苏教版高中化学必修第二册专题8有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物课件

必修二

苏教版高中化学1|天然气的利用甲烷知识点第一单元化石燃料与有机化合物必备知识清单破

1.化石燃料

2.甲烷烷烃

特别提醒

(1)同系物的特点是通式相同,结构相似,化学性质相似,物理性质一般随碳原子数

的增多而呈规律性变化。(2)烷烃的分子组成可用通式CnH2n+2表示,符合该通式的有机物一定

是烷烃,即碳原子数不同的烷烃一定互为同系物。1.石油炼制(1)石油分馏①目的:得到一系列石油分馏产品。②原理:加热石油时,沸点低的成分先汽化,经冷凝后收集,沸点较高的成分随后汽化、冷凝,这

样不断操作,能使沸点不同的成分(馏分)逐步分离出来。2|

石油炼制乙烯乙炔知识点(2)催化裂化①目的:提高汽油等轻质油的产量和质量。②原理:在加热、加压和催化剂存在条件下,使相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相

对分子质量较小、沸点较低的烃。③举例:相对分子质量较大的十六烷可以被裂化为含8个碳原子的烷烃和烯烃,化学方程式为C16H34

C8H16+C8H18。(3)裂解①目的:得到乙烯、丙烯等气态短链烃。②原理:以比裂化更高的温度使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。2.乙烯特别提醒

除去乙烷中的乙烯时,可将混合气体通入溴水中,不能通入酸性KMnO4溶液中,因为酸性KMnO4溶液氧化乙烯生成CO2,引入新的杂质;也不能通入Br2的CCl4溶液中,因为乙烷能溶于CCl4。3.乙炔特别提醒

在书写结构简式时,碳原子之间的单键可以省略,如乙烷可以写为CH3CH3,但碳原

子之间的双键、三键不能省略,如乙烯不能写成CH2CH2,乙炔不能写成CHCH。

3|煤的综合利用苯知识点知识拓展苯与氢气的加成反应苯是不饱和烃,可以发生加成反应。当温度为180~250℃、压强为18MPa时,有镍催化

剂存在条件下,苯与氢气能发生加成反应生成环己烷。

+3H2

知识辨析1.将CH4和Cl2按1∶1的体积比混合光照,能够制取纯净的CH3Cl。这种说法对吗?2.相对分子质量相差14的整数倍的物质一定互为同系物。这种说法对吗?3.直馏汽油与裂化汽油的主要成分均为烷烃。这种说法对吗?4.乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色,褪色原理相同。这种说法对吗?5.把煤加强热使之分解的过程称为煤的干馏。这种说法对吗?6.从煤的干馏产物中可以分离出苯和甲苯,所以煤中含有苯、甲苯等物质。这种说法对吗?7.

和

互为同分异构体。这种说法对吗?8.用溴水可除去混在苯中的己烯。这种说法对吗?一语破的1.不对。CH4和Cl2的反应是连续进行的,不可能只发生第一步取代反应,生成物为多种氯代物

和HCl的混合物,不能制取纯净的CH3Cl。2.不对。相对分子质量相差14的整数倍的物质不一定互为同系物,如N2O和NO。3.不对。直馏汽油的主要成分是液态烷烃;裂化汽油的主要成分是液态烷烃和烯烃。4.不对。前者发生的是氧化反应,后者发生的是加成反应。5.不对。必须隔绝空气加强热。6.不对。煤是有机物和无机物构成的复杂混合物,本身不含有苯、甲苯等物质,煤是在干馏时

发生化学变化生成了苯、甲苯等。7.不对。苯环中不存在碳碳单键和碳碳双键交替出现的结构,苯环中的碳碳键完全相同,则邻

二甲苯只有一种结构。8.不对。苯与溴水不反应,但能够发生萃取,溴单质易溶于苯,且溴单质与己烯反应生成的有

机物易溶于苯。1|实验探究甲烷的取代反应定点关键能力定点破

1.实验探究甲烷的取代反应实验操作

AB实验现象A装置:(1)试管内气体颜色逐渐变浅(2)试管内壁有油状液滴出现(3)试管中有少量白雾产生(4)试管内液面上升(5)水槽中有少量固体析出B装置:无明显现象实验结论CH4与Cl2在光照条件下才能发生化学反应特别提醒

上述实验中,水槽中用饱和食盐水而不用水,是因为Cl2在饱和食盐水中的溶解度

很小,避免因Cl2溶于水而对实验产生干扰。2.甲烷发生取代反应的有关规律反应条件与反应物反应条件为光照,该光照可以是日光漫射,不能强光直射,否则会发生爆炸。反应物为甲烷与卤素单质。甲烷与氯水、溴水不反应产物性质(与Cl2反应)水溶性:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水,HCl易溶于水状态:常温下四种有机产物中除CH3Cl是气体,其余三种均为油状液体反应特点(1)甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代,各步反应同时进行,即第一步反应一旦开始,后续反应立即进行;(2)CH4与Cl2发生取代反应时,每1molH被取代,消耗1molCl2,同时生成1molHCl3.取代反应与置换反应的比较

取代反应置换反应实例CH4+Cl2

CH3Cl+HClZn+H2SO4

ZnSO4+H2↑定义有机化合物分子中的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所取代的反应一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应反应物一种化合物和另一种化合物或单质一种单质和一种化合物生成物一般生成两种新化合物另一种化合物和另一种单质反应中电子得失不一定发生电子的转移,因此不一定是氧化还原反应一定发生电子的转移,一定是氧化还原反应典例将装有Cl2和CH4混合气体的试管倒置在装有饱和食盐水的水槽内,在光照条件下反应,

下列描述正确的是

(

)A.有四种新的气态有机物生成B.发生了置换反应C.饱和食盐水中有少量固体析出D.大量的氯气溶解在饱和食盐水中C思路点拨

注意CH4和Cl2的反应中反应物和生成物的性质,能够根据物质的性质分析实验现

象。解析

生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体,A错误;CH4和Cl2在光照条件下发

生取代反应,B错误;生成的HCl溶于水后,溶液中Cl-浓度增大,有少量NaCl固体析出,C正确;氯

气在饱和食盐水中溶解度很小,D错误。

1.苯分子的结构(1)苯分子结构的特殊性

2|苯分子结构与苯的性质研究定点(2)苯分子中不存在单、双键交替结构的证明

溴代反应硝化反应反应物苯和液溴苯和浓硝酸催化剂FeBr3浓硫酸反应条件不加热(放热反应)水浴加热(50~60℃)产物一元取代物一元取代物产物的物理性质溴苯是无色液体(常因混有Br2而显褐色),密度大于水,不溶于水硝基苯是一种带有苦杏仁味的无色油状液体(因溶有NO2而显黄色),密度大于水,不溶于水2.苯的溴代反应和硝化反应的比较典例1如图为实验室制取硝基苯的装置图,下列说法不正确的是

(

)

A.液体的添加顺序:先取浓硝酸于试管中,小心加入浓硫酸后迅速加入苯,塞上橡胶塞B.长玻璃管的作用:冷凝回流C.纯净的硝基苯是无色、密度比水大的油状液体D.水浴温度控制在50~60℃A思路点拨

正确解答该题首先需要熟悉实验室制取硝基苯的装置、试剂添加顺序及反应所

需温度等,然后根据选项判断即可。解析

应向浓硝酸中慢慢加入浓硫酸,待冷却至室温后,再向混合酸中逐滴加入苯,A错误;苯

与浓硝酸易挥发,为提高原料的利用率,需使苯和硝酸蒸气冷凝回流,所以长玻璃管的作用是

冷凝回流,B正确;纯硝基苯是无色、密度比水大的油状液体,C正确;为了减少反应物的挥发

和副产物的生成,应将反应温度控制在50~60℃,D正确。典例2苯可发生下图所示的变化,下列说法错误的是

(

)

A.生成溴苯的反应属于取代反应B.现象②:火焰明亮,冒浓烟C.现象①:液体分层,上层紫红色D.邻二硝基苯只有一种结构,说明苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替出现的结构C思路点拨

苯的化学性质总结为易取代、能加成、难氧化。根据苯的性质分析各项的正

误。解析

苯和液溴在FeBr3催化下反应生成溴苯和溴化氢,属于取代反应,A正确;苯的含碳量高,

在空气中燃烧不充分,现象②为火焰明亮,冒浓烟,B正确;苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯

的密度比水小,分层后上层无色,下层紫红色,C错误;邻二硝基苯只有一种结构,说明苯分子结

构中不存在单、双键交替出现的结构,D正确。

知识拓展

各类烃与溴单质、溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液反应的比较:

溴单质溴水溴的四氯化碳溶液酸性KMnO4溶液烷烃在光照条件下发生取代反应不反应,液态烷烃可萃取溴水中的溴而使水层褪色不反应,溶液不褪色不反应乙烯加成反应发生加成反应而使溴水褪色发生加成反应而使溶液褪色发生氧化反应而

使溶液褪色乙炔加成反应发生加成反应而使溴水褪色发生加成反应而使溶液褪色发生氧化反应而

使溶液褪色苯在FeBr3作催化剂的条件下可与液溴发生取代反应不反应,因发生萃取而使水层褪色不反应,互溶,溶液不褪色不反应

1.四种代表烃的空间结构(1)甲烷:正四面体形分子,最多有3个H原子或1个C原子和2个H原子在同一平面内,最多有2个

原子在同一条直线上。(2)乙烯:平面形分子,分子内6个原子在同一平面内,最多有2个原子在同一条直线上。(3)乙炔:直线形分子,四个原子在一条直线上。(4)苯:平面正六边形分子,分子内12个原子在同一平面内,最多有4个原子在同一条直线上。3|有机物分子中原子共面、共线问题的判断定点

2.有机物分子中原子共面、共线问题的判断典例已知HCN是直线形结构,下列有机物分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是(

)A.CH2

CH—CNB.CH2

CH—CH

CH2C.

D.

D思路点拨

先分析主体的共面情况,再考虑碳碳单键的旋转。解析

A项,分子中的7个原子处于一个平面;B项,

分子中,有M1和M2两个平面,由于碳碳单键可以旋转,M2平面与M1平面可能重合,所以该分子中所有原子可能

处于同一平面;C项,通过碳碳单键相连的两个平面,有可能重合在一起,故分子中所有原子可

能处于同一平面;D项,分子中含—CH3,所有原子不可能在同一平面上。

方法点拨连接不同基团后的原子共面分析(1)直线与平面连接:直线在这个平面上。如苯乙炔(

),分子中所有原子共平面。(2)平面与平面连接:如果两个平面结构通过单键相连,由于单键可以旋转,两个平面可能重

合。如苯乙烯(

),分子中至少12个原子共平面,最多16个原子共平面。(3)平面与立体结构连接:如甲基与平面结构通过单键相连,由于单键可以旋转,甲基的一个氢

原子可能处于这个平面上。

烃完全燃烧的通式:CxHy+(x+

)O2

xCO2+

H2O。1.烃完全燃烧时耗氧量和生成CO2和H2O的量(1)等物质的量的不同烃完全燃烧时,耗氧量取决于x+

,生成CO2的量取决于x,生成水的量取决于

。(2)等质量的不同烃完全燃烧时,消耗O2的量取决于CxHy中的

,该比值越大,其耗氧量越多。(3)最简式相同的烃,不论以何种比例混合,只要总质量一定,其完全燃烧生成CO2和H2O的量及

耗氧量均不变。4|烃(