2020届高考化学一轮复习甲烷乙烯苯学案

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2020届高考化学一轮复习甲烷乙烯苯学案

第十章 常见的有机化合物(必修)‎ ‎  [考纲解读] 1.知道有机化合物分子是有立体结构的,以甲烷、乙烯、苯为例认识碳原子的成键特点。知道有机化合物存在同分异构现象。2.认识乙烯、乙醇、乙酸的结构及其主要性质与应用;知道氧化、加成、取代等有机反应类型。3.知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现。结合实例认识合成高分子、油脂、糖类、蛋白质等有机化合物在生产、生活领域的重要作用。‎ 第30讲 甲烷 乙烯 苯 ‎                    ‎ ‎1.有机化合物及其成键特征 ‎(1)有机化合物:有机化合物是指大多数含碳元素的化合物,但含碳化合物CO、CO2、碳酸及碳酸盐属于无机物。‎ ‎(2)有机物分子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,而且碳原子之间也能相互形成共价键。‎ ‎②碳原子之间不仅可以形成单键,还可以形成双键和三键及苯环中的特殊键。‎ ‎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、苯结构和性质的比较 ‎3.烷烃 ‎(1)结构与性质 ‎(2)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;若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,(CH3)‎4C称为新戊烷。‎ ‎4.同系物和同分异构体 ‎(1)同系物 ‎①定义:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。‎ ‎②烷烃同系物:分子式都符合,如CH4、CH3CH3、‎ 互为同系物。‎ ‎③同系物的化学性质相似,物理性质呈现一定的递变规律。‎ ‎(2)同分异构体 ‎①同分异构现象:化合物具有相同分子式,不同结构的现象称为同分异构现象。‎ ‎5.煤、石油、天然气的综合利用 ‎(1)煤的综合利用 ‎①煤的干馏 把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。‎ ‎②煤的气化 将煤转化为可燃性气体的过程,目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为C+H2O(g)CO(g)+H2(g)。‎ ‎③煤的液化 a.直接液化:煤+氢气液体燃料。‎ b.间接液化:煤+水水煤气甲醇等。‎ ‎(2)石油的综合利用 ‎(3)天然气的综合利用 ‎①天然气的主要成分是甲烷,它是一种清洁的化石燃料,更是一种重要的化工原料。‎ ‎②天然气与水蒸气反应制取H2‎ 原理:CH4+H2O(g)CO+3H2。‎ ‎(4)三大合成材料 三大合成材料是指塑料、合成橡胶和合成纤维。‎ ‎1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”,并指明错因。‎ ‎(1)乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原理相同。(×)‎ 错因:乙烯使溴水褪色是发生了加成反应,苯使溴水褪色是苯萃取了溴水中的Br2。‎ ‎(2)SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同。(√)‎ 错因:_____________________‎ ‎(3)乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳双键,都能发生加成反应。(×)‎ 错因:聚乙烯、苯分子中不含碳碳双键,聚乙烯不能发生加成反应。‎ ‎(4)甲烷的二氯取代产物只有1种,说明甲烷是正四面体结构而不是平面结构。(√)‎ 错因:_____________________‎ ‎(5)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。(×)‎ 错因:苯、甲苯、二甲苯是煤的干馏(隔绝空气加强热使之分解的过程)产品,不是煤中的成分。‎ ‎(6)石油是混合物,经分馏后得到汽油、煤油和柴油等纯净物。(×)‎ 错因:汽油、煤油、柴油仍为混合物。‎ ‎2.教材改编题 ‎(据人教必修二P72 T7)下列说法正确的是(  )‎ A.甲烷与氯水光照时发生取代反应 B.乙烯通入溴水发生加成反应 C.苯与溴水混合发生取代反应 D.乙烯、苯与H2接触即发生化学反应 答案 B 考点 烷烃 乙烯 苯的典型性质 ‎[典例1] (2018·北京四中月考)下列现象中,因发生加成反应而产生的是(  )‎ A.SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.将苯滴入溴水中,振荡后水层接近无色 C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失 解析 A项是氧化还原反应;B项,萃取是物理变化;D项是取代反应。‎ 答案 C 名师精讲 ‎1.烷烃、乙烯、苯及甲苯的性质与结构特点 ‎(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,其他的都是液体;CH2Cl2无同分异构体,说明甲烷是正四面体型。‎ ‎(2)烷烃与Cl2的取代反应,每取代1 mol氢原子,需要消耗1 mol Cl2。‎ ‎(3)烷烃分子中的碳原子并不在一条直线上,而是呈锯齿状。‎ ‎(4)乙烯能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,但原理不同,前者属于加成反应,后者属于氧化反应。‎ ‎(5)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。‎ ‎(6)乙烯是一种重要的基本化工原料,也是一种植物生长调节剂。‎ ‎(7)苯分子不是单双键交替结构,利用苯的邻二氯代物仅有一种,可证明碳碳键完全相同。‎ ‎(8)苯不能与溴水、酸性KMnO4溶液反应而使它们褪色,但能够萃取溴水中的溴而使其褪色。苯与液溴在FeBr3作催化剂的条件下发生取代反应。‎ ‎(9)甲苯与Cl2在FeCl3催化剂作用下发生的是苯环上的取代反应(与甲基相连碳的邻对位上的氢被取代);而光照条件下发生的是甲基上的取代反应。‎ ‎2.加成反应与取代反应 ‎(1)加成反应的特点是:“断一,加二,都进来”。“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂;“加二”是指加上两个其他原子或原子团,一定分别加在两个不饱和碳原子上,此反应类似无机反应中的化合反应,理论上原子利用率为100%。‎ ‎(2)取代反应的特点是“上一下一,有进有出”,类似无机反应中的复分解反应,注意在书写化学方程式时,防止漏写产物中的小分子,如苯的硝化反应中生成的水。‎ ‎1.下列关于乙烯和乙烷的说法中,错误的是(  )‎ A.乙烯是不饱和烃,乙烷是饱和烃 B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,乙烷则不能 C.乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键的键能的两倍,因此乙烯比乙烷稳定 D.乙烯分子为平面结构,乙烷分子为立体结构 答案 C 解析 乙烯分子中碳碳双键的键能比乙烷分子中碳碳单键的键能的2倍小,性质活泼,易发生加成反应,遇某些氧化剂发生氧化反应。‎ ‎2.在一定条件下,甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下:‎ 下列说法不正确的是(  )‎ A.该反应属于取代反应 B.甲苯的沸点高于‎144 ℃‎ C.用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来 D.从二甲苯混合物中,用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来 答案 B 解析 B项,甲苯的沸点应比苯的高,比对二甲苯的低;D项,由于对二甲苯的熔点最高,冷却时对二甲苯先结晶析出。‎ 考点 同系物与同分异构体 ‎[典例2] (2017·全国卷Ⅰ)化合物(b)、(d)、(p)的分子式均为C6H6,下列说法正确的是(  )‎ A.b的同分异构体只有d和p两种 B.b、d、p的二氯代物均只有三种 C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应 D.b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面 解析 A错:苯的同分异构体还有 等。B错:b的二氯代物有3种,d的二氯代物有6种,p的二氯代物有3种 ‎。C错:b、p不能与酸性高锰酸钾溶液反应。D对:d、p中都存在类似甲烷的四面体结构,所有原子不可能处于同一平面。‎ 答案 D 名师精讲 ‎1.同系物的判断方法 通式相同,结构相似;分子组成上至少相差一个CH2原子团。如:‎ ‎2.同分异构体数目的判断 ‎(1)记忆法:记住常见异构体的数目。‎ ‎①凡只含有一个碳原子的分子均无同分异构体。‎ ‎②甲烷、乙烷、丙烷均无同分异构体,丁烷有2种,戊烷有3种。‎ ‎③甲烷、乙烷、新戊烷、2,2,3,3-四甲基丁烷、苯的一卤代物只有一种。‎ ‎(2)等效氢法 分子中有多少种“等效”氢原子,其一元取代物就有多少种。‎ ‎③同一个碳原子上相同取代基上的氢原子属于“等效”氢原子,如分子中有2种“等效”氢原子。‎ ‎(3)基元法 丙基有2种,则丙醇有2种,一氯丙烷有2种;丁基有4种,则丁醇有4种,戊酸有4种;戊基有8种,则戊醇有8种。‎ ‎(4)换元法 一种烃如果有m个氢原子可被取代,那么它的n元取代物与(m-n)元取代物种类相等。例如:二氯苯C6H4Cl2的同分异构体有3种,四氯苯的同分异构体也有3种。‎ ‎3.下列有关描述正确的是(  )‎ A.分子组成符合CnH2n+2(n≥2)的烃,一定是CH4的同系物 B.分子组成符合CnH2n(n>2)的烃,一定是C2H4的同系物 D.同系物的最简式相同,分子间相差n个CH2(n≥1)原子团,化学性质相似 答案 A 解析 分子组成符合CnH2n+2的烃属于烷烃,A项正确;分子组成符合CnH2n的烃,可能是环烷烃或烯烃,B项错误;属于醇,C项错误;同系物的最简式不一定相同,D项错误。‎ ‎4.有一种苯的同系物,分子式为C9H12,苯环上只含有一个取代基,则其与氢气完全加成后的产物的一溴代物有(不考虑立体异构)(  )‎ A.11种 B.12种 C.13种 D.14种 答案 C 解析 符合题目要求的苯的同系物有 考点 煤、石油、天然气的综合利用 ‎[典例3] (2018·宁德模拟)下列说法不正确的是(  )‎ A.石油是由烃组成的混合物 B.①主要发生物理变化 C.②是石油的裂化、裂解 D.③属于取代反应 解析 石油是由多种烃组成的混合物,A正确;①为石油的分馏,发生物理变化,B正确;石油分馏产品获得气态烃乙烯需经过石油的裂化和裂解,C正确;由乙烯得1,2二溴乙烷发生反应为CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br,属于加成反应,D错误。‎ 答案 D 名师精讲 化学中的“三馏”“两裂”比较 ‎(1)化学中的“三馏”‎ ‎(2)化学中的“两裂”‎ ‎5.下列关于化石燃料的加工说法正确的是(  )‎ A.石油裂化主要得到乙烯 B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油 C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气 D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径 答案 C 解析 石油裂化主要得到轻质油,A错误;石油分馏属于物理变化,B错误;由煤制煤气属于化学变化,D错误。‎ ‎6.下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是(  )‎ A.煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程 B.煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程 C.天然气除了作燃料之外,还可用于合成氨和生产甲醇 D.石油分馏可获得乙酸、苯及其衍生物 答案 C 解析 A项,煤的干馏应隔绝空气加强热;B项,煤的气化为化学反应;D项,石油分馏的产品主要是汽油、柴油等轻质油。‎
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