2010年高考高考有机化学精讲 25页

认识碳氢化合物的多样性碳氢化合物的宝库石油\n物质无机物有机物一、有机化合物吃：粮食、脂肪、糖、蛋白质穿：棉布、丝绸、化纤织物用：橡胶、塑料制品以及农药、化肥、药物、炸药含碳的化合物，除了CO、CO2、碳酸盐等物质\n4个碳原子相互结合的几种方式进一步理解有机物种类繁多的原因。\n有机物与无机物的主要区别性质和反应有机物无机物溶解性多数不溶于水，易溶于有机溶剂部分溶于水而不溶于有机溶剂耐热性多数不耐热，熔点较低多数耐热，难熔化，熔点一般比较高可燃性多数可以燃烧多数不能燃烧电离性多数是非电解质多数是电解质化学反应一般比较复杂，副反应多，反应速率较慢一般比较简单，副反应少，反应速率较快有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。\n二、甲烷烃的概念：在有机化合物中，有一大类物质只有碳和氢两种元素组成，这类物质叫做烃，也叫碳氢化合物。最简单的烃1、甲烷的存在和物理性质天然气的主要成分是甲烷，坑气、沼气中也有甲烷。甲烷是无色、无味的气体，密度是0.717g/L（标准状况），极难溶于水。\n2、甲烷的组成：经测量分析得甲烷中含C75%、H25%（质量分数），标准状况下密度为0.717g/L，求甲烷的分子式。CH4是烃类分子中组成最简单的烃，含碳质量分数最低的烃，或含氢质量分数最高的烃。如何设计一方案验证甲烷的组成\n3、甲烷的结构[练习]试写出甲烷的分子式、电子式、结构式CH4分子式电子式结构式\n历史上，科学家们在测定了甲烷分子组成为CH4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：正四面体形平面正方形√×通过研究二氯甲烷是否存在同分异构体来确定甲烷的结构\n经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。(是含有极性键的非极性分子)归纳：中学化学中常见的物质（或微粒）中，是正四面体结构的有——白磷、金刚石、晶体硅、碳化硅、CH4、CCl4、NH4+、SiO2等。\n（1）氧化反应：在点燃甲烷之前必须的操作是什么？为什么？点燃→CH4+2O2CO2+2H2O4、甲烷的化学性质：\n（2）受热分解：在隔绝空气的情况下，加热至1000度左右，甲烷分解生成炭黑和氢气。CH4C+2H2分解生成的碳黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油漆等。\n取一个100mL的量筒，用排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和Cl2，放在光亮的地方，等待片刻，观察发生的现象！实验探究：\n1、说明量筒内的混合气体在光照的条件下发生了化学反应2、量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。3、量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小现象：混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升。溶液中有晶体析出讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到哪些结论？\n一氯甲烷（气体）[练习]写出后几步反应的化学方程式。试着给生成物命名。\n二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）四氯甲烷（液体）\n（3）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。取代反应置换反应可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质反应物生成物中一定有单质反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动顺序。分步取代，很多反应是可逆的反应一般单向进行\n5、甲烷的实验室制法：反应原理：CH3COONa+NaOH→Na2CO3+CH4↑反应装置：同氨气的制法收集方法：排水法或是向下排气法注意事项：药品必须干燥\n三、石油工业的血液1.石油的物理性质（书P5)化学史话、拓展视野（书P4)元素组成：主要含有碳、氢两种元素。少量氮、氧、硫。微量磷、钾、硅、镁等元素.2.石油的组成物质组成：碳氢化合物。(各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物)没有固定熔沸点\n3.石油的炼制与加工原油各种碳氢化合物组成的混合物水及其它盐类脱水、脱盐处理石油的炼制分子晶体熔沸点随碳原子数增多而升高1）石油的分馏：a.原理：依据混合物中各物质沸点不同——物理变化思考:石油分馏依据的原理是什么？发生的是什么变化？得到的产物是纯净物吗？b.产物：主要是不同沸点范围的轻质燃料（如汽油、煤油等）、重油。——仍是混合物，叫做馏分减压分馏实验室中石油的分馏（书P6）简易装置（随堂练P66/13）\n一般C20以上C16左右C12左右C8左右一般C4以下（直馏汽油——产量不高）\n2）石油的裂化a.原理：使分子中碳原子数较多的烃成为碳原子数较少的烃。目的提高轻质油、特别是汽油的含量和质量深度裂化（裂化汽油）——化学变化b.产品：汽油、煤油等燃料c.裂化的途径：热裂化催化裂化（重整）（易结焦）裂解\n四、烷烃1、碳原子之间都以单键相连构成链状，碳原子的剩余价键都跟氢原子结合的烃，称饱和链烃或烷烃。甲烷乙烷丙烷丁烷\n有机物结构的推断：1、根据有机物的化学性质2、利用现代实验技术：（A）质谱：推断有机物的相对分子质量（B）红外光谱：典型基团的结构信息（C）紫外光谱：显示各种典型基团间的相互关系（D）核磁共振谱：H原子在有机物中的存在状况\n[练习]1、1mol甲烷最多能与多少氯气进行取代，生成多少HCl？2、将1molCH4和CI2发生取代反应，待反应发生后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为多少？3、化学工作者从甲烷与氯气的反应受到启发，提出在农药和有机合成工业可获得副产品盐酸。这一设想已成为现实。试指出上述反应产物所得盐酸可能用到的最佳分离方法是（）A蒸馏法B水洗分液法C升华法D有机溶剂萃取法B\n②CH4是烃类分子中组成最简单的烃，也是含碳质量分数最低的烃，或含氢质量分数最高的烃。某些有机推断题的突破口思考：如何设计实验证明一种烃是甲烷呢？想一想：你能算出CH4中C和H的质量分数吗？课堂练习：室温时20mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到室温，气体体积减少了50mL，剩余气体再通过苛性钠溶液，体积又减少了40mL。求气态烃的分子式。