高中化学必修2第三章有机化合物
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1 / 9 第三章 有机化合物
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物,由于它们的组成和性质跟无机化合物相似,因而一向把它们作为无机化合物。
一、烃
1、烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。
2、烃的分类: 饱和烃→烷烃(如:甲烷)
脂肪烃(链状)
烃 不饱和烃→烯烃(如:乙烯)
芳香烃(含有苯环)(如:苯)
3、甲烷、乙烯和苯的性质比较:
有机物 烷烃 烯烃 苯及其同系物
通式 CnH2n+2 CnH2n ——
代表物 甲烷(CH4) 乙烯(C2H4) 苯(C6H6)
结构简式 CH4 CH2=CH2 或
(官能团)
结构特点
C-C单键,
链状,饱和烃
C=C双键,
链状,不饱和烃
一种介于单键和双键之间的独特的键,环状
空间结构
正四面体
六原子共平面
平面正六边形
物理性质
无色无味的气体,比空气轻,难溶于水
无色稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水
无色有特殊气味液体,比水轻,于水
用途
优良燃料,化工原料
石化工业原料,植物生长调节剂,催熟剂
溶剂,化工原[练习]1.下列物质属于有机物的是( ) A.CO B.NaHCO3 C.NH4CO3 D.CH4
2.下列物质中,属于有机物但不属于烃的是( ) A.CO2 B.CH3COOH C.Na2CO3 D.CH4
3.下列物质不属于饱和链烃的是( )
A.CH4 B.C3H8 C.C4H8 D.C5H12
4.以下关于甲烷的说法中错误的是( )
A.甲烷分子是由极性键构成的分子 B.甲烷分子具有正四面体结构
C.甲烷分子中四个C-H键是完全等价的键 D.甲烷分子中具有非极性键
5.下列气体的主要成分不是甲烷的是( )
A.沼气 B.煤气 C.天然气 D.坑道气
6.衡量石油化工发展水平的标志是( )
A.乙烯产量 B.丙烯产量 C.汽油产量 D.丁二烯产量
有机物 主 要 化 学 性 质 2 / 9
烷烃:
甲烷 ①氧化反应(燃烧)
CH4+2O2→CO2+2H2O(淡蓝色火焰,无黑烟)
②取代反应 (注意光照是反应发生的主要原因,产物有5种)
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
在光照条件下甲烷还可以跟溴蒸气发生取代反应,
甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
烯烃:
乙烯
①氧化反应 (ⅰ)燃烧
C2H4+3O2→2CO2+2H2O(火焰明亮,有黑烟)
(ⅱ)被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色。
②加成反应
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)
在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应 CH2=CH2+H2→CH3CH3
CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl(制氯乙烷)
CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH(制乙醇)
(乙烯除了和卤素单质及HCl加成不用条件,其它都需要催化剂和加热)
③加聚反应
(聚乙烯)
乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用该反应鉴别烷烃和烯烃,如鉴别甲烷和乙烯。
苯
①氧化反应(燃烧)
2C6H6+15O2→12CO2+6H2O(火焰明亮,有浓烟)
②取代反应
(1)溴代反应(与液溴在Fe或FeBr3的条件下是取代,与溴水是萃取)
(2)硝化反应
③加成反应(与氢气加成生成环己烷)
苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
[练习]8.不可以用于区别乙烯和乙烷的气体是( ) nH2C=CH2[H2C—CH2]n一定条件3 / 9 A.苯 B.溴水 C.酸性高锰酸钾溶液 D.溴的四氯化碳溶液
9.在光照条件下,甲烷与氯气反应得到的产物是( )
①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4
A.只有① B.只有② C. ①和②的混合物 D.
①②③④的混合物
10.聚乙烯是由乙烯(CH2=CH2)通过聚合反应形成的。下列说法中错误的是( )
A.乙烯是不饱和烃 B.聚乙烯分子中含有双键
C.聚乙烯中碳的质量分数是85.7% D.聚乙烯制品在自然环境中很难降解
11.等物质的量的甲烷和氯气混合后,在漫射光的照射下充分反应,生成物中的物质的量最大的是( )
A. HCl B.CH2Cl2 C. CH3Cl D.
CCl4
12.甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的甲烷,最好依次通过盛有( )试剂的洗气瓶
A.澄清石灰水,浓H2SO4 B.酸性KMnO4溶液、浓H2SO4
C.溴水,浓H2SO4 D.浓H2SO4,酸性KMnO4溶液
13.1 mol CH4完全和Cl2发生取代反应,并生成等物质的量的四种氯代物,则需要Cl2的物质的量为( ) A. 4mol B. 3mol C. 2.5mol D. 0.5mol
14.下列关于苯的性质的叙述中,不正确的是( )
A. 苯是无色带有特殊气味的液体
B. 常温下苯是一种不溶于水且密度比水小的液体
C. 苯在一定条件下能与溴发生取代反应
D. 苯不具有典型的双键所具有的加成反应的性能,故不可能发生加成反应
15.制取一氯乙烷最好的方法是( )
A.乙烷与Cl2反应 B.乙烯与Cl2反应
C.乙烯与HCl反应 D.乙烯与H2、Cl2反应
16.利用下列反应不能制得括号中的纯净物质的是( )
A.乙烯和氯气加成(1,2-二氯乙烷) B.乙烯与水加成(乙醇)
C.等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应(氯乙烷)
D.氯气与苯用氯化铁作催化剂反应(氯苯)
4、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较。
概念 同系物 同分异构体 同素异形体 同位素
定义 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质 分子式相同而结构式不同的化合物的互称 由同种元素组成的不同单质的互称 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称
分子不同 相同 元素符号—— 4 / 9 式 表示相同,分子式可不同
结构 相似 不同 不同 ——
研究对象 化合物 化合物 单质 原子
例子 CH4和C2H6 正丁烷与异丁烷 O2和O3 16O和18O
[练习]
19.关于烷烃性质的叙述中,不正确的是( )
A.烷烃同系物随相对分子质量增大,熔点、沸点逐渐升高;
常温下的状态由气态递变到液态,相对分子质量大的则为固态
B.烷烃同系物的密度随相对分子质量增大逐渐增大
C.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D.烷烃同系物都能使溴水、KMnO4溶液褪色
5、烷烃同分异构体的书写:(每个碳只能四价)
甲烷、乙烷、丙烷没有同分异构体。
丁烷(有2种同分异构体) 戊烷(有3种同分异构体)
己烷(有5种) 庚烷(有9种)
[练习] 下列化学式只能表示一种物质的是( )
A.C3H8 B.C4H10 C.C5H10 D.C7H12
6、烷烃的命名: (1)普通命名法:把烷烃泛称为“某烷”,某是指烷烃中碳原子的数目。1-10用甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸;11起汉文数字表示。区别同分异构体,用“正”,“异”,“新”。
正丁烷,异丁烷;正戊烷,异戊烷,新戊烷。
7、比较同类烃的沸点:
①一看:碳原子数多沸点高。
②碳原子数相同,二看:支链多沸点低。如:正丁烷的沸点高于异丁烷
常温下,碳原子数1-4的烃都为气体。
[练习]22.下列物质沸点最低的是( )
A. 庚烷 B. 2-甲基丁烷 C. 正戊烷 D.新戊烷
8、烃燃烧通式:
[练习]24.在标准状况下,取等物质的量下列各烃,分别在足量O2中燃烧,消耗O2最多是( D )
相同质量时,消耗O2最多(A),生成H2O的量最多(A )生成CO2的量最少(A)
A.CH4 B.C2H6 C.C2H4 D.C3H6
25.某气态烃在密闭容器中与足量的O2混合,用电火花点燃,完全燃烧后, 5 / 9 容器内保持压强不变(120℃),则该烃是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C4H10 D.C3H6
二、烃的衍生物
1、乙醇和乙酸的性质比较
有机物 饱和一元醇 饱和一元醛 饱和一元羧酸
通式 CnH2n+1OH —— CnH2n+1COOH
代表物 乙醇 乙醛 乙酸
结构简式 CH3CH2OH
或 C2H5OH CH3CHO CH3COOH
官能团 羟基:-OH
醛基:-CHO
羧基:-COOH
物理性质 无色、有特殊香味的液体,俗名酒精,与水互溶,易挥发
(非电解质) —— 有强烈刺激性气味的无色液体,俗称醋酸,易溶于水和乙醇,无水醋酸又称冰醋酸。
用途 作燃料、饮料、化工原料;用于医疗消毒,乙醇溶液的质量分数为75% —— 有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等,是食醋的主要成分
有机物 主 要 化 学 性 质
乙醇 ①与Na的反应
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
乙醇与Na的反应(与水比较):①相同点:都生成氢气,反应都放热
②不同点:比钠与水的反应要缓慢
结论:乙醇分子羟基中的氢原子比烷烃分子中的氢原子活泼,但没有水分子中的氢原子活泼。
②氧化反应 (ⅰ)燃烧
CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O
(ⅱ)在铜或银催化并加热条件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O
乙醛 氧化反应:醛基(-CHO)的性质-与银氨溶液,新制Cu(OH)2反应
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH――→CH3COONH4+H2O +2Ag↓+3NH3↑
(银氨溶液)
CH3CHO + 2Cu(OH)2→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O