高考专题-重要的烃同分异构体考点一几种常见烃的结构与性质讲义高三化学一轮复习

高考专题：重要的烃同分异构体[考纲要求]1.了解有机化合物中碳的成键特征。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.掌握常见有机反应类型。考点一几种常见烃的结构与性质[要点浓缩]反应类型：有上有下是取代，只上不下属加成。得氧去氢是氧化，加氢去氧是还原。[要点细化]1．有机物中碳原子的成键特征(1)碳原子的最外层有4个电子，可与其他原子形成4个共价键，而且碳碳原子之间也能相互形成共价键。(2)碳原子不仅可以形成单键，还可以形成双键或三键。(3)多个碳原子可以相互结合形成碳链，也可以形成碳环，碳链或碳环上还可以连有支链。2．甲烷、乙烯和苯的结构与物理性质比较甲烷乙烯苯分子式CH4C2H4C6H6结构简式CH4CH2=CH2结构特点只含碳碳单键的饱和烃含碳碳双键的不饱和链烃环上碳碳键相同，介于单键与双键之间的特殊的键空间构型正四面体形平面形平面形物理性质无色气体，难溶于水无色液体3.甲烷、乙烯和苯的化学性质比较甲烷乙烯苯燃烧易燃，完全燃烧生成CO2和H2O溴不反应加成反应在FeBr3作用下发生取代反应KMnO4(H＋)不反应氧化反应不反应主要反应类型取代反应加成反应、聚合反应加成反应、取代反应(1)取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。①甲烷与Cl2的取代反应CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光),\s\do5())CH3Cl＋HCleq\a\vs4\al(CH3Cl＋Cl2\o(→,\s\up7(光),\s\do5())CH2Cl2＋HCl)eq\a\vs4\al(CH2Cl2＋Cl2\o(→,\s\up7(光),\s\do5())CHCl3＋HCl)eq\a\vs4\al(CHCl3＋Cl2\o(→,\s\up7(光),\s\do5())CCl4＋HCl)②苯的取代反应＋Br2eq\o(→,\s\up7(FeBr3))＋HBr；苯的硝化反应：＋HNO3eq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(50～60℃))＋H2O。溴苯、硝基苯，ρ比水大难溶水，因含杂质显黄色，氢氧化钠来提纯。(2)加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。①乙烯的加成反应通入溴的四氯化碳溶液中，反应的化学方程式：CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br，现象：溶液颜色褪去。与H2反应的化学方程式：CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH3。与HCl反应的化学方程式：CH2=CH2＋HCl→CH3CH2Cl。与H2O反应的化学方程式：CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(一定条件))CH3CH2OH。②苯的加成反应苯与H2发生加成反应的化学方程式为：＋3H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))(环己烷)。(3)加聚反应乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式为：。燃烧反应甲烷燃烧反应的化学方程式：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。乙烯燃烧反应的化学方程式：C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O；现象：火焰明亮且伴有黑烟。苯燃烧反应的化学方程式：2C6H6＋15O2eq\o(→,\s\up7(点燃))12CO2＋6H2O；现象：火焰明亮，伴有浓烟。[强调1]所有烃均能在空气中燃烧，被氧化，随着含碳量的增大，火焰越来越明亮，如甲烷燃烧是淡蓝色火焰，无烟；乙烯燃烧是明亮的火焰，有烟；苯燃烧时火焰更明亮，并伴有浓烟。[强调2]乙烯与苯都与Br2反应，但有很大区别：(1)反应物不同，乙烯是与溴水或溴的四氯化碳溶液，而苯是与液溴；(2)反应条件不同，乙烯与溴水在通常状况下就能进行，苯是与液溴在有催化剂的条件下才能进行；(3)反应类型不同，乙烯发生的是加成反应，苯发生的是取代反应。[易错警示](1)甲烷与氯气发生取代反应，得到的有机产物是混合物，其中有机产物都不溶于水，常温下，一氯甲烷是气体，其他的有机产物都是液体。(2)烷烃分子中的碳原子并不都在一条直线上，而是呈锯齿状。(3)溴水、酸性KMnO4溶液均可鉴别乙烷和乙烯，但要除去乙烷中的乙烯时，只能选用溴水，因为酸性高锰酸钾能将乙烯氧化成CO2。(4)苯不能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色、苯的邻二氯代物只有一种，均可说明苯分子中不存在单双键交替结构。[总结归纳]烷烃(1)烷烃的结构与性质通式CnH2n＋2(n≥1)结构链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列；碳原子间以单键相连，其余价键均被氢原子饱和特点一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构；1molCnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA物理性质密度：随着分子中碳原子数的增加而增大，但都小于水的密度熔沸点：随分子中碳原子数的增加而升高状态：气态→液态→固态，碳原子数小于5的烷烃常温下呈气态化学性质取代反应；氧化反应(燃烧)；分解反应(高温裂解)(2)烷烃的习惯命名法①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。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。[正误判断](1)乙烯、苯、聚乙烯均含有碳碳双键()(2)苯的分子式为C6H6，不能使酸性KMnO4溶液褪色，属于饱和烃()(3)1molCH4与1molCl2在光照条件下反应，生成1molCH3Cl气体()(4)乙烯可作水果的催熟剂()(5)甲烷中含有乙烯气体，可通过酸性高锰酸钾溶液除去()(6)乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原理相同()(7)甲烷和乙烯可用溴的四氯化碳溶液鉴别()(8)用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土吸收水果释放的乙烯，可达到水果保鲜的目的()(9)将某气体通入溴水中，溴水颜色褪色，该气体一定是乙烯()(10)“瓦斯”是乙烯与空气组成的混合物()(11)沼气的主要成分是甲烷，是一种可再生清洁能源()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√(8)√(9)×(10)×(11)√[能力提升]1．下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是()A．甲烷与氯气混合后在光照条件下反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷C．将苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成；乙烯与水生成乙醇D．在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯自身生成聚乙烯的反应答案C2．溴苯是不溶于水的液体，常温下不与酸、碱反应，可用如图所示的装置制取(该反应放出热量)，化学反应式为＋Br2eq\o(→,\s\up7(Fe))＋HBr。制取时观察到烧瓶中有大量红棕色蒸气，锥形瓶中导管口有白雾出现等现象。下列说法错误的是()A．制备溴苯的反应属于取代反应B．白雾出现是因为HBr易挥发且极易溶于水C．装置图中长直玻璃导管仅起导气作用D．溴苯中溶有少量的溴，可用NaOH溶液洗涤除去[解析]A项，苯和液溴混合后加入铁粉，溴与铁反应生成FeBr3，在FeBr3作催化剂的条件下，苯环上的氢原子被溴原子取代生成溴