2018_2019学年高中化学第三章有机化合物3.1.2烷烃学案新人教版必修2.doc

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1、1第 2 课时 烷 烃一、烷烃1烷烃的分子结构乙烷 丙烷 正丁烷(1)烃分子中，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和” ，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。(2)烷烃的通式为 CnH2n2 (n1 且 n 为整数)。(3)烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于 3 时)不在一条直线上，直链烷烃中的碳原子空间构型是折线形或锯齿状。2烷烃的物理性质随着碳原子数的递增，烷烃的物理性质呈现规律性的变化：状态由气体液体固体，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 n4 的烷烃呈气态。3烷烃的化学性质(1)稳定性：一般情况下与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液都

2、不反应。(2)氧化反应：烷烃都能燃烧，燃烧通式为CnH2n2 O2 nCO2( n1)H 2O。3n 12 点 燃 (3)取代反应：烷烃与氯气等卤素单质光照时发生取代反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学方程式为 CH3CH3Cl 2 C2H5ClHCl。 光 24习惯命名法(1)表示碳原子数( n)及表示1 2 3 4 5 6 7 8 9 10n10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷n10 相应数字烷(2)当碳原子数 n 相同，结构不相同时，用正、异、新表示。如：C 4H10的两种分子的命名：无支链时，CH 3CH2CH2CH3：正丁烷；有支链时， ：异丁烷。(

3、1)烷烃是饱和烃，碳原子数一定的烷烃分子中氢原子数已达到最多，其他含有相同碳原子数的烃分子中的氢原子数都比烷烃少。(2)烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的原子团叫做烃基，烷烃失去一个氢原子剩余的原子团叫做烷基，一般用R 表示。如 CH4去掉 1 个 H 原子得到甲基(CH 3)：(3)与卤素单质的取代反应是烷烃的特征性质；烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，但不要误认为烷烃不能发生氧化反应，烷烃的燃烧就是氧化反应。例 1 下列有机物中，属于烷烃的是( )ACH 2=CH2BCH 3CH2CH2CH2ClCD答案 D解析 A 项中不是碳碳单键结合，不是烷烃；B 项中含有氯原子，碳原子的键不是全部和氢

4、原子结合的，也就是说它不是烃；C 项中不是链状，不是烷烃；D 项中碳链上虽然有两个支3链，但它仍属于链状，完全符合烷烃结构特点。例 2 下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )在烷烃分子中，所有的化学键都是单键烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性 KMnO4溶液的紫色褪去分子通式为 CnH2n2 的烃不一定是烷烃所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色所有的烷烃都可以在空气中燃烧A BC D答案 B解析 烷烃属于饱和烃，碳与碳之间、碳与氢之间都以单键结合；烷烃性质稳定，均不能使酸性 KMnO4溶液褪色；分子通式为 CnH2n2 的烃一定是烷烃；烷烃在光照条件下

5、都能与 Cl2发生取代反应；C 2H6不能与溴水发生取代反应使其褪色，但能与 Br2蒸气在光照下发生取代反应。烷烃都可以在空气中燃烧生成 CO2和 H2O。规律总结解答烷烃结构与性质类试题的方法(1)阅读题目信息，理解结构与性质的关系，总结出性质递变规律并理解其原因。(2)熟悉规律，如：熟悉烷烃分子通式 CnH2n2 (n 为正整数)，符合该通式的烃一定属于烷烃；在通常情况下，烷烃的性质稳定，不能与强酸、强碱以及 KMnO4溶液反应，但能发生取代反应、燃烧反应等；常温、常压下，烷烃的碳原子数4 时为气体，碳原子数4时为液体或固体(新戊烷是气体)。二、同系物和同分异构体1同系物(1)概念：结构相

6、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，如CH4和 CH3CH3。(2)特点：通式相同，结构相似，化学性质相似，物理性质一般随碳原子数的增多而呈规律性变化。2同分异构体(1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象。(2)同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。(3)同分异构体的特点：分子式相同。结构不同，即分子中原子的连接方式不同。(1)互为同系物的物质必属于同一类物质；同系物一定不具有相同的分子式；同系物的组成元素必相同；同系物必符合同一通式。4(2)同分异构体可以是同一类物质(如正丁烷和异丁烷)；也可以是不同类

7、物质。(如CH3CH2OH 和 CH3OCH3)。例 3 判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)(1)CH2=CH2和 (环丙烷)符合同一通式，二者互为同系物( )(乙烯)(2)分子式为 C3H8与 C6H14的两种有机物互为同系物( )(3)分子组成相差一个或若干个 CH2原子团的有机物一定互为同系物( )(4)同分异构体的相对分子质量相同，相对分子质量相同的化合物一定是同分异构体( )(5)互为同分异构体的有机物一定不是同系物，互为同系物的化合物一定不是同分异构体( )(6) 和 互为同分异构体( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)例 4 在下列结构的有机物中，属于同

8、分异构体的正确组合是( )CH 3CH2CH2CH2CH3CH 3CH2CH2CH2CH2CH3A和 B和C和 D和答案 B解析 和、和、和的分子式相同而结构不同，分别互为同分异构体；和为同一种物质。51判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)(1)C5H12的熔、沸点比 C3H8的熔、沸点高( )(2)常温常压下，C 3H8呈气态，C 6H14呈液态( )(3)乙烷能与溴水发生取代反应而使其褪色( )(4)C2H6与 Cl2按体积比 11 混合，发生取代反应，生成的产物仅有两种( )(5)(CH3)2CHCH2CH3的名称为戊烷( )(6)正丁烷和异丁烷互为同系物且前者的沸点低( )(7)同

9、分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因之一( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)(7)2(2017包头一中期中)下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是( )CH 3(CH2)2CH3 CH 3(CH2)3CH3 (CH 3)3CH(CH 3)2CHCH2CH3A BC D答案 A解析 烷烃的碳原子数越多，沸点越高。在碳原子数目相同的条件下，含有的支链越多，沸点越低。据此可知，沸点由高到低排列的顺序是，故 A 项正确。3(2017周口高一月考)下列关于烷烃的说法正确的是( )A丙烷(C 3H8)发生取代反应生成的 C3H7Cl 的结构只有一种B丙烷分子中 3

10、个碳原子在一条直线上C分子中含有 7 个碳原子的烷烃在常温下为液态D烷烃分子为直链式结构，不可以带支链答案 C解析 A 项中 C3H7Cl 有两种结构：CH 3CH2CH2Cl、 ；B 项中 C3H8分子中的 3 个碳原子呈 V 形，不在一条直线上；D 项中烷烃分子中碳链可以是直链，也可以带支链。4(2017潍坊高一调研)下列物质互为同系物的是( )6A 与BCH 3CH3与CCH 3CH2Cl 与 CH2ClCH2ClDCH 4与 CH3CH2Cl答案 B解析 A 项，二者属于同种物质；B 项，二者互为同系物；C 项，二者所含氯原子数不同且分子组成不是相差一个或若干个 CH2原子团，不互为同

11、系物；D 项，二者不属于同一类物质，不互为同系物。5(2017延安校级期中)下列化学性质中，烷烃不具备的是( )A不能使溴水褪色B可以在空气中燃烧C与 Cl2发生取代反应D能使酸性 KMnO4溶液褪色答案 D解析 烷烃为饱和烃，分子中不存在不饱和键，其化学性质稳定，所以烷烃具有“不能使溴水褪色”的化学性质，故 A 不符合题意；烷烃中含有 C、H 元素，所以烷烃具有“可以在空气中燃烧”的化学性质，故 B 不符合题意；烷烃的特征反应为取代反应，在光照条件下烷烃能够与氯气发生取代反应，所以烷烃具有“与氯气发生取代反应”的化学性质，故 C不符合题意；烷烃分子中不存在不饱和键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

12、，所以烷烃不具有“能使酸性 KMnO4溶液褪色”的化学性质，故 D 符合题意。6分子式为 C4H10的烃的一氯代物的同分异构体有( )A3 种 B4 种 C5 种 D6 种答案 B解析 分子式为 C4H10的烃有两种同分异构体：CH 3CH2CH2CH3(正丁烷)和 (异丁烷)，正丁烷和异丁烷各有 2 种不同化学环境的氢原子，故 C4H10的一氯取代物有 4 种。7有下列各组物质，请按要求填入字母：AO 2和 O3(臭氧)B. C 和 C126 1367CCH 3CH2CH2CH3和D 和E甲烷和庚烷(C 7H16)(1)_组两物质互为同位素；(2)_组两物质互为同素异形体；(3)_组两物质互

13、为同分异构体；(4)_组两物质互为同系物；(5)_组两物质是同一物质。答案 (1)B (2)A (3)C (4)E (5)D对点训练题组一 烷烃的结构和性质1(2017甘肃天水校级期末)下列物质中不属于烷烃的是( )ACH 4 BC 2H4CC 3H8 DC 4H10答案 B解析 CH 4只含碳、氢两种元素，碳原子达到饱和，符合烷烃的通式，是最简单的烷烃，故A 不符合题意；C 2H4不符合烷烃通式，碳原子未饱和，存在碳碳双键，不属于烷烃，故 B符合题意；C 3H8符合烷烃通式，碳原子均达到饱和，故 C 不符合题意；C 4H10符合烷烃通式，碳原子均达到饱和，故 D 不符合题意。2下列说法正确的

14、是( )A碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B分子组成符合 CnH2n2 的烃一定是烷烃C正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D碳、氢原子个数比为 13 的烃有两种答案 B解析 A 项，环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C 项，由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D 项，n(C) n(H)13 时必为 C2H6，一定是乙烷。83北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料为丙烷。下列关于丙烷的说法正确的是( )A1mol 丙烷完全燃烧需 4mol 氧气B与丁烷互为同分异构体C能使酸性高锰酸钾溶液褪色D分子式为

15、 C3H8答案 D解析 1 mol C3H8完全燃烧消耗 O2为 3 mol5 mol，A 项不正确；C 3H8与丁烷(C 4H10)互84为同系物，B 项不正确；C 3H8为饱和烃，不能被酸性高锰酸钾氧化，即 C3H8不能使高锰酸钾溶液褪色，C 项不正确。4在 1.013105Pa 下，测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是( )物质名称及结构简式 沸点/正丁烷 CH3(CH2)2CH3 0.5正戊烷 CH3(CH2)3CH3 36.0异戊烷27.8新戊烷 C(CH3)4 9.5正己烷 CH3(CH2)4CH3 69.0A.在标准状况下，新戊烷是气体B在 1.013105Pa、

16、20时，戊烷都是液体C烷烃随碳原子数的增加，沸点降低DC 5H12随支链的增加，沸点降低答案 D解析 由题表中信息可知，新戊烷的沸点是 9.5 ，标准状况下是液体，20 时是气体，A、B 两项均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，C 项错误；C 5H12的三种同分异构体中，随支链数的增加，沸点降低，D 项正确。5(2017洛阳期中)天然气的主要成分是甲烷，还含有一定量的乙烷、丙烷等可燃性气体。下列有关的说法不正确的是( )A甲烷与丙烷互为同系物B甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色C乙烷和氯气在光照的条件下可以发生取代反应D甲烷、乙烷、丙烷中的化学键都是极性共价键9答案 D解析 乙烷、丙烷中既有碳

17、氢键，也有碳碳键，所以既有极性共价键，也有非极性共价键，故 D 错误。题组二 同系物和同分异构体6(2017太原月考)下列说法中正确的一组是( )AH 2和 D2互为同素异形体B 和 互为同分异构体C 和 是同一种物质D正丁烷和异丁烷互为同系物答案 C解析 A 项，H 2和 D2不互为同素异形体，不正确；B 项， 和 是同一种物质，不正确；C 项， 和 都是异戊烷，正确；D 项，正丁烷和异丁烷的分子式相同而结构不同，互为同分异构体，不正确。7下列关于同系物、同分异构体的叙述中不正确的是( )A同系物也可互为同分异构体B同分异构体具有相同的相对分子质量C两个同系物之间相对分子质量相差 14 或

18、14 的整数倍D同系物具有相似的化学性质答案 A解析 同系物在组成上相差 1 个或若干个 CH2原子团，分子式不可能相同，而同分异构体的分子式相同，故同系物之间不可能互为同分异构体，A 项错误；同分异构体的分子式相同，则一定具有相同的相对分子质量，B 项正确；互为同系物的物质在组成上相差 1 个或若干个 CH2原子团，其相对分子质量相差 14n(n1，且为正整数)，C 项正确；互为同系物的物质，结构相似，属于同一类物质，化学性质相似，D 项正确。8下列化学式只表示一种物质的是( )AC 3H7Cl BC 3H8CC 2H4Cl2 DC10答案 B解析 C 3H7Cl 中的氯原子可以连在端点碳原

19、子上，也可以连在中间碳原子上，有两种结构，C3H7Cl 可表示两种物质，A 项不符合题意；C 3H8不存在同分异构体，只表示一种物质，B 项符合题意；C 2H4Cl2中的两个氯原子可同时连在同一个碳原子上，也可分别连在两个碳原子上，有两种结构，C 项不符合题意；金刚石、石墨、碳纳米管等都是由碳元素形成的单质，均可用 C 表示，D 项不符合题意。9(2017太原五中高一月考)进行一氯取代反应后，只能生成两种沸点不同的有机物的烷烃是( )A(CH 3)2CHCH(CH3)2B新戊烷C异戊烷D(CH 3)3CCH2CH3答案 A解析 (CH 3)2CHCH(CH3)2分子中有 2 种 H 原子，所以

20、其一氯代物有 2 种，A 项正确；新戊烷分子中只有 1 种 H 原子，所以其一氯代物只有 1 种，B 项错误；异戊烷分子中有 4 种 H 原子，所以其一氯代物有 4 种，C 项错误；(CH 3)3CCH2CH3分子中有 3 种 H 原子，所以其一氯代物有 3 种，D 项错误。10(2017重庆七校高一联考)下列说法正确的是( )A烷烃的通式为 CnH2n2 ，随 n 的增大，碳元素的质量分数逐渐减小B 和 互为同分异构体C丙烷的比例模型为D分子式为 C2H6和分子式为 C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同答案 D解析 随着碳原子数的增多，烷烃的含碳量逐渐增大，A 项错误；和 的分子式和结构

21、都相同，属于同一种物质，B 项错误；丙烷的球棍模型为 ，C 项错误；CH 3CH3的一氯代物只有 1 种，C5H12有 3 种同分异构体，其中 的一氯代物只有 1 种，D 项正确。11题组三 烷烃燃烧的计算11在常温、常压下，取下列四种气态烃各 1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( )ACH 4BC 3H8CC 4H10DC 2H6答案 C解析 设气态烃的分子式为 CxHy，其完全燃烧的化学方程式为 CxHy O2 xCO2(xy4) 点 燃 H2O，则 1mol 该烃完全燃烧时耗氧量为 mol，将上述选项分别代入，比较可知 C4H10y2 (x y4)耗氧量最多。12(201

22、7枣庄校级月考)某气态烃在恒容密闭容器内与氧气混合完全燃烧，如果燃烧前后容器内(温度高于 100)压强保持不变，该烃可能是( )AC 2H6 BC 2H4CC 3H8 DC 3H6答案 B解析 烃燃烧的化学方程式为 CxHy( x )O2 xCO2 H2O(g)，因为燃烧前后容器内y4 点 燃 y2压强不变，说明燃烧前后气体总体积不变，即 1 x x ，得 y4，B 项正确。y4 y2综合强化13如图表示 4 个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。(1)图中属于烷烃的是_(填字母)。(2)在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形

23、成共价单键，还可以形成_；不仅可以形成_，还可以形成碳环。(3)上图中互为同分异构体的是 A 与_，B 与_(填字母)。答案 (1)AC(2)碳碳双键 碳链(3)C DEF解析 (1)不含不饱和键的链状烃是烷烃，属于烷烃的是 AC。(2)通过对题图中的有机化合物进行分析观察可知：碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成碳碳双键，不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。(3)同分异构体是分子式相同，而结构不同的化合物。在题图中 A 是正丁烷，分子式是 C4H10，C 是 2-甲基丙烷，A、C 互为同分异构体；B 是 2-丁12烯，分子式是 C4H8，与 D、E、F 分子式相同，而结构不同，因

24、此它们互为同分异构体。14从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：NO 2和 N2O4 12C 和 14C K 和 Ca4019 402异戊烷( )和新戊烷( ) 和 甲烷和丙烷(1)互为同位素的是_(填序号，下同)。(2)互为同分异构体的是_。(3)互为同系物的是_。(4)为同一种物质的是_。答案 (1) (2) (3) (4)解析 (1)互为同位素的是质子数相同、中子数不同的原子，符合。(2)互为同分异构体的是分子式相同、结构不同的化合物，符合。(3)互为同系物的是结构相似、组成上相差一个或多个 CH2原子团的有机物，符合。(4)中两个分子是同一种物质，只是观察角度不同。15某气

25、态烃在标准状况下的密度为 2.59gL1 。(1)其相对分子质量等于_。(2)该烃的含碳量为 82.8%，则分子中碳、氢原子的个数比是_，分子式是_。(3)可能的结构简式及名称是_。答案 (1)58 (2)25 C 4H10(3)CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH 3CH(CH3)CH3(异丁烷)解析 (1) M2.59 gL 1 22.4 Lmol1 58 gmol 1 。(2)N(C) N(H) 25，82.8%12 1 82.8%1则烃的最简式为 C2H5。设其分子式为(C 2H5)x，则有(1225) x58， x2，所以烃的分子式为 C4H10。(3)可能的结构简式为 CH3C

26、H2CH2CH3(正丁烷)、CH 3CH(CH3)CH3(异丁烷)。1316(1)完全燃烧 0.1mol 某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液，实验结束后，称得浓硫酸增重 9g，浓碱液增重 17.6g。该烃的化学式为_，并写出其所有可能的结构简式：_。(2)某烷烃的相对分子质量为 128，该烷烃的化学式为_。(3)在常温常压下有 CH4、C 2H6、C 3H8和 C4H10四种气态烃。取等物质的量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是_(填分子式)。取等质量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是_(填分子式)。答案 (1)C 4H10 CH 3CH2CH2CH3

27、、(2)C9H20 (3)C 4H10 CH 4解析 (1)浓硫酸的作用是吸水，浓硫酸增加的质量为 H2O 的质量，根据元素守恒，烃中n(H)9 mol1 mol，浓碱液吸收 CO2，浓碱液增重的质量是 CO2的质量，根据元素守218恒，烃中 n(C) mol0.4 mol，因此 1 mol 烃中含 C 为 4 mol，含 H 为 10 mol，即分17.644子式为 C4H10，含有的同分异构体是正丁烷和异丁烷，其结构简式分别是 CH3CH2CH2CH3、 。(2)根据烷烃的通式 CnH2n2 ，相对分子质量为 128，即 14n2128，解得 n9，分子式为C9H20。(3)1 mol CxHy的耗氧量为( x ) mol，由各烃分子式中 C、H 原子数目可知，相同物质的y4量各烃 C4H10的耗氧量最大。等质量的各烃，烃中氢元素质量分数越大，消耗氧气越多，碳元素质量分数越大，生成二氧化碳越多，CH 4、C 2H6、C 3H8、C 4H10的 C、H 原子数目之比分别为 14,13,38,12.5，故 CH4中氢元素质量分数最大，等质量的各烃中 CH4消耗氧气最多。14