高一化學(xué)學(xué)案：第一單元化石燃料與有機化合物

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精典題精講例1如何鑒別乙烯和乙烷？如何除去氣態(tài)烷烴中的乙烯氣體？思路解析:本題考查烷烴和乙烯的性質(zhì)。鑒別乙烯和乙烷(或甲烷）時，化學(xué)試劑既可用溴水，又可用高錳酸鉀酸性溶液。此時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是CH2==CH2+Br2CH2BrCH2Br,5CH2==CH2+12KMnO4+18H2SO410CO2↑+6K2SO4+12MnSO4+28H2O將被鑒別的氣體分別通入KMnO4酸性溶液。觀察現(xiàn)象:使溴水、KMnO4酸性溶液褪色的是乙烯，否則為乙烷。除去氣態(tài)烷烴中的乙烯氣體，試劑可用溴水，但不可用高錳酸鉀酸性溶液和溴的四氯化碳溶液。因為混合氣體通過高錳酸鉀酸性溶液后,乙烯氣體被除掉，但會混入新的雜質(zhì)氣體。答案：將被鑒別的氣體分別通入KMnO4酸性溶液，觀察現(xiàn)象：使溴水、KMnO4酸性溶液褪色的是乙烯氣體，不能使溴水、KMnO4酸性溶液褪色的氣體是乙烷。讓含有乙烯的氣態(tài)烷烴通過溴水，就可以使乙烯除去.黑色陷阱:有同學(xué)誤認(rèn)為乙烯可以被高錳酸鉀氧化,而烷烴不能，因而可以除去氣態(tài)烷烴中的乙烯.千萬注意在除去一種雜質(zhì)的同時，不要引進(jìn)新的雜質(zhì)。變式訓(xùn)練既可以用來鑒別乙烯和甲烷，又可用來除去甲烷中混有的乙烯的方法是()A.通入足量溴的四氯化碳溶液中B.與足量的液溴反應(yīng)C。通入酸性高錳酸鉀溶液D。一定條件下與H2反應(yīng)思路解析:鑒別乙烯和甲烷的最好的方法是：通入足量溴的四氯化碳溶液中，能使溴的四氯化碳溶液褪色的是乙烯，不能使溴的四氯化碳溶液褪色的是甲烷；除去甲烷中混有的乙烯的最好的方法是：將混合氣體通入足量溴的四氯化碳溶液中，乙烯與溴的四氯化碳溶液充分反應(yīng)而除去，剩余甲烷。鑒別乙烯和甲烷的另一種方法是:通入高錳酸鉀酸性溶液中,能使高錳酸鉀溶液褪色的是乙烯,不能使高錳酸鉀溶液褪色的是甲烷；但除去甲烷中混有的乙烯不能用高錳酸鉀酸性溶液，因為乙烯會被高錳酸鉀酸性溶液氧化生成二氧化碳?xì)怏w而引入新雜質(zhì).答案：A例2苯環(huán)結(jié)構(gòu)中不存在碳碳單、雙鍵的交替結(jié)構(gòu)，下列可以作為證據(jù)的事實是()①苯不能使高錳酸鉀酸性溶液褪色②苯不能使溴水因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而褪色③苯在加熱和有催化劑存在的條件下能氧化成環(huán)己烷④苯中碳碳鍵鍵長完全相等⑤鄰二氯苯只有一種⑥間二氯苯只有一種A.①②B。①⑤C。③④⑤⑥D(zhuǎn)。①②④⑤思路解析：本題考查苯分子結(jié)構(gòu)的證明方法。應(yīng)抓住單、雙鍵性質(zhì)的不同進(jìn)行對比思考。如果苯中存在交替的單、雙鍵結(jié)構(gòu)，則會出現(xiàn)下列幾種情況：①因為含單個的C==C雙鍵，具有烯烴的性質(zhì)，則既能使溴水褪色，也能使KMnO4酸性溶液褪色；②苯環(huán)中C-C和C==C鍵長不可能相等；③鄰二氯苯會有兩種，即和。而題中③和⑥的性質(zhì)不管苯環(huán)中單、雙鍵是否有交替,結(jié)果都一樣.③中也要用對比法得出結(jié)論.答案：D綠色通道：利用對比法，找出異同點,再進(jìn)行判斷。該方法在化學(xué)中應(yīng)用很多，如結(jié)構(gòu)的對比、性質(zhì)的對比、反應(yīng)條件不同造成產(chǎn)物不同的對比等等，注意相同點和相異點。變式訓(xùn)練CH4分子是由碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，而不是正方形的平面結(jié)構(gòu),理由是(）A.CH3Cl不存在同分異構(gòu)B。CH2Cl2不存在同分異構(gòu)C.CHCl3不存在同分異構(gòu)D.CH4是氣體分子思路解析：CH4分子中有四個等同的C-H鍵,可能有兩種對稱的空間排布--正四面體結(jié)構(gòu)和平面正方形結(jié)構(gòu)。甲烷無論是正四面體還是正方形,一氯代物均不存在同分異構(gòu)體.而平面正方形中，四個氫原子的位置雖然也相同，但是相互間存在相鄰和相間的關(guān)系，其二氯代物有兩種異構(gòu)體：（相鄰、相間）。若是正四面體,則只有一種，因為正四面體的兩個頂點總是相鄰關(guān)系。由此，由“CH2Cl2只代表一種物質(zhì)"，可以判斷甲烷分子是空間正四面體結(jié)構(gòu)，而不是平面正方形結(jié)構(gòu).答案:B例3將1mol兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體完全燃燒后得到1。5molCO2和2molH2O下列說法正確的是(）A。一定有乙烯B.一定有甲烷C。一定沒有甲烷D。一定沒有乙烷思路解析:本題考查有機化學(xué)計算中常用的平均分子式的方法確定有機物的組成.根據(jù)題目可知該混合物的平均分子式是C1.5H4，兩種氣態(tài)烴碳的平均值為1。5，根據(jù)平均的思想，必有一種碳大于1。5，另一種碳小于1。5，而碳小于1.5的烴只有甲烷,所以必然有甲烷.甲烷的氫原子為4,且平均值為4，因此另一種烴的氫原子必然也是4，碳原子大于等于2。答案：BD綠色通道：要形成“平均"思想。若a、b兩組分平均值為c,則必有一個大于c,一個小于c，或者兩個都為c.這種方法在兩組分混合時常用到，如兩種混合金屬與酸產(chǎn)生氫氣。變式訓(xùn)練燃燒某混合氣體，所產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量一定大于燃燒相同質(zhì)量丙烯所產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，該混合氣體是(）A。C4H8與C3H8B。C2H2與C2H4C。C2H6與C3H6D。C2H6與C3H6思路解析：選項中的C2H4、C3H6、C4H8等符合通式CnH2n的氣體含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，燃燒相同的質(zhì)量所產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量相同。要使產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量一定大于燃燒相同質(zhì)量丙烯所產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量,混合氣體中必須含有一種含碳量大于CnH2n含碳量的氣體,C2H2符合該要求.答案：B例4一定量CH4恰好與一定量的O2完全反應(yīng)，所得CO2、CO、H2O（g）產(chǎn)物總質(zhì)量為49。6g，將其通過足量的H2SO4后，洗氣瓶增重25.2g，則CH4完全燃燒還需O2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況）為(）A.8.96LB。2。24LC.4。48LD。6。72L思路解析：本題首先根據(jù)氫的守恒，水的物質(zhì)的量為1.4mol，所以得到甲烷為0。7mol；這樣就知道一氧化碳和二氧化碳的物質(zhì)的量的和也是0。7mol，再根據(jù)兩者的總質(zhì)量是24。4g,減去碳的質(zhì)量，就求出與碳結(jié)合的氧的質(zhì)量，同理可以求出與氫結(jié)合的氧的質(zhì)量，利用氧的守恒就可以求出氧氣的物質(zhì)的量。答案:C綠色通道:確定烴燃燒耗氧量或根據(jù)耗氧情況以及產(chǎn)物的量來確定烴的組成等一類題目，經(jīng)常根據(jù)烴燃燒前后，碳原子、氫原子守恒，再結(jié)合質(zhì)量守恒定律來解決。（守恒法）變式訓(xùn)練一定質(zhì)量的甲烷燃燒后得到的產(chǎn)物為CO、CO2和水蒸氣，此混合氣重49。6克,當(dāng)其緩慢經(jīng)過無水CaCl2時,CaCl2增重25。2克，原混合氣體中CO2的質(zhì)量為（)A。12.5克B。13.2克C.19.7克思路解析:根據(jù)化學(xué)方程式：CH4+(0。5x+y)O2xCO+yCO2+2H2O,通過CaCl2時,CaCl2增重25。2g,說明反應(yīng)生成水25.2g，水的物質(zhì)的量是1。4mol，反推出甲烷的物質(zhì)的量是0。7mol，則設(shè)CO、CO2物質(zhì)的量各為x、y，可建立如下關(guān)系：x+y=0。7mol……①，28x+44y=24。4g……②，解得，y=0。3mol，CO2的質(zhì)量是13.2g。本題最關(guān)鍵的一步在于水的物質(zhì)的量是1。4mol，反推出甲烷的物質(zhì)的量是0。7mol,從而為最后求得CO2的質(zhì)量鋪平了道路。要學(xué)會應(yīng)用這種逆向思維方法解題。答案：B例5“可燃冰”又稱“天然氣水合物”，它是在海底的高壓低溫條件下形成的，外觀像冰。1體積“可燃冰”可貯載100-200體積的天然氣.下面關(guān)于可燃冰的敘述不正確的是（）A.“可燃冰”有可能成為人類未來的重要能源B?！翱扇急笔且环N比較潔凈的能源C.“可燃冰”提供了水可能變成油的例證D.“可燃冰”的可燃成分是甲烷思路解析：此題主要考查天然氣的成分及甲烷的性質(zhì).“可燃冰”中貯載了大量天然氣,天然氣的主要成分是甲烷，甲烷完全燃燒得CO2和H2O，并放出大量的熱。故“可燃冰"是一種較潔凈的人類未來的重要能源。水和油的組成元素不同，二者無法進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化.答案：C綠色通道:新情境下的信息題要注意從題干中提煉出信息，并聯(lián)系已有知識求解。“可燃冰"是“天然氣水合物"，由水和甲烷構(gòu)成,油則是高級脂肪酸甘油酯。正確的認(rèn)識建立在把握事物本質(zhì)的基礎(chǔ)之上。變式訓(xùn)練2005年1月，歐洲航天局的惠更斯號探測器首次成功登陸土星的最大衛(wèi)星—-土衛(wèi)六。科學(xué)家對探測器發(fā)回的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六的大氣層中含有95％的氮氣，剩余的氣體為甲烷和其他碳?xì)浠衔?。下列關(guān)于碳?xì)浠衔锏臄⑹稣_的是（)A.碳?xì)浠衔锏耐ㄊ綖镃nH2n+2B.燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水的化合物一定是碳?xì)浠衔顲.碳原子間以單鍵相連的烴是烷烴D。碳?xì)浠衔锓肿拥南鄬Ψ肿淤|(zhì)量一定是偶數(shù)思路解析：CnH2n+2是烷烴的通式，A錯誤；燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水的化合物不一定是碳?xì)浠衔?化學(xué)式為CxHyOz的有機物的燃燒產(chǎn)物也是二氧化碳和水，B錯誤;碳原子間全部以單鍵相連的鏈烴才是烷烴，C錯誤;因為碳原子的相對原子質(zhì)量（12）為偶數(shù)，烴分子中的氫原子數(shù)也一定為偶數(shù),所以碳?xì)浠衔锓肿拥南鄬Ψ肿淤|(zhì)量一定是偶數(shù)是正確的。答案：D問題探究問題如何解決我國所面臨的能源短缺問題呢？導(dǎo)思：應(yīng)從我國煤炭資源、核能、天然氣等方面挖掘和開發(fā)能源來解決我國能源問題.探究：解決能源短缺問題，應(yīng)建立多元化能源結(jié)構(gòu)：（1)煤炭是我國的主體能源,是我國能源安全的基石。所以對煤炭能源的利用應(yīng)支持潔凈煤技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,減小污染;對煤進(jìn)行液化、氣化處理,提高煤的利用率。