2012届高考化学复习学案33

用心 爱心 专心1 高高 三三 化化 学 第学 第 1010 周 周 教学内容教学内容 复习有机化学 烃 教学目标教学目标 1 熟练掌握有机物分子组成确定的方法 2 掌握同系物同分异构体 同位素 同素异形体概念的内涵 掌握烷烃 炔烃苯及其 同系物的结构 性质 用途 知识讲解知识讲解 一 有机物 含碳元素的化合物 一般不含碳元素的物质称为无机物 但 CO CO2 CO32 SCN CaC2等虽然含有碳元素 由于其性质与无机物相近 仍属无机物 有机物特点 1 种类繁多 接近一千万种 原因是 碳原子有四个价电子 通过共价 键结合其它原子 碳与碳之间形成 C C 共价键的长链 普遍存在同分异构现象 2 绝大 多数属于非电解质 CH3COOH 等除外 3 易溶于有机溶剂 难溶于水 4 绝大多数热稳定性差 易燃烧 CCl4例外 5 有机反应多数速率慢 需催化剂 副反应多 反应复杂 有机物具有以上共同特点的原因 以共价键结合 形成分子晶体 有机物与无机物性 质上的差异是相对 的 如 NaHCO3与 Na2CO3的溶解性与有机酸盐的溶解性一致 即酸式盐溶解度小于正盐 且有机物与无机物可相互转化 如 NH4CNO CO NH2 2 二 甲烷 1 分子组成和结构 甲烷的分子组成确定是经典确定分子式的方法 其步骤是 先测定 标准状况甲烷的密度根据其密度 求出分子量 M e 22 4 16 通过对甲烷进行的定量测定 碳的百分含量 75 氢的百分含量 25 从而得出 C 4 1 2516 1 12 7516 H 其化学式为 CH4 而现在很多涉及有关分子式的计算均由这个经典求法衍变而来 现举二例 例 1 吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品 吗啡分子含 C 71 58 H 6 67 N 4 91 其余为 O 已知其分子量不超过 300 试求 1 吗啡的分子量 2 吗啡的分子式 3 已知海洛因是吗啡的二乙酸酯 试求海洛因的分子量和分子式 解析 本题从表面看与求甲烷分子组成不相同 因为分子量未知 显然 不知道分子量 仅 知道各元素及其百分含量可以求出分子式即先确定最简式 然后 根据分子量不超过 300 可 以确定分子量和分子式 姑且不谈这种求法 只能先得出分子式 再得出分子量与题目要求的 顺序相反 更主要的是这种求法很繁 很难得出准确的最简式 这时需要逆向思维 根据分子 量和元素含量可确定原子个数 反之 可否根据原子个数和元素含量确定分子量 因为有机物 中 N 原子数一般比较少 假设吗啡中只含一个 N 原子则分子量 M 300 则假285 91 4 141 设成立 C H 17 12 58 71285 19 1 67 6 285 O C17H19NO33 16 84 16285 海洛因是吗啡的二乙酸酯 即吗啡 2CH3COOH 海洛因 2H2O 用心 爱心 专心2 分子量 285 2 60 2 18 369 分子式 吗啡中所有原子 2CH3COOH 2H2O C21H23NO5 例 2 A B 都是芳香族化合物 1mol A 水解得到 1mol B 和 1mol 醋酸 A B 的式量都不 超过 200 完全燃烧都只生成 CO2和 H2O 且 B 分子中碳和氢元素总的质量分数为 0 652 A 溶液具有酸性 不能使 FeCl3溶液显色 1 A B 式量之差为 2 1 个 B 分子中应该有 个氧原子 3 A 的化学式是 4 B 可能的结构简式是 解析 本题将经典求化学式的方法与有机物的化学性质有机的结合 并运用推理的方法 来确定化学式 这是考查同学们综合运用知识能力的好题 具体解法如下 由于 A 能水解且生成 B 和 CH3COOH 说明 A 可能是酯 显然 A H2O B CH3COOH 根据质量守恒定律 MA 18 MB 60 MA MB 60 18 42 得出式量之差为 42 同时得到 MB 200 42 158 因为 A B 式量均 不超过 200 而 B 的式量又比 A 小 42 又知 A 属于酯 但有酸性 但不使 FeCl3显色说明又 属于羧酸 不是酚 那么 A 水解后的 B 至少应含有 3 个氧原子 A 本身至少含一个 CCOH 水解后 B 相当于醇 又含至少一个 OH 且 B 中 O 元素的质量分数为 1 0 652 0 348 若 B 中只含 3 个氧原子 MB 158 合理 所以 B 中只含 3 个氧原子 如何得出 A B138 348 0 163 的分子式 根 A B 均为芳香族化合物且 B 中有 5 个不饱和度 B 的分子式为 CnH2n 8O3 即 14n 8 48 138 n 7 A H2O C7H6O3 CH3COOH A 的分子式 C9H8O4 原子守恒法 OH OH OH B 可能的结构简式为 COOH COOH COOH 甲烷的分子结构 正四面体结构 由此得出多碳原子的烷烃 C 原子不可能在一条直线 上 2 甲烷化学性质 1 取代反应 卤代 这也是烷烃共同具有的一个性质 有关该反应应注意 纯卤素 不能是卤素的任何溶液 光照条件 逐步取代 1mol 卤素只取代 1molH 原 子 思考 1mol 烃 A 与 2mol HCl 恰好加成 生成化合物 B 1mol B 完全取代需 4molCl2 则烃 A 属于什么烃 1molCH4完全以代需几 molCl2 在所得产物中 物质的量最大的是 含 H 量最小的是 产物为非极性分子的是 在烃的衍生物中 常温下为气态的有 烷烃中 C 原子数在 10 以内的一卤代物只有一种的烷烃有 种 A 2HCl B B 需 4mol Cl2完全取代 说明 B 分子中含 4mol H 原子 A 中则含 2mol H 原子 因此为CH CH O CH3 4molCl2 HCl CCl4 CCl4 CH3Cl H C H CH4 C2H6 CH3 C CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 C C CH3 CH3 CH3 2 氧化反应 仅指在空气或氧气中燃烧 3 分解反应 CH4 高温 C 2H2 用心 爱心 专心3 O 3 CH4制取 CH3 C ONa NaOH CaO CH4 Na2CO3 该反应的基本类型为取代反应 脱羧 在运用中有以下几例 1 1mol CH3COOH 与含 2mol NaOH 溶液反应后 蒸干灼烧 所得固体物质是什 么 2 有机物 A 只含 C H O 三种元素 并含有苯环 苯环上的一取代物只有二种 A C7H6O3 碱石灰 B C6H6O 遇浓溴水有白色沉淀 推测 A 的结构 并写出有关 H 化学方程式 解析 1 CH3COOH 与 NaOH 中和后得到等物质的量的 CH3COONa 和 NaOH 蒸干灼烧后 理论上应生成 CH4和 Na2CO3固体 2 A 化学式为 C7H6O3通过碱石灰反应后 生成 C6H6O 显然为苯酚 少了一个碳原 子 证明发生了脱羧反应 同时说明 A 中应有一个 COOH 和一个酚羟基 由于一取代物 只有二种同分异构体 则其结 COOH 构应为 有关反应方程式为 OH COOH ONa 3NaOH Na2CO3 H2O OH ONa OH HCl NaCl OH OH 3Br2 Br Br 3HBr Br 三 烷烃 同系列 同系物 同分异构 1 烷烃 饱和链烃 只要符合 CnH2n 2通式的即为烷烃 而立方烷 虽然称为烷 但不是链烃 因此不能称为烷烃 2 同系列 结构式符合 A W n B n 0 1 2 A B 为任意原子或原子团 W 为二价 基团 n 为系差 例如 CH3 CH CH CH2OH CH3 CH CH C C CH2OH CH3 CH CH CH CH CH CH CH2OH 可互 称为同系列 A 为 CH3 B 为 CH2OH W 为 CH CH 3 同系物 判断同系物首先看 C 原子数是否相同 至少相差一个 CH2 其次看结构 是否相似 4 同分异构体 1 碳链异物 2 官能团位置异构 烯烃与环烷烃 炔烃与二烯烃或环烯烃 醇与醚互为异构 官能团异构 芳香醇与酚互为异构 羧酸与酯或羟醛互为异构 醛与酮或烯醇互为异构 氨基酸与硝基化合物互为异构 用心 爱心 专心4 例 1 主链有 4 个 C 原子的烷烃只有二种同分异构体 含有相同碳原子数的单烯烃其 主链亦为 4 个碳原子的烯烃同分异构体有几种 解析 先确定主链有 4 个 C 原子烷烃的二种同分异构体 只能为 CH3 CH3 CH2 C CH3和 CH3 CH3 CH CH CH3 在确定烯烃的同分异构体时眼光不能仅仅落在这二种同分异构 CH3 CH3 体上 因为对上述烷烃来讲取代基不可能有乙基 而烯烃则可以含有乙基 即将上述烷烃 中的两个 CH3合并为一个取代基乙基 CH3 因此烯烃的同分异构体应有 CH2 CH C CH3 CH2 C CH CH3 CH3 C C CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 以及 CH2 C CH2 CH3共四种 CH2 CH3 例 2 有机物 A 的式量为 128 燃烧只生成 CO2和 H2O 1 写出 A 的可能分子式五种 2 若 A 能与纯碱溶液反应 分子结构有含一个六元碳环 环上一个氢原子被 NH2取 代所得产物为 B B 的同分异构体甚多 其中含有一个六元碳环和一个硝基的同分异构体有 写结构 简式 解析 据题意 A 可能为烃或烃的含氧衍生物 若为烃 余 2 则为 C9H20 若9 14 128 再多一个 C 原子则为 C10H8 若含氧 则每增加一个氧原子 C9H2O 中少一个 C 原子和 4 个 H 原子 式量必须为 12 可能的分子式为 C9H20 C10H8 C8H16O C7H12O2 C6H8O3 2 A 含六元碳环 且能与 Na2CO3溶液反应 应含一个 COOH 即 A 至少含 7 个 C 原 子和 2 个 O 原子 应为 C7H12O2 其结构简式是 COOH 环上有一个 H 原子被 NH2取代后的物质为氨 基酸 氨基酸与 CH3 CH3 CH3 CH3 硝基化合物互为同分异构体 其结构简式 NO2 NO2 NO2 四 乙烯 H H NO2 1 分子结构 C C 同学们一定要掌握以下几点 H H 1 键角 1200 分子中所有原子在同一平面 除了 C C 共面外 还有苯环结构 在判 断原子共面上经常用到 2 C C 键能不等于两个单键键能之和 比二倍略小 说明双键中有一个键易断裂 2 化学性质 以乙烯为主线 将常见烃及其衍生物的转化关系弄熟 用心 爱心 专心5 1700 C CH2 CH2 n 催化剂 CH2 CH2 HX CH3 CH2 H2O NaOH X Br2 H2O 溶液 CaC2 H2O CH CH NaOH 醇 CH2 CH2 O CH3 CH2OH Br Br O O NaOH CH3CHO 酯 CH3 C O C2H5 溶液 O CH3COOH O O 分子间脱水 CH2 CH2 酯 取代 OH OH O 链状酯 HOOC COOCH2 CH2 OH O O OHC CHO 环酯 C CH2 C CH2 O O O O O HOOC COOH 高分子酯 C C O CH2 CH2 O n 3 乙烯制法 CH3CH2OH 浓 H2SO4 CH2 CH2 H2O 思考 实验室制乙烯实验中 浓 H2SO4作用 乙醇与浓 H2SO4混合液为何发黑 从实验 装置中排出乙烯直接通入溴水与用排水法收集的乙烯通入溴水哪个褪色速率快 为什么 浓 H2SO4是催化剂 脱水剂 浓硫酸的副作用 强氧化性 CH3CH2OH H2SO4 浓 C SO2 H2O 直接通入溴水速率快 因为乙烯中含有 SO2气体 迅速与溴水反应 4 二烯烃 通式为 CnH2n 2与同碳原子炔烃互为同分异构 化学性质与烯烃相似 主要是在加成反应时有多种情况 1 2 加成 非极性溶剂中 CH2 CH CH CH2 Br2 1 4 加成 极性溶剂中 完全加成 Br2足量 其中抓住 1 4 一加成的特点 二个双键同时断裂 即每个 C 原子上均有一个未成对电子 1 4 位的 C 上电子与 Br 原子配对成键 中间二个 C 原子上未成对电子自身配对 形成一个新的双 键 思考 硫化橡胶 简称为 A 的局部结构可以写作 CH3 CH2 C CH CH2 S S CH2 C CH CH2 用心 爱心 专心6 CH3 磺酸型离子交换树脂 简称为 B 的局部结构可写成 CH CH2 CH CH2 CH CH2 SO3H CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH3 硫化橡胶 A 的单体是 CH2 C CH CH2 由单体聚合成生胶片 线型结构 后 再用硫磺将 生胶片硫化成体型网状高分子 硫叫交联剂 1 磺酸型离子交换树脂 B 所用的单体是 写结构简式 单体简称为 C 交联剂 简称为 D 的结构简式是 注 B 是由 C 和 D 经先聚合成高分子化合物 后再经磺化制的的 2 由于 B 中含有 官能团 B 软化工业用水后会使软化后的水呈 性 填写碱性 中性 酸性 3 不同的用途 要求 B 的交联程度不同 如何控制 B 的交联程度 提示本题第 1 问实质是找高分子化合物的单体 不要被硫化橡胶所迷惑 方法是 先 去掉高聚物两头的 或 然后按 C 原子必须是四价补充价键 补充后如有 C 原子超过 4 价 将另外一个键再断掉 依次类推即可找出单体 如找 CH2 CH CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 n CH3 其单体为 CH2 CH2 CH2 CH CH CH2 CH3 CH CH2 答 1 C CH CH2 D 2 SO3H 酸性 CH CH2 3 控制 C 和 D 的量 交联程度高 D 的量多 交联程度低 C 的用量多一些 五 乙炔 1 分子结构 H C C H 直线型 判断分子中原子是否共线 一般含 C C 例 举二例 其二氯代物只有一种且为非极性分子 解 二氯化物只有一种 该烃只能含二个氢原子 且为非极性分子 分别是 H C C H 和 H C C C C H 均为直线型 2 化