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2019-2020年高中化學(xué) （大綱版）第二冊(cè) 第五章 烴 第二節(jié)烷烴(備課資料) ●備課資料 一、同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體、同種物質(zhì)比較 比 較 概 念 定義 分子式 結(jié)構(gòu) 性質(zhì) 同位素 質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的不同原子 元素符號(hào)表示不同，如：H、H、H、C、C、C 電子層結(jié)構(gòu)相同，原子核結(jié)構(gòu)不同 物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同 同素異形體 同一種元素組成的不同單質(zhì) 元素符號(hào)表示相同，分子式可不同，如：O2和O3(臭氧) 單質(zhì)的組成或結(jié)構(gòu)不同 物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)基本上相同 同系物 結(jié)構(gòu)相似，分子組成相差1個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的有機(jī)物 不同 相似 物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相似 同分異構(gòu)體 分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物 相同 不同 物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)不一定相同 同種物質(zhì) 分子式和結(jié)構(gòu)式都相同的物質(zhì) 相同 相同 相同 二、“根”“基”“原子團(tuán)” “根”通常指帶電荷的原子或原子團(tuán)，它們都是離子，如銨根NH，硫酸根SO等，但并不是所有的離子都稱根，如H+不能叫氫根，K+不叫鉀根。 “基”通常指電中性的原子團(tuán)，從結(jié)構(gòu)上看，基中必有某原子含有未成對(duì)的電子，基不 能電離。如：羥基 “根”主要存在于離子化合物中，“基”一般存在于共價(jià)化合物中，這些物質(zhì)不能在水中電離出自由“基”來(lái)，但在特殊條件下，如(光、高溫等)可解離出整個(gè)基團(tuán)為活性很強(qiáng)的自由基。 “根”和“基”在組成上、性質(zhì)上是不相同的。一般說(shuō)來(lái)，根性質(zhì)穩(wěn)定，而基不穩(wěn)定。 表示也不同，如氫氧根 但相互有聯(lián)系，如氫氧根OH－ 失去電荷(一個(gè)電子)轉(zhuǎn)化為羥基，而羥基獲得一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為根OH－。 “原子團(tuán)”是由多個(gè)原子組成的集團(tuán)，在許多化學(xué)反應(yīng)中，作為一個(gè)整體參加。如SO，－OH等，多個(gè)原子形成的基團(tuán)都是原子團(tuán)。嚴(yán)格講，共價(jià)分子也算原子團(tuán)，但通常所說(shuō)的原子團(tuán)是不能單獨(dú)存在的原子集團(tuán)，故共價(jià)分子就排除在這一概念之外。 三、烷烴的同分異構(gòu)體數(shù) 分子中碳原子數(shù) 4 5 6 7 8 9 10 11 14 16 20 同分異構(gòu)體數(shù)目 2 3 5 9 18 25 75 159 1858 10359 366319 同分異構(gòu)體發(fā)現(xiàn)情況 已發(fā)現(xiàn)并證實(shí) 已有一半得到 只有少數(shù)已知 四、催化式排氣凈化器的作用 機(jī)動(dòng)車在運(yùn)行過(guò)程中，因汽油不能充分燃燒，排放出大量有毒的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO、NO2)，它們是大氣的污染源。在日光下并有氧氣(O2)存在時(shí)，氮氧化物和碳?xì)浠衔锝Y(jié)合成刺激性的化學(xué)物質(zhì)，即蒼白色或黃褐色的化學(xué)煙霧(二次污染物)。在上述條件下如還有水蒸氣存在時(shí)，靠近地面還會(huì)生成臭氧(O3)，化學(xué)煙霧和臭氧都會(huì)破壞許多生物分子，損壞人的呼吸器官和刺激眼睛，嚴(yán)重危害人體健康。 世界各國(guó)在研究燃燒化學(xué)的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)做了精心設(shè)計(jì)和改進(jìn)，力圖降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中排放污染物的量。但在正常駕駛條件下，還不可能使機(jī)動(dòng)車排出污染物的量降低到不污染大氣的水平。所以，在發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣管之間裝配了催化轉(zhuǎn)化器，又叫催化式排氣凈化器，在這個(gè)設(shè)備中填充不同類型的催化劑，在催化劑的催化作用下，使有害的尾氣發(fā)生如下兩種轉(zhuǎn)變： 一是將一氧化碳和未燃燒的烴(CxHy)氧化成二氧化碳和水：CO，CxHy CO2；二是 將氮氧化物還原成氮?dú)猓篘O，NO2 N2。以減少城市大氣污染，特別是減少化學(xué)煙霧。 顯然，使用催化式排氣凈化器的費(fèi)用和效益是正相關(guān)的。如采用貴金屬作催化劑，其價(jià)格十分昂貴。如美國(guó)現(xiàn)在使用鉑(Pt)(占35%)、銠(Rh)(占63%)作催化劑。這兩種金屬的價(jià)格遠(yuǎn)比金(Au)的價(jià)格貴得多。此外，催化劑的催化作用同為改進(jìn)汽油性能而加入的抗震劑也是矛盾的。通常在汽油中加入四乙基鉛〔(C2H5)4Pb〕,這樣在機(jī)動(dòng)車排放的尾氣中會(huì)含鉛而“毒化”催化劑，即會(huì)束縛和阻塞催化劑的活性部位，降低催化活性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使催化劑失效。所以從1995年起世界各國(guó)的機(jī)動(dòng)車(特別是小汽車)逐漸使用無(wú)鉛汽油。 ●綜合能力訓(xùn)練題 1.下列說(shuō)法正確的是 A.凡是分子組成相差一個(gè)或幾個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)，彼此一定是同系物 B.兩種化合物組成元素相同，各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同，則二者一定是同分異構(gòu)體 C.相對(duì)分子質(zhì)量相同的幾種化合物，互稱為同分異構(gòu)體 D.組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，且相對(duì)分子質(zhì)量也相同的不同化合物互為同分異構(gòu)體 答案：D 2.①丁烷 ②2—甲基丙烷 ③正戊烷 ④2—甲基丁烷 ⑤2，2—二甲基丙烷等物質(zhì)的沸點(diǎn)的排列順序正確的是 A.①＞②＞③＞④＞⑤ B.⑤＞④＞③＞②＞① C.③＞④＞⑤＞①＞② D.②＞①＞⑤＞④＞③ 答案：C 3.一定量的甲烷燃燒產(chǎn)物為CO、CO2和水蒸氣，此混合氣重49.6 g，當(dāng)其緩慢通過(guò)無(wú)水CaCl2時(shí)，CaCl2增重25.2 g，則原混合氣體中CO2的質(zhì)量為 A.12.5 g B.13.2 g C.19.7 g D.24.4 g 答案：B 4.有下列各組物質(zhì)：A.O2和O3，B.C和C，C.CH3—CH2—CH2—CH3和 E.甲烷和庚烷 (1)________組兩物質(zhì)互為同位素； (2)________組兩物質(zhì)互為同素異形體； (3)________組兩物質(zhì)互為同系物； (4)________組兩物質(zhì)互為同分異構(gòu)體； (5)________組中的物質(zhì)是同一物質(zhì) 答案：(1)B (2)A (3)E (4)C (5)D 5.在烷烴分子中的基團(tuán)：—CH3、—CH2—、 中的碳原子分別稱為伯、仲、 叔、季碳原子，數(shù)目分別用n1、n2、n3、n4表示。例如： 分子中，n1=6,n2=1，n3=2，n4=1。試根據(jù)不同烷烴的組成結(jié)構(gòu)，分析出烷烴(除甲烷外)各原子數(shù)的關(guān)系。 (1)烷烴分子中氫原子數(shù)n0與n1、n2、n3、n4之間的關(guān)系是n0=________。 (2)四種碳原子數(shù)之間的關(guān)系為n1=________。 (3)若分子中n2=n3=n4=1，則該分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能為(任寫一種)________。 答案：(1)3n1+2n2+n3 (2)n3+2n4+2 (3)