高 三 化 學(xué)（第10周）
【內(nèi)容】
復(fù)習(xí)有機(jī)化學(xué)《烴》
【目標(biāo)】
1、熟練掌握有機(jī)物分子組成確定的方法。
2、掌握同系物同分異構(gòu)體、同位素、同素異形體概念的內(nèi)涵。掌握烷烴、炔烴苯及其同系物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途。
【知識講解】
一、有機(jī)物――含碳元素的化合物。一般不含碳元素的物質(zhì)稱為無機(jī)物。但CO、CO2、CO32－、SCN－、CaC2等雖然含有碳元素，由于其性質(zhì)與無機(jī)物相近，仍屬無機(jī)物。
有機(jī)物特點(diǎn)：1、種類繁多：接近一千萬種，原因是①碳原子有四個(gè)價(jià)電子，通過共價(jià)鍵結(jié)合其它原子②碳與碳之間形成C－C共價(jià)鍵的長鏈③普遍存在同分異 構(gòu)現(xiàn)象。
2、絕大多數(shù)屬于非電解質(zhì)（CH3COOH等除外）
3、易溶于有機(jī)溶劑，難溶于水。
4、絕大多數(shù)熱穩(wěn)定性差，易燃燒（CCl4例外）
5、有機(jī)反應(yīng)多數(shù)速率慢，需催化劑，副反應(yīng)多，反應(yīng)復(fù)雜。
有機(jī)物具有以上共同特點(diǎn)的原因：以共價(jià)鍵結(jié)合，形成分子晶體。有機(jī)物與無機(jī)物性質(zhì)上的差異是相對
的。如：NaHCO3與Na2CO3的溶解性與有機(jī)酸鹽的溶解性一致，即酸式鹽溶解度小于正鹽。且有機(jī)物與無機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化。如：NH4CNO △ CO(NH2)2
二、甲烷
1、分子組成和結(jié)構(gòu)：甲烷的分子組成確定是經(jīng)典確定分子式的方法，其步驟是：先測定標(biāo)準(zhǔn)狀況甲烷的密度根據(jù)其密度。求出分子量M=e×22.4=16,通過對甲烷進(jìn)行的定量測定: 碳的百分含量75%, 氫的百分含量25%,從而得出: C: , 其化學(xué)式為CH4,而現(xiàn)在很多涉及有關(guān)分子式的計(jì)算均由這個(gè)經(jīng)典求法衍變而來,現(xiàn)舉二例:
例1:嗎啡和海洛因都是嚴(yán)格查禁的毒品,嗎啡分子含C: 71.58%, H: 6.67%, N: 4.91%, 其余為O, 已知其分子量不超過300,試求:
(1)嗎啡的分子量;(2)嗎啡的分子式
(3)已知海洛因是嗎啡的二乙酸酯,試求海洛因的分子量和分子式
解析:本題從表面看與求甲烷分子組成不相同,因?yàn)榉肿恿课粗?顯然,不知道分子量,僅知道各元素及其百分含量可以求出分子式即先確定最簡式,然后,根據(jù)分子量不超過300,可以確定分子量和分子式.姑且不談這種求法,只能先得出分子式,再得出分子量與題目要求的順序相反,更主要的是這種求法很繁,很難得出準(zhǔn)確的最簡式.這時(shí)需要逆向思維:根據(jù)分子量和元素含量可確定原子個(gè)數(shù),反之,可否根據(jù)原子個(gè)數(shù)和元素含量確定分子量?因?yàn)橛袡C(jī)物中N原子數(shù)一般比較少,假設(shè)嗎啡中只含一個(gè)N原子則分子量M= <300,則假設(shè)成立, C: , H: , O： ,C17H19NO3
海洛因是嗎啡的二乙酸酯,即嗎啡+2CH3COOH →海洛因+2H2O
分子量=285+2×60－2×18=369 分子式:嗎啡中所有原子+2CH3COOH－2H2O→C21H23NO5
例2:A、B都是芳香族化合物,1mol A水解得到1mol B 和1mol醋酸,A、B的式量都不超過200,完全燃燒都只生成CO2和H2O,且B分子中碳和氫元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.652, A溶液具有酸性,不能使FeCl3溶液顯色.
(1)A、B式量之差為________________(2)1個(gè)B分子中應(yīng)該有______個(gè)氧原子.
(3)A的化學(xué)式是___________________(4)B可能的結(jié)構(gòu)簡式是_ _____________.
解析:本題將經(jīng)典求化學(xué)式的方法與有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)有機(jī)的結(jié)合,并運(yùn)用推理的方法來確定化學(xué)式,這是考查同學(xué)們綜合運(yùn)用知識能力的好 題.
具體解法如下:由于A能水解且生成B和CH3COOH,說明A可能是酯,顯然:
A+H2O→B+CH3COOH 根據(jù)質(zhì)量守恒定律: MA+18=MB+60
MA－MB=60－18=42 得出式量之差為42, 同時(shí)得到MB≤200－42=158(因?yàn)锳、B式量均不超過200,而B的式量又比A小42),.又知A屬于酯,但有酸性.但不使FeCl3顯色說明又屬于羧酸(不是酚),那么A水解后的B至少應(yīng)含有3個(gè)氧原子(A本身至少含一個(gè)－CCOH, 水解后B相當(dāng)于醇,又含至少一個(gè)－OH),且B中O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1－0.652=0.348. 若B中只含3個(gè)氧原子MB= <158合理.所以B中只含3 個(gè)氧原子.如何得出A、B的分子式?根A、B均為芳香族化合物且B中有5個(gè)不飽和度,B的分子式為CnH2n－8O3,即14n－8+48=138,n=7 A+H2O→C7H6O3+CH3COOH A的分子式C9H8O4(原子守恒法)
OH OH OH
B可能的結(jié)構(gòu)簡式為 －COOH、
－COOH
COOH
甲烷的分子結(jié)構(gòu)：正四面體結(jié)構(gòu)，由此得出多碳原子的烷烴C原子不可能在一條直線上。
2、甲烷化學(xué)性質(zhì)
（1）取代反應(yīng)（鹵代）這也是烷烴共同具有的一個(gè)性質(zhì)。有關(guān)該反應(yīng)應(yīng)注意：
①純鹵素（不能是鹵素的任何溶液）②光照條件③逐步取代④1mol鹵素只取代1molH原子。
思考：①1mol烴A與2mol HCl恰好加成，生成化合物B， 1mol B完全取代需4molCl2，則烴A屬于什么烴？
②1molCH4完全以代需幾molCl2？在所得產(chǎn)物中：物質(zhì)的量最大的是_____________?
含H量最小的是_______________?產(chǎn)物為非極性分子的是____________?
③在烴的衍生物中,常溫下為氣態(tài)的有_______________?
④烷烴中C原子數(shù)在10以內(nèi)的一鹵代物只有一種的烷烴有__________種?
(①A+2HCl－B，B需4mol Cl2完全取代，說明B分子中含4mol H原子，A中則含2mol H原子。因此為CH=CH
O CH3
②4molCl2、HCl、CCl4、CCl4。③CH3Cl、H－C－H。④CH4、C2H6、CH3－C－CH3、
CH3 CH3 CH3
CH3－C－C－CH3）
CH3 CH3
（2）氧化反應(yīng)――僅指在空氣或氧氣中燃燒
（3）分解反應(yīng)：CH4 高溫 C+2H2
O
3、CH4制�。篊H3－C－ONa+NaOH CaO CH4↑+Na2CO3

該反應(yīng)的基本類型為取代反應(yīng)（脫羧），在運(yùn)用中有以下幾例：
（1）1mol CH3COOH與含2mol NaOH溶液反應(yīng)后，蒸干灼燒，所得固體物質(zhì)是什
么？
（2）有機(jī)物A只含C、H、O三種元素，并含有苯環(huán)，苯環(huán)上的一取代物只有二種。
A（C7H6O3） 堿石灰 B C6H6O（遇濃溴水有白色沉淀），推測A的結(jié)構(gòu)。并寫出有關(guān)化學(xué)方程式。
解析：（1）CH3COOH與NaOH中和后得到等物質(zhì)的量的CH3COONa和NaOH，蒸干灼燒后理論上應(yīng)生成CH4和Na2CO3固體。
（2）A化學(xué)式為C7H6O3通過堿石灰反應(yīng)后，生成C6H6O（顯然為苯酚），少了一個(gè)碳原子，證明發(fā)生了脫羧反應(yīng)，同時(shí)說明A中應(yīng)有一個(gè)－COOH和一個(gè)酚羥基，由于一取代物只有二種同分異構(gòu)體，則其結(jié)
COOH
構(gòu)應(yīng)為 。有關(guān)反應(yīng)方程式為：
OH
COOH ONa
+3NaOH △ +Na2CO3+H2O
OH
ONa OH
+HCl→ +NaCl
OH OH
+3Br2→Br－ －Br +3HBr
Br
三、烷烴、同系列、同系物、同分異構(gòu)
1、烷烴――飽和鏈烴，只要符合CnH2n+2通式的即為烷烴。

而立方烷 雖然稱為烷，但不是鏈烴，因此不能稱為烷烴。

2、同系列：結(jié)構(gòu)式符合A [ W ]n-B(n=0，1，2……),A、B為任意原子或原子團(tuán)W為二價(jià)基團(tuán)，n為系差。例如：CH3－CH=CH－CH2OH、CH3－CH=CH－C=C－CH2OH、CH3－CH=CH－CH=CH－CH=CH－CH2OH，可互稱為同系列，A為CH3－,B為－CH2OH，W為－CH=CH－。
3、同系物。判斷同系物首先看C原子數(shù)是否相同（至少相差一個(gè)－CH2－），其次看結(jié)構(gòu)是否相似。
4、同分異構(gòu)體：（1）碳鏈異物；（2）官能團(tuán)位置異構(gòu)。
烯烴與環(huán)烷烴
炔烴與二烯烴或環(huán)烯烴
醇與醚互為異構(gòu)
（３）官能團(tuán)異構(gòu) 芳香醇與酚互為異構(gòu)
羧酸與酯或羥醛互為異構(gòu)
醛與酮或烯醇互為異構(gòu)
氨基酸與硝基化合物互為異構(gòu)
例1：主鏈有4個(gè)C原子的烷烴只有二種同分異構(gòu)體，含有相同碳原子數(shù)的單烯烴其主鏈亦為4個(gè)碳原子的烯烴同分異構(gòu)體有幾種？
解析：先確定主鏈有4個(gè)C原子烷烴的二種同分異構(gòu)體，只能為
CH3
CH3－CH2－C－CH3和
CH3
CH3－CH－CH－CH3，在確定烯烴的同分異構(gòu)體時(shí)眼光不能僅僅落在這二種同分異構(gòu)
CH3 CH3
體上，因?yàn)閷ι鲜鐾闊N來講取代基不可能有乙基，而烯烴則可以含有乙基，即將上述烷烴中的兩個(gè)－CH3合并為一個(gè)取代基乙基。
CH3
因此烯烴的同分異構(gòu)體應(yīng)有: CH2=CH－C－CH3、CH2=C－CH－CH3、CH3－C = C－CH3
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
以及 CH2=C－CH2－CH3共四種。
CH2
CH3
例2：有機(jī)物A的式量為128，燃燒只生成CO2和H2O。
（1）寫出A的可能分子式五種_________________.
（2）若A能與純堿溶液反應(yīng),分子結(jié)構(gòu)有含一個(gè)六元碳環(huán),環(huán)上一個(gè)氫原子被－NH2取代所得產(chǎn)物為B,B
的同分異構(gòu)體甚多,其中含有一個(gè)六元碳環(huán)和一個(gè)硝基的同分異構(gòu)體有__________(寫結(jié)構(gòu)簡式)
解析:據(jù)題意,A可能為烴或烴的含氧衍生物,若為烴, ……余2則為C9H20，若再多一個(gè)C原子則為C10H8（ ）。若含氧，則每增加一個(gè)氧原子，C9H2O中少一個(gè)C原子和4個(gè)H原子。（式量必須為12），可能的分子式為C9H20、C10H8、C8H16O、C7H12O2、C6H8O3。
（2）A含六元碳環(huán)，且能與Na2CO3溶液反應(yīng)，應(yīng)含一個(gè)－COOH，即A至少含7個(gè)C原子和2個(gè)O
原子，應(yīng)為C7H12O2，其結(jié)構(gòu)簡式是 -COOH，環(huán)上有一個(gè)H原子被－NH2取代后的物質(zhì)為氨基酸，氨基酸與
CH3 CH3 CH3 CH3
硝基化合物互為同分異構(gòu)體，其結(jié)構(gòu)簡式 -NO2、 、 、 NO2 。
- NO2
四、乙烯 H H NO2
1、分子結(jié)構(gòu) C=C 。 同學(xué)們一定要掌握以下幾點(diǎn)：
H H
（1）鍵角1200，分子中所有原子在同一平面，除了C=C 共面外，還有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，在判斷原子共面上經(jīng)常用到。
（2） C=C 鍵能不等于兩個(gè)單鍵鍵能之和，比二倍略小，說明雙鍵中有一個(gè)鍵易斷裂。
2、化學(xué)性質(zhì)――以乙烯為主線，將常見烴及其衍生物的轉(zhuǎn)化關(guān)系弄熟。


[ CH2?C H2 ]n 催化劑 CH2=CH2 HX CH3?CH2
H2O NaOH X
Br2/H2O 溶液 △
CaC2 H2O CH=CH NaOH/醇 CH2?CH2 [O] CH3?CH2OH
△　　Br Br　　 ↓[O] O
NaOH △ CH3CHO →酯CH3?C?O?C2H5
溶液 ↓[O]
CH3COOH
O O 分子間脫水 CH2?CH2 →酯
(取代) OH OH
↓[O] 鏈狀酯HOOC?COOCH2?CH2?OH
O O
OHC?CHO → 環(huán)酯 C CH2
C CH2
↓[O] O O O O
HOOC?COOH 高分子酯[ C?C?O?CH2?CH2?O ]n

3、乙烯制法
CH3CH2OH 濃H2SO4 CH2=CH2↑+H2O
思考：實(shí)驗(yàn)室制乙烯實(shí)驗(yàn)中，濃H2SO4作用？乙醇與濃H2SO4混合液為何發(fā)黑？從實(shí)驗(yàn)裝置中排出乙烯直接通入溴水與用排水法收集的乙烯通入溴水哪個(gè)褪色速率快？為什么？（濃H2SO4是催化劑，脫水劑。濃硫酸的副作用：強(qiáng)氧化性 CH3CH2OH+ H2SO4(濃) △ C+SO2+H2O。直接通入溴水速率快，因?yàn)橐蚁┲泻�有SO2氣體，迅速與溴水反應(yīng)）
4、二烯烴，通式為CnH2n－2與同碳原子炔烴互為同分異構(gòu)
化學(xué)性質(zhì)與烯烴相似，主要是在加成反應(yīng)時(shí)有多種情況
1.2－加成(非極性溶劑中)
CH2=CH－CH=CH2+Br2―― 1.4－加成(極性溶劑中)
完全加成(Br 2足量)
其中抓住1,4一加成的特點(diǎn):二個(gè)雙鍵同時(shí)斷裂(即每個(gè)C原子上均有一個(gè)未成對電子,1,4位的C上電子與Br原子配對成鍵,中間二個(gè)C原子上未成 對電子自身配對,形成一個(gè)新的雙鍵)
思考:硫化橡膠(簡稱為A)的局部結(jié)構(gòu)可以寫作:
CH3
?CH2?C?CH?CH2?
S
S
?CH2?C?CH?CH2?
CH3
磺酸型離子交換樹脂(簡稱為B)的局部結(jié)構(gòu)可寫成:


?CH?CH2?CH?CH2?CH?CH2?


SO3H
?CH?CH2?CH?CH2?CH?CH2?
CH3
硫化橡膠(A)的單體是CH2=C－CH=CH2,由單體聚合成生膠片(線型結(jié)構(gòu))后,再用硫磺將生膠片硫化成體型網(wǎng)狀高分子.硫叫交聯(lián)劑.
(1)磺酸型離子交換樹脂(B)所用的單體是(寫結(jié)構(gòu)簡式,單體簡稱為C)_____________;
交聯(lián)劑(簡稱為D)的結(jié)構(gòu)簡式是_____________.(注:B是由C和D經(jīng)先聚合成高分子化合物后再經(jīng)磺化制的的).
(2)由于(B)中含有__________(官能團(tuán)),B軟化工業(yè)用水后會使軟化后的水呈______
性(填寫堿性,中性,酸性)
(3)不同的用途,要求B的交聯(lián)程度不同,如何控制(B)的交聯(lián)程度?
(提示本題第(1)問實(shí)質(zhì)是找高分子化合物的單體,不要被硫化橡膠所迷惑.方法是:先
去掉高聚物兩頭的[ ] 或~,然后按C原子必須是四價(jià)補(bǔ)充價(jià)鍵,補(bǔ)充后如有C原子超過4價(jià),將另外一個(gè)鍵再斷掉,依次類推即可找出單體.
如找 [ CH2－CH－CH2－CH=CH－CH2－CH2－CH2 ]n
CH3
其單體為: CH2=CH2、CH2=CH－CH=CH2。
CH3
CH=CH2
答：（1）C： ?CH=CH2 D： （2）－SO3H，酸性

CH=CH2
（3）控制C和D的量，交聯(lián)程度高D的量多，交聯(lián)程度低C的用量多一些）
五、乙炔
1、分子結(jié)構(gòu)H－C=C－H直線型，判斷分子中原子是否共線，一般含－C=C－
例：舉二例，其二氯代物只有一種且為非極性分子。
解：二氯化物只有一種，該烴只能含二個(gè)氫原子，且為非極性分子，分別是：
H－C=C－H和H －C=C－C=C－H， （均為直線型）
2、化學(xué)性質(zhì)
（1）加成反應(yīng)，特點(diǎn)：逐步加成，由于－C=C－鍵能比C=C 鍵能大，因此使溴水褪
色的速率CH=CH比CH2=CH2慢。
思考：如何制取CH2?CHCl?
Br Br
（先將CH=CH與HCl加成，注意條件，再將加成產(chǎn)物與Br2加成）
注意：CH=CH+H2O 催化劑 CH2=CH（不穩(wěn)定）→CH3CHO
（加成） OH
（2）氧化反應(yīng) 燃燒――現(xiàn)象？有何應(yīng)用？（簽別乙烯、乙炔）及氧炔焰。
KMnO4/H+褪色
思考:等物質(zhì)的量乙烷、乙烯、乙炔分別在足量氧氣中燃燒，放出的熱量誰最多？為什么？誰火焰溫度最高？為什么？
（乙烷最多，含H原子最多，但火焰溫度最高的是乙炔，因?yàn)楹琀原子最少，生成的水最少，水氣化吸收的熱量最少）
（3）聚合反應(yīng) 3CH=CH 催化劑 。


【能力訓(xùn)練】
1、已知某有機(jī)物的式量為58，根據(jù)下列條件，回答：
（2）若該有機(jī)物為烴，則可能的結(jié)構(gòu)簡式為______________
（3）若為含氧衍生物,且分子中有－CH3,則可能的結(jié)構(gòu)簡式為________________
（4）若分子中無－CH3, 又無－OH,但能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則可能的結(jié)構(gòu)簡式為_______.
（5）分子中有－OH, 無C=C,則結(jié)構(gòu)簡式為________
2、化合物A O 的同分異構(gòu)體B中無甲基,但有酚羥基,符合此條件的同分異構(gòu)體有______種.


【能力訓(xùn)練答案】
1、(1)CH3－CH2－CH2－CH3和CH3－CH－CH3 、
CH3
O O
(2)CH3CH2CHO、CH2－CH－CH3 、CH3-C-CH3

O O
(3)H－C－C－H (4)△-OH
2、 27種

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaosan/74101.html

相關(guān)閱讀：2012屆高考化學(xué)金屬材料與金屬的冶煉復(fù)習(xí)考點(diǎn)詳析教案