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1.3.1 烃的概述 学案(含答案)

1、第第 3 节节 烃烃 第第 1 课时课时 烃的概述烃的概述 核心素养发展目标 1.宏观辨识与微观探析:从化学键的饱和性等微观角度理解烷烃、烯 烃、炔烃、苯和苯的同系物的结构特点及组成通式,能辨析烃的分类与微观结构的关系及烃 的物理性质变化规律与微观结构的关系。2.证据推理与模型认知:根据烷烃的命名原则,在 探究中学会合作,讨论总结出烯烃、炔烃在命名原则上的相似点和不同点,体会苯的简单同 系物的命名原则。 一、链烃(脂肪烃) 1烃的分类 (1)烃 链烃脂肪烃 饱和烃:烷烃 不饱和烃 烯烃 炔烃 环烃 脂环烃,如环丙烷 芳香烃 苯及其同系物 多环芳香烃如萘C10H8、 联苯 (2)烃的分类需注意的

2、“两”个问题 注意饱和烃和不饱和烃的区别:饱和烃包含烷烃和脂环烃。 注意脂环烃和芳香烃的区别:含有苯环的烃才是芳香烃,含有其他环的烃是脂环烃。 2烷烃、烯烃、炔烃的组成与结构 链烃 烷烃 烯烃 炔烃 结构 分子中碳原子之间以单键 结合,碳原子剩余的价键 被氢原子饱和的链烃 分子中含有碳碳 双键的链烃 分子中含有碳 碳叁键的链烃 官能团 不具有典型官能团 CC 通式 CnH2n2(n1) (单烯 烃)CnH2n(n2) (单炔烃) CnH2n2(n2) 3.脂肪烃的物理性质 4烯烃、炔烃的命名 例如:(1)命名为:3,4,5- 三甲基- 2- 乙基- 1- 庚烯。 (2)命名为:4- 甲基- 1

3、- 戊炔。 (3)命名为:2,3- 二甲基- 2,4- 己二烯。 烯烃、炔烃的命名与烷烃命名的比较 烷烃 烯烃、炔烃 主链选择不同 所有碳链中最长的碳链 含有碳碳双键或叁键的最长碳链(烯烃、 炔烃的主链不一定是分子中最长碳链) 编号定位不同 离支链最近 离碳碳双键或叁键最近 书写名称不同 必须注明双键或叁键的位置 例 1 (2018 武汉高二月考)下列说法正确的是( ) A丙炔分子中三个碳原子不可能位于同一直线上 B乙炔分子中碳碳间的三个共价键性质完全相同 C分子组成符合 CnH2n2的链烃一定是炔烃 D在所有符合通式 CnH2n2的炔烃中,乙炔所含氢的质量分数最小 【考点】 脂肪烃的组成结构

4、与物理性质 【题点】 脂肪烃的组成与结构 答案 D 解析 丙炔中存在类似乙炔的碳碳叁键直线结构,甲基中的 C 原子处于乙炔中 H 原子位置, 三个 C 原子处于同一直线,故 A 错误;乙炔分子中碳碳间的三个共价键,有 1 个 键、2 个 键,其中 键稳定, 键不稳定,分子中碳碳间的三个共价键性质不相同,故 B 错误;分 子组成符合 CnH2n2的链烃,可能含有 2 个碳碳双键,为二烯烃,或含有 1 个碳碳叁键,为 炔烃, 故 C 错误; 符合通式 CnH2n2的炔烃中, 1 个 C 原子结合的 H 原子的平均数目为 22 n, n 值越大,22 n越大,氢的质量分数越大,故乙炔所含氢的质量分数

5、最小,故 D 正确。 规律总结 炔烃、二烯烃、环烯烃的组成符合通式 CnH2n2。 例 2 (2018 云南高二月考)下列烷烃中,沸点最高的是( ) A2- 甲基丙烷 B2,2- 二甲基丙烷 C正己烷 D2- 甲基戊烷 【考点】 脂肪烃的组成结构与物理性质 【题点】 烷烃的物理性质与递变规律 答案 C 解析 正己烷和 2- 甲基戊烷的相对分子质量比 2- 甲基丙烷、2,2- 二甲基丙烷大,所以正己烷 和 2- 甲基戊烷的沸点比 2- 甲基丙烷、2,2- 二甲基丙烷高,己烷的同分异构体中正己烷支链最 少,所以正己烷的沸点最高。 思维拓展 脂肪烃类熔、沸点一般较低。其变化规律: 组成与结构相似的物

6、质(如同系物),相对分子质量越大,其熔、沸点越高。 相对分子质量相近或相同的物质(如同分异构体),支链越多,其熔、沸点越低。 例 3 (1)有机物的系统命名是_。 将其在催化剂存 在下完全氢化,所得烷烃的系统命名是_。 (2)有机物的系统命名是_。将其在催化剂 存在下完全氢化,所得烷烃的系统命名是_。 【考点】 烯烃和炔烃的命名方法 【题点】 根据结构确定正确名称 答案 (1)3- 甲基- 1- 丁烯 2- 甲基丁烷 (2)5,6- 二甲基- 3- 乙基- 1- 庚炔 2,3- 二甲基- 5- 乙基庚烷 解析 根据烯烃、炔烃的命名原则,选主链,编序号,具体编号如下: 然后再确定支链的位置,正确

7、书写名称;当对烯烃、炔烃完全氢化后所得烷烃进行命名时, 要注意主链及编号的变化。 例 4 按要求填空: (1)写出 2,4- 二甲基- 3- 乙基- 3- 己烯的结构简式: _。 (2)某烯烃的结构简式为有甲、乙、丙、丁四位同学分别将其命 名为 2- 甲基- 4- 乙基- 4- 戊烯、2- 异丁基- 1- 丁烯、2,4- 二甲基- 3- 己烯、4- 甲基- 2- 乙基- 1- 戊烯。命 名正确的同学是_。 【考点】 烯烃和炔烃的命名方法 【题点】 烯烃和炔烃的命名综合 答案 (1) (2)丁 解析 (2)要注意烯烃的命名与烷烃的命名的不同之处:烯烃中主链的选取必须包含双键在 内,这样有可能主链

8、并非是分子中最长的碳链;对主链碳原子的编号是从离双键较近的一 端开始,因而支链并不对编号起作用;必须在书写名称时指出双键的位置。据此分析各位 同学的命名,可以看出甲同学对主链碳原子编号错误,乙、丙同学的主链选择错误。 思维启迪 严格按照命名原则命名,形成有机物的命名及正误判断的思维模型,促进“证据推理与模型 认知”化学核心素养的培养。 相关链接 各类有机物命名遵循的规律 无官能团 有官能团 类别 烷烃 烯烃、炔烃、卤代烃、烃的含氧衍生物等 主链碳链最长; 碳原子数相同时含官能团的最长碳链 条件 支链最多 编号 原则 编号起点离取代基最近, 兼 顾“简”“小”原则 编号起点离官能团最近, 兼顾离

9、取代基尽 量近 名称 写法 支位- 支名母名;支名同, 要合并;支名异,简在前 支位- 支名- 官位- 母名 符号 使用 阿拉伯数字之间用“,”,阿拉伯数字与汉字之间用“- ”,汉字之间 不用任何符号 二、苯及其同系物 1苯及其同系物的组成和结构 (1)苯的分子组成及结构特点 苯分子为平面正六边形结构,分子中 12 个原子共平面。 6 个碳碳键完全相同,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。 (2)苯的同系物的组成和结构特点 苯的同系物是苯环上的氢原子被烷基取代后的产物,其分子中只有一个苯环,侧链都是烷 基,分子组成通式为 CnH2n6(n6)。 分子式 C8H10对应的苯的同系物有 4

10、 种同分异构体,分别为 。 2苯及其同系物的物理性质 (1)苯的物理性质: 颜色 状态 熔沸点 密度 毒性 溶解性 无色 液体 较低 比水小 有毒 不溶于水 (2)苯的同系物的物理性质: 溶解性与苯相似,毒性比苯稍小。 3苯的同系物的命名 (1)苯的同系物以苯为母体来命名。 (2)苯分子中一个氢原子被取代时根据取代基的名称命名,如命名为甲苯, 命名为乙苯。 (3)苯分子中多个氢原子被取代时: 取代基的位置用“邻”“间”或“对”表示。 给苯环上的碳原子编号(由连有取代基的碳原子开始)来区分多个取代基的相对位置。 例如:a. 命名为邻二甲苯或 1,2- 二甲苯; b命名为间二甲苯或 1,3- 二甲

11、苯; c命名为对二甲苯或 1,4- 二甲苯。 例 5 现有下列六种物质: (1)不属于芳香化合物的是_。 (2)属于芳香烃的是_。 (3)属于苯的同系物的是_。 【考点】 苯的同系物 【题点】 苯的同系物的组成与结构 答案 (1) (2) (3) 解析 凡是分子中含有苯环的有机物都属于芳香化合物,中不含苯环,不符合要求;分子 中含苯环且仅由 C、H 两种元素组成的有机物属于芳香烃,符合要求的有;分子中 含有一个苯环,且侧链为烷基的有机物属于苯的同系物,符合要求的只有。 思维启迪 芳香化合物、芳香烃、苯的同系物的关系如下: 例 6 二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体, 这些一溴代物与生成它的

12、对应二甲苯的 熔点分别是 一溴代二甲苯 234 206 231.8 204 205 214.5 对应的二甲苯 13 54 27 54 54 27 由上述数据可推断, 熔点为 234 的一溴代二甲苯的结构简式是_, 熔点为 54 的二甲苯的名称是_。 【考点】 苯的同系物 【题点】 苯的同系物的综合 答案 间二甲苯 解析 邻二甲苯苯环上的一溴代物有两种,间二甲苯苯环上的一溴代物有三种,对二甲苯苯 环上的一溴代物只有一种。结合题目数据可以判断,熔点为 13 的为对二甲苯,熔点为 54 的为间二甲苯,熔点为27 的为邻二甲苯。 例 7 用系统命名法给下列苯的同系物命名。 (1)的名称为_。 (2)的

13、名称为_。 【考点】 苯的同系物 【题点】 苯的同系物的命名方法 答案 (1)1- 甲基- 3- 乙基苯 (2)1- 甲基- 2- 乙基- 3- 丙基苯 相关链接 简单芳香族化合物的命名 (1)苯环上的取代基为卤素原子时,以苯作为母体,称为“某苯”。 (2)当苯环上含有不饱和烃基或虽为饱和基团但体积较大时,可将苯作为取代基。如 的名称为苯乙烯;的名称为苯乙炔。 (3)苯环上的取代基为其他官能团时, 以官能团作为母体, 称为“苯某某”。 如 的名称为苯酚,的名称为苯甲醇。 (1)有机物命名时选好主链是命名的最关键的一步,然后是编序号,就近、就简、最小是编序 号时遵循的三条原则。 同时书写要注意规

14、范, 数字与汉字之间用“- ”隔开, 数字之间用“, ” 隔开。 (2)烯烃、炔烃(或烃的衍生物)中都含有官能团,在命名时要注意到官能团对命名的影响,选 择主链时要选择含有官能团的碳链为主链。 1(2018 吉林高二检测)正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型为,X 是它的一 种同分异构体,且 X 分子的主链上含有 4 个碳原子,下列有关说法中正确的是( ) AX 分子中可能含有三个甲基 BX 的一氯代物一定有三种 CX 的沸点比正己烷低 D标准状况下,11.2 L X 含 2.5NA个 CC 键 【考点】 脂肪烃的组成、结构与物理性质 【题点】 脂肪烃的组成、结构与物理性质综合 答案 C 解析

15、由题意可知 X 的结构简式可能为或二者分子中 均含 4 个甲基,A 错;后者一氯代物有两种,B 错;标准状况下二者均为液态,D 错。 2下列选项中是 3- 甲基- 2- 戊烯的结构简式的是( ) 【考点】 烯烃和炔烃的命名方法 【题点】 根据烯烃名称确定结构简式 答案 C 解析 根据有机化合物的名称写出其结构简式,然后对比判断即可。书写时可按如下过程: 先写主碳链,再标官能团,最后补充氢原子。 3下列有机物的命名正确的是( ) A2,2- 二甲基- 3- 丁炔: B3- 乙基- 1- 丁烯: C邻二甲苯: D2,2,3- 三甲基戊烷: 【考点】 命名有机物的一般规律 【题点】 根据有机物名称确

16、定结构简式 答案 C 解析 A 项应为 3,3- 二甲基- 1- 丁炔;B 项应为 3- 甲基- 1- 戊烯;D 项应为 2,2,4- 三甲基戊烷。 4下列四种烃的名称所表示的物质,命名正确的是( ) A2- 甲基- 2- 丁炔 B2- 乙基丙烷 C3- 甲基- 2- 丁烯 D2- 甲基- 2- 丁烯 【考点】 烯烃和炔烃的命名方法 【题点】 有机物命名正误判断 答案 D 解析 根据碳四价的原则可知选项 A 不可能存在。 根据烷烃的命名规则可知选项 B 中烷烃命 名时主链选错,烷烃命名时不可能出现 1- 甲基、2- 乙基,否则肯定是主链选错了,不是最长 碳链,选项 B 中烷烃应为 2- 甲基丁

17、烷。根据烯烃的命名规则,可知选项 C 中的烯烃应为 2- 甲基- 2- 丁烯。 5 (2018 沈阳高二期初)分子式为 C10H14的有机物, 苯环上只有两个取代基的同分异构体有(不 考虑立体异构)( ) A3 种 B6 种 C9 种 D12 种 【考点】 苯的同系物 【题点】 苯的同系物同分异构体数目判断 答案 C 解析 分子式为 C10H14的芳香烃,其苯环上有两个取代基时分为两大类:第一类,两个取代 基,一个为CH3,另一个为CH2CH2CH3或CH(CH3)2,它们在苯环上有邻、间、对三种 位置,共有 6 种结构;第二类,两个取代基均为CH2CH3,它们在苯环上有邻、间、对三种 位置;

18、故共有 9 种同分异构体,C 正确。 6按要求填空: (1)用系统命名法命名_。 (2)写出 5- 甲基- 4- 乙基- 2- 己炔的结构简式:_。 (3)用系统命名法命名_。 【考点】 命名有机物的一般规律 【题点】 有机物命名的综合 答案 (1)3,4,5- 三甲基庚烷 (2) (3)1,3- 二甲基- 4- 乙基苯 7有 5 种烃:甲烷、乙炔、苯、丙烯、甲苯,分别取一定量的这些烃,完全燃烧后生成 m mol CO2和 n mol H2O。则 (1)当 mn 时,该烃是_(填名称,下同)。 (2)当 m2n 时,该烃是_。 (3)当 2mn 时,该烃是_。 (4)当 4m7n 时,该烃是_。 【考点】 烃的组成与结构 【题点】 烃组成与结构的综合 答案 (1)丙烯 (2)乙炔、苯 (3)甲烷 (4)甲苯 解析 本题考查烃的通式。烃仅含 C、H 两种元素,可设其通式为 CxHy,燃烧通式为 CxHy (xy 4)O2 点燃 xCO2y 2H2O,则当 mn 时:即 x y 2,则该烃的最简式为 CH2,符合的是丙 烯;当 m2n 时:即 xy,则该烃的最简式为 CH,符合的是乙炔、苯;当 2mn 时:即 x y 4,则该烃的最简式为 CH4,符合的是甲烷;当 4m7n 时:即 x y 7 8,则该烃的最简式为 C7H8,符合的是甲苯。