内容正文:
7.1 认识有机化合物(讲练)
考点一 有机化合物中碳原子的成键特点
有机物种类繁多的原因
(1)碳原子所成价键多:有机化合物中,碳原子最外层有4个单电子,可以形成4个共价键,比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。
(2)碳原子成键方式多样:含有多个碳原子的有机化合物,碳原子间成键方式较多,可以形成单键,也可以形成双键或三键。
(3)碳骨架多样:碳原子间所成骨架有多种,可以是直链,也可以成环,也可以带支链。
(4)成链原子及种类多而灵活:有机物分子中碳原子可以与一个或若干个碳原子成键,也可以和其他原子成键,数目不等。
【例1】(2023·新疆伊犁)科学家明确发现了木卫二存在恒温的海洋和有机分子,据分析土卫二形成在数十亿年前,很有可能存在微生物或已经有了更智慧的海洋生物,只是没被人类发现。下列有关有机物说法正确的是
A.有机物种类繁多的主要原因是有机物分子结构十分复杂
B.烃类分子中的碳原子与氢原子是通过非极性键结合的
C.烷烃的结构特点是碳原子之间通过单键结合,剩余价键均与氢原子结合
D.同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的唯一原因
【变式】
1.(2023·安徽)目前,人们在自然界中发现的物质和人工合成的物质已超过1亿种,其中绝大多数都是有机化合物,而且新的有机物仍在源源不断地被发现或被合成出来。下列有关碳元素形成的有机化合物种类繁多的原因叙述不正确的是
A.常温下碳原子的性质活泼,容易跟多种原子形成共价键
B.碳原子之间既可以形成稳定的单键,又可以形成双键和三键
C.碳原子可以跟碳原子或其他原子形成4根共价键
D.多个碳原子之间可以结合成碳链,也可以结合成碳环
2.(2023山东)下列关于有机化合物中碳原子的成键特点的说法错误的是
A.碳原子最外层有4个电子,决定其在反应中既不容易得到电子也不容易失去电子
B.碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳链,也可以形成碳环,且还可以含有支链
C.碳原子与碳原子之间可以形成碳碳单键,也可以形成碳碳双键、三键和四键
D.有机物分子中可以含有1个碳原子,也可以含有几个甚至成千上万个碳原子
4.(2023·陕西咸阳)下列有机物分子中碳原子的结合方式不正确的是
A.B. C. D.
考点二 烷烃
1.烷烃的通式:链状烷烃中的碳原子数为n,氢原子数就是2n+2,分子通式可表示为CnH2n+2
2.物理性质
(1)状态:一般情况下,1~4个碳原子烷烃(烃)为气态,5~16个碳原子为液态,16个碳原子以上为固态
(2)溶解性:烷烃不溶于水,易溶于有机溶剂
(3)熔沸点:随着烷烃分子中碳原子数增加,相对分子质量增大,范德华力逐渐增大,烷烃分子的熔、沸点逐渐升高;分子式相同的烷烃,支链越多,熔、沸点越低,如熔、沸点:正丁烷>异丁烷
(4)密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐增加;烷烃的密度都小于水的密度
3.烷烃的化学性质 (烷烃的化学性质与甲烷相似,化学性质比较稳定,常温下不与跟强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂等不反应)
(1)烷烃的氧化反应——燃烧反应:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
①丙烷的燃烧:CH3CH2CH3+5O23CO2+4H2O
②在空气或氧气中点燃烷烃,完全燃烧的产物为CO2和H2O,相但在同状况下随着烷烃分子里碳原子数的增加往往会燃烧越来越不充分,使燃烧火焰明亮,甚至伴有黑烟
(2)烷烃的取代反应:CnH2n+2+X2CnH2n+1X+HX,CnH2n+1X可与X2继续发生取代反应
①反应条件:反应条件为光照,其光照为漫射光,强光直射易发生爆炸。
②反应物:反应物为卤素单质,如甲烷与氯水、溴水不反应,但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。
③数量关系
CH4与Cl2发生取代反应时,每有1 mol H被取代,则消耗1 mol Cl2,同时生成1 mol HCl,即n(Cl2)=n(H)=n(HCl)。1 mol CH4与Cl2发生取代反应,最多消耗4 mol Cl2。
(3)烷烃的分解反应(高温裂化或裂解)——应用于石油化工和天然气化工生产中
烷烃受热时会分解,生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃,如:C16H34C8H16+C8H18
【例2-1】(2023·四川南充)下列物质:①正丁烷、②异丁烷、③正戊烷、④四氯化碳,其沸点排列顺序正确的是
A.③>①>②>④B.④>③>②>① C.④>③>①>② D.②>①>④>③
【例2-2】(2024·黑龙江)下列关于烷烃性质的叙述正确的是
A.常温下它们都为气体 B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.与氯气在光照下发生取代反应 D.与溴水中的溴发生取代反应
【变式】
1.(2023下·湖北武汉)下列五种有机物:① ② ③ ④ ⑤,其沸点按由高到低的顺序排列正确的是
A.①⑤②③④B.②③④⑤① C.⑤②①③④ D.④①②