考点12 认识有机化合物 烷烃 甲烷-2023-2024学年高一化学核心考点归纳与测试（人教版2019必修第二册）

考点12 认识有机化合物 烷烃 甲烷 【核心考点梳理】 一、甲烷的结构、存在、性质 1．甲烷是最简单的有机化合物，甲烷的分子式为CH4，电子式为，结构式为。 2．存在：甲烷是天然气、沼气、油田气、可燃冰和煤矿坑道气的主要成分。 3．分子结构 实验证明，甲烷分子具有正四面体空间结构，其中四个C—H键长度和强度相同，夹角相等。 4．甲烷的物理性质 颜色 状态 气味 密度(与空气相比) 水溶性 无色 气体 无味 比空气小 难溶于水 有机化合物必须含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO、CO2、碳酸及其盐等。 5．甲烷的化学性质 通常状况下，甲烷比较稳定，不与高锰酸钾等强氧化剂反应，也不与强酸、强碱、高锰酸钾等反应。但在特定的条件下，甲烷也会发生某些反应。 （1）氧化反应(燃烧) 化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。现象：甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。 （2）取代反应 实验装置 与操作 用排饱和食盐水法收集4/5体积的氯气和1/5体积的甲烷气体，用灯光照射瓶中的混合气体 实验现象 集气瓶内壁有油状液体出现，瓶中有少量白雾，且瓶内液面上升，饱和食盐水中有固体析出 实验 结论 CH4与Cl2需在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl(一氯代物)， CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl(二氯代物)， CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl(三氯代物)， CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl(四氯代物) 产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水 状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为油状液体 取代反 应概念 有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应 CH3Cl中3个H和1个Cl仍位于四面体的4个顶点，仍为四面体结构，但不是正四面体结构。 6．有机物种类繁多的原因 (1)碳原子间成键方式多样 ①碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)。 ②多个碳原子可以相互结合成链状，也可以结合成环状(且可带支链)，如下图所示。 ③碳原子还可以和__H、O、N、S、P、卤素__等多种非金属原子形成共价键。 (2)组成有机物的碳原子数目灵活 有机物分子中可能只含有1个或几个碳原子，也可以含有成千上万个碳原子。 例1．下列对有机化合物的认识正确的是 A．有机化合物都是共价化合物 B．有机化合物都含有碳、氢元素 C．有机化合物都具有同分异构现象D．有机物种类多是由碳原子的成键特征决定的 例2．下列关于有机物结构特点的说法中，正确的是（ ） A．CH4具有正四面体结构 B．碳原子之间只能形成C-C单键 C．含碳元素的物质都是有机物 D．碳原子之间只能形成碳链 例3．下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是 A．甲烷性质稳定，通常情况下不与强酸、强碱、氧化剂反应 B．甲烷分子中的四个氢原子都能被氯取代 C．甲烷的一氯代物只有一种 D．甲烷的二氯代物只有一种 【核心归纳】 1．甲烷与氯气的取代反应 反应物 甲烷与氯气(不能用氯水) 反应条件 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应 特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，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 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 2．在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n＋2＋X2CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。 3．有机物中碳原子的结构及成键特点 二、烷烃 1．烃：由碳、氢两种元素组成的有机化合物，称为碳氢化合物，又叫烃。 2．烷烃 (1)概念：碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和”，这一系列化合物被称为烷烃。 (2)烷烃结构上的特点 烷烃中碳碳结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链，如图所示。 3．烷烃的命名 (1)表示 碳原子数(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 n＞10 相应汉字数字 (2)碳原子数n相同，结构不同时，用正、异、新表示。 (3)举例：C6H14命名为己烷，C18H38命名为十八烷； C4H10的两种分子的命名： 无支链时：CH3CH2CH2CH3命名