学案30最简单的有机化合物-甲烷来自石油和煤的两种基本化工原料

第六章常见的有机化合物学案30 最简洁的有机化合物——甲烷来自石油和煤的两种根本化工原料[考纲要求]1.了解有机物中碳的成键特征。2.了解有机化合物的同分异构现象。3.了解甲烷等烷烃的主要性质。4.5.了解乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。学问点一甲烷甲烷的构造分子式电子式构造式构造简式。甲烷的性质(1)物理性质颜色： ，气味： ，密度： ，比空气 。溶解性： ，状态： 。(2)化学性质问题思考试验室收集甲烷时可承受什么方法？为什么？能否用甲烷与氯气反响制取纯洁的一氯甲烷？取代反响与置换反响有何不同？学问点二烷烃构造特点碳原子间以 结合，其余价键均与 结合，使每个碳原子的化合价均到达，因此烷烃又称饱和烃。物理性质均 溶于水且密度比水 。随碳原子数的增加，熔、沸点渐渐 ，密度渐渐 。碳原子数为1～4时，烷烃为 态，当碳原子数≥5时，烷烃为 态。化学性质烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较 ，在空气中能 ，光照下能与氯气发生 。问题思考直线？学问点三同系物与同分异构体同系物 相像，在分子组成上相差一个或假设干个 原子团的物质互称为同系物。同分异构现象化合物具有一样 ，但具有不同 的现象。同分异构体 具有 现象的化合物互称为同分异构体，如 C 4 10 和 。学问点四乙烯烯烃

的两种同分异构体为：分子中含有 的烃叫做烯烃。 是最简洁的烯烃，可以用来衡量一个国家的石油化工进展水平。乙烯的构造分子式：C

H HH；电子式：H·C··C·H；构造式为： ；构造简式：2 4 · ·· ·□ 。乙烯的物理性质颜色： ；溶解性： ；密度： ；状态： 。乙烯的化学性质 由于 的存在，使乙烯化学性质活泼，与溴、 4

均可反响。氧化反响①燃烧： ；②被酸性高锰酸钾等强氧化剂所氧化。加成反响乙烯与Br、H、HCl、Cl、HO等均可发生加成反响，化学方程式依次为：2 2 2 2、、、。加聚反响乙烯之间相互加成生成聚乙烯，化学方程式为： 。问题思考种气体？乙烯使溴水、酸性KMnO4

溶液褪色的原理是否一样？除用燃烧外，如何鉴别CH和CHCH两种气体？4 2 2学问点五苯1．苯的物理性质与构造颜色： ；气味： ；毒性： ；水溶性： ；密度： ；熔、沸点： ；分子式： ；构造式： ；构造简式： 。问题思考乙烯、苯均可使溴水褪色，二者反响原理是否一样？如何证明苯分子中不存在单双键交替的构造？苯的化学性质稳定性：苯分子中不存在 ，6 个碳原子间的键完全一样，是一种 的独特的键，因此性质稳定，不能与酸性高锰酸钾、溴水发生反响。燃烧：燃烧时发出光明并带有浓烟的火焰，化学方程式为：。取代反响：苯与溴、浓硝酸反响，化学方程式分别为：、。加成反响苯与H2

的加成反响为： 。苯的同系物及性质含有一个 和烷烃基构造的烃，均属于苯的同系物，如甲苯、二甲苯等。苯的同系物也可发生取代反响和加成反响。一、“四同”的比较含有“同”字的化学专业术语有哪些？它们是怎样定义的？上述定义中各自描述的对象是什么？如何理解同系物？请从通式、物质种类、构造及性质上分析。同分异构体书写的思维模型(1)书写步骤①依据分子式所符合的通式，推断该有机物是否有类别异构。②就每一类物质，先写碳链异构，一般按“主链由长到短，支链由简到繁，位置由心到边”的规律书写；芳香族化合物的同分异构体按取代基在苯环上的位置和侧链异构的规律书写。③.按同样方式写出类别异构体。如：写出CHO的各类同分异构体4 8 242种，即C—C—C—C和符合酸的构造：CH—CH—CH—COOH、3 2 2符合酯的结构： 、其他还有：、等。同分异构体数目的推断方法基元法：常见的几种烃基的异构体数目—①CH：2种，构造简式分别为：CHCHCH—、 ；—3 7 3 2 2—②CH：4种，构造简式分别为：—4 9CH3—CH2—CH2—CH2—， ；由②可得 (只有1个支链时)、CH O(醛类)、CHOH(醇类)、CHCl均有4种同5 10 4 9 4 9分异构体。mn元取代物与(m－n)元取代物种类相等。如CHCl与CHCl

4种。3 6 2 3 2 6等效氢法：等效氢法是推断同分异构体数目的重要方法，其规律有：a.同一碳原子上的氢等效；b.同一碳原子上的甲基氢原子等效；c.位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。典例导悟1(2023·课标全国卷，8)分子式为CHCl的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )

3 6 2A．3种 B．4种 C．5种 D．6种听课记录：二、甲烷、乙烯、苯的比较分析甲烷、乙烯、苯的空间构造，总结如何推断有机物分子的空间构造。甲烷、乙烯、苯均可与溴发生反响，试从反响条件和反响类型上加以区分。依据甲烷、乙烯、苯与溴、KMnO4

(的反响状况，总结三种物质的性质。典例导悟2以下说法正确的选项是( )A．甲苯中全部原子都处于同一平面内B．甲烷和乙烯都可以与氯气反响C．酸性高锰酸钾溶液可以氧化苯和甲烷D．乙烯可以与氢气发生加成反响，苯不能与氢气加成听课记录：三、取代反响、加成反响和加聚反响典例导悟3有机化学中的反响类型较多，将以下反响归类。①由乙炔制氯乙烯②乙烷在空气中燃烧 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色⑤由乙烯制聚乙烯⑥甲烷与氯气在光照的条件下反响其中属于取代反响的是 ；属于氧化反响的是 ；属于加成反响的是 ；属于聚合反响的是 。题组一烃的组成和性质1．推断正误(1)16O2

18O2

互为同分异构体( )(2023·山东理综－9A)16gCH4

4NA

个C—H键( )(2023·广东理综－8A)标准状况下，22.4LNA(2023·四川理综－7A)

个( )分别CCl4

和水可承受如下图的方法( )(2023·重庆理综－7A)标准状况下，22.4L戊烷所含分子数为0.1N( )A(2023·上海理综－7D)(6)CCl4

可由CH4

制得，可萃取碘水中的碘( )(2023·山东理综－12A)1mol甲烷分子所含质子数为10N( )A(2023·福建理综－8C)自然气和沼气的主要成分是甲烷( (2023·广东理综－4A)光照下，2,2-二甲基丙烷与Br2

反响，其一溴代物只有一种( )(2023·重庆理综－11D)乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的缘由一样( (2023·山东理综－12A)聚乙烯可发生加成反响( (2023·福建理综－6A)苯和乙烯都能与H2

发生加成反响( )(2023·广东理基－31A)乙烷和丙烯的物质的量共1mol，完全燃烧生成3molHO( )2(2023·重庆理综－11C)题组二同分异构现象2．(2023·宁夏理综，8)3-甲基戊烷的一氯代产物有(不考虑立体异构)( )A．3种B．4种C．5种D．6种3．(2023·全国理综Ⅰ，8)以下各组物质不属于同分异构体的是( A．2,2-二甲基丙醇和2-甲基丁醇B．邻氯甲苯和对氯甲苯C．2-甲基丁烷和戊烷D．甲基丙烯酸和甲酸丙酯题组一甲烷、乙烯、苯的性质以下有关烷烃的表达中，不正确的选项是( )在烷烃分子中，全部的化学键都为单键全部的烷烃在光照条件下都能与Cl2

发生取代反响如下图，将14体积Cl2

充入试管中，一段时间后，将看到水槽底部有油状液滴生成，试管内布满水甲烷与Cl2

在光照条件下发生反响的产物中，HCl的浓度最大2．(2023·荆门模拟)以下说法正确的选项是( )乙烯的构造简式可以表示为CHCH2 2液化石油气和自然气的主要成分都是甲烷甲烷和乙烯都可以与氯气反响D．乙烯可以与氢气发生加成反响，苯不能与氢气加成3．某混合气体由两种气态烃组成，2.24L4.48L二氧化碳(气体体积已折算为标准状况时的体积)和3.6g水，则两种气态烃可能是( )A．CH4

CH3 8

B．CH4

CH3 4C．CH

和CH

D．CH

CH2 4 3 4 2 4 2 6某气态烃11体积氯气发生加成反响，生成氯代烷，此氯代烷1mol可与4mol氯气发生完全的取代反响，则该烃的构造简式为( )A．CH

===CH

B．CH

CH===CH2 2 3 2C．CHCH D．CH===CHCH===CH3 3 2 2题组二常见有机物的空间构造以下各图均能表示甲烷的分子构造，哪一种更能反映其真实存在状况( )A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅲ D．Ⅳ在①乙烷②氯乙烯(CHCHCl) 苯④甲苯四种有机化合物中，分子内2全部原子均在同一平面的是( )A．①② B．②③ C．③④ D．②④题组三同系物同分异构体7．1mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反响能生成3种不同的一氯取代物。该烃的构造简式是( )题组四试验探究8.试验室制取硝基苯常用如图装置。苯的硝化反响是在浓HSO和浓HNOHSO

的作用2 4 3 2 4是 。反响的化学方程式为 。温度计悬挂在烧杯中的水中，目的是：。本试验用水浴加热而不直接用酒精灯加热试管，其优点是。被水浴加热的试管口部都要带一长导管，其作用是：。反响完毕后，如何从试管中的混合物里分别出硝基苯？。学案30 最简洁的有机化合物——甲烷来自石油和煤的两种根本化工原料【课前预备区】学问点一1．CH CH4 42．(1无色无味0.717g1标准状况) 小难溶于水气态(2)强酸强碱强氧化剂CH＋2OCO＋2HO CH＋ClCHC＋HCl、4 2 2 2 4 2 3CHCClCH

＋HCl CHCl、CCl CHCl CHCl、CHCl、CCl3 2 2 2学问点二

3 4 3 2 2 3 41．单键氢原子饱和2．(1)难小(2)上升增大(3)气非气3．稳定点燃取代反响学问点三构造CH2分子式构造同分异构CH3—CH2—CH2—CH3学问点四碳碳双键( ) 乙烯CH===CH2 2无色难溶于水稍小于空气气体碳碳双键①CH＋3O→2CO＋2HO2 4 2 2 2CHCH＋Br―→CHBr－CHBr2 2 2 2 2CHCH＋H剂CH－CH2 2 2 3 3CHCHHC剂CHCHCl2 2 3 2CHCH＋HO―→CHCHOH2 2 2 3 2nCHCH剂CH－CH2 2 2 2学问点五1．无色特别气味有毒不溶于水比水小较低CH6 62．(1)双键介于单键和双键之间(2)2CH＋15O12CO＋6HO6 6 2 2 2(3)＋BreB3 HBr2＋HO3 △ 2(4) ＋3HNi→2 △3．苯环问题思考排空气法。不能

与Cl

CH

Cl、CHCl

、CHCl

4、CCl

2 3等的混合物。2 2 3 4取代反响是基团(或原子)之间的替代，可以有单质参与，肯定无单质生成，可以是氧化复原反响，也可以是非氧化复原反响。置换反响是单质与化合物反响生成另一种单质和另一种化合物的反响，肯定有单质参与，肯定有单质生成，肯定是氧化复原反响。CH4

分子中的C—H109°28′，而不是180°，因此，当碳原子数≥3时，碳原子并不在一条直线上，而是呈锯齿状。点燃前均要验纯。相比甲烷而言，乙烯火焰更光明且伴有黑烟，可以鉴别。不一样，前者是发生了加成反响，后者是被酸性高锰酸钾溶液氧化。7．(1)可用溴水，使溴水褪色的为乙烯，否则为甲烷。(2)可用酸性高锰酸钾溶液，使其褪色的为乙烯，否则为甲烷。8．不同，乙烯使溴水褪色是发生了加成反响，苯使溴水褪色是萃取，属于物理变化。9．苯中碳碳键均一样；邻二甲苯仅有一种构造；苯与溴水、KMnO4

溶液均不发生化学反响等都说明苯分子中不存在单双键交替构造。【课堂活动区】一、1.①同位素：质子数一样、中子数不同的核素互称为同位素。②同素异形体：由同一种元素组成的不同单质，互称为同素异形体。③同系物：构造相像，分子组成相差一个或假设干个CH2

原子团的有机物互称为同系物。④同分异构体：分子式一样、构造不同的化合物互称为同分异构体。同位素：核素；同素异形体：单质；同系物：有机物；同分异构体：化合物。①同系物必符合同一通式，如烷烃的通式为CnH

2n2

(n≥1)。②同系物必为同一类物质，如CH、CH等均属于烷烃。4 3 8CHCHCHCHCHCHCH，虽然构造不尽相3 2 3 3 3 3同，但碳原子间均以单键相连，构造仍相像，属于同系物。④同系物之间物理性质不同，而化学性质相像。二、1.(1)CH4

是正四周体构造，C原子居于正四周体的中心，4H原子处于正四周体的顶点。CH

6个原子处于同一平面内。2 4CH12个原子处于同一平面内。6 6推断有机物分子中原子是否共面时，首先将组成较简单的有机物分子进展拆分，然后33种分子中的H原子假设被其他原子(如ClBrI)CH3构造时，全部的原子确定不共面。2．(1)甲烷在光照条件下与溴蒸气发生取代反响，生成溴代甲烷和HBr。(2)乙烯与溴水或液溴发生加成反响，生成1,2-二溴乙烷。(3)苯与溴也发生取代反响，但条件是液溴，同时还要使用FeBr3

作催化剂才能使反响顺利进展。假设用溴水，虽然溴水也褪色，但是由于溴被苯萃取的原因，而非发生反响。3．甲烷：易取代、可氧化、不加成乙烯：不取代、可氧化、易加成苯：可取代、难氧化、可加成典例导悟1．B [2种形式：一是两个氯原子在同一个碳原子上，有2种可能；二是两个氯原子在不同的碳原子上，分别为CHCl—CHCl—CH、CHCl—CH—CH

Cl。]2 3 2 2 22．B [甲苯含有－CHCH中的一个H原子，CH3 4 4此甲苯中各原子不共面；乙烯分子中含有碳碳双键，与Cl、H2 2

可发生加成反响，甲烷可以Cl2

发生取代反响；苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键，能与H加2成，但不能被酸性KMnO4

溶液氧化。]3．⑥②④①③⑤⑤解析(1)烷烃只能发生取代反响和氧化反响(燃烧)。(2)烯烃能发生加成反响、氧化反响(与酸性高锰酸钾溶液、燃烧)、加聚反响。【课后练习区】高考集训1．(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√(8)√(9)√(10)×(11)×(12)√(13)√2．B [此题考察同分异构体的书写方法，在书写同分异构体时，要留意对称性3-甲基戊烷的一氯代物有： 4种。]3．D [从分子组成上分析甲基丙烯酸的构造简式为，甲酸丙酯的构造简式为 ，二者分子组成上相差2个氢原子，不饱和程度相差1，所以二者不属于同分异构体，D项错。]考点集训1．C [烷烃分子中碳与碳之间、碳氢之间均为单键，A正确；在光照条件下，烷烃与气态卤素单质均可发生取代反响，B生，虽有生成的CCl4

沉于水槽底部，但仍有气态的CH

Cl存在，因此试管不会布满水，C3错；依据甲烷与Cl2

的反响原理可知，只要CH4

中有一个H被取