内容正文:
必修二核心知识清单
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物(填空版)
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1、有机化合物的组成元素
①有机物中一定含有 ,常含有 、 元素,有的还含有 、 、 、 等。
②含碳元素的化合物不一定都是有机物。如CO、CO2、碳酸盐、氰化物等为 。
2、探究碳原子的成键特点
①碳原子最外层有 个电子,可以形成 个共价键,氢原子最外层有 个电子,只能形成 个共价键,因此甲烷的分子式为 。
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 ,也可以形成 。
③碳骨架多样:碳原子间所成骨架有多种,可以是 ,也可以 ,也可以带 。
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,也可以和其他原子如H、O、N、S等成键,数目不等。
以上成键特点是有机物种类繁多的主要原因。
二、认识烷烃
1、甲烷的结构
甲烷分子的空间构型为 ,C原子位于 ,H原子位于 ,四个C-H键的键长、键能、键角都相同(等价),甲烷分子中最多有 个原子在同一平面内。
2.烷烃
①只含有 叫烃,烃分子中的碳原子之间都以 结合,碳原子的剩余价键均与 结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃,也称为 ,通式为:
②烷烃中碳原子间结合成链状,链状不是“直线状”,而是呈 ,链上也可以分出支链
③烷烃的命名
碳原子数不多于 10 时,以 依次代表碳原子数;碳原子数在 11 以上时,以数字来表示,例如,十二烷[CH3(CH2)10CH3]。这种命名方法又叫习惯命名法。即:
n≤10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
n>10
用汉字数字代表,如C11H24:
注意:碳原子数n相同结构不同时,用 表示,如C4H10的两种分子的命名:
无支链时,CH3CH2CH2CH3: 。
有支链时,: 。
2、认识同系物
(1)定义:像这些 ,在分子组成上 原子团的化合物互称为同系物。
(2))同系物具有以下三个特点:
属于 物质,且有相同的 ;式量相差一定是 的倍数;化学性质相似,物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化,
注意:
①烷烃结构相似是指分子中原子全部以 相结合,与支链或直链无关,如丙烷(CH3CH2CH3)是直连结构,异丁烷(CH)(CH3)3含支连结构,但二者是同系物
②在判断同系物的时候,要严格把握同系物概念的两个方面:一是 ,二是分子组成上 原子团,二者要联系在一起应用,缺一不可。当然,还应注意,同系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在,在其他的有机物内也存在着同系物的关系。
3、认识同分异构体
(1)同分异构现象:化合物具有 ,但具有 的现象。 现象的广泛存在也是有机物种类繁多的重要原因之一。
(2)同分异构体:具有 互称 。
(3)同分异构体的性质:同分异构体的分子结构不同,导致化学性质和物理性质均有一定差异,如正丁烷和异丁烷的熔、沸点不同。碳原子数相同,支链越多,熔、沸点越 ,相对密度越 。原因是支链越多,分子间排列越不紧密,分子间作用力 。
4、烷烃的性质
(1)物理性质
几种烷烃的物理性质
名称
结构简式
常温状态
熔沸点(℃)
沸点(℃)
相对密度
水熔性
甲烷
CH4
气
-182.6
-161.7
0.466
不溶
乙烷
CH3CH3
气
-172.0
-88.6
0.572
不溶
丙烷
CH3CH2CH3
气
-187.1
-42.2
0.585
不溶
丁烷
CH3(CH2)2CH3
气
-135.0
-0.5
0.5788
不溶
戊烷
CH3(CH2)3CH3
液
-129.7
36.1
0.6262
不溶
葵烷
CH3(CH2)8CH3
液
-29.7
174.0
0.730
不溶
十七烷
CH3(CH2)15CH3
固
22
303
0.777
不溶
①随分子中碳原子数增加(相对分子质量也在增大),熔、沸点 ;
②随分子中碳原子数增加,状态由 ,其中常温、常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为 ;
③随分子中碳原子数增加(相对分子质量也在增大),密度 且均比水的密度 ,均难溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
④当碳原子数相同时,一般支链越多, 。如沸点:正丁烷 异丁烷。
(2)探究甲烷的化学性质
①通常状况下,甲烷 ,与高锰酸钾等强氧化剂、强酸、强碱也 。
②在点燃的条件下,甲烷可以燃烧(氧化反应),产生淡蓝色火焰,产物为CO2和H2O,氧气不足时会生成CO和H2O。化学方程式:
③在光照条件下,甲烷还可以与氯气等发生取代反应。
A、取代反应:有机物分子里 反应。
B、实验探究:
实验操作
取两支试管,均通过排饱和食盐水的方法,收集半试管CH4和半试管Cl2。将其中一支试管用铝箔套套上,另一支试管放在光亮处
实验装置
实验现象
a.试管内气体颜色逐渐 ;b.试管壁出现油状 ,同时出现少量 ;c.试管内,水面上升
在室温下,无光照时,无明显现象
实验原理
实验结论
CH4与Cl2需在光照时才能发生取代反应,可以生成四种有机产物 (一氯甲烷)、 (二氯甲烷)、 (三氯甲烷或氯仿)、 (四氯甲烷或四氯化碳)均 水;常温下除CH3Cl是 态,其余三种均为 态; 和 是工业上重要的有机溶剂。
注意:
①反应条件为 ,在室温或暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,以免引起爆炸。
②甲烷与 等纯卤素单质也能发生类似反应,但不能与 发生反应。
③甲烷与氯气的反应是一种连锁反应,不会停留在某一步,因此产物一般是 的混合物。
④1 mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时,消耗Cl2的物质的量为 mol,同时生成 mol HCl,产物中HCl的物质的量最多。
(3)探究烷烃的化学性质
①稳定性:在通常情况下,烷烃 ,与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂 反应。
②可燃性(氧化反应):烷烃可以在空气中完全燃烧,生成二氧化碳和水,并放出大量的热。如丙烷燃烧:C3H8+5O23CO2+4H2O。
③烷烃在一定条件(光照)下,可以与 发生取代反应:如CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
④受热分解:烷烃在较高温度下会发生分解,这个性质常用于石油化工和天然气化工中。写出在一定条件下C4H10分解的两种可能的化学方程式:
必修二核心知识清单
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物(背诵版)
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1、有机化合物的组成元素
①有机物中一定含有 碳元素 ,常含有 氢 、 氧 元素,有的还含有 氮 、 硫 、磷 、 卤素 等。
②含碳元素的化合物不一定都是有机物。如CO、CO2、碳酸盐、氰化物等为 无机物 。
2、探究碳原子的成键特点
①碳原子最外层有4个电子,可以形成4个共价键,氢原子最外层有1个电子,只能形成1个共价键,因此甲烷的分子式为CH4。
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,也可以形成双键或叁键。
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,也可以和其他原子如H、O、N、S等成键,数目不等。
以上成键特点是有机物种类繁多的主要原因。
二、认识烷烃
1、甲烷的结构
甲烷分子的空间构型为正四面体,C原子位于正四面体的中心,H原子位于四面体的顶点,四个C-H键的键长、键能、键角都相同(等价),甲烷分子中最多有3 个原子在同一平面内。
2.烷烃
①只含有碳和氢两种元素的化合物叫烃,烃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”。这样的一类有机化合物称为饱和烃,也称为烷烃。通式为:CnH2n+2
②烷烃中碳原子间结合成链状,链状不是“直线状”,而是呈锯齿状,链上也可以分出支链。
③烷烃的命名
碳原子数不多于 10 时,以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数;碳原子数在 11 以上时,以数字来表示,例如,十二烷[CH3(CH2)10CH3]。这种命名方法又叫习惯命名法。即:
n≤10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
庚烷
辛烷
壬烷
癸烷
n>10
用汉字数字代表,如C11H24:十一烷
注意:碳原子数n相同结构不同时,用正、异、新表示,如C4H10的两种分子的命名:
无支链时,CH3CH2CH2CH3:正丁烷。
有支链时,:异丁烷。
2、认识同系物
(1)定义:像这些结构相似,在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的化合物互称为同系物。
(2))同系物具有以下三个特点:
属于同一类物质,且有相同的通式;式量相差一定是14的倍数;化学性质相似,物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化,
注意:
①烷烃结构相似是指分子中原子全部以单键相结合,与支链或直链无关,如丙烷(CH3CH2CH3)是直连结构,异丁烷(CH)(CH3)3含支连结构,但二者是同系物
②在判断同系物的时候,要严格把握同系物概念的两个方面:一是分子结构相似,二是分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团,二者要联系在一起应用,缺一不可。当然,还应注意,同系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在,在其他的有机物内也存在着同系物的关系。
3、认识同分异构体
①同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。同分异构现象的广泛存在也是有机物种类繁多的重要原因之一。
②同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。
③同分异构体的性质:同分异构体的分子结构不同,导致化学性质和物理性质均有一定差异,如正丁烷和异丁烷的熔、沸点不同。碳原子数相同,支链越多,熔、沸点越低,相对密度越小。原因是支链越多,分子间排列越不紧密,分子间作用力越小。
4、烷烃的性质
(1)物理性质
几种烷烃的物理性质
名称
结构简式
常温状态
熔沸点(℃)
沸点(℃)
相对密度
水熔性
甲烷
CH4
气
-182.6
-161.7
0.466
不溶
乙烷
CH3CH3
气
-172.0
-88.6
0.572
不溶
丙烷
CH3CH2CH3
气
-187.1
-42.2
0.585
不溶
丁烷
CH3(CH2)2CH3
气
-135.0
-0.5
0.5788
不溶
戊烷
CH3(CH2)3CH3
液
-129.7
36.1
0.6262
不溶
葵烷
CH3(CH2)8CH3
液
-29.7
174.0
0.730
不溶
十七烷
CH3(CH2)15CH3
固
22
303
0.777
不溶
①随分子中碳原子数增加(相对分子质量也在增大),熔、沸点逐渐升高;
②随分子中碳原子数增加,状态由气态→液态→固态,其中常温、常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为气态;
③随分子中碳原子数增加(相对分子质量也在增大),密度逐渐增大且均比水的密度小,均难溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
④当碳原子数相同时,一般支链越多,沸点越低。如沸点:正丁烷>异丁烷。
(2)探究甲烷的化学性质
①通常状况下,甲烷比较稳定,与高锰酸钾等强氧化剂、强酸、强碱也不反应。
②在点燃的条件下,甲烷可以燃烧(氧化反应),产生淡蓝色火焰,产物为CO2和H2O,氧气不足时会生成CO和H2O。化学方程式:CH4+2O2CO2+2H2O。
③在光照条件下,甲烷还可以与氯气等发生取代反应。
A、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代替的反应。
B、实验探究:
实验操作
取两支试管,均通过排饱和食盐水的方法,收集半试管CH4和半试管Cl2。将其中一支试管用铝箔套套上,另一支试管放在光亮处
实验装置
实验现象
a.试管内气体颜色逐渐变浅;b.试管壁出现油状液滴,同时出现少量白雾;c.试管内,水面上升
在室温下,无光照时,无明显现象
实验原理
CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl
实验结论
CH4与Cl2需在光照时才能发生取代反应,可以生成四种有机产物CH3Cl(一氯甲烷)、CH2Cl2(二氯甲烷)、CHCl3(三氯甲烷或氯仿)、CCl4(四氯甲烷或四氯化碳)均不溶于水;常温下除CH3Cl是气态,其余三种均为液态;CHCl3和CCl4是工业上重要的有机溶剂。
注意:①反应条件为光照,在室温或暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,以免引起爆炸。
②甲烷与溴蒸气、碘蒸气等纯卤素单质也能发生类似反应,但不能与溴水、碘水发生反应。
③甲烷与氯气的反应是一种连锁反应,不会停留在某一步,因此产物一般是五种物质的混合物。
④1 mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时,消耗Cl2的物质的量为y mol,同时生成y mol HCl,产物中HCl的物质的量最多。
(3)探究烷烃的化学性质
①稳定性:在通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。
②可燃性(氧化反应):烷烃可以在空气中完全燃烧,生成二氧化碳和水,并放出大量的热。如丙烷燃烧:C3H8+5O23CO2+4H2O。
③烷烃在一定条件(光照)下,可以与卤素单质发生取代反应:如CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
④受热分解:烷烃在较高温度下会发生分解,这个性质常用于石油化工和天然气化工中。写出在一定条件下C4H10分解的两种可能的化学方程式:
C4H10 CH4+C3H6 或C4H10 C2H6+C2H4
1
学科网(北京)股份有限公司
$