内容正文:
专题04 烃
考点01 甲烷及烷烃
考点04 苯及其同系物
考点02 乙烯及烯烃
考点05 各类烃的比较
考点03 乙炔及炔烃
考点06 有机物分子中的共面、共线问题
01甲烷及烷烃
一、甲烷的结构及性质
1、甲烷的存在:天然气、沼气、煤层气的主要成分是甲烷。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底。
2、甲烷的物理性质:无色、无味、极难溶于水、密度比空气的气体。
3、甲烷分子的组成与结构
分子式
电子式
结构式
结构简式
球棍模型
空间充填模型
CH4
CH4
结构特点
CH4空间构型为_______结构,C原子位于正四面体的_______,4个H原子分别位于正四面体的4个_______上,4个C—H键的键长、键角、键能完全相同,键角为_______
4、甲烷的化学性质:(一般情况下,化学性质很稳定,跟强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂等不反应)
(1)甲烷的氧化反应——燃烧反应
甲烷与氧气燃烧的化学方程式:____________________________
【注意】
①甲烷是优良的气体燃料,通常状况下,1 mol甲烷在空气中完全燃烧,生成二氧化碳和水,放出890 kJ热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源。
②点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在5%~15.4%(体积)范围内时,遇火花将发生爆炸。
③煤矿中时常发生_______爆炸,这与CH4气体爆炸有关。为了保证安全生产,必须采取通风,严禁烟火等措施。
(2)甲烷的取代反应
①实验探究
实验过程
取两支试管,均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管CH4和半试管Cl2,分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上,另一试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置,比较两支试管内的现象
实验装置
A B
实验现象
A装置:试管内气体颜色逐渐变_______;试管内壁有_______状液滴出现,试管中有少量_______生成,且试管内液面_______,水槽中有固体析出
B装置:无明显现象
实验结论
CH4与Cl2在光照时才能发生化学反应
②反应的机理
③化学反应方程式
CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl
④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叫做取代反应
【注意】
①反应条件:光照(漫散光照射),在室温暗处不发生反应,但不能用日光或其他强光直射,以防爆炸。
②对反应物状态的要求:CH4和氯气,因此甲烷和溴蒸气、碘蒸气在光照条件下也能发生取代反应,CH4与氯水、溴水则不反应。
③CH4与Cl2的取代反应为连锁反应,各步反应同时进行,即第一步反应一旦开始,后续反应立即进行,因此产物复杂,五种产物都有,但HCl最多。
④甲烷四种取代产物性质见下表
CH3Cl
CH2Cl2
CHCl3
CCl4
名称
一氯甲烷
二氯甲烷
三氯甲烷
四氯甲烷
俗称
——
——
氯仿
四氯化碳
状态
气态
液态
液态
液态
结构式
空间构型
四面体
四面体
四面体
正四面体
密度
——
大于水
大于水
大于水
用途
麻醉剂
——
溶剂
溶剂、灭火剂
⑤取代反应的特点是“上一下一,有进有出”,类似无机反应中的复分解反应,注意在书写化学方程式时,防止漏写产物中的小分子。
(3)甲烷的受热分解:CH4C+2H2 (分解温度通常在1000°C以上,说明甲烷的热稳定性很强)。
二、烷烃的结构和性质
1、烷烃的结构特点
(1)典型烷烃分子结构的分析
名称
结构简式
分子式
碳原子的杂化方式
分子中共价键的类型
甲烷
乙烷
丙烷
正丁烷
正戊烷
(2)烷烃的概念:有机化合物中只含有碳和氢两种元素,分子中的碳原子之间都以单键结合,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”,称为饱和烃,又称烷烃
(3)烷烃的结构特点
①烷烃的结构与甲烷相似,分子中的碳原子都采取_______杂化,以______________方向的_______杂化轨道与其他______________结合,形成_______键。分子中的共价键全部是_______。
②它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个_______原子团。像这些结构相似、分子组成上相差一个或若干个_______原子团的化合物称