2018山东科技版化学高考第一轮复习——认识有机化合物(学案含答案)

一. 教学内容：
高考第一轮复习《化学必修2》
第3章重要的有机化合物
第1节认识有机化合物
1. 有机物
2. 甲烷、有机物的性质
3. 烷烃、有机物的结构特点
二. 教学目的
1、认识有机化合物种类繁多的原因
2、掌握甲烷的化学性质，了解取代反应的概念
3、了解甲烷的结构，认识同分异构现象和有机化合物分子结构的多样性
4、会书写1~4个碳原子烷烃的结构式、结构简式，认识有机化合物分子具有立体结构。

三. 重点和难点
1、甲烷的性质，取代反应。

2、同分异构体，有机物结构的多样性。

四. 考点分析
本节内容在高考中的主要考查点是；
1. 甲烷的分子结构和化学性质，取代反应。

2. 同分异构现象和同分异构体。

3. 烷烃同分异构体的书写和判断。

4. 有机化合物分子的立体结构。

五. 知识要点
有机化合物在自然界中广泛存在，与人类的生活、生产紧密关联。

有机化合物种类繁多、结构复杂、性质各异。

本节内容是以甲烷结构和性质为例初步介绍有机物的性质和有机化合物结构的多样性。

（一）有机物和烃
1. 有机物
（1）概念：含碳的化合物叫有机物（CO、CO2、H2CO3及碳酸盐等属于无机物）。

（2）元素组成：除含碳元素外常含有氢、氧、氮、硫、磷及卤素等。

2. 烃
仅含有碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物，也称为烃。

组成最简单的烃为甲烷。

（二）甲烷
1. 分子组成及结构
甲烷的化学式为：4CH 。

其电子式为：H C H H H
⋅
⋅
⨯⨯⋅⋅
⨯⨯，结构式为：H C H |H H
|——，结构简式为：4CH 。

甲烷分子是正四面体构型，碳原子位于中心，四个氢原子位于顶点，四个H C —键完全相同。

2. 物理性质 甲烷是无色、无味、极难溶于水的气体，密度比空气的密度小（填“大”或“小”），是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。

3. 化学性质 甲烷在通常情况下性质较稳定，与强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂都不反应。

（1）氧化反应 甲烷在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，无烟，产物为2CO 和O H 2，1mol 甲烷完全燃烧可以放出890kJ 热量，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。

其化学方程式为： （2）取代反应 ①概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫取代反应。

②甲烷可以和卤素（2Cl 、2Br 、2I ）发生取代反应：
第一步：HCl Cl CH Cl CH 324+−−→−+光
第二步：HCl Cl CH Cl Cl CH 2223+−−→−+光 第三步：HCl CHCl Cl Cl CH 3222+−−→−+光 第四步：HCl CCl Cl CHCl 423+−−→−+光
注意：
a. 反应的条件：光亮处（室温冷暗处不反应，日光直射会发生爆炸）。

b. 反应物的要求：甲烷和卤素单质的水溶液不反应。

卤素单质一般选用2Cl ，2F 与4CH 反应太剧烈，而2Br 、2I 与4CH 反应过于缓慢。

c. 取代特点：逐步取代，即4CH 分子中的氢原子被氯原子逐步替代。

d. 产物的特点：一般得到Cl CH 3、22Cl CH 、3CHCl 、4CCl 四种取代产物的混合物。

③甲烷的四种氯代物的性质 Cl CH 3叫一氯甲烷，无色气体。

22Cl CH 叫二氯甲烷，无色油状液体。

3CHCl 叫三氯甲烷，俗称氯仿，无色油状液体，重要有机溶剂。

4CCl 叫四氯甲烷，又叫四氯化碳，无色油状液体，重要有机溶剂，不溶于水，密度比
水大。

（三）烷烃 1. 烷烃 （1）概念 烃分子中的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已充分利用，达到“饱和”。

这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。

（2）结构特点
①分子里碳原子与碳原子之间都是单键，碳原子剩余的价键全部跟氢结合； ②链状（可能有支链）；
③烷烃分子中，以任意一个碳原子为中心都是四面体结构。

所以，烷烃分子中的碳原子并不在一条直线上，而是呈锯齿状排列。

（3）烷烃的通式：)1n (H C 2n 2n ≥+
（4）物理性质
随碳原子数的增加，呈规律性的变化。

即熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大。

①所有烷烃均难溶于水且密度比水小。

②常温下的状态：1C ~4C 为气态，5C ~16C 为液态，17C 以上为固态。

（5）化学性质
烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，不与强酸、强碱及强氧化剂反应，但在一定条件下可燃烧，可发生取代反应和分解反应。

烷烃（2n 2n H C +）的燃烧通式为： 2. 同系物
（1）概念
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个2CH 原子团的物质互称为同系物
（2）烃基
烃分子去掉一个氢原子后剩余的部分叫烃基，如4CH 去掉一个3CH :H —称为甲基，乙烷33CH CH —去掉一个——23CH CH :H 称为乙基。

基是有机物分子中的一个组成部分，不是单独的分子，不能单独存在。

3. 烷烃2n 2n H C +的命名——习惯命名法 （1）10n ≤：从一到十依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示； （2）10n >用数字来表示；
（3）当碳原子数相同时：某烷（碳原子数）前面加“正”、“异”、“新”等。

“正”——无支链的烷烃称“正某烷”。

“异”——在碳链的一端含有异丙基——3
CH |3CH CH 结构（即一个碳原子上连有两个甲
基）的烷，称异某烷。

“新”——在碳链的一端含有叔丁基——|
CH CH |333C CH 结构（即在碳链一端一个碳原子上
连有3个甲基）的烷叫新某烷。

（四）同分异构现象和同分异构体 1. 概念 （1）同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的现象。

（2）同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

2. 同分异构体的书写方法 例如：写出125H C 的同分异构体。

（1）写出没有支链的主链 （2）写出少一个碳原子的主链，将这一个碳原子作为支链，在主链上移动位置 （3）写出少两个碳原子的主链，将这两个碳原子作为支链在主链上移动位置 注意：判断某烃的一氯取代物的同分异构体的种数时，首先要观察烃的结构是否具有对称性。

一般说来，结构对称的烷烃有以下一些值得注意。

甲烷 乙烷 新戊烷
2，2，3，3-四甲基丁烷
它们的一氯代物均只有一种。

【典型例题】
例1. 将盛满4CH 和2Cl 混合气体的试管，倒立于盛有饱和食盐水的水槽中，在漫射日光的作用下，推测所能观察到的实验现象有： （1）______________________________________________________________________； （2）______________________________________________________________________； （3）______________________________________________________________________； （4）______________________________________________________________________。

分析：4CH 和2Cl 是漫射日光作用下反应，生成Cl CH 3、22Cl CH 、3CHCl 、4CCl 和HCl 的混合物。

由于2Cl 逐渐被消耗，所以气体的黄绿色变浅。

由于生成的22Cl CH 、3CHCl 、4CCl 均为不溶于水的油状液体，所以试管内壁附着油滴。

由于生成的产物只有Cl CH 3和
HCl 为气态，而HCl 又易溶于水，所以反应中气体体积逐渐减小，试管压强减小，水位上升。

生成的HCl 溶于水，使水中 Cl 浓度增大，NaCl 的溶解平衡向析出NaCl 固体的方向移动，而析出少量NaCl 晶体。

答案：（1）气体黄绿色变浅 （2）试管内壁内附着油滴 （3）试管内水位上升 （4）水槽中有少量晶体析出 例2. 下列说法中正确的是（ ） A. 有机物都是从有机体中分离出来的物质
B. 有机物都是共价化合物
C. 有机物不一定都不溶于水
D. 有机物不具备无机物的性质
分析：A 不正确，从无机体中也能提取有机化合物。

B 不正确，有机物分子里各原子大都以共价键结合为共价化合物，但也有形成离子键的离子化合物，如COONa CH 3、
43COONH CH 等。

C 正确，有机化合物大多数不溶于水，但也有溶于水的，如乙醇、乙酸、
葡萄糖等。

D 不正确，有机化合物与无机化合物性质差别较大，但有些有机化合物也具有某些无机化合物的性质，如乙酸（COOH CH 3）具有酸性等。

答案：C 。

例3. 能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是（ ） A. 甲烷的四个碳氢键的键能相等
B. 甲烷的四个碳氢键的键长相等
C. 甲烷的一氯代物只有一种
D. 甲烷的二氯代物只有一种
分析：甲烷的结构式为H C H |
H H |——，其空间分子构型可能有两种。

①为平面正方形结
构，②为空间正四面体结构。

无论是①还是②的空间构型，A 、B 、C 都是成立的。

或者说A 、B 、C 成立并不能证明甲烷分子空间构型是①还是②。

若是构型①，则二氯甲烷有两种结构；若是构型②，则二氯甲烷只有一种结构。

答案：D 。

例4. 下列性质中，属于烷烃特征性质的是（ ）
A. 完全燃烧产物只有二氧化碳和水
B. 它们几乎不溶于水
C. 它们是非电解质
D. 分子的通式为2n 2n H C +，与氯气发生取代反应
分析：A 是烃、烃的含氧衍生物共有的性质，不只是烷烃的性质；B 、C 是大多数有机物的性质，只有烷烃符合通式2n 2n H C +，特征性质是与卤素在光照下发生取代反应，应选D 。

答案：D 。

例5. 下列说法正确的是（ ） A. 凡是分子组成相差一个或几个2CH 原子团的物质，彼此一定是同系物
B. 两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则二者一定是同分异构体
C. 相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体
D. 组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体 分析：（1）分子组成相差一个或若干个2CH 原子团的物质，其分子结构不一定相似，如23CH CH CH =—与2
222CH |CH CH |
CH ——。

A 说法错误。

（2）若两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同。

最简式相同的化合物可能是同分异构体，也可能是非同分异构体，如()3223CH CH CH 、
()233CH CH CH ，22CH CH =、32CH CH CH —=。

B 说法错误。

（3）相对分子质量相同的物质是很多的，如无机物中的42SO H 和43PO H ，又如有机物里的O H C 62（乙醇）与22O CH （甲酸），这些物质都具有相同的相对分子质量，但由于它们的分子组成不同，所以它们不是同分异构体。

C 说法错误 。

（4）当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式一定相同，因此这样的不同化合物互为同分异构体。

答案：D 。