2024届高三化学一轮复习课件:烃
展开一、脂肪烃的结构与性质1.烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式
CnH2n+2(n≥1)
CnH2n-2(n≥2)
3.甲烷、乙烯、乙炔的性质比较
4.脂肪烃的化学性质(1)烷烃的取代反应①取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他 所替代的反应。 ②烷烃的卤代反应a.反应条件:气态烷烃与气态卤素单质在 下反应。 b.产物成分:多种卤代烃混合物(非纯净物)+HX。c.定量关系: ~X2~HX,即取代1 ml氢原子,消耗 卤素单质生成1 ml HX。
(2)烯烃、炔烃的加成反应①加成反应:有机物分子中的 与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。 ②烯烃、炔烃的加成反应(写出有关反应的化学方程式)
CH2 =CH2+Br2 →CH2Br—CH2Br
CH2 =CH2+HCl CH3CH2Cl
CH2 =CH2+H2O CH3CH2OH
(3)加聚反应①丙烯加聚反应的化学方程式为 。 ②乙炔加聚反应的化学方程式为nCH≡CH 。
CH≡CH+Br2 →Br—CH =CH—Br
CH≡CH+HCl CH2 CHCl
nCH2 =CH—CH3
(4)二烯烃的加成反应和加聚反应①加成反应②加聚反应:nCH2 =CH—CH =CH2 。
CH2 =CH—CH =CH2+Br2 →
二、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 使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的 变化过程。 (2)煤的气化将煤转化为 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 。 (3)煤的液化①直接液化:煤+氢气 液体燃料。②间接液化:煤+水 水煤气 甲醇等。
C+H2O(g) CO+H2
2.石油的综合利用(1)石油的成分:由多种 组成的混合物,主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃。所含元素以 为主,还含有少量N、S、P、O等。
3.天然气的综合利用(1)天然气的主要成分是 ,它是一种 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。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)乙烯和乙炔可用酸性KMnO4溶液鉴别 ( )(2)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应( )
(3)石油分馏可获得乙酸、苯及其衍生物( )
[解析]苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,但苯可以燃烧,属于氧化反应。
[解析]石油分馏是物理变化,不能获得乙酸、苯及其衍生物。
(6)CH2 =CH—CH =CH2与Br2发生加成反应,只生成 和 ( )
(4)烷烃不能发生加成反应,烯烃不能发生取代反应( )
(5)顺-2-丁烯能使溴水褪色但反-2-丁烯不能( )
[解析]烯烃中如果含有烷烃基时,可能发生取代反应。
[解析]都含有碳碳双键,均可使溴水褪色。
[解析] 1,3-丁二烯与溴水还可以完全加成。
(7)己烯中混有少量甲苯,先加入足量溴水,然后加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色,则证明己烯中混有甲苯( )(8)裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料( )
2.有关煤的综合利用如图所示。下列说法错误的是 ( )A.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程B.条件a为Cl2/光照C.反应②为置换反应D.B为甲醇或乙酸时,反应③原子利用率均可达到100%
[解析]煤的干馏应隔绝空气加强热使其分解。
1.下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型叙述正确的是 ( )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,烯烃不能发生取代反应C.烷烃的通式一定是CnH2n+2,而烯烃的通式一定是CnH2nD.烷烃与烯烃相比,发生加成反应的一定是烯烃
题组一 烃的结构与性质
[解析]烯烃中含有碳氢饱和键,也可能含有碳碳饱和键,A项错误;烯烃中的氢原子有可能发生取代反应,B项错误;环烷烃的通式是CnH2n,只有单烯链烃的通式才是CnH2n,C项错误;烷烃是饱和烃,不能发生加成反应,烯烃是不饱和烃,可以发生加成反应,D项正确。
2.有机物的结构可用“键线式”表示,如:CH3CH =CHCH3可简写为 。有机物X的键线式为 ,下列说法不正确的是 ( )A.X的化学式为C8H8B.有机物Y是X的同分异构体,且属于芳香烃,则Y的结构简式为 C.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的一氯代物有4种
[解析]由X的键线式可知其分子式为C8H8,A项正确;苯乙烯( )的化学式为C8H8,与X互为同分异构体,B项正确;X分子中含碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,C项正确;X与足量H2加成生成的环状饱和烃Z中只有两种不同化学环境的氢原子,故其一氯代物有两种,D项错误。
1.烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应,其中甲烷反应的部分历程如下:①引发 Cl2 →Cl·+Cl·等②链反应 Cl·+CH4 → CH3·+HClCH3·+Cl2 → Cl·+CH3Cl等③终止 Cl·+Cl· → Cl2Cl·+CH3· → CH3Cl等以下说法不正确的是( )A.引发时可以通过热辐射、光照等条件B.链反应可以反复进行C.反应产物只有四种D.产物中将出现CH3CH3
题组二 烃的取代反应和加成反应
[解析]烷烃发生卤代反应的条件为光照,所以引发时可以通过热辐射、光照等条件,故A正确;依据反应历程可知Cl·在链反应中先消耗后生成,所以链反应可以周而复始、反复进行,故B正确;甲烷与氯气反应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、HCl,两个·CH3还可以结合生成CH3—CH3,故C错误,D正确。
2. 1 ml某链烃最多能与2 ml HCl发生加成反应,生成氯代烃,1 ml该氯代烃最多能与8 ml Cl2 发生取代反应,则该烃可能是 ( )A.CH2 =CH—CH =CH2B.HC≡C—CH3C.CH3—C≡C—CH =CH2D.CH2 =CH—CH3
[解析] 1 ml某链烃最多能与2 ml HCl发生加成反应,生成1 ml二氯代烷,则该有机物含有2个碳碳双键或一个碳碳三键;1 ml该氯代烃最多能与8 ml Cl2发生取代反应,则该氯代烃中含有8个H原子,原有机物分子中含有6个H原子;综上分析可知,CH2 =CH—CH =CH2符合题意,A正确。
[方法技巧] 取代反应、加成反应、加聚反应比较
1. 从煤的干馏产物中可获得重要的化工原料,实验装置如图所示。下列关于实验操作或叙述错误的是( )A.冰水起冷凝作用B.水层中滴入酚酞溶液后变为红色C.可用分馏的方法从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯D.焦炉气可使酸性KMnO4溶液褪色,说明产物中有H2S
题组三 化石燃料的综合利用
[解析]焦炉气中含有不饱和烃,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能说明产物中有H2S,故选D。
2. 实验室石蜡催化裂化的装置如图所示,关于实验操作或叙述错误的是 ( )A.试管Ⅰ连的玻璃导管加长是为使气态石蜡冷凝回流B.装置Ⅱ中冷水的作用是冷凝收集裂化油C.酸性KMnO4溶液若倒吸可加快褪色速率D.试管Ⅲ中溶液颜色变浅甚至褪色可说明有乙烯生成
[解析]依据石油分馏工业的分馏塔原理,设置了长导管,其作用除导气外,兼起冷凝气体的作用,故A正确;装置Ⅱ中冷水的作用是冷凝收集裂化油,故B正确;因为装置Ⅱ中有不饱和烃生成,倒吸可使不饱和烃与KMnO4溶液充分接触,所以酸性KMnO4溶液若倒吸可加快褪色速率,故C正确;根据裂化的反应原理,试管Ⅲ中溶液颜色变浅甚至褪色可说明发生了氧化还原反应,有常温下呈气态含碳原子数小于5的不饱和烃生成,不一定是乙烯,故D错误。
[归纳总结] 化学中的“三馏”“两裂”比较(1)化学中的“三馏”
(2)化学中的“两裂”
(或 )+HBr
+HNO3 +H2O
3.有机分子中原子共线、共面的基本模型(1)甲烷分子中所有原子一定不共平面,最多有3个原子处在一个平面上,若用其他原子代替其中的任意氢原子,所有原子也一定不能共平面。(2)乙烯分子中所有原子一定共平面,若用其他原子代替其中的任意氢原子,所得有机物中所有原子仍然共平面。甲醛分子为平面三角形。
(3)苯分子中所有原子一定共平面。与苯环直接相连的原子与该苯环在同一平面上,苯环对角线上的碳原子处于同一条直线上。甲苯分子中的7个碳原子及苯环上5个氢原子一定共面,甲基上的1个氢原子可转到苯环平面内。(4)乙炔分子中的所有原子在一条直线上,结构“a—C≡C—b”中的4个原子共直线。HCN分子为直线形结构。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)苯的邻二取代物不存在同分异构体( )
(2)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应( )
[解析] 只能说明苯能萃取溴水中的溴,不是发生加成反应。
(3)苯与溴水充分振荡后,溴水褪色说明苯分子中的碳原子没有达到饱和( )
(4)苯的二氯代物有三种( )
(5)苯不具有典型的碳碳双键,故不可能发生加成反应( )
(6)甲苯与氯气在光照下反应,主要生成2,4-二氯甲苯( )
[解析] 苯能与氢气发生加成反应。
[解析] 光照条件下是取代甲基上的氢原子,不是取代苯环上的氢原子。
(7) 中所有原子一定在同一平面上( )
[解析] 苯乙烯中, 和 —CH= CH2均为平面结构,连接二者的碳碳单键可旋转,两结构可重合处于同一平面内,也可能不重合。
(8) C2H2与 的最简式相同( )
(9)要验证己烯中是否混有少量甲苯,先加入足量溴水,然后加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色,则证明己烯中混有甲苯( )
2.现有下列物质:①乙苯,②环己烯,③苯乙烯,④对二甲苯,⑤叔丁基苯[ ]。回答下列问题:(1)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 (填序号,下同)。 (2)互为同系物的是 。 (3)能使溴的四氯化碳溶液褪色的是 。 (4)写出②④分别被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物的结构简式: 、 。
HOOC(CH2)4COOH
1.下列关于芳香烃的说法错误的是 ( )A.稠环芳香烃菲( )在一定条件下能发生加成反应、硝化反应B.化合物 是苯的同系物C.等质量的 与苯完全燃烧消耗氧气的量相等D.光照条件下,异丙苯[ ]与Cl2发生取代反应生成的一氯代物有2种(不考虑立体异构)
题组一 芳香烃的结构与性质
[解析] A项,菲属于芳香烃,与苯的性质相似,正确;B项,该物质与苯结构不相似且与苯在组成上不相差若干个CH2原子团,错误;C项,苯与 的最简式相同,因此等质量的两种物质完全燃烧,消耗氧气的量相同,正确;D项,烷基只有两种化学环境的H原子,正确。
2.已知二甲苯的结构: (a)、 (b)、 (c)。下列说法正确的是 ( )A.a的同分异构体只有b和c两种B.在三种二甲苯中,b的一氯代物种数最多C.a、b、c 均能使酸性 KMnO4溶液、溴水发生化学反应而褪色D.a、b、c 中只有c 的所有原子处于同一平面内
[解析] a的同分异构体中属于芳香烃的除了b和c外还有 ,另外a还可能有链状的同分异构体,如CH2 =CH—CH= CH—CH =CH—CH=CH2等,或环状的同分异构体如 等,A错误;a、b、c侧链上的一氯代物都只有1种,a苯环上的一氯代物有2种,b苯环上的一氯代物有3种,c苯环上的一氯代物只有1种,故三种二甲苯中,b的一氯代物种类数最多,B正确;a、b、c均能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,a、b、c都不能与溴水发生化学反应,C错误;a、b、c分子中都含有—CH3,与—CH3中碳原子直接相连的4个原子构成四面体,a、b、c中所有原子不可能都在同一平面上,D错误。
[规律小结] 苯的同系物发生在苯环和侧链的反应特点(1)苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时,不管烃基碳原子数为多少,只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子,就能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基,且羧基直接与苯环相连。(2)苯的同系物在FeX3催化作用下,与X2发生苯环上烷基的邻、对位取代反应;在光照条件下,与X2则发生烷基上的取代反应,类似烷烃的取代反应。
1.已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转,现有结构简式如图所示的烃,下列说法中正确的是 ( )A.分子中处于同一直线上的碳原子最多有6个B.1 ml该烃发生加成反应,最多消耗7 ml H2C.该烃的一氯代物共有8种D.分子中至少有12个碳原子处于同一平面上
[解析]两个相连的苯环中,处于对角线位置的5个碳原子共线,再加上碳碳三键的2个碳原子,共7个碳原子一定共直线,A项错误;该烃能与H2加成的是碳碳三键和苯环,故最多消耗8 ml H2,B项错误; 该烃没有对称性,其中苯环上的氢原子有6种,三个甲基上的氢原子有3种,还有碳碳三键的端点还有一种氢原子,所以共有10种氢原子,其一氯代物共10种,C项错误;据A 项分析,已有7个碳原子共线,这条线必在左侧苯环确定的平面内,且左侧苯环上其余的4个碳原子和相连的那个甲基的碳原子,共12个碳原子一定共平面,D项正确。
2.下列有关有机物分子结构的叙述中正确的是 ( )A.CH3—C≡C—CH =CH2分子中最多有4个碳原子共面B.有机物 最多可能有10个碳原子共面C.2-苯基丙烯 分子中所有原子能共面D.CH3—CH = CH—C≡C—CF3分子中6个碳原子都在同一平面上
[解析] 标注部分共直线,碳碳双键为平面结构,所有碳原子共平面,则最多有5个碳原子共面,A叙述错误;标注部分共直线,苯环与碳碳双键确定的平面可以重合,碳碳单键可以旋转,最多可能有12个碳原子共面,B叙述错误;2-苯基丙烯 分子中甲基的碳原子为sp3杂化,则所有原子不可能共面,C叙述错误; 所标直线在碳碳双键确定的平面上,则6个碳原子一定在同一平面上,D叙述正确。
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