2018_2019学年高中化学第一章有机化合物的结构与性质第3节烃第1课时烃的概述烷烃的化学性质学案鲁科版选修5
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章末检测试卷(一)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)1.下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是( )A.羟基的电子式:B.CH4分子的球棍模型:C.乙烯的实验式:CH2D.苯乙醛的结构简式:答案 C解析氢氧根离子中,氢原子和氧原子之间通过共价键相连,电子式为而羟基电子式为A项错误;该模型是甲烷分子的比例模型,不是球棍模型,B项错误;乙烯的实验式为CH2,C项正确;苯乙醛的结构简式为,D项错误。
【考点】碳原子的成键方式与分子空间构型【题点】有机物分子结构的表示方法2.下列有机物命名正确的是( )A.2乙基丙烷B.CH3CH2CH2CH2OH 1丁醇C.间二甲苯D.2甲基2丙烯答案 B解析选项A中有机物名称应为2甲基丁烷;选项C中有机物名称应为对二甲苯;选项D中有机物名称应为2甲基1丙烯。
【考点】烃的命名【题点】由烃的结构确定正确的名称3.下列各对物质,互为同系物的是( )A.CH3—CH===CH2与B.与C.CH3COOCH3与CH3CH2COOCH3D.CH3CH2Cl与CH3CHCl—CH2Cl答案 C解析结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的一系列有机物互为同系物。
同系物首先必须具有相同的分子通式,且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,其次必须结构相似,即应是同类别物质,据此易知选项A、B、D不互为同系物。
【考点】同系物【题点】同系物的判断4.(2017·南昌高二检测)下列叙述中,错误的是( )A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持50~60℃反应生成硝基苯B.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷C.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2二溴乙烷D.甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4二氯甲苯答案 D解析A项,苯在浓硫酸作催化剂以及50~60 ℃水浴加热下,与浓硝酸发生取代反应,生成硝基苯,正确;B项,苯乙烯中含有碳碳双键和苯环,都可以和氢气发生加成反应,生成乙基环己烷,正确;C项,乙烯含有碳碳双键,可以和Br2发生加成反应,生成1,2二溴乙烷,正确;D项,甲苯和氯气在光照的条件下,氯气取代甲基上的氢原子,错误。
第3课时苯、苯的同系物及其性质课后篇素养形成必备知识基础练1.下列关于苯的说法中,正确的是( )A.苯的分子式为C6H6,它不能使酸性KMnO4溶液褪色,属于饱和烃B.从苯的凯库勒式()看,苯分子中含有碳碳双键,应属于烯烃C.在催化剂作用下,苯与液溴反应生成溴苯,发生了加成反应D.苯分子为平面正六边形结构,6个碳原子之间的价键完全相同2.鉴别苯和苯的同系物的方法或试剂是( )A.液溴和铁粉B.浓溴水C.酸性KMnO4溶液D.在空气中点燃3.下列对有机化合物结构或性质的描述,错误的是( )A.将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,这是由于发生了加成反应B.苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键C.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷D.一定条件下,Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应,由于溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大,苯萃取出了溴水中的溴,使溴水的颜色变浅,萃取过程是物理变化,不是加成反应,故A错误;苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键,苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,故B正确;苯乙烯分子中含有苯环、碳碳双键,可发生加成反应,完全反应生成乙基环己烷,故C正确;苯环上的氢原子在氯化铁做催化剂的作用下能被氯原子取代,苯环侧链烃基上的氢原子在光照条件下可被氯原子取代,故D 正确。
4.有8种物质:①乙烷;②聚乙烯;③乙炔;④苯;⑤甲苯;⑥溴乙烷;⑦丙烯;⑧环己烯。
其中既不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴的CCl4溶液褪色的是( )A.①②④⑥B.④⑥⑦⑧C.①④⑥⑦D.②③⑤⑧,既不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴的CCl4溶液褪色;②聚乙烯分子中只含有碳碳单键和碳氢键,既不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴的CCl4溶液褪色;③乙炔分子中含有碳碳三键等,既能使酸性KMnO4溶液褪色,也能使溴的CCl4溶液褪色;④苯分子的不饱和度虽然较大,但不含有碳碳双键或碳碳三键,既不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴的CCl4溶液褪色;⑤甲苯分子中,苯环上连有甲基,不能使溴的CCl4溶液褪色,但能使酸性KMnO4溶液褪色;⑥溴乙烷分子中只含有单键,既不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴的CCl4溶液褪色;⑦丙烯分子中含有碳碳双键,既能使酸性KMnO4溶液褪色,也能使溴的CCl4溶液褪色;⑧环己烯分子中含有碳碳双键,既能使酸性KMnO4溶液褪色,也能使溴的CCl4溶液褪色;综合以上分析,①②④⑥符合题意,故选A。
第3节 烃第1课时 烃的概述 烷烃的化学性质1.了解烃的分类。
2.了解烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物的物理性质。
3.掌握烯烃、炔烃的命名规则(含一个双键或叁键)。
(重点) 4.掌握烷烃的结构和化学性质。
(重点)[基础·初探]1.烃烃是只由碳、氢两种元素组成的化合物。
2.烃的分类烃⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧链烃脂肪烃 ⎩⎨⎧饱和烃,如烷烃,通式为C n H 2n +2n ≥1不饱和烃⎩⎪⎨⎪⎧ 烯烃,通式为C n H 2nn ≥2 炔烃,通式为C n H 2n -2n ≥2 环烃⎩⎨⎧脂环烃,如环烷烃芳香烃⎩⎪⎨⎪⎧ 苯及其同系物,通式为C n H 2n -6n ≥6 多环芳香烃符合通式C n H 2n +2(n ≥1)的烃都是烷烃吗?符合通式C n H 2n (n ≥2)的烃都是烯烃吗? 【提示】 符合通式C n H 2n +2的烃一定是烷烃,但符合通式C n H 2n 的烃不一定是烯烃,也可能为环烷烃。
3.链烃 (1)分类①饱和烃:碳原子之间的共价键全部为碳碳单键的烃叫做饱和烃,如烷烃。
②不饱和烃:分子中含有不饱和碳原子的烃叫做不饱和烃,如烯烃,炔烃。
(2)物理性质①相似性烷烃、烯烃、炔烃在物理性质上具有某些相似性,如它们均为无色物质,都不溶于水而易溶于有机溶剂,密度比水小等。
②递变性链烃的物理性质随着原子序数的递增呈现出一定的递变性,如随分子中碳原子数目的增加,状态由气态到液态到固态;而熔点和沸点逐渐升高,密度逐渐增大(但小于1 g/cm3)。
4.苯及其同系物(1)芳香烃的来源:最初于煤焦油,现在主要来源于石油化学工业。
(2)苯:是组成最简单的芳香烃。
它是无色液体,有毒,沸点为80 ℃,熔点为5.5 ℃;不溶于水,能溶解许多物质,是良好的有机溶剂。
(1)烷烃属于饱和烃,也属于链烃。
( )(2)不饱和烃分子中一定含有碳碳双键或碳碳叁键。
( )(3)含有苯环的有机物属于芳香烃。
( )(4) 属于苯的同系物。
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第1课时烃的概述烷烃的化学性质学业分层测评(四)(建议用时:45分钟)[学业达标]1.下列物质沸点最高的是( )A.甲烷B.乙烯C.丙炔D.己烷【解析】烃分子中所含碳原子数越多,沸点越高。
【答案】D2.1 mol CH4与Cl2发生取代反应,待反应完成后测得四种取代物物质的量相等,则消耗Cl2为( )A.0.5 mol B.2 molC.2。
5 mol D.4 mol【解析】由取代反应方程式知每一种取代物物质的量均为0.25 mol。
消耗Cl2:0.25 mol +0.25 mol×2+0。
25 mol×3+0.25 mol×4=2。
5 mol。
【答案】C3.进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是()【导学号:04290016】A.(CH3)2CHCH2CH2CH3B.(CH3CH2)2CHCH3C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3【解析】本题考查同分异构体的种类,生成三种沸点不同的有机产物说明此烷烃进行一氯取代后生成物有三种同分异构体。
第3节烃共轭二烯烃的结构和共轭效应Structures and Conjugative Effects of Conjugated Dienes一、共轭二烯烃的结构在共轭二烯烃中,最简单的是1,3—丁二烯,下面我们就以它为例来说明共轭二烯烃的结构。
根据近代物理方法测定,1,3—丁二烯中碳碳双键的键长是0.135nm,碳碳单键的键长是0。
148 nm,也就是说,它的双键比乙烯的双键(0。
134 nm)长,而单键却比乙烷的单键(0。
154 nm)短.这说明1,3—丁二烯的单、双键较为特殊,键长趋于平均化。
杂化轨道理论认为,在 1,3-丁二烯中,4 个sp2杂化轨道的碳原子处在同一平面上,每个碳原子上未杂化的p 轨道相互平行,且都垂直于这个平面。
这样,在分子中不仅C1、C2和C3、C4间各有一个π键, C2、C3间的p 轨道从侧面也有一定程度的重叠(图1),使4 个p 电子扩展到四个碳原子的范围内运动,每两个碳原子之间都有π 键的性质, 组成一个大π键,这种共轭体系称为π—π 共轭体系。
在共轭体系中,π电子不再局限于成键两个原子之间,而要扩展它的运动范围,这种现象称为电子离域。
电子离域范围愈大,体系的能量愈低,分子就愈稳定.共轭体系的各原子必须在同一平面上,每一个碳原子都有一个未杂化且垂直于该平面的p 轨道,这是形成共轭体系的必要条件。
图 1 1,3—丁二烯分子中π键所在平面与纸面垂直按照分子轨道理论,4 个p 电子可以组成4 个分子轨道,两个成键轨道(ψ1、ψ2)、两个反键轨道(ψ3、ψ4),如图2。
从图中可以看出,ψ1在键轴上没有节面,而ψ2、ψ3、ψ4各有1 个、2个、3 个节面。
节面上电子云密度等于零,节面数目越多能量越高。
ψ4有3个节面,所有碳原子之间都不起成键作用,是能量最高的强反键;ψ3有2个节面,能量比只有1 个节面的ψ2高,ψ3图2 1,3-丁二烯的原子轨道和π分子轨道图形为弱反键;ψ2为弱成键分子轨道;ψ1没有节面,所有碳原子之间都起成键作用,是能量最低的成键轨道.在基态时,4个p电子都在ψ1和ψ2,而ψ3和ψ4则全空着.另一方面,分子轨道ψ1和ψ2叠加,不但使C1和C2、C3和C4之间的电子密度增加,而且也部分地增大了C2和C3之间电子密度,使之与一般的σ键不同,而且有部分双键的性质。
第1课时 烃的概述 烷烃的化学性质1.了解烃的分类。
2.了解烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物的物理性质。
3.掌握烯烃、炔烃的命名规则(含一个双键或叁键)。
(重点) 4.掌握烷烃的结构和化学性质。
(重点)[基础·初探]1.烃烃是只由碳、氢两种元素组成的化合物。
2.烃的分类烃⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧链烃脂肪烃⎩⎨⎧饱和烃,如烷烃,通式为C n H2n +2n 不饱和烃⎩⎪⎨⎪⎧烯烃,通式为C n H 2nn炔烃,通式为C n H 2n -2n环烃⎩⎨⎧脂环烃,如环烷烃芳香烃⎩⎪⎨⎪⎧ 苯及其同系物,通式为C n H 2n -6n多环芳香烃符合通式C n H 2n +2(n ≥1)的烃都是烷烃吗?符合通式C n H 2n (n ≥2)的烃都是烯烃吗? 【提示】 符合通式C n H 2n +2的烃一定是烷烃,但符合通式C n H 2n 的烃不一定是烯烃,也可能为环烷烃。
3.链烃 (1)分类①饱和烃:碳原子之间的共价键全部为碳碳单键的烃叫做饱和烃,如烷烃。
②不饱和烃:分子中含有不饱和碳原子的烃叫做不饱和烃,如烯烃,炔烃。
(2)物理性质①相似性烷烃、烯烃、炔烃在物理性质上具有某些相似性,如它们均为无色物质,都不溶于水而易溶于有机溶剂,密度比水小等。
②递变性链烃的物理性质随着原子序数的递增呈现出一定的递变性,如随分子中碳原子数目的增加,状态由气态到液态到固态;而熔点和沸点逐渐升高,密度逐渐增大(但小于1 g/cm3)。
4.苯及其同系物(1)芳香烃的来源:最初来源于煤焦油,现在主要来源于石油化学工业。
(2)苯:是组成最简单的芳香烃。
它是无色液体,有毒,沸点为80 ℃,熔点为5.5 ℃;不溶于水,能溶解许多物质,是良好的有机溶剂。
(1)烷烃属于饱和烃,也属于链烃。
( )(2)不饱和烃分子中一定含有碳碳双键或碳碳叁键。
( )(3)含有苯环的有机物属于芳香烃。
( )(4) 属于苯的同系物。
( )【提示】(1)√(2)×(3)×(4)×[核心·突破]1.烯烃、炔烃的命名烯烃和炔烃的命名跟烷烃类似,所不同的是应先考虑主链中含有碳碳双键()、碳碳叁键()。
具体步骤为:选主链,→选择含碳碳双键或碳碳叁键在内的写名称最长的碳链,根据主链碳原子数称“某烯(或炔)”⇓近双叁→从距离碳碳双键或碳碳叁键最近的键,定号位一端给主链碳原子编号定位次⇓标双叁→用阿拉伯数字标明碳碳双键(或叁键)键,合并算的位置,用“二”、“三”等汉字数字标明双键或叁键的个数⇓其他同烷烃→其余的要求(命名规则)同烷烃2.苯的同系物的系统命名法苯的同系物以苯为母体命名,苯的同系物及苯的取代物命名时苯环上的编号既可顺时针编,亦可逆时针编,但是要从环上最简单的取代基或侧链编起,且使各取代基或侧链的位次之和最小(也可以用习惯命名法)。
[题组·冲关]题组1 烃的分类及物理性质1.下列关于芳香族化合物的叙述中正确的是( )A.其分子组成的通式是C n H2n-6B.分子里含有苯环的烃C.分子里含有苯环的有机物D.苯及其同系物的总称【解析】芳香族化合物是指分子里含有苯环的有机物,芳香烃是其中的一部分,苯及其同系物的通式为C n H2n-6(n≥6,n为整数),是芳香烃中的一类。
【答案】 C2.已知①丁烷;②2甲基丙烷;③正戊烷;④2甲基丁烷;⑤2,2二甲基丙烷,下列关于它们的沸点的排列顺序正确的是( )A.①>②>③>④>⑤B.⑤>④>③>②>①C.③>④>⑤>①>②D.②>①>⑤>④>③【解析】对于烷烃,相对分子质量大的,分子间作用力大,沸点较高;对于相对分子质量相同的烷烃,支链越多,沸点越低,故沸点:③>④>⑤>①>②。
【答案】 C3.下列各烃属于苯的同系物的是( )【导学号:04290014】【解析】只含一个苯环且苯环上只连烷烃基的有机物属苯的同系物,通式为C n H2n-n≥6)。
6(【答案】 B4.按照要求对下列物质进行分类(将序号填在横线上)。
(1)属于链烃的为________。
(2)属于环烃的为________。
(3)属于脂环烃的为________。
(4)属于芳香烃的为________。
【解析】不含环的烃称为链烃,有①、⑥、⑧;含有环状结构的烃为环烃,有②、③、④、⑤;不含苯环的环烃为脂环烃,有②;含有苯环的烃为芳香烃,有③、④、⑤。
【答案】(1)①⑥⑧(2)②③④⑤(3)②(4)③④⑤题组2 烃的命名5.下列有机物命名正确的是( )【解析】A项中主链选择错误,应为3甲基戊烷;C项中两个甲基处于对位,应为对二甲苯;D项中双键的位置表示错误,应为2甲基1丙烯。
【答案】 B6.下列四种命名正确的是( )A.2甲基2丁炔B.2乙基丙烷C.3甲基2丁烯D.2甲基2丁烯【答案】 D7.分子式为C8H10的芳香烃,苯环上的一硝基取代物只有一种,该芳香烃的名称是( ) A.乙苯B.邻二甲苯C.间二甲苯D.对二甲苯【解析】分子式为C8H10的芳香烃有4种:,其中苯环上的一硝基取代物只有一种的是,其名称为对二甲苯。
【答案】 D8.(1)用系统命名法命名下列物质:【答案】(1)①1丁烯②3乙基1戊炔③1,3丁二烯【规律总结】1.标明碳碳双键或叁键位置时只需注明碳碳双键或叁键所连碳原子编号较小的数字。
2.烯、炔烃名称的大体顺序是:取代基位置→取代基名称→双(叁)键位置→主链名称。
[基础·初探]1.稳定性常温下,与强酸、强碱、强氧化剂和还原剂不反应。
2.氧化反应——与氧气的反应 C n H 2n +2+3n +12O 2――→点燃n CO 2+(n +1)H 2O 。
3.取代反应(光照)(只写生成一氯代物)CH 3CH 3+Cl 2――→h νCH 3CH 2Cl +HCl 。
CH 3CH 2CH 3+Cl 2――→h νCH 3CH 2CH 2Cl +HCl 或CH 3CHClCH 3+HCl 。
(1)烷烃能使酸性KMnO 4溶液退色。
( ) (2)常温下,烷烃均为气体,易燃烧。
( )(3)烷烃在一定条件下与卤素单质反应生成卤代烃。
( ) (4)CH 4与Cl 2在光照条件下反应生成纯净的CH 3Cl 。
( ) 【提示】 (1)× (2)× (3)√ (4)×[核心·突破]1.烷烃与卤素单质(X 2)的取代反应2.烃的燃烧规律 (1)烃的燃烧通式C x H y +⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 4O 2――→点燃x CO 2+y 2H 2O 。
(2)烃燃烧的三个规律 ①等质量的烃完全燃烧②等物质的量的烃完全燃烧a .烃分子中⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 4的数值越大,则耗氧量越大。
b .烃分子中x 的数值越大,完全燃烧生成的CO 2越多。
c .烃分子中y 的数值越大,完全燃烧生成的H 2O 的物质的量越多。
③最简式相同的烃燃烧a .最简式相同的烃,C 、H 的质量分数相同。
b .等质量的最简式相同的烃完全燃烧时,耗氧量相同、产生的CO 2、H 2O 的质量、物质的量均相同。
3.燃烧规律的应用(1)若反应前后温度保持在100 ℃以上,则烃完全燃烧前后的体积变化为C x H y +⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 4O 2――→点燃x CO 2+y 2H 2O ΔV1 x +y 4 x y2 y4-1故反应前后气体体积的变化ΔV 仅与氢原子数y 有关。
(2)若反应前后温度低于100 ℃,此时气体体积一定是减少的,减少的气体体积为ΔV =1+y4,也与氢原子数有关。
[题组·冲关]题组1 烷烃的化学性质1.下列关于烷烃性质的叙述正确的是 ( ) A .烷烃分子结构稳定,不发生任何化学反应B .烷烃分子中碳元素表现负价,易被酸性KMnO 4溶液氧化C .在光照条件下,烷烃易与溴水发生取代反应D .烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物【解析】 烷烃的分子结构较稳定,难发生化学反应,但并不是说就不能发生化学反应,A 选项错误。
虽然在烷烃中碳元素表现负价,但由于碳碳单键、碳氢单键的键能大,难断裂,不能被酸性KMnO 4溶液氧化,B 选项错误。
烷烃与卤素单质可发生卤代反应,且往往得到多种卤代产物的混合物,但与其水溶液很难反应,C 选项错误,D 选项正确。
【答案】 D2.下列反应属于取代反应的是( ) A .C 2H 4+3O 2――→点燃2CO 2+2H 2O B .Zn +CuSO 4===ZnSO 4+Cu C .NaCl +AgNO 3===AgCl↓+NaNO 3D .CH 2Cl 2+Cl 2――→h νCHCl 3+HCl 【答案】 D3.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )A .甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1,混合发生取代反应只生成CH 3ClB .甲烷与氯气发生取代反应,生成的产物中CH 3Cl 最多C .甲烷与氯气发生取代反应,生成的产物为混合物D .1 mol CH 4完全生成CCl 4,最多消耗2 mol Cl 2【解析】 甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步,故得不到纯净的CH 3Cl ,A 错误,C 正确;甲烷与氯气的反应中每取代1 mol 氢原子,消耗1 mol 氯气,生成1 mol HCl ,故产物中HCl 最多,B 错误;1 mol CH 4完全生成CCl 4,最多消耗4 mol Cl 2,D 错误。
【答案】 C4.在光照条件下,等物质的量的CH 3CH 3与Cl 2充分反应后,得到产物中物质的量最多的是( )A .CH 3CH 2ClB .CH 2ClCH 2ClC .CCl 3CH 3D .HCl【解析】 由于乙烷分子中氢原子的性质完全相同,所以取代反应不只发生一元取代,而发生一系列的反应:CH 3CH 3+Cl 2――→h νCH 3CH 2Cl +HClCH 3CH 2Cl +Cl 2――→h νCH 3CHCl 2+HCl……CHCl 2CCl 3+Cl 2――→h νCCl 3CCl 3+HCl每消耗1 mol Cl 2就生成1 mol HCl ,故生成的产物中HCl 的物质的量最多。
【答案】 D题组2 烃的燃烧规律及应用5.等物质的量的下列有机物完全燃烧,消耗O 2最多的是( )【导学号:04290015】A .C 2H 2B .C 2H 4 C .C 2H 6D .C 6H 6【解析】 据烃的燃烧通式或据C ~O 2、4H ~O 2分析:等物质的量的烃分子中含碳、氢原子数目越多,耗氧量越多。