高中化学冲刺复习课件3-1-2（人教版必修2）

欢迎进入化学课堂 在人们担心化石能源将被耗尽的时候 科学家发现在各个大陆向海延伸的大陆边缘水深超过300m 500m的深度 尤其是在海底以下1000m 1100m深度的沉积地层中 以及高纬度地区广泛发育的永久冻土层中 蕴藏着丰富的气体水合物 天然气水合物资源 科学界把它们称之为 易燃冰 或 可燃冰 这种天然气水合物是一种由气体和水形成的冰状白色固态晶体 水分子一般通过氢键合成多面体笼 笼中含有固体的天然气分子 其分子式是M nH2O 式中M是气体分子 主要是甲烷 乙烷和丙烷等烃类同系物及CO2 N2和H2S等 n是水分子数 水分子组成笼形类冰晶格架 气体分子充填在格架空腔中 组成单一或复合成分的天然气水合物 这种类冰气水合物遇火即可燃烧 我们已经初步认识了甲烷的分子结构和性质 除甲烷外 还有一系列结构和性质与它很相似的烃 如下面两种物质 我们称这类烃为烷烃 那么 它们具有什么样的结构特点和性质呢 让我们一起走进教材第2课时烷烃 梳理导引1 烷烃又叫 其结构特点是碳原子之间只以 结合 剩余价键均与 结合 使每个碳原子的 都已充分利用 达到 饱和 通式为 n 1的整数 2 烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增 呈现 的变化 如 常温下 其状态由 态变到 态 再变到 态 沸点逐渐 相对密度 3 同系物是指 4 化合物具有相同的 但具有不同 的现象叫同分异构现象 具有同分异物现象的化合物统称为 随着碳原子数目增加 其同分异构体的数目 同分异构现象是 的重要原因之一 答案 1 饱和烃单键氢原子化合价CnH2n 22 规律性气液固升高增大3 结构相似 在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物4 分子式结构同分异构体增加有机物种类繁多 问题探究1 根据甲烷 乙烷 丙烷和丁烷的分子式 你能推出烷烃的化学通式吗 设碳原子数为n 提示 推有机物的通式一种方法是利用数学关系推导 另一种方法就是根据分子的结构进行推导 利用数学关系推导 根据甲烷 乙烷 丙烷和丁烷的分子式找出规律 判断烷烃碳原子数和氢原子数之间的关系 从而推出烷烃的化学通式 根据分子的结构进行推导 根据甲烷 乙烷 丙烷和丁烷的结构找出规律 判断烷烃碳原子数和氢原子数之间的关系 从而推出烷烃的化学通式 答案 观察法 首先写出乙烷 丙烷和丁烷的分子式C2H6 C3H8 C4H10 不难发现 相邻的两个烷烃在分子组成上都相差一个 CH2 原子团 这样 甲烷的分子式为CH4 分子内含n个碳原子的烷烃的分子式 就应是比甲烷分子式多 n 1 个CH2由此可推出烷烃的通式为CnH2n 2 递推法探究 因为碳是四价的 一个碳原子应连接四个氢原子 增加一个碳 原碳上去掉一个氢 后来增加的这个碳上还需再接三个氢 这样相当于增加一个碳时 就相应的增加两个氢 故含n个碳原子的烷烃相当于在甲烷分子中增加了 n 1 个碳 相应增加了2 n 1 个氢 于是烷烃的通式为C1 n 1H4 2 n 1 CnH2n 2 2 有机物如何命名 提示 使用习惯命名法命名有机物 要清楚以什么为标准 烷烃中碳原子数在十以下的怎样命名 碳原子数在十以上的怎样命名 对于碳原子数相同的而结构不同的烷烃 还要写明什么 还要清楚习惯命名法适于什么情况 还有什么命名法 有时使用习惯命名法 以有机物分子中含有的碳原子数命名 烷烃中碳原子数在十以下 用天干表示 即甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸来表示 称某烷 碳原子数在十以上的 用中文数字来表示 如C17H36叫十七烷 对于碳原子数相同的而结构不同的烷烃 一般在烷烃名称前再加上 正 异 新 等字加以区别 使用习惯命名法命名有机物时 常命名碳原子数较少的 结构比较简单的烷烃 对于碳原子数比较多的常用系统命名法命名 将在后面的学习中接触到 细品教材1 烷烃的概念 碳原子之间只以单键结合 剩余价键均与氢原子结合 使每个碳原子的化合价都达到 饱和 这样的烃叫做饱和烃 也称为烷烃 1 烷烃分子里碳原子间都以单键相连接 每个碳原子最多能以四个共价单键与其他碳 或氢 原子相连接 2 烷烃都是立体结构 2 组成和结构 1 烷烃通式为CnH2n 2 n 1 整数 其中含碳量最低者是CH4 含C75 随碳原子数增多 含碳量增大 但不会达到85 7 2 烷烃中碳原子与碳原子之间以单键结合 碳原子其他价键均与氢原子结合 3 烷烃分子是空间立体结构 而非平面结构或直线结构 碳链不是直线 3 烷烃的性质 1 物理性质随碳原子数增加 烷烃沸点逐渐升高 相对密度逐渐增大 常温下 碳原子数小于或等于4时 均为气态 但新戊烷沸点为9 5 常温下为气体 烷烃随碳原子数增多 分子间作用力增大 导致沸点升高 当碳原子数相同时 一般支链越多 沸点越低 如沸点 正丁烷 异丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 2 化学性质 氧化反应燃烧通式为 烷烃都不能被酸性KMnO4溶液氧化 烷烃完全燃烧时 n H2O n CO2 1 取代反应烷烃在光照条件下 都能与氯气发生取代反应 生成多种卤代产物 4 烷烃的命名 1 在分子中的碳原子数后加一烷字 称为某烷 2 分子中碳原子数在十个以内时 用天干表示 即用甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸表示 如甲烷 丁烷 3 分子中碳原子数在十个以上时 直接用汉字数字 大写 来表示 如十二烷 十八烷等 4 对于碳原子数相同而结构不同的烷烃 一般在烷烃的名称之前加 正 异 新 等字加以区别 如 正丁烷 异丁烷等 典例精析 例1 下列有机物中 属于烷烃的是 A CH2 CH2B CH3CH2CH2CH2Cl 解析 根据烷烃的结构特点进行比较判断 烷烃的结构特点是碳原子之间全部是单键结合成链状 碳原子的其余的键全部和氢原子结合 首先就会看出 B项中含有氯原子 碳原子其余的键不是全部和氢原子结合的 也就是说它不是烃 就更谈不上烷烃了 A项中不是碳碳单键结合 C项中不是链状 它们都不是烷烃 D项中碳链上虽然有两个支链 但它仍属于链状 是完全符合烷烃结构特点的 答案 D 例2 已知下列有机物的结构简式 甲烷 CH4 乙烷 CH3CH3 丙烷 CH3CH2CH3 丁烷 CH3 CH2 2CH3 戊烷 CH3 CH2 3CH3 试回答 1 这类有机物的通式为 2 其最大含C量和最大含H量分别是 解析 1 推导有机物的通式有以下几种方法 方法一 虚拟法 比较相邻烷径的化学式CH4 C2H6 C3H8 C4H10 不难看出相邻两烷烃在组成上都相差1个 CH2 原子团 此即烷烃通式变化项 这样由CH4往前推 虚拟出1个 H2 氢气 其中2就是烷烃通式的常数项 由此得烷烃的通式为 CH2 n H2 即 CnH2n 2 方法二 数列法 观察烷烃化学式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 可知 它们是一等差数列 其首项a1为CH4 公差d是CH2 利用等差数列的通项公式 an a1 n 1 d 可得烷烃通式 CH4 n 1 CH2 CnH2n 2 2 由通式CnH2n 2可以看出 n越大 w C 越大 n越小 w H 越大 故 答案 1 CnH2n 2 2 85 7 25 下列性质中 属于烷烃特征性质的是 A 完全燃烧的产物为二氧化碳和水B 它们几乎不溶于水C 它们是非电解质D 分子的通式为CnH2n 2 与氯气发生取代反应 解析 烃类化合物完全燃烧产物均为二氧化碳和水 因此A不是烷烃的特征性质 烃类化合物几乎不溶于水 都是非电解质 所以B C也不正确 答案 D 以下叙述错误的是 A 烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐升高B 丙烷与Cl2发生取代反应后生成的一卤代物不只是一种C 任何烷烃分子中碳氢原子个数比都是相同的D 正丁烷的熔点 沸点比异烷的高 解析 烷烃的通式为CnH2n 2 碳氢原子个数比为n 2n 2 并不相同 答案 C 细品教材1 同系物及同系物规律 1 同系物 结构相似 在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物 2 判断方法 看是否符合 两同一差 同 同通式 同结构 类别 差 差n个CH2 对于同系物概念的理解 应注意以下几点 同系物必符合同一通式 同系物必为同一类物质 同系物化学式不同 同系物组成元素相同 同系物结构相似 但不一定完全相同 同系物之间相对分子质量相差14n n为两种同系物分子的碳原子数差值 3 同系物规律 同系物随着碳原子数的增多 相对分子质量逐渐增大 熔 沸点逐渐增大 因结构相似 同系物之间的化学性质一般相似 2 同分异构体 1 概念 具有相同的分子式和不同结构的化合物互称同分异构体 它是有机物种类繁多的重要原因 同分异构体之间的转化是化学变化 2 同分异构体因结构不同 故性质也不同 是不同的物质 温馨提示 运用同分异构体时应注意以下4点 分子式相同是指化学组成和相对分子质量相同 同分异构体可以是同类物质 也可以是不同类物质 同分异构现象是产生有机物种类繁多的主要因素之一 产生同分异构体的原因有 A 碳链异构 B 官能团异构 C 空间异构 3 同分异构体的判断依据 分子式必须相同 相对分子质量相同 结构不同的化合物不一定是同分异构体 如C8H18和C7H14O 结构不同 注意从两个方面考虑 一是原子或原子团的连接顺序不同 二是原子的空间排列不同 由此能辩认出等同的结构 4 CH3CH2CH CH3 2与CH3CH2CH CH3 CH2CH3是同分异构体吗 不是 判断同分异构体注意两点 是分子式必须相同 结构一定不同 上述两者属于同系物 温馨提示 H2和D2是由同一元素氢元素的两种核素形成的结构相同的单质 它们既不是同位素也不是同素异形体 3 几个概念的比较 4 烷烃同分异构体的写法 1 书写规律可概括为 主链由长到短 支链由整到散 位置由心到边 排布对 邻 间 2 书写步骤 先写出碳原子数最多的主链 写出少一个碳原子的主链 另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上 写出少两个碳原子的主链 另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上 以此类推 现以C6H14为例 基本步骤如下 将分子中全部碳原子连成直链做为母链C C C C C C 从母链一端取下一个碳原子做为支链 即甲基 依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上 此时碳架有两种 注意 不能连在 位和 位上 否则会使碳链变长 位和 位等效 只能用一个 否则重复 从母链上取下两个碳原子作为一个支链 即乙基 或两个支链 即2个甲基 依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上 此时碳架结构有两种 位或 位上不能连乙基 否则会使主链上有5个碳原子 使主链变长 所以C6H14共有5种同分异构体 温馨提示 书写同分异构体时 一定要做到 有序 和 等效 即思维的有序性和碳原子的等效性 避免遗漏和重复 同时要注意总结规律 如 烃的一元取代物种类数等于烃中等效氢原子的种类数 一种烃如果有m个氢原子 那么它的n元取代物与 m n 元取代物种类相等 典例精析 例3 下列各组物质 属于同系物的是 填选项编号 下同 属于同分异构体的是 属于同素异形体的是 属于同位素的是 属于同一种物质的是 A O2和O3B H D TC CH4和CCl4D 正丁烷和异戊烷 解析 本题A项为同素异形体 B项为同位素 D为同系物 均为烷烃的一种 E项为同种物质 因为它们的立体结构是四面体结构 结构上相同 且分子式相同 F项为同分异构体 分子式相同 结构不同 G为不同种物质 答案 DFABE 点拨 本题着重考查 五同 注意识别 把握它们各自的特点 1 有以下物质 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3Cl 12C 10N 14C 其中属于同种物质的是 互为同系物的是 互为同分异构体的是 互为同位素的是 填序号 2 烃分子中失去一个氢原子后剩余的部分叫烃基 如 CH3叫甲基 则符合 C5H11的烷基共有 种 解析 依据同系物 同分异构体及同位素的有关概念 含义对所列物质进行分类 确定卤代烃的同分异构体的种数时 可利用等效氢法 1 分子式相同 其中 分子结构中 主链都只有4个碳原子 第二个碳上有一个甲基 所以是同种物质 它与 都是分子式为C5H12 戊烷 的同分异构体 是己烷 是烷烃的同系物 分别代表质量数为12和14的碳元素的两种核素 二者互为同位素 答案 1 或 或 与 或 或 2 8 点拨 等效氢原子 种类的判断通常有如下三个原则 同一碳原子所连的氢原子是等效的 同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的 同一分子中处于轴对称或镜面对称 对称 相当于平面镜成像时物与像的关系 位置上的氢原子是等效的 资料备选烷烃的系统命名法 1 烷烃系统命名法命名的基本原则其一 最简化原则 其二 明确化原则 该原则可解释为 一长一近一多一少 即 一长 是主链要长 一近 是编号起点离支链要最近 一多 是支链数目要多 一小 是支链位置号码之和要小 2 烷烃系统命名法命名的步骤步骤归纳选主链 称某烷 编号码 定支链 取代基 写在前 注位置 连短线 不同基 简在前 相同基 合并算 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全