2018-2019学年高中化学 第3章 有机化合物 第一节 第2课时 烷烃学案 新人教版必修2.docx

第2课时烷烃1了解烷烃的组成和结构，了解简单烷烃的命名。2理解同系物、同分异构体的概念。一、烷烃1结构特点(1)单键：碳原子之间以碳碳单键结合成链状。(2)饱和碳原子剩余价键全部跟氢原子结合，是饱和烃。2组成通式：CnH2n2(n1)。3物理性质(随分子中碳原子数增加)(1)熔、沸点：逐渐升高。(2)状态：由气态液态固态，其中常温、常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为气态。(3)密度：逐渐增大且均比水的密度小，难溶于水。4化学性质(与甲烷相似)(1)稳定性：通常状态下烷烃与强酸、强碱、强氧化剂不反应。(2)可燃性：烷烃都能燃烧，燃烧通式为CnH2n2O2nCO2(n1)H2O。(3)取代反应：烷烃都能与卤素单质发生取代反应。乙烷(CH3CH3)与Cl2在光照条件下反应生成一氯代物的化学方程式为CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl。5习惯命名(1)碳原子数不同时碳原子数(n)及表示n1012345678910甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷n10相应汉字数字烷如C8H18命名为辛烷，C16H34命名为十六烷。(2)碳原子数n相同结构不同时，用正、异、新表示，如C4H10的两种分子的命名：无支链时，CH3CH2CH2CH3正丁烷；有支链时，异丁烷。二、同系物、同分异构体1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)实例：碳原子个数不同的烷烃互为同系物，如CH4与C2H6、C3H8等互为同系物。2同分异构体(1)概念同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称同分异构体。(2)实例正丁烷和异丁烷互为同分异构体。C5H12的3种同分异构体的结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、。1下列有机物中，属于烷烃的是()解析：烷烃是只有碳碳单键和碳氢单键的链烃，A项含有碳碳双键；B项含有氯元素，不属于烃；C项含有环状结构，不属于链烃；只有D项属于烷烃。答案：D2(2018云南民族大学附中期中)正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是()A具有相同的物理性质B具有相似的化学性质C分子具有相同的空间结构D分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同解析：同分异构体结构不同，物理性质不同，A错误；同分异构体可能具有相似化学性质，也可能不相似，B错误；正丁烷与异丁烷的空间结构不同，C错误；正丁烷与异丁烷分子式相同，分子内碳原子的连接顺序不同，属于碳链异构，D正确。答案：D3判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)正丁烷(CH3CH2CH2CH3)中碳原子连成的碳链是直线形的。()(2)符合通式CnH2n2(n1)的烃一定属于烷烃。()(3)相对分子质量相同的有机物一定是同分异构体。()(4)烷烃一定条件下能与Cl2发生取代反应。()(5)烷烃燃烧的产物只有水和二氧化碳。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)同系物的判断1判断标准(1)分子结构相似，即两种物质均属于同一类物质(同类)。(2)分子组成上相差一个或若干个CH2原子团(不同碳)。2互为同系物的有机化合物的组成与结构特点(1)同系物结构相似，主要指化学键类型相同，官能团(种类和数目)相同，分子中各原子的结合方式相似，属于同一类物质。如和CH3CH2CH3，前者有支链，后者无支链，但均为碳与碳以单键相连，其余价键全部结合氢原子，所以结构相似，故称为同系物。(2)同系物组成元素必相同。(3)同系物必符合同一通式。但符合同一通式，且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质也不一定是同系物，如CH2=CH2(乙烯)和 (环丙烷)不是同系物。(4)同系物一定具有不同的分子式(碳原子数不同)。(5)同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n，n1)。下列叙述错误的是()A同系物之间在化学性质上相似B同系物不可能是同分异构体C同系物之间的物理性质随分子里碳原子数的递增，呈规律性的变化D分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质互称为同系物【解析】同系物的结构相似，有相同的通式，故同系物的化学性质相似，A项正确；同系物分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，故同系物的分子式不同，不可能是同分异构体，B项正确；同系物的物理性质随碳原子递增而有规律性的变化，C项正确；同系物的结构必须相似，如CH2=CH2与二者分子组成上相差一个CH2原子团，但结构不相似，二者不互称为同系物，D项错误。【答案】D(2018成都市航天中学期末)下列物质中一定互为同系物的是()ACH2=CH2和CH2=CHCH=CH2BC2H6和C6H14CC2H4和C4H8D解析：结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的同一类有机物，互称为同系物。A、C中不是同一类有机物，均错误；B中都是烷烃，且碳原子数不同，互为同系物，正确；D中分子式相同，结构相同，属于同一种物质，错误。答案：B同分异构体的判断1判断标准“同”分子式相同；“异”结构不同。2正确理解同分异构体(1)分子式相同同分异构体一定具有相同的相对分子质量，反之，不一定成立。如C2H4、N2的相对分子质量均为28，但二者不属于同分异构体。同分异构体一定具有相同的组成元素，反之，不一定成立。如CH4、C2H6组成元素均为C、H，但二者不是同分异构体。同分异构体中各元素的质量分数一定相同，最简式相同，反之，不一定成立。如C2H4与C3H6分子中C、H的质量分数均分别相同，最简式相同，但二者不是同分异构体。(2)结构不同原子或原子团的连接顺序不同；原子的空间排列不同；同分异构体物理性质不同，化学性质不同或相似。3一卤代烃的同分异构体的判断等效氢法要判断某烃的一卤取代物的同分异构体的数目，首先要观察烃的结构是否具有对称性。(1)连在同一碳原子上的氢原子等效，如甲烷中的4个氢原子等效；(2)连在同一碳原子上的甲基(CH3)上的氢原子等效；(3)处于对称位置上的氢原子等效，如有两种等效氢，一元取代产物有两种。烃分子中等效氢原子有几种，则该一元取代物就有几种同分异构体。下列结构简式代表了_种不同的烷烃，互为同分异构体的是_。【解析】和为同一物质，和也为同一物质，所以共4种有机物。三种有机物结构不同，分子式均为C5H12，故互称同分异构体。【答案】4(或)(2018湖南师大附中期中)下图是立方烷(cubane)的球棍模型，下列有关说法不正确的是()A其一氯代物只有一种B其二氯代物有三种C立方烷是乙烷的同系物D它与苯乙烯(C6H5CH=CH2)互为同分异构体解析：立方烷整个分子的结构是立方体形，且分子结构是对称的，只有1种氢原子，立方烷的一氯代物只有一种，A正确；立方烷二氯代物有三种，即两个氯原子在立方体同边有一种情况，两个氯原子的位置在对角有两种情况，所以同分异构体有三种，B正确；结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物，因此立方烷不可能是乙烷的同系物，C错误；分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体，苯乙烯的分子式与立方烷的分子式相同，但结构不同，所以它们互为同分异构体，D正确。答案：C1.(2018湖南五市十校期中)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能使酸性KMnO4溶液褪色分子通式为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ABCD解析：在烷烃分子中，碳原子之间以单键结合，碳原子剩余的价键全部与氢原子结合，故所有的化学键都是单键，正确；烷烃的化学性质非常稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，错误；分子通式为CnH2n2的烃一定是烷烃，错误；所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，正确；光照条件下，乙烷通入溴水中不能发生反应，故不能使溴水褪色，错误。答案：C21 mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代反应()A4 mol B8 molC2 molD6 mol解析：乙烷的分子式为C2H6，与Cl2反应时，1 mol Cl2只能取代烷烃中的1 mol氢原子，则1 mol 乙烷最多可与6 mol Cl2发生取代反应。答案：D3某烷烃一个分子中含有200氢原子，则该烃的分子式是()AC97H200BC98H200CC99H200DC100H200解析：设烷烃的化学式为CnH2n2，故2n2200，n99，故选C项。答案：C4(2018南阳市第一中学月考)下列化合物的一氯代物的数目排列顺序正确的是()CH3CH2CH2CH2CH2CH3(CH3)2CHCH(CH3)2(CH3)3CCH2CH3(CH3)3CC(CH3)3ABCD解析：CH3CH2CH2CH2CH2CH3中有3种H原子，其一氯代物有3种；(CH3)2CHCH(CH3)2中有2种H原子，其一氯代物有2种；(CH3)3CCH2CH3中有3种H原子，其一氯代物有3种；(CH3)3CC(CH3)3中有1种H原子，其一氯代物有1种；所以一氯代物同分异构体数为。答案：D5某烷烃的相对分子质量为30，请回答以下问题：(1)该烷烃的结构简式为_。(2)该烷烃与氯气在光照条件下生成一氯代物，请写出该反应的化学方程式_，该反应的反应类型为_。解析：设该烷烃的化学式为CnH2n2，可知12n1(2n2)30，故n2，故其为乙烷。答案：(1)CH3CH3(2)CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl取代反应1下列关于甲烷及烷烃的说法中错误的是()A乙烷和丙烷互为同系物B光照条件下，甲烷与Cl2的反应属于取代反应C甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色D烷烃的通式为CnH2n2(n为正整数)解析：甲烷不能与酸性KMnO4溶液反应，不能使酸性KMnO4溶液褪色，C项错误。答案：C2(2018北京101中学期中)2008年北京奥运会的 “祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述正确的是()A丙烷的分子式是C3H6B丙烷分子中的碳原子在一条直线上C丙烷在光照条件下能够与氯气发生取代反应D丙烷的沸点比乙烷低解析：丙烷属于烷烃，丙烷的分子式为C3H8，A错误；丙烷分子中的碳原子不在一条直线上，B错误；丙烷属于烷烃，丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应，C正确；丙烷的相对分子质量大于乙烷，丙烷分子间作用力大于乙烷，丙烷的沸点比乙烷高，D错误。答案：C3(2018桂林市第十八中学期中)下列关于甲烷的说法错误的是()A与氯乙烷是同系物B属于饱和烃C是共价化合物D能与卤素单质发生取代反应解析：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，氯乙烷含有氯元素，与甲烷的结构不相似，不能互为同系物，A错误；甲烷属于烷烃，属于饱和烃，B正确；甲烷分子中只有共价键，属于共价化合物，C正确；甲烷在一定条件下能与卤素单质发生取代反应生成卤代烃，D正确。答案：A4下列关于同系物的叙述中，正确的是()A某有机物的组成可用通式CnH2n4表示BC5H12表示的一定是纯净物C同系物之间具有相同的化学性质D两个同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍解析：烷烃是饱和烃，也就是说碳原子结合的H原子最多，分子通式为CnH2n2，故烃的通式不可能为CnH2n4；C5H12有3种同分异构体，故分子式为C5H12的有机物可能是混合物；同系物之间化学性质相似；同系物分子组成上差一个或若干个CH2原子团，相对分子质量差14或14的整数倍。答案：D5在下列结构的有机化合物中，属于同分异构体的正确组合是()CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3ABCD解析：所给物质中为同一物质，分子式均为C5H12，的分子式为C6H14。答案：B6(2018南宁三中期末)下列分子式只能表示一种物质的是()ACH2Cl2BC4H10CC5H12DC6H12解析：CH2Cl2只有一种结构，只表示一种物质，A正确；C4H10、C5H12、C6H12均存在同分异构体，不能表示一种物质。答案：A7(2018北京101中学期中)有下列各组微粒或物质：AO2和O3B.C和C(1)互为同位素的是_(填序号，下同)；属于同系物的是_；属于同一种物质的是_；互为同分异构体的是_。(2)E组中的两种物质的名称分别是_、_。解析：(1)O2和O3是O元素形成的两种不同的单质，两者互为同素异形体；C和C是质子数相同、中子数不同的两种核素，两者互为同位素；CH3CH2CH2CH3和的结构相似、分子组成上相差1个“CH2”原子团，两者互为同系物；二氯甲烷为四面体结构，两者为同一物质；CH3CH2CH2CH3和的分子式都是C4H10，结构不同，两者互为同分异构体。(2)CH3CH2CH2CH3的名称为正丁烷，的名称为异丁烷。答案：(1)BCDE(2)正丁烷异丁烷8(2018赣州第一中学期末)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)图中互为同分异构体的是：A与_；B与_；D与_(填编号)。(2)在如图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成_和_；不仅可以形成_，还可以形成碳环。(3)图中属于烷烃的是_(填编号)。解析：(1)分子式相同，结构不同的有机物互为同分异构体，A为丁烷，A与C分子式都是C4H10，结构不同，互为同分异构体；B与E、F、H的分子式均是C4H8，结构不同，互为同分异构体；D与G的分子式均为C4H6，结构不同，互为同分异构体。(2)碳原子之间成键方式具有多样性，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、碳碳三键，不仅可以形成碳链还可以形成碳环。(3)按照碳碳间成键方式烃可分为烷烃、烯烃、炔烃，烷烃分子中，碳原子和其他原子均以单键成键，烷烃只含单键，成链状，烯烃含有碳碳双键，炔烃含有碳碳三键，根据图示的球棍模型可以看出，B、E、F属于烯烃，D、G属于炔烃，H属于环烷烃，只有A、C中碳原子和其他原子以共价单键结合，属于烷烃。答案：(1)CEFHG(2)碳碳双键碳碳三键碳链(3)AC1(2018湖南师大附中期中)下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式，其中沸点最高的是()A.BCH3CH2CH2CH2CH2CH3CCH3CH2CH2CH2CH3DCH3CH2CH3解析：A为新戊烷，B为正己烷，C为正戊烷，D为丙烷，这几种物质都是烷烃，且都是分子晶体，烷烃中碳原子个数越多其熔沸点越高，同分异构体中支链越多其熔沸点越低，A、C属于同分异构体，A中支链大于C，所以沸点高低顺序是BCAD，则沸点最高的是正己烷。答案：B2烷烃分子可以看作由以下基团组合而成：CH3、CH2、。如某烷烃分子中同时存在这四种基团，则该烷烃最少含有的碳原子数应是()A6B7C8D9解析：符合条件的烷烃，其中一种烷烃的结构简式为，故其碳原子数最少为8个，选C项。答案：C3(2018南昌市第二中学月考)C5H10Cl2分子中含有一个甲基的同分异构体有多少种()A5B6C7D8解析：C5H10Cl2二氯代物的同分异构体可以采用“定一移二”法解题，先找出所有的同分异构体，再找出只含1个“CH3”的同分异构体。，移动氯原子有四种符合条件的同分异构体，移动氯原子有两种符合条件的同分异构体，所以符合题意的同分异构体共有6种。答案：B40.2 mol某烷烃完全燃烧后，将生成的气体缓慢通过盛有0.5 L 2 molL1的NaOH溶液中，生成的Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为13，则该烷烃为()A甲烷B乙烷C丙烷D丁烷解析：由题干知烷烃燃烧生成的CO2与1 mol NaOH恰好完全反应，产物为Na2CO3和NaHCO3，则方程式为4CO25NaOH=Na2CO33NaHCO3H2O4 mol 5 moln mol 1 moln0.8 mol设该烷烃为CnH2n2，则CnH2n2O2nCO2(n1)H2O1 mol n mol02 mol 0.8 moln4故该烷烃为C4H10。答案：D5(2018上高县第二中学期末)两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16 g/L，则关于此混合物的组成的说法正确的是()A一定有甲烷B一定有乙烷C可能是甲烷和正戊烷的混合物D可能是乙烷和丙烷的混合物解析：气态烷烃混合物的平均摩尔质量为Vm1.16 g/L22.4 L/mol26 g/mol，混合烃的平均相对分子质量为26，该烷烃混合物应含有一个相对分子质量比26小的，还含有一个相对分子质量比26大的烷烃，故一定含有甲烷，可能含有乙烷，正戊烷标准状况下不是气体，乙烷、丙烷相对分子质量均大于26，故选A项。答案：A6写出下列各烷烃的分子式。(1)相对分子质量为212的烷烃的分子式为_。(2)烷烃的分子中含有22个氢原子_。(3)1 L烷烃的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L的水蒸气_。(4)分子中含有22个共价键的烷烃为_。(5)室温下相对分子质量最大的气态无支链烷烃F为_。解析：烷烃的通式为CnH2n2，(1)中利用该通式可得12n2n2212，解得n15。(2)中根据其有22个氢原子，可知其碳原子数为10。(3)同温同压下气体体积比等于其物质的量之比，由题条件可知1 mol烷烃含30 mol H原子，可得其分子式为C14H30。(4)CnH2n2中含有的共价键数为3n1，则含22个共价键的烷烃有7个碳原子，分子式为C7H16。(5)室温下无支链的相对分子质量最大的气态烷烃为正丁烷，分子式为C4H10。答案：(1)C15H32(2)C10H22(3)C14H30(4)C7H16(5)C4H10