化合燃料与有机化合物-PPT.ppt

第第 讲讲 化合燃烧与有机化合物化合燃烧与有机化合物2222第第 五五 单单 元元热点知点知识剖析剖析有机化合物的种有机化合物的种类繁多，掌握好各繁多，掌握好各类有机化有机化合物的合物的组成、成、结构和性构和性质是学好有机化学是学好有机化学的关的关键。本。本讲内容属于有机化学中的必考内容属于有机化学中的必考知知识，是有机化学中最基，是有机化学中最基础的内容，在高的内容，在高考考试题中主要以中主要以选择题的形式出的形式出现，其，其难度一般不会很大，会更多地体度一般不会很大，会更多地体现化学与社化学与社会之会之间的的联系。系。本本讲内容以甲内容以甲烷、乙、乙烯、苯的、苯的结构和性构和性质为主，考主，考查的的热点主要有：点主要有：碳碳碳碳单键、双、双键、苯、苯环中的碳碳中的碳碳键所体所体现出来的特点，出来的特点，甲甲烷、乙、乙烯、苯分子的空、苯分子的空间构型，构型，它它们化学性化学性质上的异同点，上的异同点，取代反取代反应、加、加成反成反应的本的本质原理，原理，烃的燃的燃烧规律，律，石油化工、煤化工原理及石油化工、煤化工原理及产物的性物的性质，加聚反加聚反应及常及常见高分子材料的基本性高分子材料的基本性质。在有机化学的复在有机化学的复习过程中，要重点掌握一些基程中，要重点掌握一些基本概念、基本反本概念、基本反应类型、分子型、分子结构与性构与性质的的关系，以及学关系，以及学习有机化学的基本思有机化学的基本思维方法。方法。注意有机化合物的分子式、注意有机化合物的分子式、结构式、构式、结构构简式的式的规范化范化书写，注意有机反写，注意有机反应方程式与无方程式与无机反机反应方程式的区方程式的区别（特（特别是有机反是有机反应的条的条件），做到重点件），做到重点问题重点重点练，在，在练习过程中程中不断不断总结规律，掌握有效的学律，掌握有效的学习方法。方法。基基础知知识回回顾1.甲甲烷 烷烃分子里只含碳、分子里只含碳、氢两种元素的化合物称两种元素的化合物称为烃。(1)甲烷甲烷组成和结构：分子式组成和结构：分子式:，电子式，电子式:.结构式结构式:.空间构型：空间构型：。物理性质：甲烷是无色、无味、难溶于水的物理性质：甲烷是无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气的小。气体，密度比空气的小。化学性质：甲烷在通常情况下性质较稳定，化学性质：甲烷在通常情况下性质较稳定，与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。CH4正四面体正四面体HCHHHHHHH C氧化反氧化反应甲甲烷燃燃烧（现象：象：火焰）的化学方程火焰）的化学方程式式为：.甲烷与氯气的反应：反应条件甲烷与氯气的反应：反应条件，产物为混合物。产物为混合物。反应方程式：反应方程式：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl，CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。淡蓝色淡蓝色光照光照点燃点燃CH4+2O2=CO2+2H2O取代反取代反应：有机物分子里的某些：有机物分子里的某些 .被其他被其他 .所代替的反所代替的反应。甲甲烷在在1500以上高温下，能比以上高温下，能比较完全完全地分解，方程式地分解，方程式为:原子（或原子团）原子（或原子团）原子（或原子团）原子（或原子团）高温高温CH4 C+2H2（2）烷烃的的组成、成、结构与性构与性质结构特点：构特点：烃分子中，碳原子之分子中，碳原子之间以以 结合，剩余合，剩余价价键全部与全部与结合，使每个碳原子合，使每个碳原子都达到价都达到价键饱和。和。烷烃是一种是一种饱和和烃。通式：通式：（n1）。）。单键单键氢原子氢原子CnH2n+2大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点命名：碳原子数在十以内的命名：碳原子数在十以内的烷烃，随碳原，随碳原子数增加，分子数增加，分别用甲、乙、丙、丁、戊、用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸代表碳原子数，其后己、庚、辛、壬、癸代表碳原子数，其后加加“烷”字，如乙字，如乙烷。性性质：随碳原子数的增加，：随碳原子数的增加，烷烃的熔沸点的熔沸点逐逐渐。烷烃在空气中可以燃在空气中可以燃烧，也可以与，也可以与氯气在气在条件下条件下发生生反反应。光照光照取代取代增加增加2.石油的石油的炼制乙制乙烯（1）乙）乙烯组成和成和结构：分子式：构：分子式：.结构式：构式：.结构构简式：式：.空间构型：平面矩形空间构型：平面矩形 .。物理性质：乙烯是无色、稍有气味、难物理性质：乙烯是无色、稍有气味、难溶于水的气体，密度比空气略小。溶于水的气体，密度比空气略小。CH2CH2C2H4HHHH（或（或6个原子在同一平面）个原子在同一平面）化学性化学性质：氧化反氧化反应：乙：乙烯可以使酸性高可以使酸性高锰酸酸钾溶液溶液褪色，也可以在空气中燃褪色，也可以在空气中燃烧（现象：火焰象：火焰明亮，伴有少量黑烟）。明亮，伴有少量黑烟）。加成反加成反应：乙：乙烯可以使溴的四可以使溴的四氯化碳溶液化碳溶液褪色。褪色。化学方程式化学方程式为：.乙乙烯烯也也可可以以与与H2、H2O、HCl等等在在一一定定条条件下发生加成反应。件下发生加成反应。CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br（2）石油的）石油的炼制制分分馏：利用原油中各：利用原油中各组分沸点的不同，不断分沸点的不同，不断加加热汽化、冷凝，使沸点不同的成分分离出汽化、冷凝，使沸点不同的成分分离出来，称来，称为石油的分石油的分馏。石油分。石油分馏主要得到的主要得到的产品是品是、等等轻质油。油。裂化：使相裂化：使相对分子分子质量量较大、沸点大、沸点较高的高的烃断裂成相断裂成相对分子分子质量量较小、沸点小、沸点较低的低的烃，称称为石油的裂化。石油的裂化。石油的裂化主要是石油的裂化主要是为了提高了提高等等轻质油的油的产量和量和质量。量。裂解是在比裂化更高的温度下，使裂解是在比裂化更高的温度下，使长链烃断裂断裂成成、等气等气态短短链烃。汽油汽油煤油煤油柴油柴油汽油汽油乙烯乙烯丙烯丙烯摘要幻灯片3.煤的干煤的干馏苯苯（1）苯）苯组成和成和结构：分子式：构：分子式：，结构构简式：式：，空，空间构型：构型：.。物理性物理性质：苯是无色、有特殊气味、不溶于：苯是无色、有特殊气味、不溶于水的液体，有毒，密度比水小，是一种重水的液体，有毒，密度比水小，是一种重要的有机溶要的有机溶剂。C6H6（或（或12个原子在同一平面）个原子在同一平面）正六边形正六边形化学性化学性质：氧化反氧化反应：可以在空气中燃：可以在空气中燃烧，但不能使，但不能使酸性高酸性高锰酸酸钾溶液褪色。溶液褪色。取代反取代反应：苯与：苯与浓硝酸、硝酸、浓硫酸的混合酸硫酸的混合酸反反应，方程式，方程式为：（2）煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使）煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。其分解的过程。干馏的主要产品有固态物质干馏的主要产品有固态物质，液态，液态物质物质和和，气态物质，气态物质（成（成分有分有H2、CH4、C2H4、CO等）。等）。+HNO3H2O5560NO2浓硫酸浓硫酸焦炭焦炭粗氨水粗氨水煤焦油煤焦油焦炉气焦炉气4.有机高分子化合物：相有机高分子化合物：相对分子分子质量高达几万量高达几万到几百万的有机化合物。到几百万的有机化合物。(1)三大合成材料：三大合成材料：、。(2)常常见合成方法合成方法加聚反加聚反应如：由乙如：由乙烯生成聚乙生成聚乙烯的反的反应方程式方程式为：由氯乙烯生成聚氯乙烯的反应方程式为：由氯乙烯生成聚氯乙烯的反应方程式为：nCH2CH2 CH2CH2 n引发剂引发剂nCH2CH2Cl引发剂引发剂Cl CH2CH n塑料塑料橡胶橡胶纤维纤维重点知重点知识归纳1.乙乙烷、乙、乙烯、苯的性、苯的性质比比较（1）烃乙乙烷、乙、乙烯、乙炔、苯、乙炔、苯H CC H2.取代反取代反应、加成反、加成反应、加聚反、加聚反应（1）取代反）取代反应定定义：有机分子里的某些原子或原子：有机分子里的某些原子或原子团被被其他原子或原子其他原子或原子团所代替的反所代替的反应。发生取代反生取代反应的典型物的典型物质：CH4、苯、苯、CH3CH2OH或或CH3COOH的的酯化反化反应，酯(油脂油脂)、淀粉、淀粉、纤维素、蛋白素、蛋白质的水解反的水解反应。典型反典型反应CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2OCH4+Cl2 CH3Cl+HCl光照光照 +HONO2 +H2O NO25560 浓硫酸浓硫酸浓硫酸浓硫酸（2）加成反）加成反应定定义：有机分子里不：有机分子里不饱和的碳原子跟其他和的碳原子跟其他原子或原子原子或原子团直接直接结合生成合生成别的物的物质发生加成反生加成反应的典型物的典型物质：乙：乙烯在一定条在一定条件下与溴、水、件下与溴、水、氢气、气、氯气、气、卤化化氢等等发生加成反生加成反应。典型反典型反应：CH2CH2+Br2 CH2BrCH2BrCH2CH2+H2O CH3CH2OH催化剂催化剂(3)加聚反加聚反应定定义：含有碳碳双：含有碳碳双键(或碳碳或碳碳叁键)的相的相对分分子子质量小的化合物分子在一定条件下，互相量小的化合物分子在一定条件下，互相结合成相合成相对分子分子质量大的高分子。量大的高分子。(生成物生成物只有高分子化合物，且其只有高分子化合物，且其组成与原小分子化成与原小分子化合物相同合物相同)。发生加聚反生加聚反应的典型物的典型物质：乙：乙烯等含碳碳双等含碳碳双键(或碳碳或碳碳叁键)的物的物质。nCH2=CH2 CH2CH2 n催化剂催化剂nCH2=CHCl催化剂催化剂 CH2CH nCl典型反应：典型反应：3.烃的燃的燃烧规律律烃燃燃烧的通式的通式为:CxHy+(x+y/4)O2 a .xCO2+y2H2O（1）烃（CxHy）完全燃）完全燃烧前后气体的体前后气体的体积大小大小变化化规律律烃燃燃烧后，若生成的水后，若生成的水为气气态（温度（温度高于高于100），），则：当当y=4时，反，反应前后气体的体前后气体的体积不不变；当当y4时，反，反应后气体体后气体体积反反应前气体前气体体体积;当当y4时，反，反应后气体体后气体体积反反应前气体前气体体体积。烃燃燃烧后，若生成的水后，若生成的水为液液态（温度低于（温度低于100），），则：V=V前前-V后后=1+y/4，体，体积总是减小。是减小。无无论水水为气气态还是液是液态，燃，燃烧前后气体体前后气体体积的的变化都只与化都只与烃分子中的分子中的氢原子数有关，原子数有关，而与碳原子数无关。而与碳原子数无关。（2）烃完全燃完全燃烧消耗氧气量的消耗氧气量的规律：律：等物等物质的量的的量的烃完全燃完全燃烧耗氧量比耗氧量比较的的规律：律：对于等物于等物质的量的任意的量的任意烃(CxHy)，完全燃，完全燃烧，耗氧量的大小取决于耗氧量的大小取决于(x+y/4）的）的值的大小，的大小，该值越大，耗氧量越多。越大，耗氧量越多。等等质量的量的烃完全燃完全燃烧耗氧量比耗氧量比较的的规律：律：对于等于等质量的任意量的任意烃，完全燃，完全燃烧，耗氧量的大，耗氧量的大小取决于小取决于y/x的的值的大小，的大小，该值越大，耗氧量越大，耗氧量越多。越多。（3）碳的）碳的质量分数相同的有机物（量分数相同的有机物（实验式式可以相同也可以不同），只要可以相同也可以不同），只要总质量一定，量一定，以任意比混合，完全燃以任意比混合，完全燃烧后后产生的生的CO2的的量量总是一个定是一个定值。（考（考查常常见有机物分子构型）在有机物分子构型）在丙丙烯氯乙乙烯苯苯甲苯四种有机化合物中，甲苯四种有机化合物中，分子内所有原子均在同一平面的是分子内所有原子均在同一平面的是()A.B.C.D.B解答本解答本题应了解甲了解甲烷、乙、乙烯、苯的空、苯的空间构型，当碳原子与四个原子以构型，当碳原子与四个原子以单键相相结合，合，这些原子不可能都在同一个平面上些原子不可能都在同一个平面上（其（其结构构为四面体）。丙四面体）。丙烯、甲苯中均含、甲苯中均含有甲基，分子内所有原子不可能都在同一有甲基，分子内所有原子不可能都在同一个平面。个平面。方法指方法指导：有机化合物分子的空：有机化合物分子的空间构型，通构型，通常以甲常以甲烷、乙、乙烯、苯的空、苯的空间构型构型为基基础，并在此基并在此基础上延伸。另外，乙炔、甲上延伸。另外，乙炔、甲醛的的空空间构型也构型也应有所了解。有所了解。（考（考查常常见有机物性有机物性质）下列关于）下列关于乙乙烯和苯的和苯的说法中，正确的是（法中，正确的是（）A.苯的分子式苯的分子式为C6H6，不能使酸性，不能使酸性KMnO4溶液褪色，属于溶液褪色，属于饱和和烃B.在催化在催化剂作用下，苯与液溴反作用下，苯与液溴反应生成溴苯，生成溴苯，发生了加成反生了加成反应C.乙乙烯双双键中的一个中的一个键可以断裂，容易可以断裂，容易发生生加成反加成反应和取代反和取代反应D.苯燃苯燃烧比乙比乙烯燃燃烧产生的黑烟更生的黑烟更浓D苯不苯不饱和和烃，A项错误；苯与液溴；苯与液溴发生取代反生取代反应生成溴苯，生成溴苯，B项错误；乙；乙烯双双键中的一个中的一个键可以断裂，可以断裂，发生的是加成反生的是加成反应，而取代反，而取代反应不易不易发生，生，C项错误；苯；苯的含碳量比乙的含碳量比乙烯的高，燃的高，燃烧更加不充分，更加不充分，产生的烟也更生的烟也更浓，D项正确。正确。方法指方法指导：有机化合物的性：有机化合物的性质主要由官能主要由官能团决定。掌握官能决定。掌握官能团的性的性质是学是学习有机化学有机化学的一种有效方法。的一种有效方法。（考（考查烃的燃的燃烧规律）在常温常律）在常温常压下，取下列四种气下，取下列四种气态烃各各1 mol，分，分别在足在足量的氧气中燃量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是（，消耗氧气最多的是（）A.CH4 B.C2H6C.C3H6D.C4H10 1mol烃烃(CxHy)完全燃烧消耗氧气完全燃烧消耗氧气(x+y/4)mol，(x+y/4)的值越大，耗氧量越多。的值越大，耗氧量越多。方法指导：烃及烃的衍生物燃烧通式是方法指导：烃及烃的衍生物燃烧通式是解题的基础，应熟练掌握并应用。解题的基础，应熟练掌握并应用。D（考（考查重要有机物重要有机物苯）人苯）人们对苯的苯的认识有一个不断深化的有一个不断深化的过程。程。（1）1834年德国科学家米希年德国科学家米希尔里希，通里希，通过蒸蒸馏安息香酸（）和石灰的混合安息香酸（）和石灰的混合物得到液体，命名物得到液体，命名为苯。苯。苯不能使溴水褪色，性苯不能使溴水褪色，性质类似似烷烃，任写一，任写一个苯个苯发生取代反生取代反应的化学方程式：的化学方程式：COOH.+HONO25560 浓硫酸浓硫酸 NO2（2）烷烃中脱去中脱去2 mol氢原子形成原子形成1 mol双双键要吸要吸热，但，但1，3环己二己二烯（）脱去）脱去2 mol氢原子原子变成苯却放成苯却放热，可推断苯比，可推断苯比1，3环己二己二烯 （填（填“稳定定”或或“不不稳定定”）。）。稳定稳定（3）1866年年凯库勒（右勒（右图）提出了苯的）提出了苯的单、双、双键交替的正六交替的正六边形平面形平面结构，解构，解释了苯的部分了苯的部分性性质，但，但还有一些有一些问题尚未解决，它不能解尚未解决，它不能解释下列事下列事实 （填入（填入编号）号）a.苯不能使溴水褪色苯不能使溴水褪色b.苯能与苯能与H2发生加成反生加成反应c.溴苯没有同分异构体溴苯没有同分异构体d.邻二溴苯只有一种二溴苯只有一种（4）现现代代化化学学认认为为苯苯分分子子碳碳碳碳之之间间的的键键是是 。.ad介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键 (1)苯的硝化、溴代、磺化等都是取苯的硝化、溴代、磺化等都是取代反代反应。(2)从从烷烃脱脱氢的角度分析，的角度分析，1，3环己二己二烯（）脱去）脱去2mol氢原子原子应吸吸热，而，而实际过程是放程是放热，说明明1，3环己二己二烯的能量比苯的能量高，即的能量比苯的能量高，即苯比苯比1，3环己二己二烯更加更加稳定。定。(3)若苯若苯是是单、双、双键交替的正六交替的正六边形平面形平面结构，苯构，苯应能使溴水褪色、能与能使溴水褪色、能与H2发生加成反生加成反应，且且邻二溴苯的二溴苯的结构构应有有两种。两种。BrBr和和BrBr方法指方法指导：苯及含苯：苯及含苯环的有机物是高考的重的有机物是高考的重点及点及热点内容，点内容，应熟悉其性熟悉其性质及同分异构及同分异构体的体的书写等。写等。