专题3有机化合物的获得与应用.docx
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专题3有机化合物的获得与应用
专题3有机化合物的获得与应用
第一单元化石燃料与有机化合物
课时1天然气的利用甲烷
学习内容：
1.学习掌握天然气的主要成分甲烷的分子结构和性质；
2.学习了解以甲烷为代表的烷烃的结构特点和主要性质。
预习自主探究：
1.化石燃料主要指、、；天然气的主要成分是（写化学式）。
石油的组成元素主要是，还含有少量的、、等元素。
煤是由和组成的混合物。
2.甲烷的分子式，分子结构是（空间结构），分子中含碳质量分数是，含氢质量分数是。
3.烃是指。
烷烃（饱和烃）是指，如。
烷烃的通式是。
烷烃分子中1－10个碳原子的命名依次为甲烷、。
4.取代反应是指。
思考探究：
5.已知甲烷气体在标况下的密度是0.717g/L，其中含碳的质量分数为75％，含氢的质量分数为25％，求甲烷的分子式。
课堂练习：
1.取代反应的特点：
；甲烷和氯气的混合气在光照条件下现象是；
2.下列说法错误的是（）
A.通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不起反应；
B.光照下，甲烷与氯气发生取代反应；
C.甲烷的氯代物CHCl3、CCl4都难溶于水；
D．甲烷在光照下与氧气反应。
3.下列叙述中错误的是（）
A.点燃甲烷不必进行事先验纯；
B.甲烷燃烧能放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料；
C.煤矿的矿井要注意通分和严禁烟火，以防止爆炸事故的发生；
D.在空气中，将甲烷加热到1000℃以上，能分解生成碳和氢气。
4.如果空气中混入甲烷的体积分数为5％－10％时，点火就会爆炸，当甲烷与氧气恰好反应时产生最强的爆炸，此时甲烷在空气中的体积分数是（）
A.2.5%B.7.5%C.9.5%D.10%
5.光照下等物质的量的甲烷和氯气充分反应，得到产物的物质的量最多的是（）
A.CH3ClB．CH2Cl2C．CCl4D．HCl
6.等质量的下列烃在氧气中充分燃烧，消耗氧气最多的是（）
A.CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H10
7.已知1mol的甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出热量890.3kJ，写出该反应的热化学方程式：
。
拓展创新：
8.已知某气态烃在标况下的密度为1.339g/L，含碳的质量分数为80％，通过计算确定它的分子式。
9.已知1mol甲烷和足量氯气完全反应，测得产物中四种氯代物的物质的量相等，求消耗的氯气在标况下的体积。
10.已知烃完全燃烧生成CO2和H2O，若以CxHy表示任意烃的分子式，试写出CxHy完全燃烧的化学方程式。
现有常温下某气态烃的分子式也为CxHy，在120℃下保持温度不变，使之完全燃烧，若要求反应前后的气体体积保持不变，则对烃分子中的碳或氢原子的数目应满足什么条件？
问题总结反馈：
（表格不够可以自己补充）
题号
原因
课后要求：
1、复习本课内容，完成自主学习的有关问题；2、预习：
《烷烃、同系物》内容，完成相应的预习问题。
专题3第一单元化石燃料与有机化合物
课时2烷烃同系物
学习内容：
烷烃的概念；烷烃的通式；烷烃的性质；烷烃的命名；常见的烷烃的同分异构体的书写；同系物的概念。
预习自主探究：
1、烷烃物理性质：
状态：
一般情况下，1—4个碳原子烷烃为___________，5—16个碳原子为__________，16个碳原子以上为_____________。
（1）溶解性：
烷烃________溶于水，_________溶（填“易”、“难”）于有机溶剂。
（2）熔沸点：
随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐_____________。
（3）密度：
随着碳原子数的递增，密度逐渐___________。
2、烷烃的化学性质
（1）一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。
（2）取代反应：
在光照条件下能跟卤素发生取代反应（以乙烷为例书写化学方程式）。
______________________________
（3）氧化反应：
在点燃条件下，烷烃能燃烧（用通式表示书写化学方程式）______________________________
3.已知碳原子之间可以以C-C单键连成长链，根据甲烷的结构、C原子的成键方式、烷烃的概念，试写出分子中碳原子数依次为2、3、4、5的烷烃结构简式：
4.已知烷烃的通式：
CnH2n+1，求CH4C2H6C3H8C4H10C5H12各分子中的含碳量，根据结果总结：
烷烃分子随碳原子的增加含碳量。
5.同系物是指；对概念的理解：
①“结构相似”是指：
组成的元素种类，原子间的连接方式，除C、H外的其他原子、原子团要相同，而且连接位置也相同；②“组成上相差－CH2－原子团”是指：
分子式中只能相差一个－CH2－或多个－CH2－，即分子式不能相同。
相对分质量一定是14的倍数。
如：
能构成同分异构体的物质之间不是。
6.同系物的特点：
（1）同系物属于同一类物质，且有相同的通式。
（2）式量相差一定是14的倍数。
（3）同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化，即随着碳原子数的增加，熔沸点升高，密度增大。
如：
所有不同碳原子的烷烃都是互为。
7.烃基：
烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R—”表示。
如果该烃是烷烃所形成的烃基便称之为烷基，如—CH3叫甲基，－CH2-CH3叫乙基。
课堂基础练习：
1、下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是（）
ACH3ClBCCl4CCH2Cl2DCH4
2、有四种物质：
①金刚石，②白磷，③甲烷，④四氯化碳，其中分子具有正四面体型的是：
A①②③B①③④C②③④D①②③④（）
3、二氟甲烷是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品，用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。
试判断二氟甲烷的结构简式有（）
A有4种B有3种C有2种D只有1种
4、若要使0.5mol甲烷和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要Cl2的物质的量为（）
A2.5molB2molC1.25molD0.5mol
5、把体积相同的甲烷和氯气充入一个集气瓶中，光照一段时间后，发现气体的黄绿色变浅，集气瓶壁上有淡黄绿色液滴，此时，集气瓶内的物质最多可能有（）
A．四种 B．五种C．六种 D．七种
6、将O2和CH4的混合气体通入盛有46.8gNa2O2的密闭容器中，用电火花引燃，反应结束后，容器内压强在180℃时约为0；将残留物溶于水中，无气体生成。
下列叙述正确的是（）
A原混合气体中O2与CH4的体积比为1:
3B原混合气体中O2与CH4的体积比为2:
1
C残留物中含Na2O2和NaOHD残留物中含NaOH和Na2CO3
7．下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊的是：
A．H2SB．CH4C．H2D．CO（）
8.写出主链为5个碳原子，分子式为C7H16的所有同分异构体的结构简式，并用系统命名法将之命名。
9.有下列各组微粒或物质：
CH3
A、O2和O3B、
C和
CC、CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CHCH3
HClCH3
D、Cl—C—Cl和Cl—C—HE、CH3CH2CH2CH3和CH3—CH—CH3
HH
（1）组两种微粒互为同位素；组两种物质互为同素异形体；
（2）组两种物质属于同系物；组两物质互为同分异构体；
（3）组两物质是同一物质。
10.给下列烷烃进行系统命名，名称填在横线上：
（1）CH3—CH—CH2—CH3______________________________
CH2CH3
（2）CH3—CH—CH—CH3______________________________
CH3CH2CH3
CH3—CH2—CH2CH2—CH3
（3）CH3—CH2—C—CH—CH—CH3______________________________
CH2CH3
CH3
课后练习反馈：
1．一种烃的结构式可以表示为：
命名该化合物时，主链上的碳原子数是（）
（A）9（B）11（C）12（D）13
2．代表有机物中几种同系物的相对分子质量的一组数字是（）。
（A）16、32、48、64（B）2、16、30、44、58
（C）16、17、18、19（D）46、60、74、88、102
3．乙烷在光照的条件下与氯气混和，最多可以生成几种物质（）
（A）6种（B）7种（C）9种（D）10种
4．烃分子可以看作由以下基团组合而成：
如某烷烃分子中同时存在这四种基团，则该烷烃最少含有的碳原子数应是（）（A）6（B）7（C）8（D）10
5．一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g。
原混合气体中CO2的质量为（）
（A）12.5g（B）13.2g（C）19.7g（D）24.4g
6．下列各烃中，一卤代物有两种，二卤代物有四种的是（）
（A）C2H6（B）C3H8（C）CH3CH（CH3）CH3（D）CH3CH2CH2CH3
7．主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，其结构式有（）
（A）4种（B）5种（C）6种（D）7种
8．有四种烷烃：
①3,3一二甲基戊烷、②正庚烷、③2一甲基己烷、④正丁烷。
它们的沸点由高到低的顺序是（）
（A）②>③>①>④（B）③>①>②>④（C）②>③>④>①（D）②>①>③>④
9．选择下列某种答案的序号,填入下表的空格
①同位素②同素异形体③同分异构体④同系物⑤同种物质
物质
丁烷与
红磷
庚烷与
氯仿与
氕与
新戊烷与
2--甲基戊烷与
名称
2--甲基丙烷
与白磷
十六烷
三氯甲烷
氘、氚
2,2--二甲基丁烷
2,3--二甲基丁烷
相互
关系
10．分子中含有34个氢原子的烷烃是____________，化学式为_________；通常情况下为液态的分子中含碳原子数最少的烷烃的习惯命名分别是_________、___________、___________，其中沸点最低的物质的结构简式是______________________。
支链含乙基的烷烃中相对分子质量最小的物质其名称是____________________（按系统命名法命名）。
11．在有机化合物的结构式中4价碳原子以1个、2个、3个、4个单键分别连接1个、2个、3个、4个其它碳原子时，可依次称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。
例如CH3-CH（CH3）-CH（CH3）-C（CH3）2-CH2-CH3分子中n1=6、n2=1、n3=2、n4=1。
试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃（除甲烷外）中各原子数的关系。
（1）若烷烃分子中氢原子数为n0，则n0与n1、n2、n3、n4的关系是n0=___________________或n0=_______________________________________。
（2）四种碳原子数之间的关系为n1=_________________________________________。
（3）若某分子中n2=n3=n4=1，则该分子的结构简式可能是_______________________、_______________________、_______________________。
12．在101.3kPa、473K条件下，十一烷以及分子中碳原子数比它小的烷烃均为气态。
以下变化中，最初与最终均维持这种条件。
A、B、C三种烷烃（气）分子中碳原子依次增加相同的个数，取等体积的三种气体，分别跟30mLO2（过量）混合引燃，充分反应后发现：
A与O2反应前后气体总体积不变；B与O2反应后气体总体积增加了4mL；C与O2反应后气体总体积为反应前的1.25倍。
试求：
（1）A的分子式及相对分子质量。
（2）原任意一种烷烃的体积及B、C的分子式。
13．室温时20mL某气态烃与过量的氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复
至室温，气体体积减少了50mL，剩余气体再通过氢氧化钠溶液，体积又减少了40mL。
求气态烃的分子式
问题总结反馈：
（表格不够可以自己补充）
题号
原因
课后要求：
1、复习本课内容，完成自主学习的有关问题；2、预习：
《乙烯》内容，完成相应的预习问题。
专题3第一单元化石燃料与有机化合物
课时3石油的炼制乙烯
课时教学内容：
1.了解石油的主要炼制方法；2.掌握乙烯分子结构；3.学习掌握乙烯的主要物理和化学性质；4.了解乙炔的主要性质。
教学重难点：
乙烯分子的结构和主要化学性质
学生学习的重点：
1.蒸馏石油的原理和装置；2.乙烯分子的结构；3.乙烯的主要化学性质。
【预习自主探究、学习和交流、讨论】（课前完成）
一、阅读课本有关知识，完成下列问题：
1．化石燃料主要指、、等。
2．炼制加工石油的主要方法有、、等。
写出十六烷催化裂化成两种8个碳原子物质的烷烃烯烃的方程式（用化学式表示）。
。
3．裂解是深度裂化。
石油裂解生成的裂解气经分离可得到、等基本有机化工原料。
石油裂解已成为生产的主要方法。
4.写乙烯、乙炔分子的电子式、结构式
乙烯、；乙炔、。
5.取代反应是的反应；加成反应是的反应。
C
二、思考探究部分：
6.石油的蒸馏装置如图，回答下列问题：
（1）装置中的仪器名称是A、B、C、G。
H
（2）在加热时，装置B和C之间还应垫上。
（3）仪器A的作用是；安装的位置要求是。
（4）冷水的水流方向是从口进，口出。
7.已知乙烯是一种气态烃，在标况下的密度是1.25g/L，其中碳氢原子的质量比为6：
1。
求乙烯的分子式。
并根据碳原子的成键方式，推测乙烯的可能结构。
试着比较乙烯和乙烷分子结构的不同点。
三、自主学习、交流讨论内容：
乙烯的实验室制法
（1）反应原理：
利用浓硫酸在170℃对乙醇的催化和脱水制乙烯，温度控制170℃
.
（2）反应装置：
如图
（3）观察装置图，注意反应中温度计的位置是，反应中操作上是要迅速加热至170℃。
（4）从图中可知乙烯的收集方法可以是排法。
（5）思考交流：
已知乙醇具有一定的还原性，根据氧化还原反应原理你认为在生成的乙烯气体中可能有哪些杂质气体，如何检验。
【课堂教学】
一、观看录像了解石油的炼制：
石油的分馏、石油的催化裂化的流程。
问：
将石油催化裂化的目的是获得。
石油的裂解的目的是获得。
二、乙烯
1.乙烯的分子结构
分子式；电子式；结构式，结构简式；
空间构型。
由于乙烯分子中有C＝C，所以乙烯是烃。
2.实验演示：
乙烯通入溴水、酸性高锰酸钾溶液、点燃乙烯气体
（问题交流）：
在自主学习中“乙烯气体中的二氧化硫杂质”能否用酸性KMnO4溶液或溴水来检验？
为什么？
（课堂讨论1）：
乙烷能否使酸性高锰酸钾褪色？
比较乙烯、乙烷分子结构，能否解释其性质差异？
（已知：
C－C的键能348KJ/mol,C＝C的键能615KJ/mol.）
3.乙烯的物理性质
（课堂讨论2）：
展示一瓶乙烯气体，通过观察、简单实验、推理计算你可以得出乙烯的哪些物理性质？
物理性质：
4.乙烯的化学性质
（1）氧化反应：
①使酸性高锰酸钾溶液褪色
配平方程式：
C2H4+KMnO4+H2SO4=CO2+K2SO4+MnSO4+H2O
②燃烧：
实验：
点燃集气瓶中收集的乙烯气体。
现象，
化学方程式。
（2）加成反应：
定义：
.
乙烯使溴水褪色：
是因为乙烯和溴分子发生了反应，方程式；
乙烯同样也可以和H2、HCl、H2O等发生加成反应，写出乙烯与H2、HCl、H2O反应化学方程式，;
.
（课堂讨论3）：
乙烯分子之间能否加成呢？
可以的话写方程式：
知识迁移：
仿照写出氯乙烯（CH2＝CHCl）聚合的反应
【知识拓展】加聚反应：
有机小分子化合物通过加成反应，结合成有机高分子化合物。
（课堂讨论4）：
（1）你能想出几种方法鉴别乙烯和乙烷?
（2）如何除去乙烷中混有的少量乙烯?
【知识拓展】（3）用一种试剂鉴别戊烷（ρ<1）、己烯、四氯化碳三种无色液体。
（4）要获得CH3CH2Cl有两种方法，方法一：
CH3CH3和Cl2取代，方法二：
CH2=CH2和HCl加成，哪种方法好？
为什么？
5.乙烯的用途：
【课后自主学习】内容：
乙炔的性质。
请同学们依据乙烯的性质，阅读课本P64的有关内容，课后自主学习完成下列问题。
1.书写乙炔分子的分子式、电子式、结构式、结构简式；
2.对比乙烯分子和乙炔分子的结构上相同点和不同点：
3．写出其燃烧的方程式，分别计算两分子中的含碳量，猜测比较其与甲烷、乙烯燃烧现象的差异。
4．能否使酸性高锰酸钾褪色？
5、写出乙炔与足量溴水、氢气（一定条件）反应方程式。
【课堂巩固反馈】
基础练习：
1.下列变化中，属于化学变化的是（）
A.石油的分馏B.裂解C.汽油的挥发D.干冰的升华
2.为了提高轻质油燃料（主要是汽油）的产量，在石油工业上采用的主要方法是（）
A.减压分馏B.酸洗C.催化裂化D.常压分馏
3.用下列试剂除去CH4中的C2H4，方法较好的是（）
A.溴水B.酸性高锰酸钾溶液C.氢氧化钠溶液D.四氯化碳
4.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧消耗氧气的物质的量（）
A.相等B.前者大C.后者大D.无法确定
【课后巩固反馈】
能力提高：
1.实验室测得乙烯和氧气的混合气的密度是氢气的14.5倍，则混合气中乙烯的质量分数为（）
A.25％B.27.6%C.72.4%D.75%
2.某烃的分子中有一个环状结构和两个双键，它的分子式可能是（）
A.C4H6B．C7H8C．C5H6D．C10H8
3.2L的乙烷和乙烯的混合气体，通入足量的溴水后，气体体积变为1L，则原混合气体的密度是同况下氢气密度的（）
A.15倍B.14.5倍C.14倍D.15.5倍
4.把mmolCH2CH2与nmolH2混合于密闭容器中，在适当的条件下，反应达到平衡时生成amol的C2H6，若将反应后的气体完全燃烧生成CO2和H2O，需要的氧气的物质的量是（）
A.3m＋nB.3m＋n/2C.3m＋3n＋n/2D.3m＋n/2－3a
拓展提高创新：
1.已知丁烷裂解可生成CH4、C2H6、C2H4、C3H6四种气体的混合气体，求此混合气体对H2的相对密度。
2.某混合气体2.24L（标况）由一种烷烃和一种烯烃组成，使其完全燃烧，将燃烧的产物通过浓硫酸后，浓硫酸质量增加4.05g，再通过碱石灰，碱石灰质量增加6.60g。
另取等量的混合气体，通过溴水，溴水质量增加1.05g。
（1）计算和分析判断混合气体是由哪两种烃组成？
（2）计算两种烃的物质的量比。
问题总结反馈：
（表格不够可以自己补充）
题号
原因
课后要求：
1、复习本课内容，完成自主学习的有关问题；2、预习：
《烯烃》内容，完成相应的预习问题。
专题3第一单元化石燃料与有机化合物
课时4乙烯烯烃
预习自主探究：
一、乙烯基础知识的复习：
1．乙烯的分子结构
2．乙烯的制法
⑴工业制法：
⑵乙烯的实验室制法：
3．乙烯的化学性质
（1）氧化反应：
①燃烧
②与酸性高锰酸钾溶液反应：
（2）加成反应：
乙烯和水、溴水、氢气、氯化氢加成：
（3）加聚反应：
二、烯烃
1.烯烃的概念
2.烯烃的通式：
当碳原子数一定时，每增加一个碳碳双键必减少两个氢原子，将烷烃和烯烃的分子组成比较可得，烯烃的通式应为。
我们所说的烯烃都是指分子中只含一个碳碳双键的不饱和烃，所以也叫单烯烃。
烯烃的通式为CnH2n，但通式为CnH2n的烃不一定是烯烃，如
其分子式为C4H8，符合CnH2n，但它不是烯烃。
不难发现在烯烃中碳氢原子个数比为1:
2，则碳的质量分数为一定值，是85.7%。
3.烯烃的性质
A.物理性质
名称
结构简式
常温
状态
熔点/℃
沸点/℃
相对密度
乙烯
CH2==CH2
气
－169
－103.7
0.566*
丙烯
CH3CH
CH2
气
－185.2
－47.4
0.5193
1—丁烯**
CH3CH2CH
CH2
气
－185.3
－6.3
0.5951
1—戊烯
CH2
液
－138
30
0.6405
1—己烯
CH2
液
－139.8
63.3
0.6731
1—庚烯
CH2
液
－119
93.6
0.6970
*乙烯的相对密度是－102℃时的数据
**丁烯前面的“1—”表示双键位于第一个碳原子和第二个碳原子之间
对于一系列无支链且双键位于第一个碳原子和第二个碳原子之间的烯烃，随着分子里碳原子数的增加，熔沸点逐渐，相对密度逐渐；n≤4的烯烃常温常压下都是气态，其他烯烃在常温常压下为液态或固态，烯烃的相对密度小于水的密度；不溶于水，易溶于有机溶剂等。
B.化学性质
由于烯烃的分子结构相似——分子里有一个碳碳双键，所以它们的化学性质与乙烯相似，如能发生加成反应、加聚反应、氧化反应等，可使溴的四氯化碳溶液及KMnO4酸性溶液褪色等。
事实上，烯烃不仅可以使溴的四氯化碳溶液褪色，而且可以使溴水褪色，也正是因为烯烃可以使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液以及溴水褪色而烷烃不能，所以可以利用此来鉴别烯烃与烷烃。
课堂教学：
一、烯烃的平面结构：
乙烯是六原子共平面的结构，那么下列分子中共平面的原子最多是多少，最少是多少？
CH2=CHCH3CH3CH=CHCH3
（CH3）2C=CHCH3（CH3）2C=C（CH3）2
二、烯烃的化学性质
（1）氧化反应
a.与酸性高锰酸钾溶液反应：
_________（能否）使酸性高锰酸钾溶液褪色
b.烯烃燃烧：
用通式写____________________________________（反应方程式）
（2）加成反应
如：
CH2=CHCH3+Br2→________________________
一定条件下：
CH2=CHCH3+H2→__________________________
CH2=CHCH3+HX→________________________
_
注意：
不对称加成规律：
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