甲烷 乙烯 苯
1.了解有机化合物中碳的成键特征。掌握常见有机反应类型。 第一节 甲烷 乙烯 苯 2.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。 3.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。 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应用。 考点(一) 常见烃的结构与性质 【精讲精练快冲关】
[知能学通]
1.甲烷及烷烃的结构和性质
(1)有机物:含碳元素的化合物(CO、CO2、碳酸盐、金属碳化物、氰化物除外),仅含C、H两种元素的有机物称为烃。
(2)甲烷的结构和性质 ①组成和结构 分子式 结构式 结构简式 球棍模型 比例模型 空间构型 CH4 ②物理性质 颜色 无色 ③化学性质 化学性质 稳定性 氧化反应 CH4 正四面体 状态 气体 气味 无味 密度 比空气小 水溶性 难溶于水 化学方程式或说明 甲烷性质较稳定,与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应 备注 甲烷与氯气混合后,在光照条件下反应,混合气体的黄绿色逐渐变浅直至消失,试管壁出现油状小液滴,试管点燃CH4+2O2――→CO2+2H2O(淡蓝色火焰) 中产生少量白雾。取代产物一氯甲烷光照CH4+Cl2――→CH3Cl+HCl 光照CH3Cl+Cl2――→CH2Cl2+HCl 常温下呈气态,与氯气继续发生取代反应,可获得常温下均呈液态、难溶于水的取代产物 取代反应 光照CH2Cl2+Cl2――→CHCl3+HCl 光照CHCl3+Cl2――→CCl4+HCl (3)烷烃 概念 结构 特点 物理 性质 碳原子间以单键结合成链状,碳原子剩余价键全部跟氢原子结合的烃称为烷烃(也叫饱和链烃)。烷烃的通式为CnH2n+2 每个碳原子都达到价键饱和,仅存在碳碳单键和碳氢单键 常温下C1~C4的烷烃为气体,C5~C11的烷烃为液体,Cn(n>11)的烷烃为固体。烷烃分子中的碳原子数越多,熔、沸点越高;相同碳原子数的烷烃,支链越多,熔、沸点越低。烷烃不溶于水,易溶于有机溶剂 ①稳定性:烷烃性质较稳定,与常见强酸、强碱或强氧化剂不反应; 化学 性质 ②取代反应:光照或加热条件下能与卤素单质发生取代反应; ③燃烧:烷烃(CnH2n+2)燃烧的通式为 3n+1点燃CnH2n+2+O2――→nCO2+(n+1)H2O 2①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; 习惯 命名 ②当碳原子数n相同时,用正、异、新来区别。 如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷, (CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷, C(CH3)4称为新戊烷 2.乙烯和苯 (1)乙烯 ①组成和结构 分子式 C2H4 ②物理性质 颜色 无色 ③化学性质 化学性质 化学方程式或说明 备注 状态 气体 气味 稍有气味 密度 略小于空气 水溶性 难溶于水 结构式 结构简式 CH2==CH2 球棍模型 比例模型 空间构型 平面形 a.使酸性高锰酸钾溶液褪色,生成CO2; 氧化反应 点燃b.可燃性:CH2CH2+3O2――→ 2CO2+2H2O,现象是火焰明亮,伴有黑烟 a.与溴的四氯化碳溶液或溴水反应:CH2===CH2+Br2―→CH2Br—CH2Br,现象是溴的四氯化碳溶液或溴水褪色; 加成反应 催化剂b.CH2===CH2+H2――→CH3—CH3; △催化剂c.CH2===CH2+HCl――→CH3—CH2Cl; △催化剂d.CH2===CH2+H2O加热、加压――→CH3CH2OH 加聚反应 (2)苯 ①组成和结构 分子 式 结构式 结构 简式 比例 模型 空间 构型 成键特点 碳碳键是一种C6H6 ②物理性质 颜色 无色 ③化学性质 化学性质 氧化反应 化学方程式或说明 点燃a.燃烧:2C6H6+15O2――→12CO2+6H2O; b.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 备注 苯燃烧火焰明亮,带有浓烟 状态 液体 气味 特殊气味 密度 比水小 水溶性 难溶于水 熔沸点 低 毒性 有毒 平面正六边形 介于单双键之间的独特的键 a.鉴别甲烷和乙烯可用酸性高锰酸钾溶液或溴水,能够使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的是乙烯; b.除去甲烷中的乙烯用溴水,而不能用酸性高锰酸钾溶液; c.聚乙烯中不含有双键,不能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色 nCH2===CH2――→催化剂2—CH2 取代反应 苯易发生取代反应,难发生加成反应 加成反应 与H2反应:
[题点练通]
常见烃的性质及应用 1.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)(2018·全国卷Ⅰ)1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA( )
(2)(2018·全国卷Ⅱ)标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA( )
(3)(2018·全国卷Ⅲ)1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化学键数相同( ) (4)(2017·全国卷Ⅲ)环己烷与苯可用酸性KMnO4溶液鉴别( ) (5)(2017·全国卷Ⅲ)水可以用来分离溴苯和苯的混合物( ) (6)(2016·全国卷Ⅰ)2-甲基丁烷也称为异丁烷( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2.(2018·全国卷Ⅱ)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )
光照
解析:选D 甲烷与氯气在光照条件下发生反应:CH4+Cl2――→CH3Cl+HCl,CH3Cl+光照光照光照Cl2――→CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2――→CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2――→CCl4+HCl。黄绿色的氯气参加反应,逐渐减少,生成无色的气体,因此试管内气体颜色逐渐变浅;反应生成的HCl极易溶于水,使试管内气体压强减小,因此试管内液面上升;生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体,附着在试管壁上,因此试管壁上出现油状液滴;生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴,形成白雾,因此试管中有少量白雾。
3.(2018·全国卷Ⅲ)苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是( ) A.与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应 B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯 D.在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯 解析:选C “铁粉”“液溴”是苯乙烯(
)在苯环上发生溴代反应
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