1、第2节 从化石燃料中获取有机化合物 能力课时3 烃的燃烧规律及共线、共面问题 第3章 简单的有机化合物 探 究任 务1.初步理解烷烃燃烧的规律、培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。2.熟悉甲烷、乙烯、苯的空间结构并推测复杂有机物共线、共面问题，培养“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。探究要点典例合作细解 NO.1探究任务1 探究任务2 烃的燃烧规律 1烃的燃烧化学方程式不论是烷烃、烯烃还是苯，它们的组成均可用 CxHy 来表示，当它在氧气或空气中完全燃烧时，其方程式可表示为CxHy(xy4)O2点燃 xCO2y2H2O。2气态烃燃烧的体积变化在 T100 时，V(xy2)1(x
2、y4)y41。当 y4 时，V0，即体积增大；当 y4 时，V0，即体积不变；当 y4 时，V0，即体积减小。3烃燃烧时耗氧量 n(O2)、生成二氧化碳量 n(CO2)、生成水量n(H2O)的比较(1)1 mol 烃 CxHy 燃烧时n(O2)xy4n(CO2)xn(H2O)y2(2)质量相同的烃 CxHy(转换成 CHyx)燃烧时质量相同、含氢质量分数较大的烃，即yx值越大燃烧时耗氧量较多、生成二氧化碳量较少、生成水量较多。最简式相同的烃，不论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧后的耗氧量、生成二氧化碳的量、生成水的量也一定。【例 1】120 时，某气态烃在密闭容器中与足量的氧气
3、混合点燃，完全燃烧后恢复至原温度，容器内的压强保持不变，则该烃是()ACH4 BC2H2CC2H6 DC3H8A CxHy(xy4)O2点燃 xCO2y2H2O(g)V1xy4xy2y41相同条件下，容器内的压强保持不变，说明反应前后气体的体积相同，Vy410，y4，故选 A。1在常温常压下，取下列 4 种气态烃各 1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，其中耗氧量最多的是()ACH4 BC2H4CC2H6 DC3H8D 1 mol 烃 CxHy 完全燃烧时耗氧量为(xy4)mol。1 mol CH4完全燃烧耗氧量为(144)mol2 mol，1 mol C2H4 完全燃烧耗氧量为(244)mol
4、3 mol，1 mol C2H6 完全燃烧耗氧量为(264)mol3.5 mol，1 mol C3H8 完全燃烧耗氧量为(384)mol5 mol，故选 D。2下列各组中，不论二者以什么比例混合，只要总质量一定，则完全燃烧时消耗 O2 的质量和生成水的质量不变的是()ACH4、C2H6BC2H6、C3H6CC2H4、C3H6DC2H4、C3H4C 只要实验式相同的物质，无论以何种比例混合，均有：混合物中元素的质量比值不变，元素的质量分数不变，一定质量的有机物完全燃烧时，消耗 O2 的质量不变，生成的 CO2 和 H2O 的质量均不变。故选 C。天然气水合物分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由
5、天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。2017 年，中国在南海北部神狐海域进行的首次可燃冰试采获得圆满成功。1空气中含甲烷 5%15%(体积分数)时，点燃时会发生爆炸，当甲烷和空气中的氧气恰好完全反应时发生爆炸最剧烈，试计算爆炸最剧烈时甲烷在空气中所占的体积分数。提示：9.5%。很多可燃性气体与空气或氧气混合点燃可能发生爆炸，混合气体存在爆炸极限。爆炸最剧烈时可燃性气体与 O2 恰好完全反应。根据反应 CH42O2点燃 CO22H2O 可知，完全燃烧时 CH4 与O2 的体积比为 12。由于空气中 O2 的体积分数为 21%，则爆
6、炸最剧烈时甲烷在空气中所占的体积分数是11 221%100%9.5%。2请设计一个实验验证 CH4 燃烧的产物。提示：用一只冷而且干燥的烧杯罩在 CH4 燃烧的火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向烧杯内注入少量澄清石灰水并振荡，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。31 mol 某有机物燃烧生成 1 mol CO2 和 2 mol H2O，此有机物一定为 CH4 吗？提示：不一定，1 mol CH3OH 燃烧也生成 1 mol CO2 和 2 mol H2O。烃分子中原子的共线、共面问题 1四种基本结构(1)甲烷(2)乙烯(3)乙炔(4)苯2一种方法拆分组合法判断
7、有机物分子中的原子共线、共面时，只需要将已知有机物分子拆分为上述四种结构，对其进行分析、组合、综合，即可判断其中原子是否共线或共面。其中分子中的共价单键(如 CC)能绕对称轴旋转；但不能旋转，如可展开为，故其中所有的原子可能处于同一平面上，但不一定都处于同一个平面上。【例 2】下列化合物分子中的所有原子一定都处于同一平面的是()A 甲苯()和丙烯(CH3CH=CH2)的分子结构中均含有甲基，由甲烷的分子结构可知，分子中所有原子一定不在同一平面上，苯乙烯分子中所有原子可能共平面，由苯的分子结构可知，溴苯()分子中所有原子一定共平面。1某烃结构简式为，有关其结构的说法，正确的是()A所有原子可能在
8、同一平面内B所有原子可能在同一条直线上C所有碳原子可能在同一平面内D所有氢原子可能在同一平面内C 因含有CH3，故不可能所有原子在同一平面内；因含，故不可能所有碳原子在同一条直线上。2已知异丙苯的结构简式为，下列说法错误的是()A异丙苯的分子式为 C9H12B异丙苯中处于同一直线上的原子至少有 4 个C异丙苯中碳原子可能都处于同一平面D异丙苯的一氯代物有 5 种C A 项，异丙苯的分子式为 C9H12；B 项，异丙苯中处于同一直线上的原子至少有 4 个；C 项，异丙苯中与苯环相连的碳原子上有四个单键，所有碳原子不可能共面；D 项，异丙苯中的氢原子被氯原子取代的产物，苯环上有“邻、间、对”3 种
9、，侧链上有 2 种，共 5种。1丁烯(C4H8)有三种同分异构体，分别是 CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2，碳原子一定处于同一个平面的有哪些？提 示：碳 原 子 一 定 共 面 的 有CH3CH=CHCH3 和CH2=C(CH3)2，CH2=CHCH2CH3 中碳原子不一定在同一平面上。2苯分子中一定共线的原子有几个？提示：4 个。如图所示，虚线上的 2 个碳原子和 2个氢原子一定位于同一直线上。3正丙苯分子中所有的碳原子一定能处于同一个平面吗？提示：不一定。由于碳碳单键可以旋转，因此正丙苯分子侧链上的碳原子，除了与苯环相连的这个碳原子一定与苯环共面之外
10、，另外两个碳原子不一定在这个平面上。能力过关随堂评估自测 NO.21 2 3 4 5 1下列分子中的各原子均在同一平面的是()AC2H4 BCHCl3CCH3CH2CH=CH2DCH3CH3答案 A1 2 3 4 5 2在 1.01105 Pa、150 条件下，某烃完全燃烧，反应前后压强不发生变化，该有机物可能是()AC6H6 BC2H6CC3H8 DC2H4答案 D1 2 3 4 5 3下列化合物的分子中，所有原子都处于同一平面的是()A乙烷B甲苯C乙苯()D四氯乙烯1 2 3 4 5 D A 项，烷烃中的碳是四面体结构，错误；B 项，甲苯可看作苯环上的一个氢原子被甲基(CH3)取代的产物，
11、甲基中的 3 个氢原子不可能都与苯环共面，错误；C 项，乙苯的结构简式为，可看作中的 1 个氢原子被C2H5 取代的产物，CH2CH3 中所有原子不共面，错误；D 项，四氯乙烯的结构简式为 Cl2C=CCl2，可看作 4 个氯原子取代乙烯分子中的 4 个氢原子的产物，乙烯是平面结构，所以 Cl2C=CCl2 中所有原子共面，正确。1 2 3 4 5 4 已 知 CC 键 可 以 绕 键 轴 自 由 旋 转，结 构 简 式 为的烃，下列说法中正确的是()A分子中至少有 9 个碳原子处于同一平面上B分子中至少有 11 个碳原子处于同一平面上C分子中至少有 16 个碳原子处于同一平面上D该烃属于苯的
12、同系物1 2 3 4 5 B 苯分子中的 12 个原子一定共平面，此烃分子中两个苯环以单键相连，单键可以绕键轴旋转，所以两个苯环不一定共面，但苯环中对角线上的碳原子应在一条直线上，因此该烃分子中至少有 11 个碳原子处于同一平面上，B 正确；该烃分子中有 2 个苯环，不属于苯的同系物，D 不正确。1 2 3 4 5 5燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。完全燃烧0.1 mol 某烃，燃烧产物依次通过如图所示的装置，实验结束后，称得甲装置增重 3.6 g，乙装置增重 4.4 g。(1)甲瓶盛浓硫酸的作用是_。(2)乙瓶增重 4.4 g 为_的质量。(3)该烃的分子式为_。甲 乙1 2 3 4 5 解析 nH2O3.6 g18 gmol10.2 mol、nH0.4 mol，nCO24.4 g44 gmol10.1 mol、nC0.1 mol，即 0.1 mol 该有机物分子中含 0.1 mol C、0.4 mol H，故分子式为CH4。答案(1)吸收水蒸气(2)CO2(3)CH4点击右图进入 能 力 课 时 落 实 谢谢观看 THANK YOU!
