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认识有机化合物一、一周知识概述1、甲烷的结构和性质2、有机化合物的结构特点3、烷烃的结构和性质4、取代反应5、有机化合物的同分异构现象二、重难点知识剖析（一）甲烷1、烃是只含有碳氢两种元素的有机物。2、甲烷是最简单的有机物，也是结构最简单的烃。3、甲烷无色无味、密度比空气小，是天然气、沼气、坑道气或瓦斯的主要成分。4、甲烷的化学性质很稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂发生反应，在一定条件下可以发生取代反应、氧化反应、分解反应等。（二）甲烷与Cl2的取代反应1、反应条件：混合气体在黑暗长久保存不反应，光亮时即可反应，日光直射会爆炸。2、实验现象：①量筒内Cl2的黄绿色逐渐变浅，最后消失。②量筒内壁出现了油状液滴。③量筒内水面上升。3、甲烷与氯气的反应过程在反应中CH4分子里的1个H原子被Cl2分子里的1个Cl原子所代替，但是反应并没有停止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷，反应如下：（1）注意CH4和Cl2的反应不能用日光或其他强光直射，否则会因为发生如下剧烈的反应而爆炸。（2）在常温下，一氯甲烷为气体，其他三种都是液体，三氯甲烷（氯仿）和四氯甲烷（四氯化碳）是工业重要的溶剂，四氯化碳还是实验室里常用的溶剂、灭火剂，氯仿与四氯化碳常温常压下的密度均大于1g·cm－3，即比水重。它们均不溶于水。（3）四种卤代烃的比较4、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。5、取代反应和置换反应的比较（三）甲烷的燃烧1、燃烧产物CO2和H2O分别用润湿了石灰水的小烧杯和干燥小烧杯检验。2、常温下燃烧是体积减小的反应，100℃以上完全燃烧，反应前后体积不变。（四）有机化合物的结构特点1、有机化合物中碳原子成键特点（1）C化合价为四价，化学键为共价键（2）C与C间可形成共价键，还可形成一对、二对、三对共用电子对（3）C与C间可形成链状结构，还可以形成环状结构（这是有机物种类繁多的主要原因的）2、有机化合物的同分异构现象（1）化合物具有相同的分子式但具有不同结构式的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。（2）同分异构体的特点：分子式相同，结构式不同，性质也不同。（3）几种不同概念的区分与理解（五）烷烃的结构和性质1、烷烃的概念：碳原子跟碳原子都以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合。这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都已达到“饱和”，这种结合的链烃叫做饱和链烃，或称烷烃。2、烃的通式：CnH2n+2(n≥1)3、烷烃物理性质：（1）状态：一般情况下，1—4个碳原子烷烃为气态，5—16个碳原子为液态，16个碳原子以上为固态。（2）解性：烷烃不溶于水，易溶于有机溶剂。（3）熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐升高。（4）密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐增加。4、烷烃化学性质：烷烃性质稳定，在通常状况下与强酸、强碱和酸性KMnO4溶液不反应。但易发生以下两种反应。取代反应：（可进一步取代）氧化反应：5、烷烃的命名法（1）选主链：含碳原子数最多的碳链作主链，当碳原子数相等时，以支链多的碳链作主链。主链碳原子数在十以下的用“天干”，十以上的用汉字十一、十二、……称某烷。（2）编号：在主链上从离支链最近的一端开始用阿拉伯数字给碳原子编号，当两个相同支链离两端相等时，以离第三个支链最近的一端编号。（3）写名称：先写取代基编号，再写取代基名称；简单在前，复杂的在后，相同的合并，最后写母体名称。三、典型例题例1、甲烷和氯气以物质的量1∶1混合，在光照条件下，得到的产物是（）①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4A．只有①B．①和②的混合物C．只有②D．①②③④的混合物解析：甲烷和氯气按等物质的量反应，而不可能是1个甲烷分子与1个氯分子在反应，所以无论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物。不能认为甲烷和氯气1∶1，就生成CHCl3。1∶2就生成CH2Cl2等。答案：D例2、下列各组微粒或物质：(1)_____________组两种微粒互为同位素；(2)______________组两种物质互为同素异形体；(3)______________组两种物质属于同系物；(4)______________组两物质互为同分异构体；(5)______________组两物质是同一物质。解析：这道题主要是对几个带“同字”概念的考查及识别判断能力。答案：（1）B；（2）A；（3）C；（4）E；（5）D在线测试一、选择题1、下列有关烷烃的叙述不正确的是（）A．在烷烃分子中，所有的化学键均为单键B．所有的烷烃都一定互为同系物C．烷烃中随碳原子数的增多，沸点逐渐升高D．烷烃的通式为，符合该通式的不一定是烷烃2、下列各对物质中属于同分异构体的是（）A．与B．O2与O3CD．3、对于烃的命名正确的是（）A．4﹣甲基﹣4，5﹣二乙基己烷B．3﹣甲基﹣2，3﹣二乙基己烷C．4，5﹣二甲基﹣4﹣乙基庚烷D．3，4﹣二甲基﹣4﹣乙基庚烷4、下列关于甲烷的叙述不正确的是（）A．甲烷是沼气、坑道气的主要成分B．通常情况下，甲烷性质较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂均不反应C．甲烷在空气中燃烧时，火焰不明亮且无烟D．甲烷在空气中加热到1000℃时，分解成炭黑和氢气5、下列属于由极性键构成的非极性分子是（）A．CH3ClB．CH2C12C．CHCl3D．CCl46、1molCH4与Cl2发生取代反应，等反应完成后测得四种取代物物质的量相等，则消耗Cl2为()A．0.5molB．2molC．2.5molD．4mol7、有3mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧恰好用去3mL氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比是（）A．1：1B．1：2C．2：1D．任意比8、某有机物在氧气里充分燃烧，生成CO2与H2O的质量比为22：9，由此可得出的正确结论是（）A．碳、氢、氧原子个数比为1：2：3B．碳、氢的原子个数比为1：2C．该有机物中肯定不含氧元素D．不能判断该有机物中是否含有氧元素9、一定质量的甲烷燃烧后的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体的质量为49.6g，当缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2质量增重25.2g，原混合气体中CO2的质量为（）A．12.5gB．13.2gC．19.7gD．24.4g10、将a(O2)、b(CH4)、C(Na2O2)放入密闭容器中，在150℃条件下电火花引发反应，反应后容器中的压强为零，由此作出的正确结论是（）A．原a、b、c物质的量之比为1：2：6，反应后容器中生成Na2CO3和NaHCO3的混合物B．原a、b、c物质的量之比为2：1：4，反应后容器中生成Na2CO3和NaOH的混合物C．原a、b、c物质的量之比为1：2：6，反应后容器中生成Na2CO3和NaOH的混合物D．原a、b、c物质的量之比为2：1：4，反应后容器中生成NaHCO3和NaOH的混合物二、综合题11、甲烷分子的电子式为_____，结构式为_____，分子的空间构型为_____，分子中的键角为_____。答案：正四面体109°28′12、将一支盛满甲烷和氯气的混合气体的试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，在漫射光的照射下，产生的现象是（1）_____________（2）_____________（3）_____________。[答案]解析：光照时，氯气与甲烷反应，使氯气减少，故颜色变浅；反应后气体减少，故液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4是难溶于水的液体，故有油状液体生成。答案：（1）颜色变浅；（2）试管内液面上升；（3）有油状液体生成。13、用系统命名法命名下列化合物：答案：（1）2—甲基丁烷（2）2、2、3—三甲基丁烷（3）戊烷（4）2、3—二甲基丁烷（5）2、3、4—三甲基—5—乙基庚烷（6）2、2、4—三甲基—5—乙基辛烷14、将75mL的甲烷、氢气和一氧化碳的混合气与200mL氧气混合点燃，经过充分反应并干燥，体积减少100mL，再将剩余气体通过碱液吸收，还有125mL。上述体积均在298K，1.01×105Pa测定。（1）判断混合气体是否能完全燃烧？（2）总体积减少100mL后，所得气体是什么？多少毫升？（3）共生成二氧化碳多少毫升？最后剩余125mL气体是什么？（4）原混合气体各组分的体积分别是多少毫升？解析：（1）采用极限法，判断氧气过量即CH4＋2O2→，2H2＋O2→，2CO＋O2→，所以75mL气体无论是哪一种，氧气都剩余，因而75mL混合物完全燃烧。（2）燃烧并干燥气体是二氧化碳和剩余氧气，体积等于200＋75－10＝175mL（3）因为最后剩余气体是氧气，所以共生成二氧化碳的体积为：175－125＝50mL（4）设原混合气体中甲烷的体积为xmL，氢气的为ymL，一氧化碳的为zmL，则CH4＋2O2＝CO2＋2H2O2H2＋O2＝2H2O2CO＋O2＝2CO2x2xy0.5yz0.5z依据题意得：因此x＝25mL，y＝25mL，z＝25mL15、取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840mL，点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.600g（1（2）原混合气体中CH4和O2的体积比。[答案]解析：（1）CH4+2O21mol80g原混合气体中n(CH4)==0.0075mol则V（CH4）=0.0075mol×22.4×103mL·mol－1=168mL故剩余气体840mL－3×168mL=336mL(2)V（CH4）∶V(O2)=168mL∶(840mL－168mL)=1∶4高考解析例1、目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下：根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是___________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是________进风口（填“增大”或“减小”），如不作改进可能产生的不良结果是_____________。管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是__________________________。解析：由反应方程式可知，燃烧相同体积的管道气和天然气，天然气消耗O2的体积大。因此，由管道煤气改烧天然气，就必须增大进氧气的量，以保证天然气充分燃烧，以防发生不完全燃烧生成CO，发生一氧化碳中毒。由表中数据知，丁烷沸点为－0.5℃，易液化。在寒冷的冬季，由于温度偏低使丁烷液化，导致管内气流不畅，出现火焰很小且呈断续状态。答案：天然气；增大；不能充分燃烧，生成有毒的CO；丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅。例2、利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：依据上述流程，完成下列填空：（1）天然气脱硫时的化学方程式是________________。（2）nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol、产生H2__________mol（用含n的代数式表示）。（3）K2CO3（aq）和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是_________（多选扣分）。（a）相似相溶原理（b）勒沙特列原理（c）酸碱中和原理（4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于_______________（写出CO2的一种重要用途）。（5）整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3（aq）循环，请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）。答案：（1）3H2S＋2Fe(OH)3＝Fe2S3＋6H2O（2）2.7n（3）b（4）生产纯碱（或作制冷剂等，其他合理答案也给分）解析：（1）流程图中已给出反应物是H2S和Fe(OH)3，生成物是Fe2S3和H2O，CH4没有参与反应，写出方程式再配平即可。（2）写出此反应的方程：CH4＋H2O→CO＋3H2，很容易地看出产生H2应为3×