2020版高考化学一轮复习（鲁科版）认识有机化合物重要的烃学案

2020版高考化学一轮复习（鲁科版）认识有机化合物重要的烃学案

第1节　认识有机化合物　重要的烃 考纲定位 核心素养 ‎1.了解有机化合物中碳的成键特征。‎ ‎2．了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。‎ ‎3．掌握常见有机反应类型。‎ ‎4．了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。‎ ‎5．了解常见高分子材料的合成反应及重要应用。‎ ‎6．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。‎ ‎1.宏观辨识——能通过观察、辨识一定条件下有机物的形态及变化，初步掌握有机物及其变化的分类方法，能用化学方程式表示有机物的变化反应。‎ ‎2．微观探析——从有机物的组成、结构、性质和变化认识有机物，形成“结构决定性质”的观念。‎ ‎3．变化观念——认识有机物的特征反应及反应条件，同时注意有机物的变化条件。‎ ‎4．证据推理——分析证据、基于证据分析有机物的组成、结构与性质。‎ ‎5．社会责任——通过高分子材料的合成等了解化学对社会发展的重大贡献；通过煤、石油和天然气的综合利用建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。‎ 考点一| 常见烃——甲烷、乙烯和苯 ‎1．甲烷、乙烯、苯的结构与物理性质 甲烷 乙烯 苯 结构简式 CH4‎ CH2===CH2‎ 空间构型 正四面体形 平面结构 平面正六边形 填充模型 球棍模型 结构特点 全部是单键，属于饱和烃 含碳碳双键，属于不饱和烃 介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键 物理性质 无色气体，难溶于水，甲烷密度小于空气，乙烯密度与空气相近 无色，有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水 提醒：(1)乙烯为6原子共面结构，苯为12原子共面结构；(2)苯分子中不含C—C和C===C，苯环上的碳碳键是相同的。‎ ‎2．甲烷、乙烯、苯的化学性质及反应类型 ‎(1)氧化反应 a．完成甲烷、乙烯和苯的燃烧反应的化学方程式：‎ ‎①甲烷：CH4＋2O2CO2＋2H2O(淡蓝色火焰)。‎ ‎②乙烯：C2H4＋3O22CO2＋2H2O(火焰明亮且伴有黑烟)。‎ ‎③苯：2 ＋15O212CO2＋6H2O(火焰明亮且伴有浓烟)。‎ b．乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化而使其退色，而CH4和不能被酸性KMnO4溶液氧化。‎ 提醒：(1)含碳量越高，燃烧时火焰越明亮，燃烧越不充分，烟越浓；(2)含碳量最小的烃为CH4。‎ ‎(2)取代反应 ‎①定义：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。‎ ‎②完成下列有关甲烷与Cl2发生取代反应的化学方程式。‎ ‎③写出下列关于苯的取代反应的化学方程式。‎ ‎(3)加成反应 ‎①定义：有机物分子中的不饱和键两端的原子与其他原子或原子团结合，生成饱和的或比较饱和的有机化合物的反应。‎ ‎②写出下列关于乙烯的加成反应的化学方程式。‎ ‎③＋3H2 (环己烷)。‎ ‎(4)加聚反应 ‎①合成聚乙烯塑料的反应方程式为 nCH2===CH2CH2—CH2。‎ ‎②合成聚氯乙烯的反应方程式为 nCH2===CHClCH2—CHCl。‎ ‎[深度归纳]　取代反应和加成反应的判断 ‎(1)取代反应的特点是“上一下一、有进有出”，常见的取代反应有①烷烃、苯及其同系物的卤代反应。②苯及其同系物的硝化反应。③羧酸与醇的酯化反应。④‎ 酯、油脂、糖类、蛋白质的水解反应。‎ ‎(2)加成反应的特点是“断一，加二，都进来”“断一”是指双键(或其他不饱和键)中的一个不稳定键断裂；“加二”是指两个其他原子或原子团分别加在两个不饱和碳原子上。常见的加成反应有①不饱和烃与X2(卤素)、H2、HX、H2O等反应。②苯及苯的同系物与H2的反应。‎ 正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)含C的化合物一定为有机物，含C、H的有机物为烃类。(　　)‎ ‎(2)甲烷与Cl2的取代反应为置换反应，乙烯的加成反应不是氧化还原反应。(　　)‎ ‎(3)苯与H2在一定条件下发生反应生成环己烷，可以说明苯分子中含有碳碳双键。(　　)‎ ‎(4)苯、乙烯、苯乙烯()所有原子均可能共面。(　　)‎ ‎(5)同质量的乙烯和聚乙烯中含有相同数目的碳、氢原子。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√‎ 考法1　烃的性质及反应类型 ‎1．某有机物结构简式如图，关于该有机物，下列叙述不正确的是 ‎(　　)‎ A．能使酸性KMnO4溶液、溴水退色，原理不同 B．该有机物属于芳香烃 C．1 mol该有机物能与4 mol H2发生加成反应 D．一定条件下，能发生加聚反应 B　[该有机物不是烃，是氯代烃，B错误。]‎ ‎2．1 mol某链烃最多能和2 mol HCl发生加成反应，生成1 mol 氯代烷，1 mol该氯代烷能和6 mol Cl2‎ 发生取代反应，生成只含碳元素和氯元素的氯代烃，该烃可能是(　　)‎ A．CH3CH===CH2‎ B．CH3C≡CH C．CH3CH2C≡CH D．CH2===CHCH===CH2‎ B　[由题意可知该烃分子中含有一个—C≡C—或两个且烃分子中有4个氢原子。]‎ 考法2　常见烃的结构与共面问题分析 ‎3．下列说法中正确的是(　　)‎ A．丙烷是直链烃，所以分子中3个碳原子也在一条直线上 B．丙烯所有原子均在同一平面上 C．所有碳原子一定在同一平面上 D．CH3—CHCH—C≡C—CH3分子中所有碳原子一定在同一平面上 D　[A项，直链烃是锯齿形的，丙烷的3个碳原子不可能在一条直线上，错误；B项，CH3—CH===CH2中甲基上至少有两个氢原子不和它们共平面，错误；C项，因环状结构不是平面结构，所有碳原子不可能在同一平面上，错误；D项，该分子表示为，依据乙烯分子中6个原子共平面，乙炔分子中4个原子共直线判断，故该有机物分子中所有碳原子一定共平面，正确。]‎ ‎4．(2019·湖州模拟)以下有关物质结构的描述正确的是(　　)‎ A．甲苯分子中的所有原子可能共平面 B．CH2===CH—C6H5分子中的所有原子可能共平面 C．乙烷分子中的所有原子可能共平面 D．二氯甲烷分子为正四面体结构 B　‎ ‎[A项，甲苯中有一个碳原子为饱和碳原子，所有原子不可能共面，错误；C项，乙烷为饱和烃，所有原子不可能共面，错误；D项，二氯甲烷分子不是正四面体结构，错误。]‎ ‎[思维建模]　有机物分子中原子共面、共线的思维模型 考点二| 同系物与同分异构体 ‎1．有机化合物及三类烃 ‎(1)有机化合物：有机化合物是指含碳元素的化合物，但含碳元素的化合物CO、CO2、碳酸及碳酸盐均属于无机物。‎ ‎(2)烃：仅含有C、H两种元素的有机物。‎ ‎(3)三类烃 ‎①烷烃：碳原子与碳原子以单键构成链状，碳原子的其余价键全部被氢原子饱和，这种烃称为饱和链烃，也称为烷烃。‎ ‎②烯烃：含碳碳双键的烃，称为烯烃。‎ ‎③芳香烃：环烃中，含苯环的烃，称为芳香烃。‎ ‎2．碳原子成键特征 ‎(1)碳原子最外层有4个电子，不易失去或得到电子形成阳离子或阴离子。‎ ‎(2)碳原子与碳原子之间也可以形成单键、双键、叁键或形成碳环。‎ ‎(3)碳原子通过共价键与氢、氮、氧、硫等元素形成共价化合物。‎ ‎(4)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其他基团。‎ ‎3．同系物 ‎(1)定义：结构相似，在分子组成上相差1个或多个CH2原子团的物质互称为同系物。‎ ‎(2)烷烃同系物：①分子式都符合CnH2n＋2(n≥1)，如CH4、CH3CH3、互为同系物。‎ ‎②性质相似性表现为与Cl2在光照条件下发生取代反应。‎ ‎(3)烯烃同系物：①分子通式为CnH2n(n≥2)，如CH2===CH2与CH3CH===CH2互为同系物。‎ ‎②性质相似性表现为与酸性KMnO4溶液发生氧化反应，与Br2等发生加成反应，加聚反应等。‎ ‎(4)苯的同系物：①分子通式为CnH2n－6(n≥6)，如与互为同系物。‎ ‎②性质相似性表现为与X2、HNO3分别发生取代反应，与H2发生加成反应等。‎ ‎[深度归纳]‎ ‎(1)同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。如同系物的熔、沸点随碳原子个数的增多而增大，如熔、沸点：CH2===CH2

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