人教版 (2019)必修 第二册第二节 乙烯与有机高分子材料第2课时学案设计

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第二节 乙烯与有机高分子材料第2课时学案设计，共13页。学案主要包含了苯与芳香族化合物等内容，欢迎下载使用。
第2课时　烃 新课程标准学业质量目标1.了解烃的组成和结构,了解烃的种类。2.结合实例认识烃类。合格性考试1.能从有机物的微观结构出发,从电子式、化学键和分子结构等角度认识烃类。(宏观辨识与微观探析—水平1)2.能根据教材给出的问题,借助模型认识烃的分子结构。(科学探究与创新意识—水平2)等级性考试　能根据各种烃类的结构特点,分析归纳通性和特性,能设计实验方案进行检验和鉴别。(科学探究与创新意识—水平3)  　　　　　　　　　　　　必备知识·自主学习答案P167一、烃1.烃的概念:仅含　　　　　两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。 2.烃的分类3.乙炔乙炔是最简单的炔烃,其分子组成及结构如下表:分子式结构式结构简式电子式空间构型　　 　　　 　　　 　　　　　 直线形 　(1)链状烷烃、烯烃和炔烃的通式有何区别?  (2)(前后串联)书写链状烷烃、烯烃和炔烃的结构简式都可以将所有的碳碳键省略吗?  (3)(前后串联)根据甲烷、乙烯燃烧时的烟的特点,分析乙炔在空气中燃烧时的现象?  (4)(教材二次开发)丙炔分子中最少有几个原子在同一条直线上?最多有几个原子在同一条直线上?   二、苯与芳香族化合物1.苯苯是芳香烃的母体,其分子组成及结构如下表:分子式结构简式化学键空间构型　　 　　　　或 　　　　 6个碳原子之间的化学键　　　　 6个碳原子和6个氢原子在同一平面上 2.苯、芳香烃和芳香族化合物的关系　(1)苯的结构简式为,由此能说明苯是碳碳单键与碳碳双键交替的结构吗?可以利用什么试剂验证?  (2)(情境思考)苯乙烯是一种重要的芳香烃。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。结合苯及乙烯的结构,分析苯乙烯分子中所有原子是否可能在同一平面内?  　　　　　　　　　　　　关键能力·合作学习答案解析P167　知识点一　烷烃、烯烃和炔烃的比较 1.链状烷烃、烯烃和炔烃的组成与结构特点烃类结构特点通式链状烷烃分子中碳原子之间只以单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合的饱和烃CnH2n+2(n≥1)烯烃分子里含有一个碳碳双键的不饱和链烃CnH2n(n≥2)炔烃分子里含有一个碳碳三键的不饱和链烃CnH2n-2(n≥2) 2.烷烃、烯烃和炔烃的化学性质比较 烷烃烯烃炔烃活动性较稳定较活泼较活泼取代反应能够被卤素取代 加成反应不能发生能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子)氧化反应淡蓝色火焰燃烧火焰明亮,有黑烟燃烧火焰明亮,有浓烟不与酸性高锰酸钾溶液反应能使酸性高锰酸钾溶液褪色加聚反应不能发生能发生鉴别不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色 　(1)(思维升华)已知乙炔的化学性质与乙烯相似。试写出乙炔与溴加成的化学方程式。(宏观辨识与微观探析) (2)结合乙烷、乙烯和乙炔的化学性质,分析不同的碳碳键对有机物的性质的影响。 【典例】(2020·太原高二检测)下列反应无论怎样调整反应物的用量都只能生成一种物质的是              (　　)A.甲烷和氯气混合后光照发生反应B.乙烯与氯化氢的加成反应C.甲烷在氧气中燃烧D.乙炔和氯气的加成反应　【母题追问】(1)上题A项的反应产物中最多的是　。 (2)若将B项中的乙烯换为1-丁烯(CH2CHCH2CH3),产物是　　　　种(不含立体异构)。 　下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型的对比中正确的是 (　　)A.烷烃只含有饱和键,烯烃只含有不饱和键B.烷烃不能发生加成反应,烯烃只能发生加成反应C.通式为CnH2n+2的一定是烷烃,通式为CnH2n的一定是烯烃D.烷烃与烯烃相比,发生加成反应的一定是烯烃　知识点二　烃的燃烧的规律 1.烃完全燃烧前后气体体积的变化规律CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(1)燃烧后温度高于100 ℃时,水为气态:ΔV=V后-V前=-1。y=4时,ΔV=0,体积不变;y>4时,ΔV>0,体积增大;y<4时,ΔV<0,体积减小。(2)燃烧后温度低于100 ℃时,水为液态:ΔV=V前-V后=1+,体积总是减小。(3)无论水为气态,还是液态,燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关,而与烃分子中的碳原子数无关。2.烃完全燃烧时消耗氧气量的规律(1)相同条件下,等物质的量的烃完全燃烧时,(x+)值越大,耗O2量越多。(2)质量相同的烃,其中氢的百分含量(或值)越大,耗O2量越多。(3)1 mol烃每增加一个CH2,耗O2量增加1.5 mol。(4)1 mol含相同碳原子数的链状烷烃、烯烃,耗O2量依次减少0.5 mol。3.质量相同的烃,值越大,则生成CO2的量越多;值相等,则生成CO2和H2O的量也相等。1.(思维升华)等质量的不同烯烃完全燃烧所消耗的氧气是否相同? 2.等质量的链状烷烃完全燃烧所消耗的氧气随碳原子个数的增加如何变化? 【典例】(双选)a mL三种气态烃的混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后,恢复到原来的状态(常温常压),体积共缩小2a mL。则三种烃可能是              (　　)A.CH4、C2H4、C3H4　　　　B.C2H6、C3H6、C4H6C.CH4、C2H6、C3H8 D.C2H6、C2H2、CH4　(2020·成都高一检测)两种气态烃组成的混合气体0.1 mol,完全燃烧后生成水3.6 g,二氧化碳3.36 L(标准状况),下列说法正确的是              (　　)A.一定是甲烷　　　　　　B.一定有乙烯C.一定有乙烷 D.一定有丙烷三言两语话重点1.烃的两元素:只含C、H两种元素的有机物2.三种脂肪烃的通式:(1)链状烷烃:CnH2n+2(n≥1)(2)烯烃:CnH2n(n≥2)(3)炔烃:CnH2n-2(n≥2)3.四种烃的空间结构甲烷:正四面体结构;乙烯:平面结构(6个原子共面);乙炔:直线结构(4个原子共线);苯:平面结构(12个原子共面)。4.烃的燃烧通式:CxHy+(x+)O2xCO2+H2O  　　　　　　　　　　　　课堂检测·素养达标答案解析P1671.(2020·临沂高一检测)科学家对探测器发回的数据进行了分析,发现土卫六的大气层中含有95%的氮气,剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是              (　　)A.碳氢化合物的通式为CnB.燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物C.有些烷烃在光照下不能与氯气发生取代反应D.碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数2.(双选)有关“苯宝宝”的表情包非常流行,如图:下列有关苯的说法错误的是 (　　)A.苯分子结构中对位上的4个原子在一条直线上B.苯的结构简式可用表示,说明含有3个碳碳双键C.苯的一氯代物有2种D.苯是一种碳原子的价键远没有饱和的烃3.下列化合物中,在常温常压下以液态形式存在的是(　　)A.苯　　　B.乙炔　　　C.丙烯　　　D.丁烷4.150 ℃,101 kPa下,将下列有机物分别与足量的空气混合,引燃反应后恢复到原来的温度和压强,气体体积不变的是              (　　)A.C2H6 B.C2H4 C.C3H8 D.C3H6素养新思维5.李比希法是定量测定有机物中碳和氢元素含量的一种分析法。原理即将准确称量的样品置于一燃烧管中,燃烧后的气体经红热的氧化铜氧化后,生成二氧化碳和水,通过两个吸收管增加的重量分别表示生成的二氧化碳和水的重量,由此即可计算样品中的碳和氢的含量为了测定某气态烃A的化学式,取一定量的A置于一密闭容器中燃烧,实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案,均认为根据自己的方案能求出A的最简式,他们在一定条件下测得有关数据如下(图中的箭头表示气流的方向,实验前系统内的空气已排尽):甲方案:燃烧产物浓硫酸增重2.52 g碱石灰增重1.32 g生成CO2 1.76 g乙方案:燃烧产物碱石灰增重5.60 g固体减小0.64 g白色沉淀4.00 g请回答下列问题:(1)你认为　　　　(填“甲”或“乙”)方案能求出A的最简式。 (2)请根据你选择的方案,通过计算求出A的最简式为　　　　　　　　。 (3)若要确定A的分子式,　　　　(填“是”或“否”)需要测定其他数据,原因是　。   一、1.碳和氢　3.C2H2　H—C≡C—HHC≡CH　C︙︙H【自主探索】　(1)提示:相对链状烷烃,烯烃多了一个双键,也就少了两个氢原子。炔烃分子中有一个三键,比烯烃又少了两个氢原子,它们的通式分别为CnH2n+2和CnH2n、CnH2n-2。(2)提示:碳碳单键可以省略,烯烃中的碳碳双键以及炔烃中的碳碳三键不能省略。(3)提示:伴有浓烈的黑烟。相对甲烷和乙烯,乙炔的含碳量很高,燃烧不完全时生成炭而产生黑烟。(4)提示:丙炔的结构简式为CH3—C≡CH,最多和最少都只有4个原子在同一条直线上。二、1.C6H6　　完全相同【自主探索】　(1)提示:苯分子并不是碳碳单键与碳碳双键交替的结构。可以利用溴的四氯化碳溶液验证,苯不能使其褪色,证明不含碳碳双键。(2)提示:苯乙烯的结构式可写为由苯和乙烯的结构知M、N中原子分别在同一平面上,由于共价单键可以旋转,故M、N中的原子可能在同一平面上。知识点一【合作探究】　(1)提示:CH≡CH+Br2;+Br2(2)提示:碳碳单键有稳定的化学性质,典型反应是取代反应;碳碳双键中有一个化学键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应;碳碳三键中有两个化学键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应。【典例示范】【典例】B　甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应可得到多种氯代产物;甲烷在氧气中燃烧生成CO2(不完全燃烧生成CO)、H2O;乙炔与Cl2加成反应可以得到或;乙烯与HCl加成反应只生成CH3CH2Cl。【母题追问】(1)提示:HCl。每取代一个氢原子就生成一个HCl分子。(2)提示:2种。分别为CH2ClCH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH3。【素养训练】　D　烯烃中也可能含饱和键,如CH3—CHCH2,A错;烯烃除发生加成反应外还易被氧化,B错;符合通式CnH2n的不一定是烯烃,如环丙烷,C错;D项正确。知识点二【合作探究】1.提示:相同。烯烃的通式为CnH2n,氢原子个数与碳原子个数的比值都为2,故等质量的不同烯烃完全燃烧所消耗的氧气相同。2.提示:质量相同的烃,其中氢的百分含量越大,耗O2量越多,链状烷烃随碳原子个数的增加,氢的百分含量逐渐减小,故耗O2量逐渐减小,甲烷是链状烷烃中氢的百分含量最大的,等质量链状烷烃中甲烷耗O2量最大。【典例示范】【典例】A、D　设混合烃的平均组成为CxHy,根据烃的燃烧通式CxHy+(x+)O2xCO2+H2O　ΔV 1 x+ x 1+ a   2a则:1+=2,y=4,符合H原子数平均为4的烃即可,A符合。D项,当C2H6与C2H2的物质的量之比为1∶1时,混合物分子平均氢原子数为4个,此时符合题意。【素养训练】　A　由题意知生成水和二氧化碳的物质的量分别为0.2 mol、0.15 mol,n(烃)∶n(C)∶n(H)=0.1 mol∶0.15 mol∶0.4 mol=1∶1.5∶4,则混合烃的平均分子式为C1.5H4,再结合甲烷、乙烯、乙烷、丙烷的化学式可知混合烃中一定含CH4。1.D　2.B、C　3.A　4.B　设烃的分子式为CxHy,该烃燃烧的化学方程式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,150 ℃,101 kPa时H2O为气态,由反应前后的气体体积不变,可得:1+x+=x+,解得y=4。故只要分子式为CxH4的烃,都符合题意。5.【解析】(1)甲方案中,浓硫酸增重的是水蒸气的质量,碱石灰增重的是CO2的质量,再由点燃生成CO2 1.76 g,可求得CO的质量,进而求出A的最简式;乙方案中,只能确定CO的质量,不能分别求出CO2、H2O的质量,不能求出A的最简式。(2)2.52 g H2O为0.14 mol,则A中含氢原子0.28 mol,1.32 g CO2为0.03 mol,1.76 g CO2为0.04 mol,所以A中含碳原子0.07 mol,C和H的个数比为1∶4,最简式为CH4。(3)因为最简式中H的含量已经达到最大,所以CH4即为A的分子式。答案:(1)甲　(2)CH4　(3)否　最简式中H的含量已经达到最大,所以CH4即为A的分子式