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第19讲烃考点一烷烃、烯烃的结构和性质基础知识知识清单一甲烷等烷烃的结构和性质1.甲烷的结构甲烷的立体结构为正四面体,键角为109°28‘,电子式为①,结构式为② ,结构简式为③CH4。2.甲烷的化学性质(1)甲烷的取代反应甲烷在光照下与Cl2发生取代反应,反应的化学方程式为④CH4+Cl2 CH3Cl+HCl;CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl;CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl;CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。(2)甲烷的氧化反应由于CH4的分子结构稳定,所以通常不与强酸、强碱、强氧化剂(如KMnO4)反应,但甲烷能燃烧,即在点燃的条件下,能被氧气氧化。甲烷在空气中燃烧,产生⑤淡蓝色的火焰,反应的化学方程式为⑥CH4+2O2 CO2+2H2O。3.烷烃的概念在烃分子中,碳原子与碳原子都以⑦碳碳单键结合,碳原子剩余的价键全部跟⑧氢原子相结合,使每个原子的化合价都达到“饱和”,这样的烃称为烷烃。CH4是最简单的烷烃。二乙烯等烯烃的结构和性质1.乙烯的物理性质乙烯在通常情况下是一种无色、略有气味的气体,密度比空气略小,①难溶于水。2.乙烯的结构乙烯的分子式是C2H4,结构简式是② ,电子式是③。乙烯分子中的碳、氢原子都位于同一平面上。3.乙烯的化学性质在一定条件下,乙烯可发生④氧化、⑤加成和⑥加聚反应。(1)乙烯在空气中燃烧,产生明亮的火焰且伴有黑烟,反应的化学方程式为⑦C2H4+3O2 2CO2+2H2O。若将乙烯气体通入KMnO4酸性溶液可看到⑧溶液褪色,利用这个反应可区别乙烯和甲烷。(2)有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应,叫做加成反应。完成下列化学方程式:CH2 CH2+H2 ⑨CH3CH3;CH2 CH2+HCl ⑩CH2ClCH3;CH2 CH2+Br2 CH2Br—CH2Br;CH2 CH2+H2O CH3CH2OH。(3)在适当温度、压强和有催化剂存在的情况下,由相对分子质量小的化合物相互结合成相对分子质量大的高分子的反应叫聚合反应。nCH2 CH2 4.乙烯的用途乙烯是一种重要的基本化工原料,用于制 塑料、合成纤维、有机溶剂等。乙烯的产量,是衡量一个国家 石油化工发展水平的重要标志之一。5.烯烃(1)概念:分子中含有 碳碳双键的一类碳氢化合物叫烯烃。烯烃的通式是 CnH2n(n≥2)。(2)物理性质:含有 四或小于四个碳原子的烯烃常温下呈气态,随分子中碳原子数的增加,烯烃的沸点和密度都 增大。(3)化学性质:烯烃的化学性质与 乙烯类似,可以发生氧化、加成和加聚反应等。烯烃能使酸性KMnO4溶液褪色。考点二苯及其同系物的结构和性质基础知识1.苯的结构苯的分子式为①C6H6,最简式为CH,结构式为 (凯库勒式),结构简式为② ,苯分子是平面结构,其中6个碳原子构成正六边形。苯分子中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键,因此苯分子的结构还可以表示为③ 。2.苯的物理性质苯是一种无色、有特殊气味的液体,④有毒,不溶于水,密度比水⑤小,熔沸点较低,是一种重要的有机溶剂。3.苯的化学性质(1)苯的氧化反应苯能燃烧,苯燃烧的现象为火焰明亮并伴有浓烈的黑烟;苯⑥不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(2)苯的取代反应苯与液溴在FeBr3的催化作用下发生⑦取代反应,反应的化学方程式为⑧ +Br2 。苯与浓HNO3和浓H2SO4组成的混酸在50~60℃时发生⑨硝化反应,其反应的化学方程式为⑩ +HNO3 ,该反应采取 水浴加热方式,其产物硝基苯是无色、有苦杏仁味的油状液体。(3)苯的加成反应苯在催化剂作用下能够与H2发生 加成反应,反应的化学方程式为 +3H2 。4.苯的同系物(1)苯的同系物的结构分子中含有苯环的烃叫做芳香烃。分子中只有一个苯环,苯环上的侧链全为烷基的烃是苯的同系物,其通式为 CnH2n-6(n≥7)。(2)苯的同系物的性质苯的同系物中,由于侧链对苯环的影响,使苯环活化,甲苯与浓HNO3反应时,生成 2,4,6-三硝基甲苯。在苯的同系物中,由于苯环对侧链的影响,某些苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使酸性KMnO4溶液 褪色。方法1链烃一元取代物的书写方法首先写出链烃的同分异构体,然后再分别写出各同分异构体的一元取代物的结构简式。方法技巧例1(2017吉林吉大附中四模,9)下列关于有机化合物的说法错误的是 ()A.2,2-二甲基丙烷也称新戊烷B.由乙烯生成乙醇属于加成反应C.分子式为C5H11Cl的有机物共有8种(不含立体异构)D.所有的糖类、油脂、蛋白质都可以发生水解反应解题导引书写C5H11Cl的同分异构体时要注意方法和有序性。 解析2,2-二甲基丙烷的结构简式为 ,习惯命名法命名为新戊烷,A正确;CH2 CH2+H2O CH3CH2OH,属于加成反应,B正确;含5个碳原子的碳链共有3种:①C—C—C—C—C、② 、③ ,①的一氯代物有3种,②的一氯代物有4种,③的一氯代物有1种,共8种,C正确;单糖不能水解,D错误。 答案D方法2有机物分子中原子共线、共面的判断方法1.甲烷: ,正四面体结构,C原子居于正四面体的中心,分子中的5个原子中没有任何4个原子处于同一平面内。其中任意三个原子在同一平面内,任意两个原子在同一直线上。2.乙烯: ,平面结构,分子中的6个原子处于同一平面内,键角都约为120°。3.乙炔: ,直线结构,分子中的4个原子处于同一直线上。同一直线上的原子当然也处于同一平面内。4.苯: ,平面结构,分子中的12个原子都处于同一平面内。注意(1)以上4种分子中的H原子如果被其他原子取代,则取代后的分子空间构型基本不变。(2)共价单键可以自由旋转,共价双键和共价三键则不能旋转。例2(2017湖南郴州第二次质量监测,10)有机物M的结构简式如下所示。下列说法中正确的是 () A.M中不含手性碳原子B.M中所有碳原子均可能处于同一平面C.M可以发生加成、取代、消去等反应D.1molM常温下最多可以与3molNaOH反应解题导引M分子中无酚羟基;1molM分子水解后可生成1mol酚羟基和1mol羧基。 解析A项,与—OH相连的碳原子是手性碳原子,A错误;B项,碳原子形成4个单键时,会形成四面体结构,故所有碳原子不可能处于同一平面,B错误;C项,苯环和碳碳双键可以发生加成反应,苯环、烷基、醇羟基、酯基均可发生取代反应,醇羟基可以发生消去反应,C正确;D项,1molM最多可与2molNaOH反应,D错误。 答案C