高考化学二轮精品教学案91最简单的有机化合物甲烷.docx
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高考化学二轮精品教学案91最简单的有机化合物甲烷
2019高考化学二轮精品教学案：
9.1最简单的有机化合物-甲烷
【2018考纲解读】
知识要点
能力要求
最简单的有机化合物——甲烷
甲烷
了解甲烷的结构特点
了解甲烷的取代反应的原理及其产物的用途
烷烃
掌握烷烃的分子组成、结构等的特征
了解烷烃系列的性质变化规律
同系物和同分异构体
理解同分异构体、同系物等概念
掌握烷烃同分异构体的分析方法
【重要知识梳理】
【一】有机物的命名方法
2，5－二甲基－3－乙基己烷
2、烯烃、炔烃、醇等有机物的命名与烷烃相似，其命名的基本步骤是：
④选主链（含官能团最长的碳链）；②定起点（离官能团最近），编碳位。
如：
4－甲基－2－乙基－1－戊醇，4－甲基－2－乙基－1－戊烯
【特别提醒】在命名时，如果是（CH3）2CHCH2CH（C2H5）CH（CH3）2的结构简式，我们可以先改写成结构简式，然后再进行命名。
【自主探究】1、给下面的烷烃命名：
【二】“四同”概念的比较
比较
定义
分子式
结构
性质
同位素
质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子
原子符号表示不同，如H、H、H，C、C、C
电子层结构相同，原子核结构不同
物理性质不同，化学性质几乎相同
同素异形体
同一种元素组成的不同单质
元素符号表示相同，分子式可不同，如O2和O3（臭氧）
单质的组成与结构不同
物理性质不同，化学性质基本上相同
同系物
结构相似，分子组成相差1个或假设干个CH2原子团的有机物
不同
相似
物理性质不同，化学性质相似
同分异构体
分子式相同，结构不同的化合物
相同
不同
物理性质不同，化学性质不一定相同
【特别提醒】①1H2与1HD是由氢元素的不同同位素形成的氢气单质，既不属于同位素，也不属于同素异形体。
②误将“与”、“与”等判为同分异构体也是常出现的错误。
【自主探究】2、有以下各组物质：
A、O2和O3（臭氧）B、C和CC、CH3CH2CH2CH3和D、和
⑴组两物质互为同位素。
⑵组两物质互为同素异形体。
⑶组两物质互为同分异构体。
⑷组中两物质是同一物质。
【三】同分异构然的特点与书写步骤
1、同分异构体的特点
（1）分子式相同，相对分子质量相同。
但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体，如H2SO4与H3PO4，C2H4与HCHO等。
同分异构体的最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。
（2）结构不同，即分子中原子的连接方式不同。
同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。
2、烷烃同分异构体的书写
同分异构体的书写规那么是：
主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列由对、邻至间（有多个取代基时）。
3、取代反应产物同分异构体的判断——等效氢法
（1）有机物中位置等同的氢原子叫等效氢原子，烃的分子中等效氢原子的种类有多少，那么其一元取代物种类就有多少。
（2）“等效氢原子”种类的判断通常有如下三个原那么：
①同一碳原子所连的氢原子是等效的；
②同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的；
③同一分子中处于轴对称或镜面对称（相当于平面镜成像时，物与像的关系），对称位置上的氢原子是等效的。
【特别提醒】①书写同分异构体时要按一定的思维顺序，避免遗漏和重复。
同时要注意总结规律，如一种烃如果有M个氢原子可被取代，那么它的N元取代物与（M－N）元取代物种类相等。
②多元取代物的判断方法，可找出一元取代物后，继续用等效氢原子法类推，但要特别注意“同种物质”的判断。
【自主探究】3、某化合物的分子式为C5H11CL，分析数据说明：
分子中有两个—CH3、两个—CH2—、—个和一个—CL，它的可能的结构有几种（）
A、2B、3C、4D、5
【高频考点突破】
考点1甲烷的结构
如果CH4是正四面体结构，其【一】【二】【三】四氯代物均只有一种，如假设为正方形平面结构，其【一】【三】四氯代物均只有一种，却应有两种二氯代物：
。
事实上二氯甲烷没有同分异构体，这便可以证明CH4是正四面体结构而非正方形平面结构。
考点2取代反应与置换反应区别
置换反应是一种单质置换出另一种单质的无机氧化还原反应，其模式为A＋BC→AC＋B〔或BA＋C〕；取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的有机反应，其模式一般为AD→A—D＋B—C〔或C—B〕，二者从属不同，概念相异。
考点3同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较
比较
概念
定义
分子式
结构特点
性质
同位素
质子数相同中子数不同的原子
用原子符号表示不同的原子1H、2H
电子排布相同，原子核结构不同
物理性质不同，
化学性质相同
同素异形体
同一种元素组成的不同单质
同种元素符号，表示不同的分子组成O2和O3
单质的组成或结构不同
物理性质不同，
化学性质相似
同系物
结构相似分子组成相差一个或假设干个CH2原子团的有机物。
不同。
如
结构相似。
物理性质不同，有一定的递变规律；化学性质相似
同分异构体
分子式相同，结构不同的化合物。
相同。
不同或相似
物理性质不同，化学性质也不一定相同。
可以属于同一类物质，也可以属于不同类物质；可以是有机物，也可以是无机物。
【例1】2005年1月14日，成功登陆“土卫六”的“惠更斯”号探测器发回了350张照片和大量数据。
分析指出，土卫六“酷似地球经常下雨”，不过“雨”的成份是液态甲烷。
以下关于土卫六的说法中，不正确的选项是
A、土卫六上存在有机分子B、地表温度极高
C、地貌形成与液态甲烷冲刷有关D、土卫六上形成了甲烷的气液循环系统
【例2】含有2一5个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表：
烷烃名称
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
沸点〔℃〕
－88.6
－42.1
－0.5
36.1
燃烧热〔KJ／MOL〕
1560.7
2219.2
2877.6
3535.6
×燃烧热：
1摩尔物质完全燃烧，生成二氧化碳、液态水时所放出的热量。
根据表中数据，以下判断错误的选项是
A、正庚烷在常温常压下肯定不是气体B、烷烃燃烧热和其所含碳原子数成线性关系
C、随碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高D、随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比例增加
【变式探究】仔细分析以下表格中烃的排列规律，判断排列在第15位的烃的分子式是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
…
C2H2
C2H4
C2H6
C3H4
C3H6
C3H8
C4H6
C4H8
C4H10
…
A、C6H12B、C6H14C、C7H12D、C7H14
解析：
根据上述表格中的有关物质可知每三种物质的碳原子数相同且逐渐增大，且碳原子相同时，氢原子数目逐渐增大，故第15位烃的化学式为C6H14。
答案：
B
【感悟提高】
【规律总结】
规律总结1烃类的密度、熔点、沸点规律
〔1〕所有烃类都不溶于水，且比水的密度小。
〔2〕有机物一般为分子晶体，在有机同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高。
如气态烃：
CXHY，X≤4。
〔3〕分子式相同的不同烃，支链越多，熔沸点越低。
例如：
CH3〔CH2〕3CH3》〔CH3〕2CHCH2CH3》C〔CH3〕4。
规律总结2烃分子式的求算方法
〔1〕燃烧法：
即根据燃烧方程式中产生CO2和H2O的物质的量进行计算；
〔2〕.商余法：
烃的相对分子质量除以14，看商数和余数
〔3〕最简式法：
根据烃分子中碳、氢元素的质量分数求出碳氢原子的比值，⑴根据式量进行求算烃类物质的化学式；⑵根据氢原子对碳原子的饱和程度进行分析〔如果氢原子对碳原子已经达到饱和，那么该最简式就是该物质的化学式〕；⑶根据烃分子中的氢原子必须为偶数，结合氢原子对碳原子的饱和程度进行讨论等。
【例3】分子式为C4H9CL的同分异构体有
A.1种B.2种C.3种D.4种
【例4】一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O〔G〕，此混合物的质量为49.6G，当其缓缓通过足量的无水CACL2时气体质量减少25.2G，那么混合气中CO的质量为
A.24.4GB.13.2GC.12.5GD.11.2G
解析：
设产物中CO的物质的量为X，CO2的物质的量为Y。
由C原子守恒可得CH4的物质的量为〔X＋Y〕，又由H原子守恒可得生成H2O的物质的量为2〔X＋Y〕。
那么解得X＝0.4MOL，Y＝0.3MOLM〔CO〕＝0.4MOL×28G·MOL－1＝11.2G
答案：
D
例5、以下烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是
解析：
A选项中的一氯代物的结构有两种；B中一氯代物的结构有两种，C项中的一氯代物只有一种，D项中一氯代物有四种。
答案：
C
例6、人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经30多年时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成。
它们的结构可表示如下〔括号内表示④的结构简式〕。
以上四种信息素中互为同分异构体的是
A.①②B.①③C.③④D.②④
解析：
注意有机物分子键线式的书写方式，写出每种物质的分子式，进行判断。
答案：
C
【高考真题精析】
【2018高考】
〔2018·福建〕7.以下关于有机物的表达正确的选项是
A.乙醇不能发生取代反应B.C4H10有三种同分异构体
C.氨基酸、淀粉均属于高分子化合物D.乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别
〔2018·山东〕10、以下与有机物的结构、性质有关的表达正确的选项是
A、苯、油脂均不能使酸性KMNO4溶液褪色
B、甲烷和CL2的反应与乙烯和BR2的反应属于同一类型的反应
C、葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体
D、乙醇、乙酸均能与NA反应放出H2，二者分子中官能团相同
【2017高考】
1.〔山东〕以下与有机物结构、性质相关的表达错误的选项是
A.乙酸分子中含有羧基，可与NAHCO3溶液反应生成CO2
B.蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下能水解
C.甲烷和氯气反应生成一氯甲烷，苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同
D.苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键
【答案】B
【解析】考查有机化合物基础知识。
A选项中大家都知道，羧酸酸性大于碳酸，强酸制弱酸，故正确；B选项蛋白质和油脂都可以水解，但是蛋白质是高分子化合物，而油脂不是高分子化合物，故错误；C选项所描述的的反应都是取代反应，故正确；D选项苯中假设含有不饱和的碳碳双键或三键那么会与溴单质发生加成而使溴的四氯化碳褪色，故表述正确。
2、〔2017上海卷〕10、以下各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是
A、乙醇、甲苯、硝基苯B、苯、苯酚、己烯
C、苯、甲苯、环己烷D、甲酸、乙醛、乙酸
3、〔2017广东理综卷〕以下说法正确的选项是
A、乙烯和乙烷都能发生加聚反应
B、蛋白质水解的最终产物是多肽
C、米酒变酸的过程涉及了氧化反应
D、石油裂解和油脂皂化都有高分子生成小分子的过程
解析：
乙烷是饱和烃，不能发生加聚反应，A错；蛋白质水解的最终产物是氨基酸，故B错；酒精生成酸的过程发生了氧化反应，故C正确；油脂不是高分子化合物，故D错。
答案：
C
【经典例题解析】
【例1】2017年北京奥运会的“祥云”火炬所用的燃料的主要成分是丙烷，以下有关丙烷的表达中不正确的选项是
A、分子中碳原子不在一条直线上
B、光照下能够发生取代反应
C、比丁烷更易液化
D、是石油分馏的一种产品
【例2】以下性质中，属于
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