考點(diǎn)41甲烷 烷烴
1.復(fù)習(xí)重點(diǎn)
1.甲烷的結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì);
2.烷烴的定義、命名、同系物、同分異構(gòu)體及典型的取代反應(yīng)。
2.難點(diǎn)聚焦
1.有機(jī)物:含碳化合物叫做有機(jī)化合物,簡(jiǎn)稱(chēng)有機(jī)物。
(除CO、CO2、碳酸鹽、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)
它們雖然含碳,但性質(zhì)和組成與無(wú)機(jī)物很相近,所以把它們看作為無(wú)機(jī)物。也就是說(shuō),有機(jī)物一定含碳元素,但含碳元素的物質(zhì)不一定是有機(jī)物。而且有機(jī)物都是化合物,沒(méi)有單質(zhì)。
那么究竟哪些物質(zhì)是有機(jī)物,哪些物質(zhì)是無(wú)機(jī)物,有什么判斷依據(jù)呢?我們可以通過(guò)有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的主要區(qū)別加以判斷。
2.有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的主要區(qū)別
性質(zhì)和反應(yīng)
有機(jī)物
無(wú)機(jī)物
溶解性
多數(shù)不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,如油脂溶于汽油,煤油溶于苯。
多數(shù)溶于水,而不溶于有機(jī)溶劑,如食鹽、明礬溶于水。
耐熱性
多數(shù)不耐熱;熔點(diǎn)較低,(
多數(shù)耐熱難熔化;熔點(diǎn)一般很高。如食鹽、明礬、氧化銅加熱難熔,NaCl熔點(diǎn)
可燃性
多數(shù)可以燃燒,如棉花、汽油、天然氣都可以燃燒。
多數(shù)不可以燃燒,如CaCO3、MnCl2不可以燃燒。
電離性
多數(shù)是非電解質(zhì),如酒精、乙醚、苯都是非電解質(zhì)、溶液不電離、不導(dǎo)電。
多數(shù)是電解質(zhì),如鹽酸、氫氧化鈉、氯化鎂的水溶液是強(qiáng)電解質(zhì)。
化學(xué)反應(yīng)
一般復(fù)雜,副反應(yīng)多,較慢,如生成乙酸乙酯的酯化反應(yīng)在常溫下要16年才達(dá)到平衡。石油的形成更久
一般簡(jiǎn)單,副反應(yīng)少,反應(yīng)快,如氯化鈉和硝酸銀反應(yīng)瞬間完成。
3.有機(jī)物的組成
C、H、O、N、S、P、鹵素等元素。
構(gòu)成有機(jī)物的元素只有少數(shù)幾種,但有機(jī)物的種類(lèi)確達(dá)三千多種?
幾種元素能構(gòu)幾千萬(wàn)種有機(jī)物質(zhì)?(學(xué)生自學(xué)后概括)
有機(jī)物種類(lèi)之所以繁多主要有以下幾個(gè)原因:
①碳原子最外電子層上有4個(gè)電子,可形成4個(gè)共價(jià)鍵;
②有機(jī)化合物中,碳原子不僅可以與其他原子成鍵,而且碳碳原子之間也可以成鍵;
③碳與碳原子之間結(jié)合方式多種多樣,可形成單鍵、雙鍵或叁鍵,可以形成鏈狀化合物,也可形成環(huán)狀化合物;(結(jié)構(gòu)圖5―1)
④相同組成的分子,結(jié)構(gòu)可能多種多樣。(舉幾個(gè)同分異構(gòu)體)
在有機(jī)物中,有一類(lèi)只含C、H兩種元素的有機(jī)物。
4.烴:僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱(chēng)為碳?xì)浠衔铮纸袩N
在烴中最簡(jiǎn)單的是甲烷,所以我們就先從甲烷開(kāi)始學(xué)起。
甲烷
一、甲烷的物理性質(zhì)
收集甲烷時(shí)可以用什么方法?(1.向下排空氣法,2.排水法)
二、甲烷的分子結(jié)構(gòu)
已知甲烷的氣體密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為
a.計(jì)算甲烷的摩爾質(zhì)量
因?yàn)槟栙|(zhì)量=氣體摩爾體積×密度
=
=
所以甲烷的分子量為16。
b.按分子量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算一個(gè)甲烷分子中C、H原子的個(gè)數(shù)
C原子數(shù):16×75%÷12=1
H原子數(shù):16×25%÷1=4
所以甲烷的分子式為CH4。
甲烷的分子式:CH4 電子式: 結(jié)構(gòu)式:
用短線表示一對(duì)共用電子對(duì)的圖式叫結(jié)構(gòu)式。
上述結(jié)構(gòu)式都不能表明甲烷分子的真實(shí)構(gòu)型
[模型展示]甲烷分子的球棍模型和比例模型。
得出結(jié)論:以碳原子為中心,四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的正四面體結(jié)構(gòu)。
甲烷是非極性分子,所以甲烷極難溶于水,這體現(xiàn)了相似相溶原理。
CH4:正四面體 NH3:三角錐形
三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)
1.甲烷的氧化反應(yīng)
CH4+2O2CO2+2H2O
a.方程式的中間用的是“ ”(箭頭)而不是“====”(等號(hào)),
主要是因?yàn)橛袡C(jī)物參加的反應(yīng)往往比較復(fù)雜,常有副反應(yīng)發(fā)生。
b.火焰呈淡藍(lán)色:CH4、H2、CO、H2S
我們知道酸性KMnO4具有很強(qiáng)的氧化性,若遇到一般的還原性物質(zhì)時(shí)常常會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),且自身被還原而褪色 ,那么甲烷能否被酸性高錳酸鉀溶液氧化呢?我們通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
[演示實(shí)驗(yàn)5―1]觀察、記錄、思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,酸性KMnO4溶液的顏色無(wú)任何變化,即不褪色。
結(jié)論:甲烷氣體不能被酸性KMnO4溶液氧化。
在通常條件下,甲烷不僅與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑不反應(yīng),而且與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿也不反應(yīng),所以可以說(shuō)甲烷的化學(xué)性質(zhì)是比較穩(wěn)定的。但穩(wěn)定是相對(duì)的,在一定條件下也可以與一些物質(zhì)如Cl2發(fā)生某些反應(yīng)。(承上啟下,并對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義的教育)
2.甲烷的取代反應(yīng)
[演示實(shí)驗(yàn)5―2]
現(xiàn)象:①量筒內(nèi)Cl2的黃綠色逐漸變淺,最后消失。
②量筒內(nèi)壁出現(xiàn)了油狀液滴。
③量筒內(nèi)水面上升。
④量筒內(nèi)產(chǎn)生白霧
[投影顯示]甲烷與氯氣的反應(yīng)過(guò)程
[說(shuō)明]在反應(yīng)中CH4分子里的1個(gè)H原子被Cl2分子里的1個(gè)Cl原子所代替,但是反應(yīng)并沒(méi)有停止,生成的一氯甲烷仍繼續(xù)跟氯氣作用,依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷,反應(yīng)如下:
a.注意CH4和Cl2的反應(yīng)不能用日光或其他強(qiáng)光直射,否則會(huì)因?yàn)榘l(fā)生如下劇烈的反應(yīng):CH4+2Cl
b.在常溫下,一氯甲烷為氣體,其他三種都是液體,三氯甲烷(氯仿)和四氯甲烷(四氯化碳)是工業(yè)重要的溶劑,四氯化碳還是實(shí)驗(yàn)室里常用的溶劑、滅火劑,氯仿與四氯化碳常溫常壓下的密度均大于1 g?cm-3,即比水重。
c.分析甲烷的四種氯代物的分子極性。但它們均不溶于水。(實(shí)驗(yàn)班)
取代反應(yīng) 有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)
3.甲烷的受熱分解
CH4C+2H2
這么高的溫度才分解,說(shuō)明甲烷的熱穩(wěn)定性很強(qiáng)。
小結(jié):本節(jié)課我們開(kāi)始了對(duì)有機(jī)物的系統(tǒng)學(xué)習(xí),介紹了有機(jī)物、烴的概念,解釋了有機(jī)物種類(lèi)繁多的主要原因;認(rèn)識(shí)到甲烷的正四面體立體結(jié)構(gòu)和它的幾個(gè)重要化學(xué)性質(zhì):氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)、受熱分解反應(yīng),學(xué)習(xí)中重點(diǎn)應(yīng)對(duì)甲烷和Cl2的取代反應(yīng)加以理解,當(dāng)然也要樹(shù)立結(jié)構(gòu)和性質(zhì)緊密相關(guān)的觀點(diǎn)。
教學(xué)說(shuō)明
本章是學(xué)習(xí)有機(jī)物的開(kāi)始,俗話說(shuō):萬(wàn)事開(kāi)頭難。因此在教學(xué)中注重了以周?chē)煜さ挠袡C(jī)物引入有機(jī)物的概念,從有機(jī)物的重要用途來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)物的興趣。為了讓學(xué)生對(duì)甲烷的分子結(jié)構(gòu)有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí),采用了模型展示的方法;通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示甲烷的取代反應(yīng)和不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化的事實(shí)以及投影分析取代反應(yīng)的過(guò)程,不僅提高了廣大學(xué)生的分析思考問(wèn)題、動(dòng)手的能力,同時(shí)還幫助學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的學(xué)習(xí)和分析方法。
二、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.烷烴的概念
a.分子里碳原子都以單鍵結(jié)合成鏈狀;
b.碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合.
2. 烷烴的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
結(jié) 構(gòu) 式:
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 /CH3(CH2)2CH3
這種式子,書(shū)寫(xiě)起來(lái)是比較方便的,我們稱(chēng)之為有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。當(dāng)然,在書(shū)寫(xiě)有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式時(shí),若遇到像丁烷分子中有兩個(gè)(或多個(gè))相同的成分時(shí),還可以寫(xiě)成CH3(CH2)2CH3。
由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式書(shū)寫(xiě)方便,且仍能表示出分子結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)況,所以更多情況下常使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。
既然甲烷的結(jié)構(gòu)和其他的烷烴分子很相似,那么它們?cè)谛再|(zhì)上是否也很相似呢?
3.烷烴的物理性質(zhì)
學(xué)生自學(xué)P116思考、分析表中數(shù)據(jù),討論,并得出一些規(guī)律。
(a)隨著分子里含碳原子數(shù)的增加,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高,相對(duì)密度逐漸增大;
(b)分子里碳原子數(shù)等于或小于4的烷烴。在常溫常壓下都是氣體,其他烷烴在常溫常壓下都是液體或固體;
(c)烷烴的相對(duì)密度小于水的密度。(評(píng)價(jià)學(xué)生的回答,然后補(bǔ)充說(shuō)明)
(1)表中所列烷烴均為無(wú)支鏈的烷烴,常溫常壓下是氣體的烷烴除了上述碳原子數(shù)小于或等于4的幾種分子之外,還有一種碳原子數(shù)為5的分子,但分子中含有支鏈的戊烷,
(2)烷烴分子均為非極性分子,故一般不溶于水,而易溶于有機(jī)溶劑,液態(tài)烷烴本身就是良好的有機(jī)溶劑。
[設(shè)疑]烷烴分子的熔沸點(diǎn)為什么會(huì)隨著碳原子數(shù)的增大即相對(duì)分子質(zhì)量的提高而升高呢?
由于隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大,分子之間的范德華力逐漸增大,從而導(dǎo)致烷烴分子的熔沸點(diǎn)逐漸升高。
甲烷與其他烷烴結(jié)構(gòu)的相似不僅表現(xiàn)在物理性質(zhì)上的規(guī)律性變化,而且化學(xué)性質(zhì)上也具有極大的相似性。
4.烷烴的化學(xué)性質(zhì)
(1)通常狀況下,它們很穩(wěn)定,跟酸、堿及氧化物都不發(fā)生反應(yīng),也難與其他物質(zhì)化合;
(2)在空氣中都能點(diǎn)燃;
(3)它們都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。(評(píng)價(jià)并補(bǔ)充說(shuō)明)
(1)烷烴與氯氣也可以是溴在光照條件下發(fā)生的取代反應(yīng),由于碳原子數(shù)的增多而使生成的取代產(chǎn)物的種類(lèi)將更多;例如:甲烷的氯代物有:一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷共四種氯代物。同學(xué)們算乙烷的氯代物有幾種?
答案:9種。(實(shí)驗(yàn)班可以講規(guī)律)
(2)在空氣或氧氣中點(diǎn)燃烷烴,完全燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2O,相同狀況下隨著烷烴分子里碳原子數(shù)的增加往往會(huì)燃燒越來(lái)越不充分,使燃燒火焰明亮,甚至伴有黑煙;
(3)烷烴分子也可以分解,但產(chǎn)物不一定為炭黑和氫氣,這在以后的石油裂化―裂解的學(xué)習(xí)中就將學(xué)到。
5.烷烴的通式:CnH2n+2
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12……
若烷烴分子的碳原子數(shù)為n,那么氫原子的數(shù)目就可表示為2n+2,這樣烷烴的分子式就可以表示為CnH2n+2。
大家再比較一下相鄰碳原子數(shù)的烷烴在分子組成上有何特點(diǎn),當(dāng)然也可以用通式來(lái)推算。(可以通過(guò)觀察表5―1中的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,也可以用通式推算,用CnH2n+2減去Cn-1H2(n-1)+2,都可以得到相同的結(jié)論):在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)。
6.同系物概念
分子結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì),互稱(chēng)為同系物。
[練習(xí)]下列各組內(nèi)的物質(zhì)不屬于同系物的是( C )
(強(qiáng)調(diào)):在判斷同系物的時(shí)候要嚴(yán)格把握同系物概念涵義的兩個(gè)方面:一是分子結(jié)構(gòu)相似,二是分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán),二者要聯(lián)系在一起應(yīng)用,缺一不可。當(dāng)然,還應(yīng)注意,同系物的關(guān)系不光是只有烷烴分子之間存在,在其他的有機(jī)物內(nèi)也存在著同系物關(guān)系。
小結(jié):本節(jié)課我們學(xué)習(xí)和討論了幾個(gè)重要的概念:烷烴、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式以及同系物,通過(guò)研究分析,討論比較從而得出了烷烴分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及烷烴的物理和化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律,當(dāng)然在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)掌握烷烴性質(zhì)的變化規(guī)律。
3.例題精講
一、烷烴
1、烷烴的概念:碳原子跟碳原子都以單鍵結(jié)合成鏈狀,碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原
子相結(jié)合。這樣的結(jié)合使得每個(gè)碳原子的化合價(jià)都已充分利用,都已達(dá)到“飽和”,這種結(jié)合的鏈烴叫做飽和鏈烴,或稱(chēng)烷烴。
2、烷烴的通式:CnH 2n+2 (n≥1)
3、烷烴物理性質(zhì):
(1)狀態(tài):一般情況下,1―4個(gè)碳原子烷烴為氣態(tài),5―16個(gè)碳原子為液態(tài),16個(gè)
碳原子以上為固態(tài)。
(2)溶解性:烷烴不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。
(3)熔沸點(diǎn):隨著碳原子數(shù)的遞增,熔沸點(diǎn)逐漸升高。
(4)密度:隨著碳原子數(shù)的遞增,密度逐漸增加。
4、烷烴的化學(xué)性質(zhì)
(1)一般比較穩(wěn)定,在通常情況下跟酸、堿和高錳酸鉀等都不起反應(yīng)。
(2)取代反應(yīng):在光照條件下能跟鹵素發(fā)生取代反應(yīng)。
(3)氧化反應(yīng):在點(diǎn)燃條件下,烷烴能燃燒,
CnH2n+2+
(4)分解反應(yīng):在高溫下,烷烴能分解成小分子。
二、同系物
1、同系物的概念:
結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)相互稱(chēng)為同系物。
2、掌握概念的三個(gè)關(guān)鍵:(1)通式相同;(2)結(jié)構(gòu)相似;(3)組成上相差n個(gè)(n≥1)
CH2原子團(tuán)。
例1、 下列化合物互為同系物的是:
A O2和O3 B、C2H6和C4H10
H Br CH3
C、Br―C―Br和Br―C―H D、CH3CH2CH3和CH3―CH―CH3
H H
分析:(A)是同素異形體,(C)為同一種物質(zhì),分子組成上不相差CH2原子團(tuán),而(B)
(D)符合題意。
三、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)物體
1、同分異構(gòu)現(xiàn)象:化合物具有相同的化學(xué)式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。
2、同分異構(gòu)體:化合物具有相同的化學(xué)式,不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)互稱(chēng)為同分異構(gòu)體。
3、同分異構(gòu)體的特點(diǎn):分子式相同,結(jié)構(gòu)不同,性質(zhì)也不相同。
例2、 有一種AB2C2型分子,在該分子中以A為中心原子,下列關(guān)于它的分子構(gòu)型和
有關(guān)同分異構(gòu)體的各種說(shuō)法正確的是( )
A、 假如為平面四邊形,則有兩種同分異構(gòu)體;
B、假如為四面體,則有二種同分異構(gòu)體;
C、假如為平面四邊形,則無(wú)同分異構(gòu)體;
D、 假如為四面體,則無(wú)同分異構(gòu)體。 B C B C
分析:該分子如果分子結(jié)構(gòu)是平面的,則會(huì)有兩種同分異構(gòu)體: A 、 A
B C C B
;如果分子結(jié)構(gòu)為四面體結(jié)構(gòu),而A原子位于四面體的中心,那么A―B鍵與A―C鍵都相鄰,則無(wú)同分異構(gòu)體。故答案選(A)、(D)。
例3、進(jìn)行一氯取代后,只能生成三種沸點(diǎn)不同產(chǎn)物的烷烴是( )
A、(CH3)2CHCH2CH2CH3 B、(CH3)3CCH2CH3
C、(CH3)2CHCH(CH3)2 D、(CH3)2CHCH3
分析:首先要審清題意,該題實(shí)際上就是選擇“取代反應(yīng)后,只能生成三種―氯代物”,這樣就可以選擇結(jié)構(gòu)中有三種不同的氫,即是只有三種不同位置的碳原子。(A)中有五種,(B)中有三種,(C)、(D)中有二種。故答案為(B)。
四、烷烴的系統(tǒng)命名法
1、選主鏈――碳原子最多的碳鏈為主鏈;
2、編號(hào)位――定支鏈,要求取代基所在的碳原子的編號(hào)代數(shù)和為最;
3、寫(xiě)名稱(chēng)――支鏈名稱(chēng)在前,母體名稱(chēng)在后;先寫(xiě)簡(jiǎn)單取代基,后寫(xiě)復(fù)雜取代基;相
同的取代基合并起來(lái),用二、三等數(shù)字表示。
例3、 下列烷烴的命名是否正確?若有錯(cuò)誤加以改正,把正確的名稱(chēng)填在橫線上:
(1)CH3―CH―CH2―CH3 2―乙基丁烷
CH2
CH3
(2)CH3―CH―CH―CH3 3,4―二甲基戊烷
CH3 CH2
CH3
CH3―CH2―CH2 CH2―CH3
(3)CH3―CH2―C―CH―CH―CH3 5―甲基―4,6三乙基庚烷
CH2 CH3
CH3
分析:(1)命名錯(cuò)誤,選錯(cuò)了主鏈,正確的是:3―甲基戊烷。(2)命名錯(cuò)誤,編號(hào)錯(cuò)
誤,不符合之和最小原則,正確的是:2,3―甲基戊烷。(3)命名錯(cuò)誤,不僅選錯(cuò)了主鏈,編號(hào)也是錯(cuò)誤的。正確的是3,4―二甲基―5,5―二乙基辛烷。
五、同系物、同位素、同分異構(gòu)體、同素異形體的比較:
同系物
同位素
同分異構(gòu)體
同素異形體
研究對(duì)象
有機(jī)化合物之間
元素、原子之間
化合物之間
單質(zhì)之間
相似點(diǎn)
結(jié)構(gòu)相似通式相同
質(zhì)子數(shù)相同
分子式相同
同種元素
不同點(diǎn)
相差n個(gè)CH2原子團(tuán)(n≥1)
中子數(shù)不同
原子排列不同
組成或結(jié)構(gòu)不同
例4、 有下列各組微;蛭镔|(zhì):
CH3
A、O2和O3 B、C和C C、CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CHCH3
H Cl CH3
D、Cl―C―Cl和Cl―C―H E、CH3CH2CH2CH3和CH3―CH―CH3
H H
(1) 組兩種微粒互為同位素;
(2) 組兩種物質(zhì)互為同素異形體;
(3) 組兩種物質(zhì)屬于同系物;
(4) 組兩物質(zhì)互為同分異構(gòu)體;
(5) 組兩物質(zhì)是同一物質(zhì)。
分析:這道題主要是對(duì)幾個(gè)帶“同字”概念的考查及識(shí)別判斷能力。答案分別為:(1)
(B)、(2)(A)、(3)(C)、(4)(E)、(5)(D)
例5甲烷和氯氣以物質(zhì)的量1∶1混合,在光照條件下,得到的產(chǎn)物是( D )
、貱H3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④ CCl4
A.只有① B.①和②的混合物 C.只有② D.①②③④的混合物
選題目的:學(xué)生對(duì)于甲烷的取代反應(yīng)的理解往往不夠深刻,此題正好糾正它們認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤。
解析:甲烷和氯氣按等物質(zhì)的量反應(yīng),而不可能是1個(gè)甲烷分子與1個(gè)氯分子在反應(yīng),所以無(wú)論反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比是多少,都會(huì)得到各種氯代物。不能認(rèn)為甲烷和氯氣1∶1,就生成CHCl3。1∶2就生成CH2Cl2等。
答案:D
啟示:本題常常錯(cuò)選A,認(rèn)為甲烷和氯氣物質(zhì)的量之比(或者同溫同壓下等體積混合)1∶1,只是發(fā)生第一步反應(yīng)得到CH3Cl。
4.實(shí)戰(zhàn)演練
一、選擇題(每小題5分,共45分)?
1.(2001年高考理綜題)已知天然氣的主要成分CH4是一種能產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體。等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng),前者大。下面是有關(guān)天然氣的幾種敘述:①天然氣與煤、煤油相比是比較清潔的能源;②等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大;
③燃燒天然氣也是酸雨的成因之一。其中正確的是?
A.是①②③ B.只有①?
C.是①和② D.只有③?
2.在光照條件下,將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣混合,得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是?
A.CH3Cl B.CHCl3?
C.CCl4 D.HCl?
3.若要使0.5 mol甲烷完全和Cl2發(fā)生取代反應(yīng),并生成相同物質(zhì)的量的四種取代物,則需要Cl2的物質(zhì)的量為?
A.2.5 mol B.2 mol?
C.1.25 mol D.0.5 mol?
4.用于制造隱形飛機(jī)的某種物質(zhì)具有吸收微波的功能,其主要成分的結(jié)構(gòu)如圖,它屬于
A.無(wú)機(jī)物 B.烴?
C.高分子化合物 D.有機(jī)物?
5.甲烷分子的空間構(gòu)型是正四面體,下列事實(shí)可以證明這一觀點(diǎn)的是?
A.CH3Cl沒(méi)有同分異構(gòu)體?
B.CH2Cl2沒(méi)有同分異構(gòu)體?
C.甲烷分子中C―H鍵鍵角均相等?
D.甲烷分子可以發(fā)生取代反應(yīng)?
6.進(jìn)行一氯取代反應(yīng)后,只能生成3種沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物的烷烴是?
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3?
B.(CH3CH2)2CHCH3?
C.(CH3)2CHCH(CH3)2?
D.(CH3)3CCH2CH3?
7.1,2,3―三苯基環(huán)丙烷的3個(gè)苯基可以分布在環(huán)丙烷平面的上下,因此有如下2個(gè)異構(gòu)體。
(是苯基,環(huán)用鍵線表示,C、H原子都未畫(huà)出)?
據(jù)此,可判斷1,2,3,4,5―五氯環(huán)戊烷(假定五個(gè)碳原子也處于同一平面上)的異構(gòu)體數(shù)是?
A.4 B.5 C.6 D.7?
8.某植物中(C6H10O5)n的含量為10%,若在一定條件下,微生物將(C6H10O5)n轉(zhuǎn)化成CH4:
(C6H10O5)n+nH2O3nCH4↑+3nCO2↑?
某沼氣池,當(dāng)加入該植物162。耄,可得CH4在標(biāo)況下的體積為?
A.6.72 m3 B.6.72 L?
C.2.24。3 D.4.48。3?
9.已知化合物B3N3H6(硼氮苯)與C6H6(苯)的分子結(jié)構(gòu)相似,如下圖:
則硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分異構(gòu)體的數(shù)目為?
A.2 B.3 C.4 D.6
二、非選擇題(共55分)?
10.(10分)按系統(tǒng)命名法填寫(xiě)下列有機(jī)物的名稱(chēng)及有關(guān)內(nèi)容:?
名稱(chēng)是 ,它的一鹵代物有 種同分異構(gòu)體;
(2) 名稱(chēng)是 ,1 mol該烴完全燃燒需消耗O2 mol。
11.(10分)下圖是德國(guó)化學(xué)家李比希1831年測(cè)定烴類(lèi)化合物(只含C、H兩元素)組成的裝置。瓷舟內(nèi)的烴樣品經(jīng)加熱分解或氣化后用純O2流驅(qū)趕經(jīng)過(guò)紅熱的CuO,這里烴類(lèi)化合物反應(yīng)變成CO2和H2O,再經(jīng)吸收管吸收。已知下表數(shù)據(jù)。?
瓷舟
吸收管Ⅰ
吸收管Ⅱ
小舟
樣品+小舟
吸收前
吸收后
吸收前
吸收后
A mg
B mg
C mg
D mg
E mg
F mg
(1)烴樣品在反應(yīng)過(guò)程中所用的氧化劑是 。
(2)吸收管Ⅰ應(yīng)裝的吸收劑是 ,Ⅱ應(yīng)裝的吸收劑是 。
(3)樣品中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是 。
12.(10分)在1.01×105Pa、120℃時(shí),1 L A、B兩種烷烴組成的混合氣體,在足量O2中充分燃燒后,得到同溫同壓下2.5 L CO2和3.5 L水蒸氣,且A分子中比B少2個(gè)碳原子,試確定A和B的分子式及體積比。?????????????????????
13.(15分)化學(xué)上常用燃燒法確定有機(jī)物的組成。這種方法是在電爐上加熱純O2氧化管內(nèi)樣品,根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成。下圖所列裝置是用燃燒法確定有機(jī)物分子式的常用裝置。?
回答下列問(wèn)題:?
(1)若產(chǎn)生的O2按從左到右的流向,則所選裝置各導(dǎo)管的連接順序是 。
(2)裝置C中濃H2SO4的作用是 。
(3)裝置D中MnO2的作用是 。
(4)燃燒管中CuO的作用是 。
(5)若準(zhǔn)確稱(chēng)取0.90 g樣品(只含C、H、O三種元素中的兩種或三種),經(jīng)充分燃燒后,A管質(zhì)量增加1.32 g,B管質(zhì)量增加0.54 g,則該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式是 。
(6)若要確定該有機(jī)物的分子式,則還需要 。
14.(10分)(2003年春季高考題)取標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4和過(guò)量O2的混合氣體840 mL,點(diǎn)燃,將燃燒后的氣體用過(guò)量堿石灰吸收,堿石灰增重0.600 g,計(jì)算:?
(1)堿石灰吸收后所剩氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。?
(2)原混合氣體中CH4和O2的體積比。
一、1.C 2.D 3.C 4.D 5.B 6.D 7.A 8.A 9.C?
二、10.(1)3,4―二甲基辛烷 10?
(2)環(huán)十二烷 18 ?
11.(1)O2、CuO?
(2)CaCl2、P2O5 堿石灰?
(3)w(C)=%?
12.A為CH4,B為C3H8時(shí),兩者的體積比為:V(CH4)∶V(C3H8)=1∶3;A為C2H6,B為C4H10時(shí),兩者的體積比為V(C2H6)∶V(C4H10)=3∶1
13.(1)g f e h i c d(或d c)a b(或b a);?
(2)吸收水分,干燥O2?
(3)作催化劑,加大產(chǎn)生O2的速率?
(4)使有機(jī)物更充分的氧化成CO2和H2O?
(5)CH2O (6)測(cè)定有機(jī)物的式量?
14.(1)CH4+2O2
1 mol 80 g
原混合氣體中n(CH4)==0.0075 mol?
則V(CH4)=0.0075 mol×22.4×103 mL?mol-1=168 mL?
故剩余氣體840 mL-3×168 mL=336 mL
(2)V(CH4)∶V(O2)=168 mL∶(840 mL-168 mL)?=1∶4
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