2010届高三化学教与学复习方略：甲烷的性质与“四同”规律

第十三章 烃

第一课时 甲烷的性质与“四同”规律

【考纲要求】

1．了解有机化合物数目众多和异构现象普遍存在的本质原因。碳原子彼此连接的可能形式 。

2．掌握烷烃的结构及空间构型、重要的性质。

3．掌握同分异构体、结构式的书写方法和烷烃的命名方法。

教与学方案 【自学反馈】

1．甲烷的结构和性质 (1)分子组成和结构：

化学式为 , 电子式为 ；结构式为 ； 甲烷的分子空间结构： ，键角为 。 (2)电子式、结构式、结构简式、分子式概念比较

2．甲烷物理性质

3．甲烷化学性质

(1)取代反应（卤代）这也是烷烃共同具有的一个性质。

A.方程式 ：

B．反应规律：

C．取代反应与置换反应的区别

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(2)氧化反应——仅能在空气或氧气中燃烧

(3)加热分解反应： 4.烷烃的结构和性质 1．通式

2．结构特点：3．性质

(1)物理性质： (2)化学性质：

①稳定性：不使溴水及酸性高锰酸钾溶液褪色。 ②可燃性： ③取代反应：均可与卤素发生取代反应。

④裂化反应： 5.同分异构体书写规律和步骤

6.烷烃的命名的方法

【例题解析】

【例1】分子里含碳原子数不超过10的所有烷烃中一卤代物只有一种的烷烃共有：

A．2种

B．3种

C．4种

D．无数种

解题思路: 易错点: 【例2】对于烃 命名正确的是：

A．4—甲基—4,5—二乙基己烷

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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

解题思路: 易错点: 【例3】在有机物分子中,若某个碳原子连接4个不同的原子或基团,则这种碳原子称为“手

性碳原子”，如右图所示, 若同一个碳原子上连着两个C=C键时，极不稳定，不存在。某链烃C7H10的众多同分异构体中，(1)含有“手性碳原子”，且与足量H2发生加成反应后仍具有“手性碳原子”的有五种，它们的结构简式分别是：

① ②

③

④ ；

⑤ 。 (2)含有“手性碳原子”，但与足量H2发生加成反应后不具有“手性碳原子”的结构简式是 。

解题思路: 。 易错点: 。 【考题再现】

1.有机环状化合物的结构简式可进一步简化，例如A式可简写为B式，C式是1990年公开报导的第1000万种新化合物。

A

． B． C．

求化合物C中的碳原子数是，分子式是D是C的同分异

构体，但D属于酚类化合物，而且结构中没有－CH3基团。请写出D可能的结构简式 。（任意一种）

思维方法: 。

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展望高考:

2.如果定义有机物的同系列是一系列的结构式符合

(其中n＝0，1，2，3…，的

化合物)。式中A、B是任意一种基团(或氢原子)，W为2价的有机基团，又称为该同系列的系差。同系列化合物的性质往往呈现规律性的变化。下列四种 化合物中，不可称为同系列的是

A．CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH3 B．CH3CH=CHCHO CH3CH=CHCH=CHCHO CH3(CH=CH)3CHO C．CH3CH2CH3 CH3CHClCH2CH3 CH3CHClCH2CHClCH3

D．ClCH2CHClCCl3 ClCH2CHClCH2CHCICCl3 ClCH2CHClCH2CHClCH2CHClCCl3

思维方法: 。 展望高考: 【针对训练】 A.基础训练

1.最近我国开始从新疆开发天然气，贯穿东西至上海的大工程，关于天然气的下列叙述不正确的是

A.天然气和沼气的主要成份都是甲烷

B.改液化石油气为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量 C.天然气燃烧的废气中，SO2等污染物的含量少

D.天然气与空气的体积比为1∶2时，混合气点燃爆炸最剧烈 2.下列有机物命名正确的是

A.．3,3-二甲基丁烷 B．2,2-二甲基丁烷 C．2-乙基丁烷 D．2,3,3-三甲基丁烷

3.环氧乙烷（

CH2－CH2

）与乙二醇作用，控制一定的反应条件及反应物的用量比例，可

生成一系列双官能团化合物，称为多缩乙二醇醚，其后应原理可表示为：

HO―CH2―CH2―OHO―CH2―CH2―O―CH2―CH2―OH

HO―CH2―CH2―O―CH2―CH2―O―CH2―CH2―OH

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…

则该系列化合物中碳元素的质量分数最大值约为

A．40.00% B．54.54% C． 66.67% D．85.71%

4.下列各组物质中，互为同分异构体的是

A．O2和O3 B．

CH3

C．CH3-CH2-CH2-CH2-CH3和CH3-CH-CH2-CH3 D．CH3-CH2-CH2-CH2-CH3和CH3-CH2-CH2-CH3 B. 提高训练

5.化学工作者把烷烃、烯烃、环烷烃……，转化为键数的通式，给研究有机物分子中键能大小的规律带来了很大的方便，设键数为I，则烷烃中碳原子与键数关系的通式为CnI3n+1，烯烃<视双键为的两个单键>，环烷烃中碳原子与键数关系的通式均为CnH3n，则苯的同系物中碳原子与键数的关系通式为（苯环上视为三个双键）

http://I3n-1 http://I3m-2 http://I3n-3 http://I3n-4 C.能力训练

6.请写出六种你学过的有机化合物的结合简式，这些化合物燃烧后产生的CO2和H2O(g) 的体积比符合如下比值(各写三种)： (A)Vco/VH

2

2O

(g)

＝2的有 ＝0.5的有

、 、

、 、

。 。

(B)Vco/VH

2

2O

(g)

7.碳正离子［例如，CH+3，C2H+5，(CH3)3C+等］是有机物反应中重要 的中间体。欧拉因在此研究领域中的卓越成就而荣获1994年诺贝尔化学奖，碳正离子CH+3可以通过CH4在“超强酸”中再获得一个H+而得到，而CH+5失去H2可得CH+3。 (A)CH+3是反应活性很强的正离子，是缺电子的其电子式是 (B)CH+3中4个原子是共平面的，三个键角相等，键角应是

。

(填角度)。

(C)(CH3)2CH+在NaOH的水溶液中反应将得到电中性的有机分子，其结构简式为 。 (D)(CH3)3C+去掉H后将生成电中性的有机分子，其结构简式为

。

8.有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子组成与烷烃相似。下列说法中错误的是

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A.硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2 B.甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水 C.甲硅烷（SiH4）的密度小于甲烷(CH4) D.甲硅烷的热稳定性强于甲烷 D.奥赛一瞥

9.已知2－丁烯有顺、反两种异构体，在某条件下两种气体处于平衡，

下列说法正确的是

A．顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定 B．顺-2-丁烯的燃烧热比反-2-丁烯大

C．加压和降温有利于平衡向生成顺-2-丁烯反应方向移动

H3

CH3

CHH

CCD．反-2-丁烯氢化的热化学方程式为：

CC (g)+H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)

H

顺-2-丁烯

H

H

反-2-丁烯

CH3

△H=－123.1 kJ·mol—1

10.百里酚酞是常用的滴定指示剂，pH小于9.4为无色，大于10.6时为蓝色，百里酚酞的结

构式如右图，可由邻苯二甲酸酐

等原料合成得到。有关说法不正确的是 ．．．

A．百里酚酞中含有羟基、酯基及苯基等官能团 B．邻苯二甲酸酐分子中所有原子处于同一平面 C．1mol百里酚酞在溶液中最多可与4molNaOH反应

D．用已知浓度的烧碱滴定未知浓度的盐酸，用酚酞作指示剂比百里酚酞误差小

第一课时 甲烷的性质与“四同”规律

【例题解析】

1.【解析】物质发生取代反应后，同分异构体种类的判断，只要分析有几种不等效的氢，就能找到答案。

(1)同一碳原子上的氢原子是等效的。

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(2)同一碳原子上所连甲基的氢原子是等效的。 (3)处于镜面对称位置上的氢原子是等效的（相当 于平面镜成像时，物与像的关系）。

本题明确等效氢原子的判断以后，只要找出所含H

原子全是等效H原子的物质即可。

答案:CH4、CH3CH3、

、

2.【解析】按烷烃的命名原则，首先应该选择分子结构中的最长的碳链为主链。该题选项A和B的名称，均违反了此项原则，因而不能选。然后考虑对主链上碳原子离支链较近的一端开始顺序进行编号，突出取代基的位置，以取代基的位次号最小为原则。遇有取代基较多，当主链正确选定之后，主链上的碳原子编号顺序不同，该烷烃的命名也有所不同，此时当应该以名称中各位次数字和小的命名正确。本题选项C、D中的命名，主链选择正确，由于对主链碳原子编号时选择的开始一端不同，出现两个名称，其中各位次数和（3+4+4）<（4+5+4）∴D为正确。

[答案] D。

3.【解析】根据①式,将右端的甲基移动,即可得答案。 同理将③式中的甲基移动,即可得另一答案:

含有“手性碳原子”，但与足量H2发生加成反应后不具有“手性碳原子”,则表示含有叁键和双键的两端加氢后,结构是对称的,故有：

答案

(1) ④ (2)

⑤ [考题再现]

1. 14；C14H20O； （其它合理的答案也可） 2.C 【针对训练】

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A.基础训练 1.D 2.B 3.B 4.C B.提高训练 5. C

C.能力训练6.(A) CH CHC6H6 C6H5OH (B)CH4 CH3OH （NH2）2CO 7.(A) ( （B)120° (C)(CH3)2CHOH(D)(CH3)2C＝CH2 8.C、D

D.奥赛一瞥：9.B 10. C