高考化学经典复习9.1甲烷、乙烯和苯含答案完美

第九单元 有机化合物 第1节 甲烷、乙烯和苯 考纲点击：1.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性 质及应用。2.了解有机化合物中碳的成键特征。3.了解有机化合 物的同分异构现象，能正确书写简单有机化合物的同分异构体。 4.了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。5.了解 常见高分子材料的合成及重要作用。 回归教材 一、有机化合物 碳、氢 1.有机化合物：是指含碳元素的化合物，但含碳化合物 CO、 CO2、碳酸及碳酸盐属于无机物。 2.烃：仅含有__________两种元素的有机物。 3.烷烃：碳原子与碳原子以单键结合成链状，碳的剩余价 键全部与氢原子结合，这种烃称为饱和链烃，也称为烷烃。 烃 甲烷 乙烯 苯 分子式 _________ _________ _________ 结构式 ________ ________ ________ 二、几种常见烃的结构与性质 1.甲烷、乙烯和苯的结构与物理性质比较 CH4 C2H4 C6H6 烃 甲烷 乙烯 苯 结构 简式 ________ ___________ ________ 结构 特点 只含单键的饱 和烃 含碳碳双键的不 饱和烃 碳碳键是介于单键 和双键之间的特殊 共价键 空间 构型 ________ ________ _______________ 物理 性质 无色气体，难溶于水 无色、有______ 气味的液体 （续表） CH4 CH2==CH2 正四面体 平面结构 平面正六边形 特殊 2.两种常见的有机反应类型 (1)取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原 子或原子团所替代的反应。如：烷烃、苯及其同系物发生的卤 代反应，苯及其同系物的硝化反应。 (2)加成反应：有机物分子中的不饱和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。如：不饱和烃与 X2、 H2、HX、H2O 等发生加成反应。 溴水 酸性 KMnO4 溶液 3.三种烃的化学性质 (1)甲烷(CH4) CH2Cl2 CHCl3 CCl4 (2)乙烯(CH2==CH2) 酸性 KMnO4 溶液 CH2==CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br (3)苯(C6H6) [特别提醒](1)甲烷与氯气发生取代反应，得到的有机产物 是混合物。有机产物都不溶于水，常温下，一氯甲烷是气体， 其他的有机产物都是液体。 (2)制备纯净的氯乙烷，应用乙烯与HCl 的加成反应而非乙 烷与Cl2 的取代反应，因为前者产物唯一，后者取代反应逐步 进行，产物复杂。 (3)苯不能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色、 苯的邻二氯代物只有一种，均可说明苯分子中不存在单双键交 替结构，但能够萃取溴水中的溴而使其褪色。苯与液溴在FeBr3 作催化剂的条件下发生取代反应。 (4)含碳量(C%)越高，燃烧的火焰越明亮，燃烧越不充分， 烟越浓。含碳量最小的烃为CH4。 三、烷烃 1.烷烃的结构与性质 通式 CnH2n＋2(n≥1) 结构 链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列；碳原子间以单 键相连，其余价键均被氢原子饱和 特点 一个碳原子与其所接的四个原子构成四面体结构；1 mol CnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA 物理 性质 密度：随分子中碳原子数的增加而增大，但都小于水的密度； 熔、沸点：随分子中碳原子数的增加而升高； 状态：气态→液态→固态，常温下，碳原子数为1～4时，烷 烃为气态，当碳原子数≥5时，烷烃为非气态(新戊烷除外) 化学 性质 取代反应，氧化反应(燃烧)，分解反应(高温裂解) 2.烷烃的习惯命名法 (1)当碳原子数 n≤10 时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、 辛、壬、癸表示；当 n＞10 时，用汉字数字表示。 (2)当碳原子数 n 相同时，用正、异、新来区别。 例如：CH3CH2CH2CH2CH3 称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3 称为异戊烷，C(CH3)4 称为新戊烷。 [特别提醒] (1)烷烃分子中的碳原子并不都在一条直线上， 而是呈锯齿状。 (2)溴水、酸性KMnO4 溶液均可鉴别乙烷和乙烯，但要除 去乙烷中的乙烯时，只能选用溴水，因为酸性高锰酸钾能将乙 烯氧化成CO2。 四、碳原子的成键特点、同系物与同分异构体 1.有机物分子中碳原子的成键特点 (1)原子结构：碳原子最外层有____个电子，可与其他原子 形成____个共价键。 4 4 单键、双键 支链 (2)碳原子间的共价键：可分为____________或三键。 (3)碳骨架特点：碳原子间相互结合形成碳链，也可以形成 碳环，且碳链或碳环上可以连有________。 2.同系物 结构 一个或若干(1)定义：______相似，在分子组成上相差_____________ ________原子团的物质互为同系物。 (2)烷烃同系物：分子式都符合________________，如 CH4、 CH3CH3、 互为同系物。 [特别提醒] ①同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定 的递变规律。 ②具有相同的元素组成且属于同一类物质。 ③通式相同，分子间相差n 个CH2 原子团(n≥1)。 CnH2n＋2(n≥1) 个CH2 3.同分异构体 分子式 甲 乙 丙 2 3 (1)定义：化合物具有相同的__________，但具有不同结构的 现象，叫同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同 分异构体。 (2)常见烷烃的同分异构体 ___烷、____烷、____烷无同分异构现象；丁烷的同分异 构体有____种；戊烷的同分异构体有____种。 ①丁烷：正丁烷(______________)和异丁烷(_____________)。CH3CH2CH2CH3 ②戊烷：正戊烷(_____________________)、异戊烷 (_____________________)、新戊烷(______________)。 [特别提醒]①同分异构体分子式相同，相对分子质量相同。 但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体。 ②同分异构体的最简式相同。但最简式相同的化合物不一 定是同分异构体，如C2H4 与C3H6(环丙烷)。 ③结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体 可以是同一类物质，也可以是不同类物质。 CH3CH2CH2CH2CH3 表示方法 实例 含义 分子式 C2H4 用元素符号表示物质分子组成的式 子，可反映出一个分子中原子的种 类和数目 电子式 用“·”或“×”表示原子最外层电 子成键情况的式子 结构式 ①具有化学式所能表示的意义，能 反映物质的结构；②表示分子中原 子的结合或排列顺序的式子，但不 表示空间构型 4.有机物结构的表示方法(以乙烯为例) 表示方法 实例 含义 结构简式 CH2==CH2 结构式的简便写法，着重突出结 构特点(官能团) 球棍模型 小球表示原子，短棍表示价键(单 键、双键或三键) 比例模型 用不同体积的小球表示不同大小 的原子 （续表） 有机物 无机物 碳 氢 氧 硫 氮 合成材料五、煤、石油和天然气的综合利用 1.煤的综合利用 (1)煤的组成。 (2)煤的加工。 焦炉气 氨 铵盐 粗苯 煤焦油 2.石油加工 碳氢化合物(1)石油的成分：多种________________组成的混合物。 (2)石油加工 沸点 轻质油 催化裂化 乙烯 3.天然气的综合利用 CH4 清洁(1)天然气的主要成分是________，它是一种________的化 石燃料，更是一种重要的化工原料。 (2)天然气与水蒸气反应制取 H2。 合成纤维 合成橡胶 塑料 原理：____________________________。 4.高分子材料的合成反应及应用 (1)三大合成材料：____________、__________、_______。 单体 链节 聚合度 (2)合成反应(以乙烯的加聚反应为例) (3)应用：包装材料、食品周转箱、农用薄膜、衣料等。 [特别提醒](1)煤的干馏、气化、液化，石油的裂化、裂解 都属于化学变化，石油的分馏属于物理变化，分馏后的各种馏 分仍是混合物。 (2)直馏汽油中不含不饱和烃，可用作卤素单质的萃取剂， 而裂化汽油含有不饱和烃，易与卤素单质发生加成反应，故不 能用作卤素单质的萃取剂。 基础测评 1.(2018 年江西赣州模拟) 下列关于烃的说正确的是 ( )。 A.甲烷、乙烷与氯水可发生取代反应 B.乙烯和苯分子中的碳原子为不饱和碳原子，二者均可使 酸性 KMnO4 溶液褪色 C.乙烯和苯分子中的各原子均在同一平面内 D.苯分子中的碳碳键为单键与双键交替存在 解析：A 项，甲烷、乙烷与氯气发生取代反应；B 项，苯 不能使酸性 KMnO4 溶液褪色；D 项，苯分子中的碳碳键是介于 单键与双键之间的独特的键，不存在单键与双键的交替。 答案：C 2.(2018 年四川南充模拟)下列物质中，既能因发生化学反 应使溴水褪色，又能使酸性 KMnO4 溶液褪色的是( )。 ①SO2 ②CH3CH2CH==CH2 ③ ④CH3CH3 A.①②③④ C.①②④ B.③④ D.①② 解析：①SO2 具有还原性，可以被溴水和酸性 KMnO4 溶液 氧化，使之褪色，正确；②中含有碳碳双键，可以与溴水发生 加成反应使其褪色，也可以被酸性 KMnO4 溶液氧化而使其褪 色，正确；③苯不能与溴水反应，也不能与酸性 KMnO4 溶液反 应，不能使二者因反应而褪色，错误；④CH3CH3 既不能因发生 化学反应使溴水褪色，也不能使酸性 KMnO4 溶液褪色，错误。 答案：D 3.(2018 年海南海口模拟)如图是某种有机物分子的球棍模 型。图中的“棍”代表单键或双键，不同大小的“球”代表三 ( )。 A.该有机物的分子式可能为 C2HCl3 B.该有机物分子中可能有 C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上 D.该有机物可以由乙炔(CH≡CH)和氯化氢加成反应得到 解析：乙炔与氯化氢加成反应得到氯乙烯(CH2==CHCl)， 由于 r(H)