高中化学课件：甲烷、乙烯和苯 化石燃料

[基础排查]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)甲烷与Cl2的反应和乙烯与Br2的反应属于同一反应类型
(×)
(2)1 mol CH4与1 mol Cl2在光照条件下反应，生成1 mol
CH3Cl气体
(× )
(3)甲烷和乙烯可用溴的四氯化碳溶液鉴别
(√)
(4)乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原理相同
[答案] D
[模型认知] 判有机物分子中原子共线、共面的思维方法 (1)抓牢“三个”基本结构
甲烷分子中所有原子一定不共平面，最多有3 个原子处在一个平面上，若用其他原子代替其 中的任何氢原子，所有原子一定不能共平面， 如CH3Cl所有原子不在一个平面上 乙烯分子中所有原子一定共平面，若用其他原 子代替其中的任何氢原子，所得有机物中所有 原子仍然共平面，如CH2===CHCl分子中所有 原子共平面
素养·应用达成
用模型认知法突破有机物分子中原子共线、共面的问题
[典例] (2019·全国卷Ⅲ)下列化合物的分子中，所有原子
可能共平面的是
()
A．甲苯
B．乙烷
C．丙炔
D．1,3-丁二烯
[解析] 甲烷是正四面体结构，甲苯、乙烷、丙炔中均有
甲基，所有原子一定不共平面。因为乙烯是平面形结构，碳碳
单键可以旋转，所以1,3-丁二烯中所有原子可能共平面。
解析：根据乙烯和苯的分子结构可知乙烯、氯乙烯分子结构 中所有原子一定共平面；苯乙烯分子结构中的所有原子可能
共平面；由甲烷的分子结构可知异戊烷( 有原子一定不在同一平面上。
)分子中所
答案：C
2．(思维建模能力)下列化合物的分子中，所有原子都处于同一
平面的有
()
①乙烷 ②甲苯 ③氟苯 ④四氯乙烯
A．①②
3．下列反应中，属于取代反应的是
()
催化剂 ①CH2===CH2＋H2O ――→ CH3CH2OH ②2CH3CH2OH＋O2C―u△―或→Ag2CH3CHO＋2H2O
光照 ③CH3CH2CH3＋Cl2――→CH3CHClCH3＋HCl
A．①②⑤ C．①③
B．③④ D．②④⑤
解析：①为加成反应；②为氧化反应；⑤为加聚反应。 答案：B
有 ③黑 苯烟 ：)_。__2_C__6H__6_＋__1_5_O_2_―_点_―_燃→__1_2_C__O_2_＋__6_H__2O_____ (火焰明亮并
带有浓烟)。
(3)取代反应 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。 ①甲烷与Cl2反应的化学方程式为
光照 _C_H__4_＋__C_l_2―__―__→__C_H__3_C_l_＋__H_C__l (第一步)
苯分子中所有原子一定共平面，若用其他原
子代替其中的任何氢原子，所得有机物中的
所有原子也仍然共平面，如溴苯( 中所有原子共平面
)分子
(2)把握“三步”解题策略
[对点训练]
1．(类比迁移能力)下列有机物分子中所有原子一定不在同一平
面内的是
()
A．乙烯 C．异戊烷
B．苯乙烯(
)
D．氯乙烯(CH2===CHCl)
结构式的简便写法，着重突出结 构特点(官能团)
球棍 模型
小球表示原子，短棍表示价键 (单键、双键或三键)
比例 模型
用不同体积的小球表示不同大小 的原子
[注意] 键线式：碳碳键用线段来体现。拐点或端点表示碳原 子，碳原子上的氢原子不必标出，其他原子及其他原子上的氢 原子都要标出。例如：丙烯、正丙醇的键线式分别为、
[注意] 甲烷与氯气反应的产物中HCl和CH3Cl为气体， CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体。
②苯的两个取代反应 a．卤代反应：苯与液溴发生溴代反应的化学方程式为
b．硝化反应的化学方程式为
[注意] 硝化反应中浓H2SO4的作用是催化剂和吸水剂，采用 水浴加热(50～60 ℃)方式进行。 (4)加成反应 有机物分子中的 不饱和 碳原子与其他原子或原子团直接结合生 成新的化合物的反应。
如以C6H14为例： 第一步：将分子中全部碳原子连成直链作为母链： C—C—C—C—C—C。 第二步：从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次 连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有 两种：
不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等 效，只能用一个，否则重复。 第三步：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，两甲基的位置依次相邻、相同，此时碳骨架结构有两种：
通式
CnH2n＋2(n≥1)
结构
链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列；碳原子 间以单键相连，其余价键均被氢原子饱和
特点
一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构； 1 mol CnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA
密度：随着分子中碳原子数的增加而增大，但都小于
物理 性质
水的密度；熔、沸点：随着分子中碳原子数的增加而 升高； 状态：气态→液态→固态，一般情况下，碳原子数小
高中化学课件：
甲烷、乙烯和苯 化石燃料
最新考纲 1．了解有机化合物中碳的成键特征。掌握常见有机反应类
型。 2．了解有机化合物的同分异构现象，能正确书写简单有机化
合物的同分异构体。 3．了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。 4．了解氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。 5．了解常见高分子材料的合成及重要应用。
3．(类比迁移能力)结构简式为 于同一平面的碳原子最多有 A．10个 C．8个
的有机物分子中，处
B．9个 D．6个
()
解析：该有机物分子结构中存在2个平面，即
，转动
①处的碳碳单键，使苯环所在的平面与碳碳双键所在的平
面重合时，该有机物分子中处于同一平面的碳原子最多为
10个，故A项正确。
答案：A
考点二
律。
3．同分异构体 (1)定义：具有相同的 分子式 ，但具有不同结构 的化合物互 称为同分异构体。 (2)常见烷烃的同分异构体 ①丁烷的同分异构体有2种，结构简式为：
；
②戊烷的同分异构体有3种，结构简式为： CH3CH2CH2CH2CH3、
(3)烷烃同分异构体的书写 烷烃只存在碳链异构，书写时应有序思维，避免重 复，一般采用“减碳法”。
(×)
(5)丙烯分子中所有原子都处于同一平面
(×)
(6)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯不能发生氧化
反应
(× )
(7)乙烯、苯、聚乙烯均含有碳碳双键
( ×)
2．下列化合物中既能发生取代反应，也能发生加成反应，还
能使酸性KMnO4溶液褪色的是
()
A．乙烷
B．聚乙烯
C．丙烯
D．苯
解析：乙烷与Cl2在光照条件下能发生取代反应，但不能发生
考点一
常见烃的结构与性质/
深化提能 素养再进阶
基础·自主落实
1．有机物
(1)有机物：通常指含碳元素的化合物。
(2)烃
①定义：仅含有 碳、氢 两种元素的有机化合物。 ②代表物：常见的烃有甲烷、乙烯、苯，分别是 烷烃 、
__烯__烃___和芳香烃的代表物。
2．常见烃的结构和物理性质
甲烷
乙烯
苯
结构简式 __C__H__4___ _C__H__2_=_=_=__C_H__2__
B．①③
C．②③
D．③④
解析：—CH3为四面体结构，乙烷和甲苯分子中都含有 —CH3，分子中所有原子不可能处于同一平面内。苯和乙烯均 为平面形结构，氟苯可看作苯分子中的一个H原子被F原子取 代形成的，四氯乙烯可看作乙烯分子中的四个H原子被四个Cl 原子取代形成的，则氟苯和四氯乙烯分子中所有原子均处于同 一平面内。 答案：D
同系物与同分异构体/
深化提能 素养再进阶
基础·自主落实
1．有机物中碳原子的成键特征
(1)碳原子的最外层有__4__个电子，可与其他原子形成 4 个 _共__价__键，而且碳碳原子之间也能相互形成 共价_键。 (2)碳原子不仅可以形成 单 键，还可以形成 双 键或 _三___键。
(3)多个碳原子可以相互结合形成碳链，也可以形成碳环，
于5的烷烃常温下呈气态
化学 性质
取代反应；氧化反应(燃烧)；分解反应(高温裂解)
(2)烷烃的习惯命名法 ①当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、 辛、壬、癸表示；当n＞10时，用汉字数字表示。 ②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。 例如：CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3称 为异戊烷，C(CH3)4称为新戊烷。
一种(有机化合物)
碳碳键 的变化
无变化
、—C≡C—等的不 饱和键断开
反应 特点
上一下一
断一加二
常用 试剂
举例
取代反应 X2、H2O
光照 CH3CH3＋Cl2――→ CH3CH2Cl＋HCl
加成反应 H2、X2、HX、H2O
CH2===CH2＋HX 催化剂 ――→ CH3CH2X
4．烷烃 (1)烷烃的结构与性质
(2)氧化反应
甲烷、乙烯和苯的燃烧反应的化学方程式： 点燃
①甲烷：___C_H__4＋__2_O__2_―_―__→__C__O_2_＋__2_H_2_O___ (淡蓝色火焰)。 点燃
②乙烯：__C_2_H_4_＋__3_O__2―__―__→__2_C_O__2_＋__2_H_2_O______ (火焰明亮且伴
加成反应，也不能使酸性KMnO4溶液褪色，A不符合题意；聚
乙烯不能发生加成反应，也不能使酸性KMnO4溶液褪色，B不 符合题意；丙烯能与Cl2在一定条件下发生取代反应，能与Br2 发生加成反应，还能使酸性KMnO4溶液褪色，C符合题意；苯
能与HNO3发生取代反应，也能与H2发生加成反应，但不能使
酸性KMnO4溶液褪色，D不符合题意。 答案：C
3．常见烃的化学性质 (1)稳定性 甲烷、苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，而乙烯性质 较活泼，可使二者褪色。 但应注意的是乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理不 相同，前者是发生了加成反应，后者是被酸性高锰酸钾溶 液氧化生成CO2。因此可用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙 烯，但不可用于除去甲烷中的乙烯。
①乙烯发生加成反应的化学方程式为
②苯与氢气加成的化学方程式为
③加聚反应：合成聚乙烯塑料的化学方程式为 催化剂
nCH2===CH2 ――→ CH2—CH2
(5)取代反应和加成反应的区别 取代反应
加成反应
反应物
含有易被取代的原子或 原子团
含不饱和碳原子的有机化 合物(含 、—C≡C—等)
生成物
两种(一般是一种有机化 合物和一种无机化合物)
碳链或碳环上还可以连有支链。
2．同系物 (1)定义：_结__构__相似，在分子组成上相差_一__个__或__若__干_个 __C_H__2 _原__子__团____的物质互称为同系物。 (2)烷烃同系物：分子式都符合CnH2n＋2(n≥1)，如CH4、
CH3CH3、
互为同系物。
(3)同系物的化来自百度文库性质相似，物理性质呈现一定的递变规
②位或③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。
4．有机物结构的表示方法(以乙烯为例)
电子 式
结构 式
结构 简式
CH2===CH2
用“.”或“×”表示原子最外层 电子成键情况的式子
①具有化学式所能表示的意义， 能反映物质的结构； ②表示分子中原子的结合或排列 顺序的式子，但不表示立体构型
。
[基础排查]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)丙烯的结构简式为CH2CHCH3
(×)
(2)1 mol乙烷分子中含有6 mol共价键
( ×)
(3)CH4、C2H6、C3H8互为同系物，都能与氯气发生取代反
应
(√ )
(4)相对分子质量相同的两物质一定互为同分异构体 (× )
(5)分子组成上相差1个CH2原子团的有机物不一定互为同系
光照 _C_H__3_C_l_＋__C_l_2―__―__→__C_H__2C__l2_＋__H__C_l (第二步)
光照 _C_H__2C__l2_＋__C_l_2―__―__→__C_H__C_l_3_＋__H_C__l ___ (第三步)
光照 __C_H__C_l_3_＋__C_l_2―__―__→__C_C__l4_＋__H__C_l_____ (第四步)
________
结构特点
只含单键的 饱和烃
含碳碳双键的 不饱和烃
立体构型 正___四__面___体__形__
_平___面__形____
苯环含有介于碳碳 单键和碳碳双键之 间的独特的键
_平__面___正__六__边___形___
物理性质
无色气体，难溶于水
无色、具有特殊气 味的液体，密度比
水小，难溶于水