高中化學(xué)-有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)烴

專十九：妙

第一部分：考點(diǎn)

甲烷及烷妙的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1、甲烷的分子結(jié)構(gòu)

(1)組成與結(jié)構(gòu)

名稱分子式電子式結(jié)構(gòu)式分子模型

IIH

甲烷CH4HI&HH-C—H

■■I

HI球棍模型II比例模型

(2)空間結(jié)構(gòu)

分子結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及空間構(gòu)型

具有正四面體結(jié)構(gòu)，其中，4個C-H鍵的長

度和強(qiáng)度相同，夾角相等；碳原子位于正四

面體的中心，4個氫原子位于4個頂點(diǎn)。

2、甲烷的性質(zhì)

(1)物理性質(zhì)：無色無味氣體，難溶于水，密度比空氣小

(2)化學(xué)性質(zhì)

①在空氣中燃燒(氧化反應(yīng))：安靜的燃燒，火焰呈淡藍(lán)色，放出大量的熱。

占燃

弧+2。2』。。2+2H2。

②與酸性KMnO,溶液——溶液不褪色

③與氯氣反應(yīng)(取代反應(yīng))：有油狀物質(zhì)生成，產(chǎn)生少量白霧，試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺，最終變

為無色。

甲烷的氯代反應(yīng)需注意：

CH4+優(yōu)雪c"3a+HCI1、反應(yīng)條件為光照，在室溫或暗處，二者均不發(fā)生反應(yīng)，也不

能用陽光直射，否則會爆炸；

CH3cl+Clr^CH2Cl2+HCI2、反應(yīng)物必須用鹵素單質(zhì)，單質(zhì)的水溶液均不與甲烷反應(yīng)；

i3、該反應(yīng)是連鎖反應(yīng)，產(chǎn)物是五種物質(zhì)的混合物，其中HC1的

CH2Cl2+Cl^CHCl3+HCI量最多；

4、Imol氫原子被取代，消耗lmolCL,同時生成ImolHCL即參

光照

CHC，3+Cl2TCCI4+HCI加反應(yīng)的C1有一半進(jìn)入有機(jī)產(chǎn)物中，另一半進(jìn)入HC1。

(

I________________________________________

甲烷在光照條件下與氯氣反應(yīng)生成的4中取代產(chǎn)物的比較:

分子結(jié)構(gòu)CC1.是正四面體,其余均不正,但都是四面體;

俗名CHCls：氯仿,CCI4：四氯化碳;

狀態(tài)常溫下,CHCk是氣體,其余均為液體;

溶解性均不溶于水,CHCA和CCL是工業(yè)上重要的溶劑;

密度CHCk比水輕,其他均比水重。

④高溫分解：C“4吟C+2H2工業(yè)制炭黑

(3)存在和用途

①甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。

②天然氣是一種高效、低耗、污染小的清潔能源，還是一種重要的化工原料。

3、烷燒

(1)概念：僅含有碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為燒。燒分子中的每個碳原子形成四個共價鍵，且碳原子

之間只以單鍵結(jié)合成鏈狀，剩余價鍵均與氫原子結(jié)合，使每個碳原子的化合價都達(dá)到飽和，這樣的

煌叫飽和燒，也成為烷燒。

①烷煌的碳碳鍵為飽和鍵，碳原子為飽和碳原子

②烷煌中的碳原子并不在一條直線上，而是呈鋸齒狀，如圖所示：

I正戌垸II異戊烷III新戊烷

③烷煌分子中失去一個或幾個氫原子所剩余的部分稱為炫基，用-R表示。

④Imol的-CH3含有9mol電子，Imol的CH4含有l(wèi)Omol電子。

(2)通式：的“2n+2(n為整數(shù))。符合此通式的煌一定是烷煌。

(3)烷妙的性質(zhì)

①物理性質(zhì)

遞變性：

烷煌的熔沸點(diǎn)較低，且隨碳原子數(shù)的增加，烷燃的熔沸點(diǎn)逐漸升高；

常溫下由氣態(tài)(n(4)逐漸過渡到液態(tài)(5WnW16)、固態(tài)(n217),但新戊烷的沸點(diǎn)是9.5℃,

常溫下呈氣態(tài)；

烷煌的相對密度都較小，且隨著碳原子數(shù)的增加，烷炫的相對密度逐漸增大。

相似性：烷煌不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑；液態(tài)烷煌的密度均小于1g-cm-3

②化學(xué)性質(zhì)

穩(wěn)定性：烷始通常較穩(wěn)定，不能被酸性KMnO」溶液氧化，也不能與強(qiáng)酸強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)。

氧化反應(yīng)：烷煌都具有可燃性，在空氣或氧氣中完全燃燒生成CO2和田0

CnH2n+2+-2~^2-*MCO2+(H+1)“2。

取代反應(yīng)：在光照條件下，烷燃與鹵素單質(zhì)可發(fā)生取代反應(yīng)。

4、煌類的熔沸點(diǎn)規(guī)律

(1)有機(jī)物一般為分子晶體，在有機(jī)同系物中，隨著碳原子數(shù)增加，相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力

增大，熔沸點(diǎn)逐漸升高。

(2)常溫下，nW4的燃呈氣態(tài)，新戊烷也呈氣態(tài)。

(3)分子式相同的燒，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。

(4)互為同分異構(gòu)體的芳香煌及其衍生物的熔沸點(diǎn)，一般來說，鄰位〉間位〉對位

二、乙烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、乙烯的組成與結(jié)構(gòu)

分子式電子式結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)式模型空間結(jié)構(gòu)

HHX翦

\/6個碳原子在

HH=c

C2H4CH2=CH2

H：C：：C：H/\同一個平面上

HHi球棍模型n比例模型

(1)乙烯的結(jié)構(gòu)簡式不能寫成CH￡H2,必須把其中的碳碳雙鍵體現(xiàn)出來;

(2)分子中含有碳碳雙鍵的鏈煌稱為烯燒。單烯煌的通式為的“2n(n\2)；

2、乙烯的物理性質(zhì)：無色稍有氣味氣體，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，密度比空氣略小。

3、乙烯的化學(xué)性質(zhì)

(1)氧化反應(yīng)

①在空氣中燃燒：火焰明亮，伴有黑煙，放出大量的熱

占燃

CH=CH+3。2?2。。2+2H2。

22

②與酸性KMnO,溶液反應(yīng)：溶液褪色，說明乙烯比較活潑，易被強(qiáng)氧化劑氧化

5cH2=CH+12KMnO+18HS0-^10C0+12MnSO+6KSO+28H2。

24242424

除去甲烷中混有的乙烯,不能用酸性KMnO",應(yīng)用濱水或澳的四氯化碳溶液。

(3)乙烯的加成反應(yīng)

有機(jī)物分子中的不飽和碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)叫加成反

應(yīng)。

CH2=CH2+Br2^CH2BrCH2Br(將乙烯通道澳水中，澳水褪色。)

CH2=CH2+”20催化劑、加熱、整CH3cH20H(工業(yè)上用于制取乙醇。)

CH2=CH2+3cH2。(用于制備氯乙烯。)

1、不能用乙烯與壓反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙烷除去乙烯,因為該反應(yīng)條件不及控制,且無法保證恰好完

全反應(yīng);

2、澳水不僅可以區(qū)別乙烯和烷燒,也可以除去氣態(tài)烷煌中混有的乙烯;

3、乙烯使澳的四氯化碳溶液褪色與使酸性高鎰酸鉀溶液褪色的原理不同,前者發(fā)生的是加成

反應(yīng),后者發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)。

(4)加聚反應(yīng)

在適宜的溫度、壓強(qiáng)和有催化劑存在的條件下，乙烯可以通過加成聚合反應(yīng)生成高分子化合物

----聚乙烯。

nCH2=C”2型翼C“2-CH2}n

注意：①因聚乙烯、聚丙烯等高分子化合物中不含碳碳雙鍵，故這些物質(zhì)不能使酸性高鋅酸鉀

或澳水褪色；②加聚產(chǎn)物中因n不同，所得物質(zhì)為混合物，無固定的熔沸點(diǎn)。

4、乙烯的來源和用途

(1)乙烯的來源

從石油中獲得乙烯，已成為目前工業(yè)上生產(chǎn)乙烯的主要途徑。乙烯是石油的裂解產(chǎn)物，乙烯的產(chǎn)量

可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。

(2)乙烯的用途：

①乙烯是重要的化工原料，可以用來制作聚乙烯塑料、聚乙烯纖維、乙醇等。

②在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以用作植物生長調(diào)節(jié)劑和催熟劑。

香蕉可產(chǎn)生乙烯，沒熟的果實可以跟香蕉裝在一個袋子里放幾天。

三、苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、苯的分子組成和結(jié)構(gòu)

(1)表示方法

(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：苯分子中的6個碳原子和6個氫原子都在同一平面上，苯分子中的6個碳原子構(gòu)成一個

正六邊形，鍵角均為120。，碳碳鍵長完全相等，且介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間。

苯環(huán)不是單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)，其中的碳碳鍵是完全相同的。

2、苯的物理性質(zhì)：無色有特殊氣味液體，密度比水小，不溶于水易溶于有機(jī)溶劑，沸點(diǎn)較低，易揮發(fā)，有

毒。

(1)當(dāng)溫度低于5.5℃時，苯就會凝結(jié)成無色的晶體

(2)苯是一種常用的有機(jī)溶劑，能將濱水碘水中的澳、碘萃取出來。

苯+澳水：有機(jī)層呈橙紅色；

苯+碘水：有機(jī)層呈紫紅色。

3、苯的化學(xué)性質(zhì)

(1)氧化反應(yīng)

①可燃性：苯的含碳量很高，故燃燒時產(chǎn)生明亮的火焰和濃煙。

15占燃

c6H6+202a6c。2+3H2。

②酸性KMnO"不褪色

(2)取代反應(yīng)

①能發(fā)生鹵代反應(yīng)：*\O)----_?^O^-Br+HBr

②能發(fā)生硝化反應(yīng)：

Q+HNO3(濃)CT'。?+H20

(3)加成反應(yīng)：能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)

1、同系物

（1）概念：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個C“2原子團(tuán)的物質(zhì)稱為同系物。

（2）性質(zhì)：同系物之間由于結(jié)構(gòu)相似（分子組成上相差一個或若干個C“2原子團(tuán)、相對分子質(zhì)量相差14

或14的整數(shù)倍），只是碳鏈長度不同，故他們的物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)的增加呈現(xiàn)規(guī)律性變化，而化

學(xué)性質(zhì)相似。

①同系物的組成元素必須相同；

②同系物必須具有相同的通式；

③同系物結(jié)構(gòu)相似，但不是完全相同。

2、同分異構(gòu)體：具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合

物互稱為同分異構(gòu)體。

（1）“同分”是指分子式相同，而不是相對分子質(zhì)量相同；

（2）“異構(gòu)”是指結(jié)構(gòu)不同，包括碳鏈異構(gòu)（碳骨架不同）、位置異構(gòu)（官能團(tuán)在碳鏈上的位置不同）

和官能團(tuán)異構(gòu)（官能團(tuán)的種類不同，屬于不同類物質(zhì)，也叫異類異構(gòu)）

第二部分：解題技巧

一、有機(jī)物分子中碳原子的成鍵特點(diǎn)

1、成鍵數(shù)目多：碳原子有四個價電子，可以形成4個共價鍵。

2、成鍵方式多：碳原子可以與其他原子形成共價鍵；碳原子之間也可以相互成鍵，既可以形成碳碳單鍵，

也可以形成雙鍵或三鍵。

3、分子結(jié)構(gòu)多：碳原子可以相互結(jié)合成長短不一的碳鏈，也可以含有支鏈；碳原子還可以結(jié)合成碳環(huán)。

例1：下列說法正確的是（）

A.分子組成符合Cn"2n的燒，一定時飽和燃

B.甲烷是烷燒中最簡單的燒，也是含碳量最低的燃

C.所有的飽和燒分子中，碳原子之間都是鏈狀結(jié)構(gòu)

D.可以利用乙烷和氯氣的取代反應(yīng)制取純凈的一氯乙烷

解析：A項，可以是烯燒，屬于不飽和；B項正確；C項，飽和烷煌中有可能含有碳環(huán)，不是鏈狀；D項無

法純凈。

二、幾類煌的性質(zhì)比較

1、幾類燒性質(zhì)的比較：見附表01

2、煌與液澳、澳水、澳的四氯化碳溶液、酸性KMnO」溶液反應(yīng)的比較：見附表02

3、取代反應(yīng)和加成反應(yīng)的區(qū)別：

例2：下列有關(guān)煌的性質(zhì)的描述正確的是：（C）

A.光照乙烷與氯氣的混合氣體時，氣體顏色會慢慢變淺并可得到正四面體型分子

B.己烯、己烷、苯均可使濱水褪色，褪色原理相同

C.甲烷、苯均不能使酸性KMnO,溶液褪色，但二者仍具有還原性

D.實驗室中可用“2除去乙烷中的乙烯

例3：下列反應(yīng)中，與由乙烯制備氯乙烷的反應(yīng)類型相同的是（A）

A.由苯制備環(huán)己烷加成反應(yīng)

B.由乙烷制備氯乙烷取代反應(yīng)

C.將乙烯通入酸性KMnO」溶液中氧化反應(yīng)

D.有蛋白質(zhì)制備氨基酸脫水縮合，屬于水解反應(yīng)

三、烷燒的同分異構(gòu)體

1、同分異構(gòu)體書寫

（1）降碳法（適用于烷煌）：書寫時要做到全面避免不重復(fù)，具體規(guī)則為主鏈由長到短，支鏈由整到散,

位置由心到邊，排列由鄰到間，碳滿四價。

例4：寫出分子式為&乩6的所有有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。

（2）插入法（適用于烯燒、煥煌、酯、醛、酮類等）：所謂“插入法”是將官能團(tuán)拿出，利用降碳法寫

出剩余部分的碳鏈異構(gòu)，再找官能團(tuán)（相當(dāng)于取代基）在碳鏈上的位置（C和H原子間或C和C原

子間），將官能團(tuán)插入，產(chǎn)生位置異構(gòu)。書寫要做到思維有序，如按照碳鏈異構(gòu)一位置異構(gòu)一官能

團(tuán)異構(gòu)的順序書寫，也可按照官能團(tuán)異構(gòu)一碳鏈異構(gòu)一官能團(tuán)位置異構(gòu)的順序書寫，不管按照哪種

方法書寫都必須注意官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的對稱性和官能團(tuán)位置的等同性，防漏寫和重寫。

寫出屬于酯類化合物且分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。6種

（3）取代法（適用于鹵代燒、醇、醛、竣酸等）

例5：書寫分子式為C5H120的同分異構(gòu)

2、同分異構(gòu)體數(shù)目的確定方法

（1）煌基數(shù)目法：甲基、乙基、丙基分別有1、1、2種結(jié)構(gòu)。丁基有4種結(jié)構(gòu)，則丁醇、戊醛、戊酸、

一氯丁烷等都有四種同分異構(gòu)體。

（2）替代法：若燒分子中有n個氫原子，則其m元氯代物與（n-m）元氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目相同。

如二氯苯（C6H4c12）有三種同分異構(gòu)體，四氯苯也有三種同分異構(gòu)體（將H替代C1）；又如CH4的一

氯代物只有一種，新戊烷［C（CH3）4］的一氯代物也只有一種。

（3）等效氫法：等效氫法是判斷同分異構(gòu)體數(shù)目的重要方法，其規(guī)律為同一碳原子上的氫原子等效；同

一碳原子上的甲基上的氫原子等效；處于鏡面對稱位置上的氫原子是等效的（相當(dāng)于平面成像時，

物與像的關(guān)系）。有幾種等效氫，一鹵代物就有幾種。

例6：烯燒、一氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成醛的反應(yīng)，稱為鼠基合成，也叫烯煌的醛化反應(yīng)。

催化劑

由乙烯制丙醛的反應(yīng)為CH2=CH2+C0+H2*CH3CH2CH0。由化學(xué)式為C4H8的烯烽進(jìn)行醛化反

應(yīng)，得到的醛的同分異構(gòu)體可能有（）

A.2種B.3種C.4種D.5種

【解析】要注意題目本身所帶的信息，從給出烯燃的醛化反應(yīng)信息來看，烯煌C4H8發(fā)生醛化反應(yīng)

生成C5H100,該醛可進(jìn)一步表示為C4H9—CHO,只要分析一CHO取代C4H10的不同等效氫就可以，

共四種選C。

附表01

甲烷乙烯苯

結(jié)構(gòu)簡式CH=CH

22?

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)只含單鍵的飽和燃碳碳雙鍵、不飽和介于雙鍵和單鍵之間

空間構(gòu)型正四面體平面平面

物理性質(zhì)無色氣體、難溶于水無色液體，不溶于水

燃燒易燃，完全燃燒生成C°2和"2。

化學(xué)

漠（孫）不反應(yīng)加成反應(yīng)取代反應(yīng)（反正3催化）

性質(zhì)

酸性KMnO4不反應(yīng)氧化反應(yīng)不反應(yīng)

主要反應(yīng)類型取代加成、聚合加成、取代

附表02

液漠濱水漠(CS)酸性KMnCX溶液

烷燒與漠蒸氣在光照條不反應(yīng)，液態(tài)烷煌可發(fā)不反應(yīng)，互溶，不褪色不反應(yīng)

件下發(fā)生取代生萃取而使濱水褪色

烯燒加成反應(yīng)加成反應(yīng)加成反應(yīng)氧化反應(yīng)，褪色

苯一般