第30讲 常见的烃——甲烷、乙烯、苯（讲）-2022年高考化学一轮复习讲练测

第十章  常见的有机化合物

第30讲  常见的烃——甲烷、乙烯、苯（精讲）

【考情分析】

本讲内容在高考中主要考查烃的结构和性质及用途，加大了同分异构体数目判断的难度，题型以选择题为主。

【核心素养分析】

1.宏观辨识与微观探析:能从官能团等角度认识有机物的组成、结构、性质和变化形成“结构决定性质”的观念。

2.科学态度与社会责任:通过煤、石油和天然气的综合利用建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。

3.证据推理与模型认知:能根据甲烷、乙烯、苯的结构模型分析复杂有机物结构能建立同分异构体分析模型并运用模型解决问题。

【网络构建】

【知识梳理】

智能点一  常见烃的结构与性质

1．有机化合物和烃

(1)有机化合物：含有碳元素的化合物。

(2)烃：仅含有碳、氢两种元素的化合物，甲烷、乙烯、苯分别是烷烃、烯烃和芳香烃的代表物。

2．常见烃的组成和结构

3.三种烃的物理性质

4.三种烃的化学性质

(1)甲烷

①稳定性：分子中只含有碳氢键，比较稳定，与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。

②可燃性：CH4＋2O2CO2＋2H2O(产生淡蓝色火焰)。

③取代反应：在光照条件下与Cl2发生取代反应，第一步反应的方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，继续反应依次又生成了CH2Cl2、CHCl3、CCl4。

(2)乙烯

分子中含有碳碳双键和碳氢键，性质较为活泼。写出下列反应的化学方程式：

①可燃性：CH2===CH2＋3O22CO2＋2H2O。(火焰明亮且伴有黑烟)

③加聚反应：nCH2===CH2。

(3)苯

分子中碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，易发生取代反应，能发生加成反应，难发生氧化反应。写出下列反应的化学方程式：

①燃烧反应：2C6H6＋15O212CO2＋6H2O(火焰明亮，带浓烟)。

②取代反应：

A.苯与液溴反应：；

B.苯的硝化反应：。

③加成反应：一定条件下与H2加成：。

5．烷烃

(1)烷烃的结构与性质

(2)烷烃的习惯命名法

①当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；当n＞10时，用汉字数字表示。

②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。

如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，

(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷，

C(CH3)4称为新戊烷。

智能点二  碳的成键特点　同系物和同分异构体

1．有机化合物中碳原子的成键特点

(1)成键数目：碳原子的最外层有4个电子，可与其他原子形成4条共价键，而且碳原子之间也能相互形成共价键。

(2)成键种类：碳原子不仅可以形成单键，还可以形成双键和三键。

(3)连接方式：多个碳原子可以相互结合形成碳链，也可以形成碳环，碳链或碳环上还可以连有支链。

2．同系物

(1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。

(2)烷烃同系物：分子式都符合CnH2n＋2(n≥1)，如CH4、CH3CH3、

互为同系物。

(3)同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。

3．同分异构体

(1)概念：具有相同的分子式，但具有不同结构的化合物互称为同分异构体。

(2)常见烷烃的同分异构体：甲烷、乙烷、丙烷无同分异构现象；丁烷的同分异构体有2种；戊烷的同分异构体有3种。

4．有机物结构的表示方法

(1)球棍模型：用来表现化学分子的三维空间分布。棍代表共价键，球表示构成有机物分子的原子。如下图分别为丙烷、乙烯的球棍模型。

(2)比例(填充)模型：是一种与球棍模型类似，用来表现分子三维空间分布的分子模型。球代表原子，大和小代表原子直径的大小，球和球紧靠在一起。比例模型表示的是原子的相对大小及连接形式，更接近分子的真实结构。如图分别是甲烷和乙酸的比例模型。

(3)结构式：用元素符号和短线表示有机物分子中原子的排列和结合方式的式子。例如：乙烷、乙烯的结构式分别为、。

(4)结构简式：结构简式是结构式的简单表达，应能表现该物质的官能团。例如丙烷、乙烯、乙醇的结构简式分别为：CH3CH2CH3、CH2=CH2、CH3CH2OH。

(5)键线式：碳碳键用线段来体现，拐点或端点表示碳原子。碳原子上的氢原子不必标出，其他原子或其他原子上氢原子都要指明。例如：丙烯、正丙醇的键线式分别为、

智能点三  化石燃料、合成有机高分子

1．煤的综合利用

(1)煤的组成

煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

(2)煤的干馏：

①含义

把煤隔绝空气加强热使其分解的过程，是一个复杂的物理、化学变化过程。

②产物

(3)煤的气化

将煤转化为可燃性气体的过程，目前主要方法是利用碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。

(4)煤的液化

①直接液化：煤＋氢气液体燃料

②间接液化：煤＋水水煤气甲醇等

2．石油的综合利用

(1)石油的成分：由多种碳氢化合物组成的混合物，主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃。所含元素以C、H为主，还含有少量N、S、P、O等。

(2)石油的加工

3．天然气的综合利用

(1)天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。

(2)天然气与水蒸气反应制取H2

原理：CH4＋H2O(g)CO＋3H2。

4．高分子材料的合成及应用

(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。

(2)聚合反应

合成聚乙烯的化学方程式：

nCH2===CH2，单体为CH2===CH2，链节为—CH2—CH2—，聚合度为n。

(3)完成下列反应的化学方程式

①氯乙烯的聚合反应：；

②苯乙烯的聚合反应：。

(4)应用：包装材料、食品周转箱、农用薄膜、衣料等。

【典例剖析】

高频考点1  考查常见烃分子的组成、结构、性质与应用

例1.苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是(　　)

A．与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应

B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C．与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯

D．在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯

【变式训练】 (2020·湘赣皖十五校第一次联考模拟题)加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废旧塑料的再利用。下列叙述不正确的是(　　)

A．装置乙试管中收集到的液体在催化剂存在下可以与Br2发生取代反应

B．装置丙中的试剂吸收反应产生的气体后得到的产物的密度均比水大

C．最后收集的气体可以作为清洁燃料使用

D．甲烷的二氯代物有2种

高频考点2  考查有机反应类型的判断

例2.下列关于几种有机物的性质的描述正确的是(　　)

A．乙烯与Br2发生加成反应生成CH3CHBr2

B．乙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的反应类型相同

C．乙烷和丙烯的物质的量共1 mol，完全燃烧生成3 mol H2O

D．苯中无碳碳双键，化学性质稳定，不能发生氧化反应

【变式训练】（2020·新课标Ⅲ）金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物，结构式如下：

下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是（   ）

A. 可与氢气发生加成反应 B. 分子含21个碳原子

C. 能与乙酸发生酯化反应 D. 不能与金属钠反应

高频考点3  考查同系物的判断与性质

例3．下列说法错误的是

①化学性质相似的有机物是同系物

②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物

③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物

④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似

A．只有① B．只有②③ C．①②③ D．①②③④

【变式训练】下列对同系物归纳错误的是

A．同系物都符合同一通式

B．同系物彼此在组成上相差一个或若干个某种原子团

C．同系物具有相同的最简式

D．同系物的结构相似

高频考点4  考查同分异构体的书写与数目判断的方法

例4．下列有关同分异构体数目的叙述错误的是

A．乙苯苯环上的一个氢原子被溴原子取代，所得产物有3种

B．有机物C7H8O属于芳香族化合物的同分异构体有6种

C．立体烷的二氯代物有3种

D．菲的结构简式为，它的一硝基取代物有5种

【变式训练】下列有关同分异构体数目(不考虑立体异构)的叙述正确的是

A．与互为同分异构体的芳香烃有1种

B．它与硝酸反应，可生成4种一硝基取代物

C．与两分子溴发生加成反应的产物，理论上最多有3种

D．分子式为C7H16的烃，分子中有4个甲基的同分异构体有4种

高频考点5  考查化石燃料的综合利用

例5．下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是

A．煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程

B．煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程

C．天然气除了作燃料之外，还可用于合成氨

D．将石蜡油(液态烷烃混合物)加强热分解，生成的气体都是烷烃

【变式训练】下列说法中不正确的是

A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，它是一种清洁能源

B．工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到，它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中

C．石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃料的产量和质量

D．煤的干馏和石油的分馏都是物理变化

高频考点6  考查合成有机高分子

例6．某高分子化合物的部分结构如图所示：，其聚合度为，下列说法正确的是

A．该聚合物的链节为 B．该聚合物的分子式为

C．合成该聚合物的单体为 D．其平均相对分子质量为

【变式训练】某线型高分子化合物的结构简式如图所示：

下列有关说法正确的是

A．该高分子化合物是由5种单体通过缩聚反应得到的

B．形成该高分子化合物的几种羧酸单体互为同系物

C．形成该高分子化合物的单体中的乙二醇可被催化氧化生成草酸

D．该高分子化合物有固定的熔、沸点，1 mol该高分子化合物完全水解需要氢氧化钠的物质的量为