【大纲创新设计】高考化学一轮复习 第1节 甲烷 烷烃课件 人教大纲

复习目标展示1.了解有机物的基本概念，掌握烷烃的通性和命名原则以及熔、沸点规律，了解甲烷的结构、性质及用途，能够辨析同位素、同素异形体、同系物和同分异构体的概念。2.掌握烃的性质、命名原则，能够正确书写烷烃的同分异构体。此类试题内容主要包括：（1）有机物的概念；（2）同分异构体的书写；（3）烷烃的系统命名规则。此考点高考试题以选择题形式出现，主要考查烃的通性和同分异构体的书写。第十二章烃第一节甲烷烷烃问题1：有机物和无机物在性质上的区别有哪些？并从结构特点进行理解和应用？1．有机物和无机物有机物无机物种类几千万种几十万种耐热性多数

耐热，熔点较.多数耐热,

熔化、熔点较.可燃性多数可燃，少数不可燃(CCl4)多数

可燃电离性多数为

，

电离多数为

，

电离溶解性多数

于水、易溶于.部分溶于水，个别溶于有机溶剂化学性质复杂、副反应

，反应速率.简单、副反应

、反应速率.不低难高不非电解质不电解质可不溶有机溶剂多慢少快【思维延伸】有机物与无机物之间可相互转化由无机物制备有机物的第一个反应：知识点2甲烷问题2：甲烷的结构特点？物理性质和化学性质？甲烷的特征性叙述？【思维延伸】甲烷的正四面体结构如果CH4是正四面体结构，其一、二、三、四氯代物均只有一种，如果CH4为正方形平面结构，其一、三、四氯代物均只有一种，二氯代物却应有两种：。事实上二氯甲烷没有同分异构体，这便可以证明CH4是正四面体结构而非正方形平面结构。具有正四面体结构的物质有金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅、白磷、CH4、CCl4、SiF4、NH4＋、SO4等，其中只有白磷(P4)为空心正四面体结构。2－

知识点3烷烃及其性质

问题3：烷烃的组成和结构特点？烷烃的物理和化学通性及规律变化?考点1同系物和同分异构体一、同系物辨析1．同系物必然符合同一通式，但符合同一通式的不一定是同系物，如羧酸和酯；但符合通式CnH2n＋2且碳原子数不同的物质一定属同系物.2．同系物必为同一类物质。如CH2CH2和H2CCH2CH2虽都符合CnH2n的通式，且组成上也相差一个CH2原子团，但它们分别属于烯烃和环烷烃，结构不相似，不是同系物，所以符合同一通式且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质不一定是同系物。3．同系物分子间相差一个或若干个CH2原子团，化学式不可能相同。4．同系物组成元素相同。CH3CH2Br与CH3CH2CH2Cl虽C、H原子数相差一个CH2原子团，又都符合CnH2n＋1X的通式，同属一卤代烃，但因卤原子不同，即组成元素不同，故不是同系物。5．同系物结构相似但不一定完全相同。例如，CH3CH2CH3和CH3CCH3CH3CH3，前者无支链，后者有支链，结构不尽相同，但两者碳碳原子间均以单键结合成链状，结构仍相似，属同系物。二、同分异构体辨析1．同分异构体的特点(1)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，如H2SO4与H3PO4，C2H6与HCHO等。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C2H2与C6H6。(2)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。2．烷烃同分异构体的书写同分异构体的书写规则是：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列由对、邻至间(有多个取代基时)。3．取代反应产物同分异构体的判断——等效氢法(1)有机物中位置等同的氢原子叫等效氢原子，烃的分子中等效氢原子的种类有多少，则其一元取代物种类就有多少。(2)“等效氢原子”种类的判断通常有如下三个原则：①同一碳原子所连的氢原子是等效的；②同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的；③同一分子中处于轴对称或镜面对称(相当于平面镜成像时，物与像的关系)，对称位置上的氢原子是等效的。要点深化同位素、同素异形体、同系物和同分异构体的概念比较注意：(1)判断是否为同系物的原则：①必须是同一类别的有机物。②主碳架结构相似，官能团相同。③分子组成符合同一通式，彼此相差一个或若干个CH2(系差)原子团。(2)判定同分异构体的原则：①分子式相同。②主碳链结构或官能团位置不同。③可以同类也可以不同类。【例1】根根据下表中烃烃的分子式排排列规律，判判断空格中烃烃的同分异构体数数目是()12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A.3B.4C.5D.6解析：分析图表得出出规律，1、、2组，3、、4组，5、、6组，7、、8组H原子个数相相差4，第5种物质分子子式C5H12，有3种同分分异构体答案：A变式训练1．(2008·全国理理综Ⅰ，8)下列各组物物质不属于同同分异构体的的是()A．2,2二甲基丙醇醇和2-甲基基丁醇B.邻氯甲苯苯和对氯甲苯苯C．2-甲基基丁烷和戊烷烷D.甲基丙烯烯酸和甲酸丙丙酯解析：甲基丙烯酸的的结构简式为为CH2CCH3COOH，分子式为C4H6O2，甲酸丙酯的结结构简式为HCOOCH2CH2CH3，其分子式为C4H8O2，因此二者不不是同分异构构体。答案：D考点2烷烷烃的命名1．习惯命名名法(1)含十个个碳原子以内内的烷烃，用用天干(甲、、乙、丙、丁丁、戊、己、庚、辛、、壬、癸)表表示，称为某某烷，如C2H6为乙烷。(2)含十个个以上碳原子子的烷烃，直直接用数字表表示，称为某某烷，如C11H24为十一烷。(3)直链烷烷烃称为“正正某烷”，带带有支链的烷烷烃，称为““异某烷”、“新某某烷”等。如如正戊烷、异异戊烷，新戊戊烷。2．系统命名名法(1)选主链链：选碳原子子数目最多的的碳链为主链链，按照主链链碳原子的个数称为““某烷”。如如下式，该烷烷烃分子中最最长的碳链含含有七个碳原子，称为庚烷。(2)编号定定位：把主链链中离支链最最近的一端作CH3CHCH3CHCH2CH3CHCH3CH2CH2CH3、E]1

2

3

4

5

6

7(3)定名称：把支链作为取代基，将取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上所处的位置，并用短线“－”将数字与取代基名称隔开。若主链上有相同的取代基可以将取代基合并，用“二”、“三”等数字表示取代基的个数，用“，”将表示取代基位置的阿拉伯数字隔开；主链上有不同的取代基，要把简单的写在前面、复杂的写在后面。关于该烷烃的的命名可图解解为：要点深化化(1)选主链链时，要选含含支链多的最最长的碳链为为主链。(2)定起点点时遵循“近近”、“简””、“小”的的原则以离支链较近近的一端为起起点编号，若若有两个不同同的支链，且且分别处于距距主链两端同近的位位置，则从较较简单的一端端为起点编号号；若有两个个支链相同，，且分别处于距主链链同近的位置置，而中间又又还有其他支支链，从主链链的两个方向向为起点编号时，可可得两种不同同的编号系列列，再顺次逐逐个碳原子比比较两个系列列的各个支链位号号，以先有有支链(即即支链位号号最小)的的系列定为为起点，即即同“近””、同“简”以““小”为准准，这叫支支链位号之之和最小系系列原则。。【例2】下下列有机机物的命名名正确的是是()A.3,3二甲基基丁烷B.2,2二甲基丁丁烷C.2甲甲基丁烷D.2,3,3三甲基基丁烷解析：先据名称写写出碳架，，然后命名名判断。答案：BC变式训训练2．(2009·上上海)有机机物的种类类繁多，但但其命名是是有规则的的。下列有机物物命名正确确的是()A．CH2CH2CH2CH3CH2CH31,4二二甲基丁烷烷B．CH3CHCHCH3CH23甲基丁丁烯C．CH3CH2CHCH3CH32甲基丁丁烷`E________、E.CH2Cl—CH2Cl二氯乙烷解析：A项名称应应为正己烷烷；B项没没有指明双双键的位置置；D项应应注明氯氯原原子子的的位位置置。。答案案：：C考点点3烷烷烃烃的的性性质质及及应应用用一、烷烃的的性质1．结四面体结构连接而成。2．烷烃的物理性质：(1)随着烷烃碳原子的增加：气→液→固；熔点、沸点升高；密度增大。(2)常温下，C原子数为1～4的烷烃为气体，具体有CH4、C2H6、C3H8、C4H10。(3)所有的烷烃均易溶于有机溶剂，难溶于水。(4)液态烷烃均比水轻，浮在水面上。3．烷烃烃的化学学性质：：烷烃的的化学性性质与甲甲烷相似似。(1)氧氧化反应应(燃烧烧)烷烃完全全燃烧的的通式：：(2)取取代反应应：烷烃烃在一定定条件下下能发生生取代反反应。分分子中有有几个H，就能能与几个个卤素分分子发生生取代，，生成多多种卤代代物。(3)受受热分解解：一般般甲烷高高温分解解，而长长链烷烃烃高温裂裂解、裂裂化。例如：二、重要要的有机机反应类类型———取代反反应1．概念念有机物分分子里的的某些原原子或原原子团被被其他原原子或原原子团所所代替的的反应，，称为取取代反应应。2．常见见类型中学化学学中的卤卤代、酯酯化、水水解、硝硝化、磺磺化等反反应均属属于取代代反应。。(1)卤代反应应如CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl＋Br2Br＋＋HBr(2)酯酯化反应应如CH3COOH＋CH3CH2OH浓H2SO4△CH3COOC2H5＋H2O(3)水水解反应应①酯的水水解如CH3COOC2H5＋H2OH2SO4△CH3COOH＋＋C2H5OH②卤代烃烃的水解解，如C2H5Br＋＋H2ONaOH△C2H5OH＋＋HBr③糖类、、油脂、、蛋白质质的水解解反应(4)硝硝化反应应如＋HO—NO2(浓浓)浓浓H2SO4△△NO2＋＋H2O(5)磺化化反应应如＋HO—SO3H(浓)SO3H＋H2O要点深深化1．有有机化化学中中取代代反应应与无无机化化学中中置换换反应应的比比较取代反应置换反应反应物中不一定有单质，生成物中一定没有单质反应物和生成物中一定有单质反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大遵循金属活动性，及非金属活动性顺序的规律反应逐步进行，很多反应是可逆的反应一般为单方向进行2.烃烃完全全燃烧烧前后后气体体体积积的变变化(1)燃烧烧后温温度高高于100℃时时，水水为气气态：：①当y＝4时时ΔΔV＝0体体积不不变②当y<4时时ΔΔV<0体体积积减小小③当y>4时时ΔΔV>0体体积积增大大(2)燃烧烧后温温度低低于100℃，，水为为液态态：ΔV＝V前－V后＝1＋，，体积总总是减减小。。无论水水为气气态，，还是是液态态，燃燃烧前前后气气体体体积的的变化化都只只与烃烃分子子中的的氢原原子数数有关关，而而与烃烃分子子中的的碳原原子数数无关关。【例3】(2009··重庆庆八中中月考考)如如图所所示，，U形形管的的左端端被水水和胶胶塞封闭有有甲烷烷和氯氯气(体积积比为为1∶∶4)的混混合气气体，，假定定氯气气在水水中的的溶解度度可以以忽略略。将将封闭闭有甲甲烷和和氯气气的混混合气气体的的装置置放置置在有有光亮的的地方方，让让混合合气体体缓慢慢地反反应一一段时时间。。(1)假设设甲烷与氯氯气反应充充分，且只只产生一种种有机物，，请写出化化学方程式。(2)经过过几个小时时的反应后后，U形管管右端的玻玻璃管中的的水柱()A.升高B.降降低C.不变D.无无法确定B(3)U形形管左端的的气柱________。A．体积增增大B．体积减减小直至消消失C．不变变(4)试解解释U形管管右端的玻玻璃管中水水柱变化的的原因________________________________________________________________________。。解析：甲烷与氯气气在光照条条件下可能能发生的反反应有①CH4＋Cl2→HCl＋＋CH3Cl；②CH3Cl＋Cl2→CH2Cl2＋HCl；；③CH2Cl2＋Cl2→CHCl3＋HCl；；④CHCl3＋Cl2→CCl4＋HCl。。由于氯化氢氢易溶于水水，CH2Cl2、CHCl3和CCl4是液体，所以甲烷与与氯气反应应后气体体体积是减小小的，故U形管两边边液差减小，右端玻玻璃管中的的水柱降低低，左端的的气柱体积积减小，直直至消失。。B由发生反应应的化学方方程式可知知，此反应应中气体的的物质的量量减小，且且生成的HCl能能够溶解于于水，最后后CH3Cl溶于有有机溶剂，，所以U形形管左端压压强减小至零，故故右端玻璃璃管中的水水柱降低变式练练习3．(2008·全全国理综ⅡⅡ)2008年北京京奥运会的的“祥云””火炬所用用燃料的主要成分分是丙烷。。下列有关关丙烷的叙叙述中不正正确的是()A．分子中中碳原子不不在一条直直线上B.光照照下能够发发生取代反反应C．比丁烷烷更易液化化D.是石油分分馏的一种种产品解析：多碳烷烃的的碳链是锯锯齿形的，，碳原子不不在一条直直线上；烷烷烃的特征反反应是在光光照条件下下发生取代代反应；石石油分馏所所获碳原子在1～4之间的烷烷烃混合物物叫石油气气，更进一一步分离石石油气才可可获得丙烷；；烷烃随分分子内碳原原子数的增增多，沸点点逐渐升高高，因此丁烷比丙烷烷易液化。。答案：C4．(2009·珠珠海模拟)在120℃时，某某混合烃和和过量O2在一密闭容容器中完全反应应，测知反反应前后的的压强没有有变化，则则该混合烃烃可能是()A．CH4和C2H4B.CH4和C2H6C.C2H4和C2H6D.C3H4和C3H6解析：设该混合烃烃的平均化化学式为CnHm，，则其燃烧烧的化学方方程式为：CnHm＋(n＋)O2nCO2＋H2O根据题意得得：1＋(n＋)＝n＋，所以有有：m＝4答案：A客观题烃的燃烧是是烃的重要要性质，根根据燃烧反反应进行的的计算和判判断是考查烃烃燃烧性质质应用能力力的手段，，也是各类类试题中的的高频题型。。【考题一】】在120℃℃、101kPa时，将1L丙烷烷和若干O2混合，点燃使之充充分反应。。反应后，，恢复到原原温度和原原压强，测测得L；若通过碱石灰，气体体积变为nL。若m－n＝6，则nL气体为()A.O22D.CO和和O2B审题视点：：(1)反应应所处的状状态为120℃、101kPa。(2)丙烷烷的体积1升，O2体积未知，，隐含量的的不确定性性。(3)mL和nL气体的成成份判断。。(4)m－n＝6的意义义。思路点拨：：若C3H8完全燃烧，，则通通过碱碱石灰后，，剩余气体体应为O2，m－n＝7。而m－n＝6，说明丙烷燃燃烧不充分分，而题干干已说明丙丙烷充分反反应，所以燃烧产产物必有CO、CO2、H2O，则nL气体为CO。高分解密①解题方法法不当，导导致过程复复杂，是出出现错误的的根本原因因。②思思维维简简单单，，认认为为充充分分反反应应就就是是只只生生成成CO2，从从而而错错选选A。。主观观题题甲烷烷作作为为一一种种清清洁洁能能源源，，对对其其性性质质的的研研究究显显得得非非常常重重要。。有有关关CH4的制制备备(以以信信息息题题的的形形式式出出现现)和和有有关关性性质质实验将会在高高考中有所体体现。【考题二】(12分)随随着世界性能能源危机和环环境污染问题题的突出，利用甲烷菌在在密闭的条件件下分解各种种有机物产生生沼气，已经经成为我国广大农村村地区获得新新能源和保护护环境的重要要手段之一。。沼气的主要成分是是CH4，还有少量CO2、H2S等。下面是某课外外活动小组在在实验室模拟拟沼气池发酵酵制取沼气，，收集较纯净甲烷并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。按实验要求，，将四个装置置a~f各个导管口口连接起来，，其正确的顺顺序是（填接口序号号）a→________→→________→________→________→f。(2)丙瓶内内盛有的X溶溶液为()A.浓氨水B.NaOH溶液C．CuSO4溶液D.盐盐酸(3)若要验验证CH4该装置中可盛的试剂可能是()A．浓氨水B.NaOH溶液C．CuSO4溶液D.盐酸decbBC(4)已知知1000mL(标标准状状况)甲烷烷完全全燃烧烧生成成二氧氧化碳碳和液液态水水，放放出39.75kJ的的热量量，则则1mol甲甲烷完完全燃燃烧生生成二二氧化化碳和液态态水所所放________________________________________________________________________。890.4kJ点评评常见错错误：：(1)装置置的连连接未未能考考虑装装置的的作用用出现现次序序的错错误和和接口口错误。排排液瓶瓶应短短进长长出。。(2)H2S检验验不同同于吸吸收，，应选选与H2S反应应且有有明显显现象象的试试剂。。错选选碱液液。(3)热化化学方方程式式书写写不规规范，，漏写写单位位和““＋””“－－”号号，未未注明明物质质状态而失失分。。(4)该学学生的的答案案有两两处错错误：：1mol甲烷烷燃烧烧放出出的热热量其其单位位是kJ而而不是是kJ/mol；热热化学学方程程式不不必注注明反应应条件件，且且不能能使用用“→→”而而应使使用““=””。作答与与批改改实录录题后后反反思思解答定定量实实验题题的一一般思思维方方法归归纳起起来有有以下下几(1)阅读题干，弄清目标量；(2)根据题中信息，找出所涉及的化学反应原理；(3)确定可测量的量，并与相关教材中的实验相比较；(4)从可测量的量出发，明确所需要的仪器；(5)利用可测量的量通过化学原理求目的量。1．(5分分)(春季季高考的种类最多的是()A.ⅡA族B.ⅢA族C.ⅣA族D.ⅤA族

解析：目前从自然界发现的和人工合成的有机物已超过1000万种，是品种最多的化合物。有机物指的是含碳的化合物，而碳元素位于周期表中ⅣA族。答案：C2．(5分分)下下列各各图均均能表表示甲甲烷的的分子子结构构，哪哪一种种更能能反映映其分分子的真真实存存在状状况()解析：：甲烷的的分子子结甲烷分子的空间构型，只有比例模型能反映甲烷分子中原子的真实存在状况。电子式只反映原子的最外层电子的成键情况，故答案为D答案：D3．(5分分)(2010·菏菏泽模模拟)下列列各组组物质质互为为同系系物的的是()A．O2和和O3B.HCBrHBr和和HCBrBrHC．CH3CH3和CH3CHCH3CH3E________、E.CH3CH2CH2CH3和CH3CHCH3CH3解析：：本题考考查了了同素素异形形体、、同系系物、、同分分异构构体的的概念念。概概念辨辨析题题的关关键在在于准准确理理解概概念的的内涵涵和外外延。。同系系物是是指结结构相相似，，分子子组成成上相相差一一个或或若干干个CH2原子团团的化化合物物；同同素异异形体体是由由同种种元素素形成成的结结构不不同的的单质质，同同分异异构体体是分分子式式相同同而结结构不不同的的化合合物。。A项项两者者互为为同素素异形形体，，B项项两者者为同同种物物质，，C项项两者者互为为同系系物，，而D项两两者互互为同同分异异构体体。答案：：C4．(5分分)若若甲烷烷与氯氯气以以物质质的量量之比比1∶∶1混混合，，在光光照下下得到到的取代产产物是是()①CH3Cl②②CH2Cl2③CHCl3④CCl4A．只只有①①B.只只有③③C．①①②③③的混混合物物D.①①②③③④的的混合