*有机化合物有机化合物甲烷 烷烃高三化学第一轮复习【考纲点击】1了解有机化合物中碳的成键特征2了解甲烷的主要性质3了解取代反应【考情播报】1常见烷烃的结构、组成和性质，根据性质推断烷烃分子的结构2取代反应的概念及反应特点3同系物、同分异构体的概念辨析及同分异构体的书写和判断. 1组成与结构CH4分子 式俗称电电子式结结构式结结 构 简简 式空间间构 型CH4、天然气 沼气正四面体3化学性质通常情况较稳定，与 、 、 等均不反应(1)氧化反应甲烷的燃烧热为890 kJ/mol，甲烷燃烧的热化学方程式为：.KMnO4强酸强碱2物理性质颜色： ；状态： ；溶解性： ；密度：比空气 无色气体难溶于水小H890 kJ/molCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)纯甲烷在空气中安静的燃烧（淡蓝色火焰）放出大 量的热爆炸极限5%15%(2)取代反应定义：有机物分子里的某些 被其他所替代的反应甲烷与氯气的取代反应将装有CH4和Cl2混合气体的试管倒扣于水槽中，强光照射一段时间后的现象为：原子或原子团原子或原子团试管内气体黄绿色逐渐褪去；试管壁出现油状液滴；试管内有少量白雾漫射日光化学方程式为为：溶剂、灭 火剂液体四氯 化碳CCl4溶剂液体CH2Cl2分子式俗名状态态用途溶剂、防 腐剂液体氯仿CHCl3局部麻醉 剂气体CH3Cl（3）甲烷受热分解4、甲烷的用途(2)取代反应的产物：有机溶剂(3)热分解反应产物： H2 ：合成氨和汽油C ：橡胶、颜料、油墨、油漆(1)燃烧气体燃料甲烷的取代反应及甲烷分子构型的证明1甲烷的取代反应甲烷主要能发生取代反应，而其他烷烃在发生取代反应时， 其特点与甲烷一样重点应该从反应条件，试剂类型，产物的复杂性等方面去掌握：(1)反应条件：光照(漫射光，不能强光直射，防止爆炸)(2)反应物质：纯卤素，例如甲烷与溴水不反应，与溴蒸气见光发生取代反应(3)反应产物：甲烷的取代反应是分步进行的，所以甲烷的氯代物并不是一种，而是几种氯代物的混合物2甲烷分子空间结构的证明甲烷分子是正四面体结构而不是平面正方形结构，可利用甲烷的取代产物来证明可假设CH4分子为平面正方形，则CH3Cl、CHCl3、CCl4均没有同分异构体，而CH2Cl2有 两种结构，事实上CH2Cl2不存在同分异构体，故可证明CH4是正四面体结构1下列叙述错误的是 ( )A通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3，还是CCl4，都属于取代反应D甲烷的四种取代物都难溶于水解析：通常情况下甲烷不与强酸、强碱和强氧化剂反应是正确的，这体现了甲烷的稳定性，但CH4能与O2反应答案：B1结构特点烃分子中碳原子之间以 结合，剩余价键全部与结合，使每个碳原子都达到价键饱和，烷烃又叫 单键氢原子饱和烃2性质(1)物理性质所有烷烃均 溶于水且密度比水 随碳原子数的增加，熔沸点逐渐 ，密度逐渐 碳原子数小于5的烷烃，常温下呈 (2)化学性质烷烃的化学性质与甲烷相似，通常较稳定，不与 、及 反应，但在一定条件下可燃烧，可发生取代反应和分解反应难小升高增大气态强酸强碱强氧化剂烷烃(CnH2n2)的燃烧通式为： .乙烷与Cl2发生取代反应生成一氯代物的化学方程式为： .有机物结构和组成的几种表示方法种类类实实例含义义分子式C2H6用元素符号表示物质质分子组组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类类和数目最简简式CH3表示物质组质组 成的各元素原子最简简整数比的式子由最简简式可求最简简式量 分子式是最简简式的整数倍种类类实实例意义义电电子式用“”或“”表示原子最外层电层电 子成键键情况的式子结结构式具有化学式所能表示的意 义义，能反映物质质的结结构 表示分子中原子的结结合或 排列顺顺序的式子，但不表示 空间间构型结结构简简式CH3 CH3结结构式的简简便写法，着重突出结结构特点(官能团团)种类类实实例意义义球棍模型小球表示原子，短棍表示价键键(单键单键 、双键键、三键键)比例模型用不同体积积的小球表示不同大小的原子通常在书写无机物、无机反应方程式时，以分子式为主，而在书写有机物、有机反应方程式时，常以结构简式为主2(2010常州月考)2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是( )A分子中的碳原子不在一条直线上B比乙烷的密度大C比丁烷更易液化D是石油分馏的一种产品.解析：丙烷可以看作是甲烷分子中的两个氢原子分别被甲基取代，由于甲烷是正四面体结构，故丙烷中的三个碳原子不可能在一条直线上，A正确；随着碳原子数目的增加，烷烃的密度、熔、沸点呈上升趋势，故B正确；烷烃随分子内碳原子数的增多，沸点依次升高，丙烷的沸点低于丁烷，丙烷比丁烷更难液化，C错误；石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物，分馏可以得到丙烷，D正确答案：C1同系物(1)概念相似，在分子组成上相差 原子团的物质互称为同系物(2)性质同系物的化学性质 ，物理性质呈现一定递变规律结构一个或若干个CH2相似同系物的判断同系物的判断规律 (1)一差一同：分子组成相差一个或若干个CH2原子团，具有相同的通式(2)二相似：结构相似，化学性质相似(3)三注意：同系物必为同一类物质结构相似(有相似的原子连接方式，有相同的官能团种类和数目)具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是不是同系物，同分异构体之间不是同系物关系3下列说法正确的是 ( )A凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物B相对分子质量相同的有机物是同分异构体C碳原子之间只以单键相结合的链烃为烷烃D分子式相同，结构相同的有机物一定是同一种物质解析：同系物必然是结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质结构相似即强调必须是同一类有机物之间才能互称同系物所以A不正确相对分子质量相同的有机物之间不一定存在同分异构关系，如C10H8与C9H20的相对分子质量都是128，显然它们之间不是同分异构关系但是化合物之间要存在同分异构关系，就必须具有相同的分子式答案：CD4下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是 ( )解析：烷烃分子中的每个氢原子都有可能被氯原子取代，所以生成一氯代烃的种类有：A为两种、B为两种、C为一种、D为四种答案：C例1 (2010台州质检)1 mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4 L(标准状况下)它在光照的条件下与氯气反应能生成四种不同的一氯取代物该烃的结构简式是( )思路点拨拨 课堂笔记 选 设该烷烃为CnH2n2，根据碳元素、氢元素结合氧的量，得出耗氧量为(n )所以列等式：n246.4 L22.4 L/mol，得n7，故排除B、C选项A选项中2号碳原子上连接的3个甲基完全对称，所以的一氯取代物是四种；而D选项的一氯取代物只有三种A确定有机物分子式、结构简式的思路为：根据烃的相对分子质量或燃烧规律(如体积变化、耗氧量、产物量之间的关系等)先确定分子式，然后再根据其结构或性质确定结构简式.探究甲烷的性质随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，甲烷作为一种清洁能源，它的开发利用前景很好在实验室可以模拟工农业生产流程进行制备并探究它的性质CH4与Cl2发生的取代反应是有机化学中的重要反应，同时反应物Cl2是高考中的热点知识，所以可以和Cl2的制备结合起来，综合考查，如考查气体的除杂和检验，气体的收集与量取，气体的倒吸问题等利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据要求填空：(1)B装置有三种功能：控制气流速度；均匀混合气体；_.(2)设V(Cl2)/V(CH4)x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应_(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_(4)E装置的作用是_(填编号)A收集气体 B吸收氯气C防止倒吸 D吸收氯化氢(5)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_(填编号)ACH4 BCH3Cl CCH2Cl2 DCHCl3 ECCl4【解析】 (1)浓H2SO4吸水，可干燥混合气体；(2)CH4和Cl2在漫射光条件下发生如下反应：CH4Cl2 CH3ClHCl；CH42Cl2 CH2Cl22HCl；CH43Cl2 CHCl33HCl；CH44Cl2 CCl44HCl.所以V(Cl2)/V(CH4)4时生成氯化氢最多，故x4.(3)过量的氯气进入D装置，发生反应：Cl22KI = 2KClI2，所以D装置可以吸收过量的Cl2.(4)E为防倒吸装置，烧杯中含有水，可吸收HCl.(5)盐酸与有机物不互溶，故可用分液法；尾气为气体，故尾气成分是多余的CH4和产物CH3Cl.【答案】 (1)干燥混合气体 (2)大于或等于4(3)吸收过量的氯气 (4)C、D (5)分液 A、B(2008山东莱芜)中油网消息：中国工程 院院士、国土资资源部广州海洋地质调查质调查 局首席科学家表示，按照计计划，中国在 2007年5月在南海北部陆陆坡已圈定井位实实 施钻钻探工作，实现实现 可燃冰实实物样样品“零 突破”。从能源的角度看，“可燃冰”可被视为视为 被 高度压缩压缩 的天然气资资源，是天然气能量 密度的25倍；“可燃冰”清洁洁无污污染 ，燃烧烧后几乎不产产生任何废废弃物。可燃 冰有三种结结构，如下图图所示分别别是结结构 、结结构和结结构H。(1)试试根据题题意，写出其化学式。类类型结结构假定每个空隙囚 禁分子数化学式结结构46个水分子通 过氢键过氢键 (一种 作用力)连连接 而形成，中间间 有8个空隙2个空隙中各有一 个水分子，另外6 个空隙各有一个 CH4分子CH4_H2O结结构136个水分子 通过氢键连过氢键连 接而形成，中 间间有24个空隙4个空隙