降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水的反应,考点五、烷烃的命名,一、烷烃习惯命名法的基本原则,1、碳原子数后面加一个“烷”,2、碳原子数的表示方法,①碳原子数在1～10之间用 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 表示,②碳原子数大于10时用实际碳原子数表示,③若存在同分异构体:,根据分子中支链的多 少以正、异、新来表示,例如:,CH3-CH2-CH2-CH3 正丁烷,异丁烷,对二甲苯,间二甲苯,二、烷烃的系统命名法,1、基的概念:烃失去1个和几个氢原子后所剩余的呈电中性 的原子团叫做烃基。,甲烷 甲基 亚甲基 次甲基,乙烷 乙基,,,正丙基,异丙基,,2、命名步骤：,1）选母体,称某烷选最长碳链为主链。遇等长碳链时，支链最多为主链。 2）编序号,定支链离支链最近一端开始编号。两取代基距离主链两端等距离时，从简单 取代基开始编号。 3）写名称,取代基写在前，注位置，连短 线，不同基，简在前，相同基，合并写。,,,,2，6，6 — 三 甲基 —5 —乙基 辛烷,,,,,,,主链,取代基名称,取代基数目,取代基位置,,,,,,,名称组成:取代基位置 数字意义：阿拉伯数字： 汉字数字:,3、烷烃的系统命名：,取代基位置,相同取代基的个数,－,取代基名称,母体名称,写母体名称时，主链碳原子在10以内用 ，10以上的则用 表示。,天干,汉字十一、十二、十三……,-----选最长碳链为主链。,-----遇等长碳链时，支链最多为主链。,-----离支链最近一端编号。,②多,①长,③近,,4、烷烃的系统命名原则：,-----两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号。,④小,------支链编号之和最小,⑤简,,,练习1、判断下列命名是否正确。,CH3 CH CH3CH2CH3,,,,,2–乙基丙烷,2–甲基丁烷,3–甲基丁烷,CH3 CH CH2 CH CH3CH2 CH2CH3 CH3,,,,,,,,,3，5–二甲基庚烷,2，4–二乙基戊烷,,,,,,３－甲基－５－乙基己烷,３，５－二甲基庚烷,×,,练习2：用系统命名法给下列烷烃命名。,2，2，3–三甲基丁烷,４–乙基庚烷,C２H５ CH3CH3 C CH2 C CH3CH3 CH3C2H5 C2H5CHCH2 C CH2CH3CH3 CH3,,,,,,,,,,,,2，2，4，4-四甲基己烷,,,,3，5-二甲基-3-乙基庚烷,,3-甲基-6-乙基辛烷,2，5-二甲基- 3-乙基己烷,,（1）同分异构现象化合物具有相同的化学式，但原子排列方式不同，因而产生了结构上的差异的现象。,考点六、同分异构现象,（2）同分异构体：具有同分异构现象的化合物（3）同分异构体的类别① 碳链 异构：碳链骨架不同；② 位置 异构：官能团的位置不同；③ 官能团 异构：具有不同的官能团。,（1）分子结构式的写法与分子真实结构的差别。如 和 是同种物质，而不是同分异构体,（3）同分异构体结构不同，可以是同一类物质，也可以是不同类物质。,（2）同分异构体的分子式、相对分子质量、最简式都相同。但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H6与HCHO；最简式相同的化合物也不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。,同分异构体概念的理解：,2.同分异构体的书写方法一般先写碳链异构，再写位置异构，最后考虑官能团异构烷烃只存在碳链异构，其写法一般采用“减链法”，可概括为“两注意，四句话”。 （1）两注意：①选择最长的碳链为主链；②找出中心对称线。 （2）四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边， 排列由邻到间。,下面以C6H14为例说明： ①先写直链结构 C—C—C—C—C—C ②再减一个碳原子并移动位置 ③减两个碳原子并移动位置,