高二化学烷烃和烯烃知识点总结复习及习题操练.doc

学员编号： 年 级：高二 课 时 数： 2学员姓名： 辅导科目：化学 学科教师： 授课类型T C烷烃和烯烃T 分析推理能力授课日期及时段 教学内容知识点 解题方法1. 烷烃和烯烃 1. 熟悉并掌握简单脂肪烃 2. 烯烃的顺反异构 2. 简单同分异构体 1了解烷烃和烯烃同系物熔、沸点的变化规律。2掌握烷烃取代、烯烃加成及加聚等重要的有机反应类型，并能灵活地加以运用。3进一步理解同分异构现象、同分异构体等概念，并能书写简单烯烃的顺、反异构体，了解烯烃的顺、反异构体在物理性质上的差异性。1根据教材中列举的部分烷烃与烯烃的沸点和相对密度的数据，以分子中碳原子数为横坐标，以沸点或相对密度为纵坐标，制作分子中碳原子数与沸点或相对密度变化的曲线图。通过所绘制的曲线图你能得到什么信息？提示：如图1和图2所示。通过曲线图可知，随着烷烃分子中碳原子数的增加，烷烃的沸点依次升高，相对密度依次增大，烯烃的曲线图同烷烃的类似。2由于烷烃和烯烃的结构不同，使其化学性质也存在着较大的差异，请完成下表的空白，并加以对比总结。提示：如下表所示。烃的类别分子结构特点代表物质主要化学性质烷烃都是单键链状结构锯齿状排列丙烷性质较稳定氧化反应取代反应分解反应烯烃含CC键其余键为单键乙烯氧化反应加成反应加聚反应1物理性质烷烃和烯烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增，呈现出规律性的变化：熔沸点逐渐增大，相对密度逐渐增大，但不超过水的密度。注意：烷烃、烯烃、炔烃的同系物中，随着碳原子数的增多，物理性质呈现规律性的变化。状态：常温下，碳原子数小于5个的烃呈气态，含516个碳原子的烃呈液态，16个碳原子以上的烃呈固态。熔沸点：随着碳原子数的增多，烃的熔沸点逐渐升高，相同碳原子数的同类烃的熔沸点随着支链的增多而降低。密度：随着碳原子数的增多，烃的密度逐渐增大，但是常温常压下的密度均比水的密度小。溶解性：烃都难溶于水，易溶于有机溶剂。2有机化学反应类型(1)取代反应。定义：有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。特点：“有上有下，取而代之”。常见的取代反应。(2)加成反应。定义：有机化合物分子中的双键或三键(不饱和键)两端的原子与其他原子或原子团相互结合，生成新的化合物的反应。特点：双键打开，加上原子(或原子团)，形成新键。(3)聚合反应。聚合反应分为加成聚合反应(加聚反应)和缩合聚合反应(缩聚反应)。加聚反应：小分子断开不饱和键，分子间通过发生加成反应而连接成高分子化合物的反应。(4)消去反应。定义：在一定条件下，有机化合物脱去小分子物质(如H2O、HBr等)生成分子中有双键或三键的化合物的反应。特点：分子内脱去小分子、产物中含不饱和键，二者缺一不可。注意：烷烃发生取代反应时，碳链结构保持不变；烯烃发生加成、加聚反应时，碳碳双键中有一个键发生断裂；醇等发生消去反应时，形成不饱和键的同时脱去小分子。【例1】绕月探测工程“嫦娥一号”卫星自2008年10月24日发射至今，已完成两年的在轨运行和探测任务，并获得了大量科学探测数据，科学家对数据进行了分析，发现月球形成时可能存在稀薄的原始大气层，主要由氖、氢、氦、氩等气体组成，不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是()A碳氢化合物的通式为CnH2n2B燃烧产生为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物C碳原子间以单键相连的烃是烷烃D碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数【解析】CnH2n2是烷烃的通式，A项错误；燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物，化学式为CxHyOz的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水，B项错误；碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃，C项错误；因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数，烃分子中的氢原子个数也一定为偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数是正确的。【答案】D【例2】如何鉴别乙烯和乙烷？如何除去气态烷烃中的乙烯气体？【解析】本题考查烷烃和乙烯的性质。鉴别乙烯和乙烷(或甲烷)时，化学试剂既可用溴水，又可用高锰酸钾酸性溶液。此时发生的化学反应是：CH2CH2Br2CH2BrCH2Br。5CH2CH212KMnO418H2SO410CO26K2SO412MnSO428H2O。将被鉴别的气体分别通入溴水或KMnO4酸性溶液。观察现象：使溴水或KMnO4酸性溶液褪色的是乙烯，否则为乙烷。除去气态烷烃中的乙烯气体，试剂可用溴水，但不可用高锰酸钾酸性溶液。因为混合气体通过高锰酸钾酸性溶液后，乙烯会被高锰酸钾酸性溶液氧化生成二氧化碳气体而引入新杂质。【答案】将被鉴别的气体分别通入溴水或KMnO4酸性溶液，观察现象：使溴水或KMnO4酸性溶液褪色的是乙烯气体，不能使溴水、KMnO4酸性溶液褪色的气体是乙烷。让含有乙烯的气态烷烃通过溴水，就可以使乙烯除去。下列有关烷烃的叙述中，正确的是()A在烷烃分子中，所有的化学键都是单键B烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去C分子通式为CnH2n2的烃不一定是烷烃D所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应【解析】烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达饱和，无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，选项A说法正确；烷烃属饱和链烃，其化学性质一般比较稳定。通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应。选项B说法不正确；因分子通式CnH2n2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n2的有机物一定是烷烃，选项C说法不正确；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，选项D说法正确。【答案】AD下列关于乙烯和乙烷相比较的说法中，不正确的是()A乙烯属于不饱和链烃，乙烷属于饱和链烃B乙烯分子中所有原子处于同一平面上，乙烷分子则为立体结构，原子不在同一平面上C乙烯分子中的CC双键和乙烷分子中的CC单键相比较，双键的键能大，键长长D乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，乙烷不能【解析】A、B、D均为正确的描述。因为CC双键键能比CC单键键能大，从而决定键长要短一些，故答案C是错误的。【答案】C加成反应也是有机化学中的一类重要的反应类型，下列各组物质中不能全部发生加成反应的是()A乙烷、乙烯B乙烯、丙烯C氯乙烯、溴乙烯 D苯、2丁烯【解析】含有不饱和结构的有机物才能发生加成反应，乙烷是饱和烃，不能发生加成反应。【答案】A11,3丁二烯的加成方式(1)1,2加成与1,4加成(11加成)当1,3丁二烯与1分子Br2发生加成反应时，有两种产物。1,2加成和1,4加成是竞争反应，到底哪一种占优势，取决于反应条件。若在极性溶剂和较高温度下进行，主要发生1,4加成反应；若在非极性溶剂和较低温度下进行，主要发生1,2加成反应。(2)12加成当1,3丁二烯与2分子Br2发生加成反应时，产物只有一种。(3)加聚反应2烯烃的顺反异构(1)产生原因乙烯分子中键的构成情况如图所示。由于键的存在，使得CC键不能旋转，否则就意味着键的断裂。每个双键碳原子连接了两个不同的原子或原子团，双键碳原子上的4个原子或原子团就有两种不同的排列方式，产生两种不同的结构，也就是顺反异构。(2)顺式结构、反式结构由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象，称为顺反异构。两个相同的原子或原子团排列在双键同一侧的称为顺式结构；两个相同的原子或原子团排列在双键两侧的称为反式结构。如图所示为2丁烯的顺反异构。注意：顺反异构属于立体异构，顺式结构和反式结构中原子或原子团的连接顺序以及双键位置均相同，区别仅仅是原子或原子团在空间的排列方式不同；它们的化学性质基本相同，物理性质有一定的差异。【例3】下列有机物分子中，可形成顺反异构的是()ACH2CHCH3 BCH2CHCH2CH3 CCH3CHC(CH3)2 DCH3CHCHCl写出分子式为C4H8的烯烃类的同分异构体并加以命名。【点拨】烯烃同分异构体根据碳链异构、位置异构、顺反异构书写。【答案】(1)脂环化合物【例4】两种气态烃以任意比例混合，在105 时1 L该混合烃与9 L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10 L，下列各组混合烃中符合此条件的是()ACH4、C2H4 BCH4、C3H6CC2H4、C3H4 DC2H2、C3H6【解析】105 时水为气态。因反应前后气体体积不变，所以混合烃的平均氢原子数为4。CH4和C3H6混合后平均H原子数必定大于4，故B错误；C2H2和C3H6只有等体积混合时平均H原子数才是4，不满足“任意比”的条件，故D错误。【答案】AC完全燃烧质量相同的：甲烷丙烷乙烯乙炔苯间二甲苯时，耗氧量由多到少的顺序是_。【解析】先将各烃化成CHy/x的形成：CH4；CH8/3；CH2；CH；CH；CH5/4，因为等质量的烃燃烧时耗氧量取决于y/x的大小，y/x越大，耗氧量越多，所以耗氧量由多到少的顺序为。【答案】一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷。下列说法不正确的是()A奥运火炬燃烧主要是将化学能转变为热能和光能B正丁烷的沸点比丙烷高C丁烷丙烷是不同温度下石油分馏的产物D丁烷和丙烷的燃烧产物对环境无影响【答案】D2(2011辽宁大连高三双基，1)科学家在海洋中发现了一种冰状物质可燃冰，其有效成分为甲烷，下列说法不正确的是()A甲烷是烃类物质中相对分子质量最小的物质B点燃甲烷前，不用检验其纯度C甲烷难溶于水D可燃冰是一种极具潜力的能源【解析】CH4是组成和结构最简单的有机物，其相对分子质量在有机物中最小，CH4易燃烧，不溶于水，是一种常用的燃料，在点燃CH4前必须先验纯，以免爆炸。【答案】B3某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是()AC3H8 BC4H10 CC5H12DC6H14【解析】C3H8的一氯取代物有2种；C4H10有两种同分异构体，均有2种一氯代物；C5H12的同分异构体有3种，其中CCH3CH3CH3CH3的一氯代物只有一种；C6H14的同分异构体有5种，一氯代物均超过1种。【答案】C4(2010全国)在一定的温度、压强下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mL O2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为()A14 B13 C12 D11【解析】由于Ar不参与反应，CH42O2CO22H2O，O2一定过量，气体干燥，所以气体中一定无水蒸气，根据差量法：CH42O2CO22H2OV1212V(CH4)(100400460)mLV(CH4)20mL，则V(Ar)100mL20mL80mL，V(CH4)V(Ar)14，则n(CH4)n(Ar)14，A项正确。【答案】A5下列实验能获得成功的是()甲烷气体通入空气中点燃获得热量甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷甲烷通入高锰酸钾性溶液，可以使紫色褪去甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气A只有 B只有C只有 D【答案】B6下列烷烃沸点由高到低的顺序正确的是()CH4C3H8C5H12C8H18C12H26A BC D【答案】B7下列化学性质中，烷烃不具备的是()A一定条件下发生分解反应B可以在空气中燃烧C与Cl2发生取代反应D能使高锰酸钾酸性溶液褪色【答案】D8下列结构简式表示的物质属于烷烃的是()ACH3CH2CHCH2 BCH3(CH2)2CH(CH3)2CCH3CH2OH DCH3CCH【答案】B9下列叙述正确的是()A分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质B通式相同的不同物质一定属于同系物C分子式相同的不同物质一定是同分异构体D相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体【答案】C10下列各组混合物的总质量一定时，无论二者的物质的量比如何改变，完全燃烧生成的CO2恒为一定值的是()A乙烯、丙烯 B甲烷、丙烷C乙烷、1丁烯 D甲烷、丁烷【解析】符合要求的两种烃应该满足一个条件：含碳量相等。由于烯烃的最简式为CH2，因此所有烯烃的含碳量都相等，故A符合题意。烷烃的通式为CnH2n2，n不同时，任何一种烷烃的含碳量都不相同，故B、D错误。任何一种烷烃的最简式都不可能是CH2，即任何烷烃和烯烃的含碳量都不可能相等，故C错误。【答案】A11下列物质由于发生加成反应而使溴水褪色的是()ASO2 B乙烷C2戊烯 D己烷【答案】C12(2010辽宁大连)科学家最近在100的低温下合成一种烃X，此分子的模型如图(图中的连线表示化学键)所示，下列说法正确的是()AX能使溴的四氯化碳溶液褪色BX是一种在常温下能稳定存在的液态烃CX分子中在同一平面上的碳原子最多5个D充分燃烧等质量的X和甲烷，X消耗氧气多【解析】根据模型书写其结构简式，其分子式为C5H4；由于分子内含有，该烃可与Br2发生加成反应，且分子中最多4个原子共面，3个C原子共面，C错误；由于该烃在100下存在，B错误；由于有机物含氢量越高，等质量烃燃烧时消耗O2越多，该烃含氢量小于CH4含氢量，D错误。【答案】A13由乙烯推测丙烯的结构或性质正确的是()A分子中所有原子都在同一平面上B不能发生取代反应C与HCl加成只生成一种产物D能发生加聚反应【答案】D14关于实验室制备乙烯的实验，下列说法正确的是()A反应物是乙醇和过量的3molL1硫酸的混合液B温度计插入反应溶液液面以下，以便控制温度在140C反应容器(烧瓶)中，应加入少许碎瓷片D反应完毕先熄灭酒精灯再从水中取出导管【解析】A项硫酸应为浓硫酸且乙醇和浓硫酸的体积为13，B项控制温度在170，D项容易发生倒吸。【答案】C15下列物质，不可能是乙烯的加成产物的是()ACH3CH3 BCH3CHCl2CCH3CH2OH DCH3CH2Br【解析】乙烯加成是断开一个不饱和键，分别在双键两端的不饱和碳原子上连接一个原子或原子团，如果去掉加上去的成分应恢复为乙烯的结构。选项中只有B项不符合这一要求。【答案】B16下列各组物质中互为同系物的是()【答案】A17下列说法正确的是()AC2H4与C4H8一定是同系物B丙烯和乙烷都能使高锰酸钾酸性溶液褪色C1丁烯与2丁烯互为同分异构体D新戊烷和2,2二甲基丙烷互为同分异构体【解析】C4H8可以是烯烃也可以是环烷烃，A错；乙烯能使KMnO4酸性溶液褪色，而乙烷不能，B错；新戊烷和2,2二甲基丙烷是同一种物质，D错。【答案】C二、非选择题18某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢原子。(1)A的结构简式为_；(2)A中的碳原子是否都处于同一平面？_(填“是”或者“不是”)。【解析】(1)由题意可知，该烃属于烯烃，设其分子式为CnH2n，则有12n2n84，得n6，即该烃的分子式为C6H12。由于该烃分子中只有一种类型的H原子，因此，该分子双键两端的碳原子上只能分别连接两个甲基，即结构简式为。(2)根据乙烯分子的结构可知，双键两端的碳原子上连接的4个原子与双键上的2个碳原子在同一平面上。故A中的碳原子都处于同一平面。【答案】(1) (2)是19(2010山东临沂)烯烃中碳碳双键是重要的官能团，在不同条件下能发生多种变化。(1)烯烃的复分解反应就是两种烯烃交换双键两端的基团，生成两种新烯烃的反应。请写出在催化剂作用下，两个丙烯分子间发生复分解反应的化学方程式_。(2)烯烃与高锰酸钾酸性溶液反应的氧化产物有如下的反应关系：已知某烯烃的化学式为C5H10，它与高锰酸钾酸性溶液反应后得到的产物若为乙酸和丙酸，则此烯烃的结构简式是_；若为二氧化碳和丁酮()，则此烯烃的结构简式是_。【解析】烯烃的复分解反应就是两种烯烃交换双键两端的基团，生成两种新烯烃的反应，丙烯分子间发生复分解反应的化学方程式为：。溶液反应后得到的产物为乙酸和丙酸，则此烯烃的结构简式是CH3CHCHCH2CH3。若为二氧化碳和丁酮，此烯烃的结构简式是CH2C(CH3)CH2CH3。【答案】20乙烯的产量标志着一个国家的石油发展水平，它是很重要的工业原料。(1)写出实验室制取乙烯的化学方程式：_；(2)室温下，将1mol乙烯完全燃烧，生成的气体产物通过足量的Na2O2时转移的电子数是_mol；(3)已知，聚苯乙烯塑料的单体是苯乙烯，由苯乙烯合成聚苯乙烯塑料属于_反应；苯乙烯也能使溴水褪色，简答其原因是_；(4)乙烯的某同系物A(化学式为C5H10)和氢气加成后的产物的一氯取代物有三种，试写出A可能的结构简式：_。【解析】该题考查了烯烃的有关知识，加成反应是烯烃的特征反应。C5H10加成后为C5H12，C5H12的结构较多，我们要将它的结构一一找出，然后看哪种结构的一氯代物为三种，然后补双键还原出C5H10的结构。【答案】(2)2(3)加聚或聚合苯乙烯和溴水发生了加成反应21分子式为CH4、C2H4、C2H2、C6H6、C5H10的烃。(1)质量相同时，耗氧量最多的是_，生成CO2最多的是_，生成H2O最多的是_。(2)物质的量相同时，耗氧量最多的是_，生成CO2最多的是_，生成H2O最多的是_。(3)完全燃烧时与同质量丙烯生成CO2的量相等的是_，比丙烯生成CO2多的是_，比丙烯生成CO2少的是_。(4)在足量O2中燃烧，恢复到原状况(120C)混合气体总体积大于原混合气体的是_，混合气体总体积等于原混合气体的是_，混合气体总体积小于原混合气体的是_。【解析】(1)质量相同，12g C是12g H耗氧量的，所以含氢量最大的此时耗氧量最多，而生成CO2、H2O的多少此时与碳、氢百分含量有关。(2)物质的量相同时，耗氧量与CxHy中的x有关，生成CO2、H2O的多少分别与x和y有关。(3)所有烯烃含碳量相同，烷烃比烯烃含碳量小，炔烃比烯烃含碳量大。(4)由CxHy(x)O2xCO2H2O，水为气态时，y4，则V前V后；y4，则V前V后，yV后。【答案】(1)CH4；C2H2、C6H6；CH4(2)C6H6、C5H10；C6H6；C5H10(3)C2H4、C5H10；C2H2、C6H6；CH4(4)C6H6、C5H10；CH4、C2H4；C2H222某烃0.1mol在标况下与20LO2(过量)充分反应，将生成的混合气体通过足量的Na2O2粉末，使之完全反应，此时Na2O2增重15g，经过处理后的气体为14.4L(在标况下)。该烃能使溴水褪色，试通过计算求该烃的化学式，并写出可能的结构简式【解析】该题涉及的反应原理分为两步：烃的燃烧、Na2O2分别与水和二氧化碳反应。解法一：设该烃的化学式为CxHy，则CxHyO2xCO2H2O1 x x 01mol 0.1(x)mol 0.1xmol ymol2Na2O22CO2=O22Na2CO2m 2mol 1mol 56g 0.1xmol xmol 56g2Na2O22H2O=O24NaOHm 2mol 1mol 4g ymol ymol 4g由已知条件可列如下二元一次方程组：解之得x5，y10。该烃的化学式为C5H10。由于它能使溴水褪色，因而只能为烯烃，其可能的结构简式：解法二：m(烃)m(O2)m(Na2O2增重)m(剩余气体)设该烃的摩尔质量为M，可列如下方程：01molM32g15g32gM70gmol1510相对分子质量为70的烃，其化学式为C5H10(以下同解法一)【点拨】解法一计算复杂、费时且很容易出错，解法二用质量守恒，则快捷准确。在这节课的学习中，老师通常会要求你在仔细审题、分析之后说出你的思考过程，这其实是一种思想的交流。老祖宗告诉我们，只有思想的交流，才有智慧的激荡。所以，请在仔细地系统思考之后和你的老师大胆交流吧！每一天都是全新的一天，每一天都是进步的一天。从今天起步，在明天收获！