专题3 第一单元 化石燃料与有机化合物

高二化学：专题3 第一单元化石燃料与有机化合物一、有机化学概述1、有机物通常是指含化合物。

例如：糖类、蛋白质、油脂、染料等作为吃、穿、用方面的必需品合成树脂、合成橡胶、合成纤维、药物、染料、功能材料等等。

但象等少数物质，虽然含有碳元素，但其性质与无机物相似，故一般把它们归为无机物。

2、有机物的种类繁多的原因是：⑴碳原子最外层有4个电子，在有机物中，每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键⑵有机化合物中可以含一个碳原子,也可以含多个甚至成千上万个碳原子⑶每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、三键，多个碳原子可以相互结合形成长长的碳链，也可以形成碳环。

⑷大量存在同分异构现象。

3、有机物的主要性质特点：(1) 大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。

(2) 绝大多数有机物易燃烧。

(3) 多数有机物为非电解质，不易导电。

(4) 多数熔沸点低。

(5) 有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴有副反应发生。

(6) 有机反应方程式中用“→”不用“＝”。

有机物的以上性质特点与其结构密切相关。

4、组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。

烃：仅含和两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，又称为烃。

烃的分类：、、、等。

5、有机物与无机物的比较是：(三维设计P61表格)二、甲烷1、甲烷的存在：甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼气)，油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯)，天然气(一般含CH4 80﹪－97﹪) 。

2、物理性质：(1) 无色无味的气体; (2) 密度比空气小(向下排空气法); (3) 难溶于水(排水法)思考：已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L ，含碳75%，含氢25%。

请同学们利用这些数据推出甲烷中的碳、氢元素的质量比，原子个数比和分子式。

3、.分子结构分子式：CH4电子式：结构式:说明：甲烷分子不是平面四边形结构；甲烷分子呈正四面体结构；键角：109°28′证明这一观点事实是：CH2Cl2没有同分异构体。

4、化学性质(1) 通常情况下，甲烷比较稳定，不仅与强氧化剂不反应，与强酸，强碱也不反应。

如：把甲烷气体通入酸性KMnO4溶液，观察现象。

(2) 可燃性:CH4（ g ）+ 2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l）；△H=-889.6kJ/mol现象：明亮的淡蓝色火焰。

设计试验证明生成H2O和CO2的方法是：注意：1、点燃甲烷前必须验纯，以免爆炸。

CH4爆炸极限：5%-15.4%（习题三维设计P63第9 题）2、有机反应方程式中用“ →”不用“＝”(3) 取代反应：现象：液面上升，气体颜色由黄绿色变为无色，液面上有油状物。

实验结论：①壁上出现油滴，说明反应生成新的油状物质；②集气瓶内液面上升，说明随着反应进行，瓶内气压在减小，即气体总体积在减小。

取代反应定义：有机化合物分子中的某些原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所替代的反应，叫做取代反应。

取代反应与置换反应区别(三维设计P61表格)(4)热分解：CH4 C + 2H2即：将甲烷在隔绝空气加热到1000度以上,甲烷会发生分解反应。

5、甲烷的用途①除了做气体燃料——西气东输。

②甲烷可以制得氯仿和氟利昂。

③甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。

④甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。

三、烃——(一) 烷烃：1、在烃类化合物中，碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃这样烃叫做饱和烃，又叫烷烃。

注：⑴分子里只存在单键；⑵所有碳原子不在一条直线上,是锯齿形的；⑶是空间结构不是平面形①特点：碳碳单键、链状、C原子剩余价键全部和氢结合②通式：C n H2n+2（n≥1）2．烷烃的结构简式：由结构式写结构简式，可将支链中的和省略，或将支链写在它所连接的碳原子后面。

(二) 理解同系物的概念和烃基1．同系物概念：因同系物的结构，则化学性质。

2．烃基概念：烃基电性，存在，只能结合在化合物分子中。

写出甲基的电子式为，其中个电子，个质子。

应记住：乙基有一种；丙基有两种：、丁基有四种：(三) 烷烃的性质1．物理性质：随着分子里数的递增而呈现规律性的变化。

常温下状态由态到态又变到因，熔点、沸点，相对密度逐渐，且都比水的密度；烷烃溶于水，易溶于。

2．化学性质：(根据甲烷的化学性质推理烷烃的化学性质)通常情况下很稳定，跟不发生反应；在空气中燃烧，燃烧的化学方程式：在光照的条件下，都能与卤素单质发生反应。

(四) 同分异构现象及同分异构体1．同分异构现象：2．同分异构体：注意：①同分异构体的分子式相同，相对分子质量相同分子结构不同，相对分子质量相同的化合物，其分子式不一定相同，例如：H3PO4与H2SO4，C2H6O与CH2O2等。

②总结教材P21表1—9中丁烷的两种同分异构体的沸点可以得出：在其他条件相同时，各同分异构体中，分子里支链越多，物质的熔沸点越低。

3．同分异构体的书写：可将其书写方法概括为四句话：主链由长到短、位置由心到边、取代基由简到繁、排布由邻到间到对。

根据上述步骤写出C5Hl2、C6H14的同分异构体C5H12：、、。

C6H14：、、。

、、。

(五) 烷烃的命名1．习惯命名法在某烷(即碳原子个数)前面加。

这种命名法适于简单的烷烃，如正丁烷的结构简式为：，异丁烷结构简式为。

2．系统命名法(1) 选主链：选取为主链，并且以碳原子数目为依据命名为；当有等长的碳链可供选择时，选取含最多的碳链为主链。

(2) 编号：碳原子从开始编号，以确定支链所连接的位置；若距离相等，应以较小取代基为准；若有多种编号可能，应使取代基位次和最小。

(3) 书写命名：把支链作为，把烃基的名称写在，并用注明它在主锭上的位置，在数字和取代基之间隔开。

若取代基相同，要，用二、三等数字表示相同烃基数目；若取代基不同，应把写在前面，写在后面。

如：名称为，但不能以下列方法编号：小结：可将以上系统命名法概括为“一长一近，一多一小”。

一长：主链最长；一近：编号离支链最近；一多：支链数目最多；一小：支链位置号码之和最小。

二、烯烃： （一）、乙烯1、乙烯结构① 分子式C 2H 4 ② 电子式 ③ 结构式④ 结构简式 CH 2=CH 2 ⑤ 两个碳四个氢都在同一个平面上，键角为120˚2、物理性质：无色、稍有气味、难溶于水、比空气略轻的气体．3、化学性质：与烷烃比较，双键比单键稳定，但双键中有一个键比较“脆弱”，易断裂。

乙烯的性质与乙烷性质相比较，更加活泼。

① 易氧化：乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化即：把乙烯气体通入酸性高锰酸钾溶液中。

现象：酸性高锰酸钾溶液褪色。

② 加成反应：有机分子里不饱和的C 原子与其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。

CH 2=CH 2 + Cl-Cl(气) CH 2=CH 2 + Br-BrCH 2=CH 2 + H-Cl(气)CH 2=CH 2CH 2=CH 2 + H-H即：把乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中。

现象：溴的四氯化碳溶液褪色。

结论：乙烯能和溴反应③ 可燃性：乙烯气体燃烧现象：纯的乙烯能在空气中安静的燃烧，冒黑烟（含C 量大）并有大量的热量放出；不纯时能发生爆炸（体积比为3.4%--34%）。

CH 2═CH 2(g)+3O 2(g) 2CO 2(g)+2H 2O(l) △H= — 1411 KJ/moL④ 加聚反应：有机小分子在一定的条件下相互结合生成有机大分子的反应。

上述反应首先是乙烯分子间的加成反应，然后是加聚反应，故叫加成聚合反应，简称加聚反应。

[特点]：小分子生成大分子，无其它小分子生成；n 值可能相同，也可能不相同，故一般是混合物。

CH 2=CH 2 聚乙烯(二) 乙烯的实验室制法1.装置：（1）液体与液体加热制取有机气体，L+L →g（2）学生回忆这类装置的要点，并见图（3）同制取CI 2的装置相同，指出装置上的区别（温度计及碎瓷片）温度计的作用：测量混合液加热时的温度，使之迅速上升至170 碎瓷片的作用：防止液体受热剧烈沸腾而冲出（暴沸）2.药品：无水酒精+浓硫酸（1） 1︰3 （体积比）（2）配制方法：将浓硫酸18mL 慢慢地沿着玻璃棒注入无水酒精中，并不断搅拌，使热量扩散。

（3）浓硫酸的作用：催化剂的作用、脱水剂的作用。

3.实验步骤：检验装置的气密性---装药品---加热（迅速升温至170℃）---收集（要验纯）--可检验性质（可无）---折除装置（先从水中移出导管，再移去酒精灯）4.反应的化学方程式迅速升温至170℃目的：防止温度较慢时，140℃时会产生乙醚等气体杂质使乙烯不纯。

CH 3CH 2─OH+H ─OCH 2CH 3 CH 3CH 2─O ─CH 2CH 3↑+H 2O （取代反应）5.收集方法：一般用排水法收集（二）烯烃 ① 化学上将分子中含有碳碳双键的不饱和链烃称作烯烃。

② 分子结构特征：C=C ③ 单烯烃分子组成通式：CnH 2n n ≥2 分子量特点 = n(C) 余0④ 分子式推导同烷烃 ⑤ 烯烃化学通性(同乙烯)点燃高二化学（暑假）有机化学、甲烷一单项选择题1．通过初中和高中有机化合物的学习，你认为下列有关有机化合物的说法中正确的是（）A．凡是含有碳元素的化合物都是有机化合物B．所有的有机化合物均难溶解于水C．易溶解于汽油、苯、四氯化碳的物质就是有机化合物D．有机物组成元素较少，而有机物的种类繁多，其原因之一就是具有同分异构体现象2．下列物质中，不属于化石燃料的是（）A．石油B．煤C．氢气D．天然气3．下列物质中，属于烃的是（）Ａ．CH2Cl2Ｂ．H2SＣ．CH3COOHＤ．CH3CH2CH2CH3 CH34．下列关于甲烷性质叙述中不正确的是（）A．是一种无色无味的气体B．的密度比空气的密度小C．极难溶解于水D．性质稳定，不和其它物质反应5．下列反应属于取代反应的是（）Ａ．甲烷燃烧Ｂ．钠与水反应Ｃ．甲烷与氯气在光照下反应Ｄ．甲烷制炭黑6．下列物质是饱和烃的是（）Ａ．Ｃ3Ｈ6Ｂ．Ｃ5Ｈ11OHＣ．Ｃ100Ｈ202Ｄ．Ｃ6Ｈ67．要验证甲烷中含有Ｃ、Ｈ元素，可将其燃烧产物依次通过：①浓硫酸②澄清石灰水③无水硫酸铜（）Ａ．①②③Ｂ．②③Ｃ．②③①Ｄ．③②8．下列物质在一定条件下能与甲烷反应的是（）A．O2B．溴水C．酸性高锰酸钾D．NaOH9．若要使0.5mol甲烷完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物。

则需要氯气的物质的量为（）Ａ．2.5mol Ｂ．2mol Ｃ．1.25mol Ｄ．0.5mol10．若甲烷与氯气以物质的量之比１:３混合，在光照下得到的产物可能有（）最多的产物可能是（）①CH3Cl ②CH2Cl2③CHCl3④CCl4⑤HCl Ａ．⑤Ｂ．①②③④⑤Ｃ．①②③Ｄ．④11．在标准状况下将11.2L甲烷和22.4L的氧气混和后点燃，恢复到原来的状态，气体的体积是（）A．11.2L B．22.4L C．33.6L D．44.8L12．将一定量的甲烷燃烧后得到CO、CO2和水蒸气，混和气体的质量是49.6g，通过无水氯化钙时，无水氯化钙增重25.2g，则CO2的质量是（）A．12. 5g B．13.2g C．19.7g D．24.4g13．观察教科书第60页图3—3，下列现象或结论不正确的是（）A．集气瓶中气体的黄绿色逐渐变浅B．集气瓶内壁有油状液滴形成C．此反应的生成物只有一氯甲烷，集气瓶中的液面逐渐下降D．此反应的生成物为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等的混合物14．点燃某气体后，在其火焰上方罩一干而冷的烧杯，烧杯内壁有水珠出现；把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。