内容正文:
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百分含量增大,变量不变是平衡。
(3)①恒容容器中,压强不变即气体的总物质的量不变,该反
应前后气体物质的量为变量,变量不变是平衡。
②ρ=
m
V
,有固体反应物,随着反应正向进行气体总质量增
加,恒容容器体积不变,密度为变量,变量不变是平衡。
③反应前后气体的总物质的量发生变化,变量不变是平衡。
④M=CO%×28+CO2%×44,气体的平均相对分子质量
为变量,变量不变是平衡。
⑤所有气体都无色,不能证明达到平衡状态。
⑥既不是正、逆反应速率相等,也不是变量不变,与化学平衡
判断无关。
⑦随着反应正向进行,反应物气体百分含量减小,产物气体
百分含量增大,变量不变是平衡状态。
(4)①恒容容器中,压强不变即气体的总物质的量不变,该反
应前后气体物质的量为变量,变量不变是平衡。
②ρ=
m
V
,有固体反应物,随着反应正向进行气体总质量增
加,恒容容器体积不变,密度为变量,变量不变是平衡。
③反应前后气体的总物质的量发生变化,变量不变是平衡。
④M=NH3%×17+CO2%×44,由于NH3 与CO2 比值固
定,即混合气体中二者百分比固定,气体的平均相对分子质
量为定值,不能证明达到平衡状态。
⑤所有气体都无色,不能证明达到平衡状态。
⑥既不是正、逆反应速率相等,也不是变量不变,与化学平衡
判断无关。
⑦由于NH3 与CO2 比值固定,即混合气体中二者百分比固
定,不能证明达到平衡状态。
典例6 (1)2.2mol 1.2mol (2)2X(s)+5Y(g) 2P(g)+
3Q(g) (3)0.125mol·L-1·min-1 25.5% (4)cd
【解析】根据 Y 在2min末和3min末的物质的量都为
2.7mol,可知2min末反应已经达到平衡状态,根据X从起
始到2min末物质的量增大、P从起始到2min末物质的量减
小,可知反应从右向左进行。要注意X为固体,2min内X
的物质的量变化为0.2mol,P的物质的量变化为0.2mol,
v(P)∶v(Y)=2∶5即P与Y的化学计量数之比为2∶5,
2min内v(Q)=0.075mol·L-1·min-1,可推出Q的物质
的量变 化 为0.075 mol·L-1·min-1×2 min×2L=
0.3mol,相同时间内的物质的量变化量之比等于化学计量数
之比,则反应的方程式为2X(s)+5Y(g) 2P(g)+3Q(g)。
设Y初始的物质的量为n,将物质的量关系代入三段式:
2P(g)+3Q(g) 2X(s)+5Y(g)
起始/mol:1.0 1.5 0.5 n
转化/mol:0.2 0.3 0.2 0.5
平衡/mol:0.8 1.2 0.7 2.7
(1)n(Y)=2.7mol-0.5mol=2.2mol,2min末时n(Q)=
1.2mol。
(2)反应的化学方程式为2X(s)+5Y(g) 2P(g)+3Q(g)。
(3)根据相同时间内的速率之比 等 于 化 学 计 量 数 之 比,
用Y表示2min内的反应速率为v(Y)=
5
3v
(Q)=
5
3×
0.075mol·L-1·min-1=0.125mol·L-1·min-1(或用定
义式:0.5mol
2L×2min=0.125mol
·L-1·min-1);2min末,
Q在混合气体的体积分数为
1.2mol
2.7mol+0.8mol+1.2mol×
100%=25.5%。
(4)a.X为固体,不能用单位时间内X的浓度变化量表示平
均速率,错误。
b.向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),会导致体系压强
增大,但参加反应的气体的浓度不变,反应速率不变,错误。
c.M=
m
n
,反应前后气体的物质的量不变,但由于有固体参
与反应,反应过程中气体质量发生变化,平均相对分子质量
为变量,变量不变是平衡,正确。
d.ρ=
m
V
,反应前后气体质量发生变化,容器体积不变,混合
气体的密度为变量,变量不变是平衡,正确。
e.反应前后气体的物质的量不变,则无论是否达到平衡状
态,混合气体的压强都不变,无法判断是否达到平衡状态,
错误。
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
一、有机化合物中碳原子的成键特点
①4 ②4 ③单 ④双 ⑤三 ⑥链状 ⑦环状
二、烷烃
①CnH2n+2 ②十八 ③正 ④异 ⑤新 ⑥结构 ⑦CH2
⑧相同的分子式 ⑨不同结构 ⑩不发生 nCO2+
(n+1)H2O 上升 气体
典例1 A 【解析】A.氢键的本质是有孤电子对的N、O、F
吸引与N、O、F相连的 H,烷烃中有 H但是与C相连,二者
间共价键极性不够大,烷烃中的 H不会与 H2O中的O形成
氢键,烷烃分子极性较小(很多为非极性分子),难溶于水且
密度小于水,错误。B.随着碳原子数增加,烷烃的相对分子
质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,沸点逐渐升高,因此沸
点:戊烷>丁烷>丙烷,正确。C.汽油是液态的混合烃,与水
在外观上相似,都是无色液体,但由于汽油难溶于水且密度
◀022
比水小,将一滴汽油滴入水中会分层悬浮在水面上方,反之
将一滴水滴入汽油中会分层沉在汽油下方,现象不同可鉴
别,正确。D.碳原子数为1~4的烃常温下为气态,碳原子数
为5~16的烃常温下为液态(新戊烷常温下气态),碳原子数
为17及以上的烃常温下为固态,由信息知石蜡的成分是碳
原子数为18~30的烷烃,常温下为固态,正确。
典例2 C 【解析】A.天然气、沼气、煤矿坑道气的主要成
分都是甲烷,天然气是不可再生能源,沼气是可再生能源,正
确。B.甲烷燃烧放出大量热,是一种很好的气体燃料,可燃
气体在一定浓度范围内点燃会发生爆炸,点燃前都需验纯,
正确。C.甲烷分子是正四面体形,但共价键不是连接四个顶点,
而是从中心的碳原子连接到顶点的氢原子,键角为109°28'(白
磷P4 分子也是正四面体,但键角为60°),错误。D.烷烃的化
学性质较稳定,甲烷不与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂
发生反应,但可以燃烧,燃烧时烷烃被氧化,正确。
典例3 C 【解析】A.甲烷和氯气发生取代反应,必须在光
照条件下进行,此处光照为漫射光,强光照射会有爆炸危险,
错误。B.常温下,CH3Cl是气体,试管内壁的油状液滴物主
要包 括 CH2Cl2、CHCl3、CCl4,会 溶 有 部 分 CH3Cl,错 误。
C.发生取代反应生成的 HCl溶于饱和氯化钠溶液后,降低
NaCl溶解度,析出NaCl晶体,正确。D.甲烷和氯气反应生
成的CH3Cl为气体,其他有机产物均为液态,且生成的 HCl
溶于水,因此甲烷和氯气的反应为气体物质的量减少的反
应,反应后液面上升,但产物中仍有难溶于水的CH3Cl气
体,液体不能充满整个试管,错误。
典例4 B 【解析】A.烷烃分子中的C H是极性键,C C
是非极性键,化学式为CxHy 的烃中原子最外层电子数共有
(4x+y)个,共用电子对为 2x+
y
2
æ
è
ç
ö
ø
÷ 个,错误。B.烷烃全都
不能使酸性 KMnO4 溶液褪色,没有例外,正确。C.正丁烷
和异丁烷分子中都有3个C C、10个C H,通式CnH2n+2
的烷烃分子中的C C数目为(n-1),C H数目为(2n+2),
互为同分异构体的烷烃分子中共价键数目相等,错误。D.烷
烃(或烷基)在光照(或加热)下可与氯气(或溴蒸气)发生取
代反应,分子通式为CnH2n+2的烃分子中碳与碳之间一定是
单键,且碳的其他共价键一定与氢相连,肯定是烷烃,错误。
典例5 B 【解析】A.有4个碳原子的烷烃称为丁烷,其中
没有支链的是正丁烷,有支链的是异丁烷,正确。B.戊烷一
共有5个碳原子,可以写出3种碳骨架结构,对应的物质分
别称为正戊烷、异戊烷、新戊烷,错误。C.烷烃的习惯命名通
常只点明分子内碳原子个数,对于有同分异构体的烷烃,同
一名称可能代表多个结构,例如十五烷只表明分子中有15
个碳原子,事实上存在多种同分异构体,正确。D.C8H18的习
惯命名为辛烷,正确。
典例6 ⑥⑦⑧
【解析】①不同碳原子数的烷烃一定是同系物,相同碳原子
数、不同结构的烷烃互为同分异构体而非同系物,错误。
②化学性质相似,但组成上不一定相差一个或若干个CH2
原子团,不一定是同系物,错误。
③分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的有机物不一
定结构相似,不一定是同系物,错误。
④若烃中碳、氢元素的质量分数相同,说明它们最简式相同,
烯烃与环烷烃的通式都是CnH2n,最简式为CH2,但二者结
构不相似,不是同系物,错误。
⑤两种有机物相对分子质量相差14n不一定结构相似,不一
定是同系物,错误。
⑥借助商余法计算分子中碳原子个数,用相对分子质量除以
碳原子的相对原子质量,整数为碳原子个数,余数为氢原子
个数,根据具体情况做出调整,30÷12=2…6,分子式为
C2H6,即乙烷,58÷12=4…10,分子式为C4H10,即丁烷,二
者为碳原子个数不同的烷烃,互为同系物,正确。
⑦采用减碳法数烷烃的同分异构体,详见总结,分子式为
C7H16的烷烃一共有9种同分异构体,正确。
⑧借助商余法计算72÷12=6,显然烃分子不可能只有碳没
有氢,调整成5…12,该分子为C5H12,即戊烷,有3种同分异
构体,正确。或借助烷烃的通式CnH2n+2计算,即12n+2n+
2=72,n=5,得出相同结果。
典例7 C 【解析】A.在数烷烃一氯代物时需先考虑碳链
异构,再考虑位置异构。可以用基元法或等效氢法:基元法
需记住甲基~戊基的种类数,烷烃一取代物种类与相应基团
种类数相等,即戊基有8种,戊烷的一氯代物也有8种;或借
助等效氢法,正戊烷分子中有3种不同化学环境的 H,其一
氯代物有3种,异戊烷分子中有4种不同化学环境的 H,其
一氯代物有4种,新戊烷有1种化学环境的 H,其一氯代物
有1种,共8种,二者结论一致。二氯代物用“定一移一”的
方法判断,即先考虑碳链异构,将一个氯原子放在碳链上不
同的位置构成新的骨架,挪动另一个氯原子的位置来确认最
终数量,要注意对称轴以及避开已经数过的位置,避免重复,
数法见图,二氯代物有21种,正确。
023 ▶
B.根据碳原子成键数目可知,立方烷分子中每一个碳原子上
还连有1个氢原子,分子式为C8H8,借助“定一移一”的方
法,两个氯原子的位置可以是在同一条棱两端的碳上、面对
角线两端的碳上、体对角线两端的碳上,共3种,借助换元法
可知,C8H6Cl2 有3种同分异构体,则C8H2Cl6 也有3种同
分异构体,正确。C.2,3-二甲基丁烷分子中有2种化学环境
的氢,故一氯代物有2种,借助“定一移一”确认其二氯代物
有6种(如图所示),错误。
D.①的二氯代物有4种,②的二氯代物有7种,如图所示,正确。
第二节 乙烯与有机高分子材料
一、乙烯
①难 ②120° ③黑烟 ④褪色 ⑤CH2BrCH2Br
⑥CH3CH2OH ⑦CH2 CH2 ⑧单体 ⑨链节
⑩聚合度 催熟
三、有机高分子材料
①棉花 ②羊毛 ③塑料 ④合成橡胶 ⑤天然 ⑥合成
典例1 (1)CH3CH2OH
(2)CH2 CH2 +HCl
催化剂
△
→CH3CH2Cl 加 成 反 应
CH3CH3+Cl2
光照
→CH3CH2Cl+HCl 取代反应
(3)溴水,将气体通入溴水洗气 (4)5 C
(5)nCH2 CH2
催化剂
→CH2 CH2 白色污染
【解析】烃A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发
展水平,还是一种植物生长调节剂,故A为CH2 CH2 ,乙烯
与氢气发生加成反应生成B,则B为CH3CH3,与水发生加
成反应生成D,则D为CH3CH2OH,发生加聚反应生成高分
子化合物E,则E为CH2 CH2 。
(1)D 为 乙 烯 与 水 加 成 得 到 的 乙 醇,其 结 构 简 式 为
CH3CH2OH。
(2)B为乙烯与氢气加成得到的乙烷,乙烷可以在光照条件
下与氯气发生取代反应,取代产物有多种,根据乙烯通过反
应②转化为C,推知C为一氯乙烷(工业制备一氯乙烷为保
证产 率,通 常 采 用 乙 烯 与 HCl加 成),则 ② 的 反 应 为
CH2 CH2 +HCl
催化剂
△
→CH3CH2Cl,是加成反应,⑤的反应
为CH3CH3+Cl2
光照
→CH3CH2Cl+HCl,是取代反应。
(3)除去乙烷中混有的乙烯可以用溴水,借助乙烯与溴水加
成生成液态的1,2-二溴乙烷与气态的乙烷分离,酸性高锰酸
钾会将乙烯氧化成CO2 引入新杂质,乙烷易溶于CCl4 造成
损失,因此不用酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液。
(4)C6H14符合烷烃的通式,是乙烷的同系物,其碳骨架结构
有如图5种。
(5)A生成E是由乙烯生成聚乙烯的加聚反应,化学方程式
为nCH2 CH2
催化剂
→ CH2 CH2,聚乙烯可用作塑
料薄膜、食品包装袋等,大量使用会造成白色污染。
典例2 D 【解析】A.聚乙烯是高聚物,也称高分子化合
物,由于聚合度不同,高分子化合物其实是混合物,要与“单
质、化合物”里的化合物区分一下,错误。B.乙烯分子中有碳
碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,加聚生成聚乙烯后
碳碳双键被打开,聚乙烯分子中没有碳碳双键,不能使酸性
高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液褪色,错误。C.聚乙烯性
质并不活泼,不能与强酸、强碱、强氧化剂等发生反应,自然
条件下降解需要花费两三百年,只有一种单体的高聚物的链
节与单体是相对应的,乙烯有两个碳,聚乙烯的链节也有两个
碳,应为 CH2 CH2 ,错误。D.乙烯和聚乙烯的最简式都
是CH2,完全燃烧等质量的CH2 消耗的氧气一样多,正确。
典例3 B 【解析】
按虚线断键后,将两个半键闭合可得单体:CH3 CH CH CN、
C CH 、
CH CH2 ,故选B。
典例4 D 【解析】A.碳原子与直接相连的四个原子一起
构成四面体,烷烃一定不是平面结构,乙烯是平面结构,但其
他烯烃如丙烯既有平面的碳碳双键结构,又有四面体形的甲
基结构,烯烃不一定是平面结构,错误。B.烯烃有碳碳双键、
炔烃有碳碳三键,都可以与卤素单质发生加成反应,含有甲
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教材原型 真题再现
【RJ版·必修第二册·P76·5】
下列反应中,属于取代反应的是 (填
序号,下同),属于氧化反应的是 ,属
于加成反应的是 。
①由乙烯制乙醇
②乙烷在空气中燃烧
③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
④乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
⑤乙烷在光照下与氯气反应
【2023·全国甲·8】
霍香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有
关该物质的说法错误的是( )
A.可以发生水解反应
B.所有碳原子处于同一平面
C.含有2种含氧官能团
D.能与溴水发生加成反应
考点提炼:考查有机反应类型
教材原型:直接考查给出的反应属于什么反应类型
真题再现:给出陌生有机物,通过观察其结构和官能团,判断该有机物可以发生什么反应
◀116
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◀118
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知识点一 烷烃
1(烷烃的物理性质)下列关于烷烃的物理性质的叙述不正确的是( )
A.烷烃中都含有氢原子,可以与水分子形成氢键,因此烷烃易溶于水
B.随着碳原子数增加,烷烃的沸点逐渐升高,沸点相对大小:戊烷>丁烷>丙烷
C.可以借助类似互滴的方法鉴别水和汽油(4~12个碳的混合烃)
D.护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡,其主要成分是碳原子数为18~30的烷
烃,常温下为固态
总结 烷烃的物理性质递变规律
熔、沸点 随着烷烃分子中碳原子数目增多,烷烃的熔、沸点逐渐升高;同分异构体中,支链越多,熔、沸点越低
状态
随着烷烃分子中碳原子数目增多,常温下烷烃的状态由气态逐渐过渡到液态、固态,分子中含有
1~4个碳原子的烷烃通常呈气态(新戊烷常温下为气态,标准状况下为液态),含有5~16个碳
原子的烷烃呈液态,含有17个碳原子及以上的烷烃呈固态
溶解性 无论气态烷烃或液态烷烃均不溶于水,易溶于汽油、苯、酒精等有机溶剂
密度 随着烷烃分子中碳原子数目增多,烷烃的密度逐渐增大,但一般比水的小
2(甲烷的存在、结构与性质)下列关于甲烷的叙述不正确的是( )
A.天然气、沼气、煤矿坑道气的主要成分都是甲烷,天然气是不可再生能源,沼气是可再生能源
B.甲烷燃烧放出大量热,是一种很好的气体燃料,点燃前需验纯
C.甲烷分子是正四面体形,键角为平面正三角形内角60°
D.甲烷不与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂发生反应,但仍能被氧化
3(甲烷的取代反应)取一支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半
试管氯气(如图),下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是( )
A.为加快化学反应速率,应在强光照射下完成
B.甲烷和Cl2 反应后试管内壁出现油状液滴,CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 常
温下都是油状液体
C.盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
D.CH4 和Cl2 完全反应后液面上升,液体充满试管
总结
1.三氯甲烷俗称氯仿,四氯甲烷俗称四氯化碳,二者都是常用的有机溶剂。全卤代烃(例如四氯化碳)不能燃烧。
一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷分子仍为四面体结构,但由于原子半径不同、键长不同,不是正四面体结构。
2.甲烷与氯气在光照条件下的取代反应可以推广到其他烷烃和烷基上,也可以与溴蒸气反应,条件为光照或加热。
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4(烷烃的结构与化学性质)下列有关烷烃的叙述中,正确的是( )
A.烷烃分子中,所有的化学键都是极性键,化学式为CxHy 的烃中共有2x+
y
2
个共用电子对
B.烷烃全都不能使酸性KMnO4 溶液褪色
C.正丁烷和异丁烷分子中共价键数目不同
D.烷烃在光照下可与氯气发生取代反应,分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
5(烷烃的习惯命名)下列物质关于烷烃习惯命名的说法不正确的是( )
A. 的习惯命名为异丁烷
B.戊烷的同分异构体有2种,其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷
C.烷烃习惯命名法通常只点明分子内碳原子个数,同一名称可能代表多个结构
D.C8H18的习惯命名为辛烷
6(同系物与同分异构体)下列关于同系物与同分异构体的叙述正确的是 (填序号)。
①不同烷烃一定互为同系物
②化学性质相似的有机物是同系物
③分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的有机物是同系物
④若烃中碳、氢元素的质量分数相同,则它们必定是同系物
⑤若两种有机物的相对分子质量相差14n(n为正整数),则必为同系物
⑥相对分子质量为30和58的烃一定互为同系物
⑦分子式为C7H16的烷烃一共有9种同分异构体
⑧相对分子质量为72的烷烃有3种同分异构体
总结 同系物与同分异构体
1.同系物:结构相似,组成上相差一个或若干个CH2 原子团的化合物。结构相似指化学键类型相似,分子中各原
子结合方式相似,必须具有相同种类和数目的官能团,必须符合同一通式,相差的部分以饱和碳链形式延伸。单
纯的分子式相差一个或若干个CH2 不一定是同系物,例如乙烯(CH2 CH2 )和环丙烷(
CH2
H2C CH2
)分
子式分别为C2H4 和C3H6,相差1个“CH2”,但二者结构差异很大,不是同系物。
2.同分异构体:分子式相同、结构不同的化合物互称为同分异构体。
减碳法口诀:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布同邻到间。
以C7H16为例确认同分异构体数目(一般要求掌握7个碳以内烷烃的同分异构体数法):
主链由长到短:主链碳个数从7个开始依次减少1个,将余下的碳作为支链;
支链由整到散:支链碳个数为2个及以上时,先考虑作为一整个支链,再拆成多个小支链;
位置由心到边:找到主链对称轴,支链位置从中间开始依次向旁边挪,要注意甲基不能连在1号碳上,乙基不
能连在2号碳上(会改变主链碳数量,与前面的结构重复);
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排布同邻到间:多个支链时按照连在同一个碳、相邻碳、间位碳的顺序排列,防止漏数或重复。
7(一氯代物、二氯代物种类判断)下列关于氯代物种类的说法不正确的是( )
A.戊烷的一氯代物有8种,二氯代物有21种
B.如图立方烷的二氯代物有3种,六氯代物也有3种
C.2,3-二甲基丁烷的一氯代物有2种,二氯代物有8种
D.①的二氯代物有4种,②的二氯代物有7种
总结 卤代烃种类判断常用方法
方法 详情
基元法
将有机物看作由基团连接而成,由基团的同分异构体数目可推断有机物的同分异构体数目。
甲基、乙基、丙基、丁基、戊基的同分异构体数目分别为1、1、2、4、8,它们对应的一元取代物数
目也为1、1、2、4、8
换位思考法
(换元法)
将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考,如乙烷分子中共有6个 H原子,若有2个
H原子被Cl原子取代,所得二氯乙烷有m 种,那么四氯乙烷也有m 种结构
等效氢法
(对称法)
同一个碳原子上的氢原子等效;同一个碳原子上的甲基上的氢原子等效;对称位置的碳原子上
的氢原子等效
定一移一
先固定其中一个取代基的位置,移动另外一个取代基,移动过程中要注意碳骨架的对称,防止
多数