1、第 2 课时 烷 烃目标导航 1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。2.了解烷烃的物理性质和化学性质。3.了解简单烷烃的命名。4.知道同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。一、烷烃1分子结构特点2物理性质(1)递变规律(随碳原子数 n 递增)(2)相似性烷烃均难溶于水，相对密度均小于 1。3化学性质(与 CH4 相似)(1)稳定性在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不起反应。(2)燃烧反应烷烃燃烧通式：C nH2n2 O2 nCO2( n1)H 2O。3n 12 点 燃 (3)取代反应烷烃能与氯气等卤素单质在光照条件下发生取代反应，如乙烷与氯气光
2、照时生成一氯乙烷的化学方程式为：C 2H6Cl 2 C2H5ClHCl。 光 照 4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 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸n10 相应数字(2)举例：C 6H14 命名为己烷，C 18H38 命名为十八烷。(3)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，CH 3CH2CH2CH3：正丁烷。有支链时， ：异丁烷。【议一议】1判断正误(1)烷烃的分子通式是 CnH2n2 (n1)，但符合通式 CnH2n2 的不一定是烷烃。( )(2)烷烃的特征性质是能与卤素单
3、质发生取代反应。( )(3)烷烃性质稳定，不能使酸性 KMnO4 溶液褪色。 ( )答案 (1) (2) (3)2多碳原子烷烃(如 CH3CH2CH2CH2CH3)分子中，碳原子是直线形吗？答案 烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连，因此与之成键的 4 个原子构成四面体结构。碳原子一定不在同一直线上，直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿状。二、同系物 同分异构体1同系物(1)特点：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。(2)实例：CH 4、CH 3CH3、CH 3CH2CH3 等烷烃互为同系物。提示 同系物具有相同的通式，但是通式相同的有机物不一定互 为同系物，同系物的前提
4、是同一类物质且分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团。同系物的组 成元素相同，同系物之间相对分子质量相差 14n(n1， 2，3)。2同分异构体(1)概念：具有相同的分子式，但具有不同的结构的物质。(2)实例：CH 3CH2CH2CH3 与 互为同分异构体。(3)同分异构体的沸点：支链越多，沸点越低。(4)同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一。警示 同分异构现象不只是存在于有机化合物中，只要满足分子式相同，结构不同的化合物都可以称为同分异构体。例如尿素CO(NH 2)2和氰酸铵NH4CNO。【议一议】3判断下列有关同分异构体的叙述是否正确。(1)同分异构体具有相同的组成元素。( )(2
5、)组成元素相同的化合物互为同分异构体。( )(3)同分异构体具有相同的相对分子质量。( )(4)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体。( )(5)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物。( )答案 (1) (2) (3) (4) (5)4丁烷有几种同分异构体，其一氯代物有几种？答案 丁烷有两种同分异构体，它们分别是正丁烷和异丁烷。其一氯代物共有四种，它们分别是 CH3CH2CH2CH2Cl、CH 3CH2CHClCH3、(CH 3)2CHCH2Cl、(CH 3)2CClCH3。一、烷烃的结构特点【例 1】 下列说法正确的是( )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
6、链烃B分子组成符合 CnH2n 2 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 的烷烃有两种答案 B解析 A 项中环烷烃也符合要求，但它不是 链烃，属于环烃；C 项中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 项中 n(C)n(H)13 时必为 C2H6，一定是乙烷。要点归纳烷烃的结构特点(1)单键：碳原子之 间以碳碳单键相结合。(2)饱和：碳原子剩余价 键全部跟氢原子结合，烷烃是饱和烃，相同碳原子数的有机物分子里，烷烃的含氢量最大。(3)链状：碳原子 结合成的链可以是“直链” ，也可以含有支链。变式训练
7、 1 下列性质中，属于烷烃特征的是( )A完全燃烧只生成二氧化碳和水B它们不溶于水C分子的通式为 CnH2n 2，与氯气发生取代反应D它们密度都较小答案 C解析 分子通式为 CnH2n2 ，与 Cl2发生取代反应是烷烃的特征，而其他 类别的烃燃烧时也产生二氧化碳和水，且密度较小， 难溶于水，故 A、B、D 错误，选 C。二、同系物 同分异构体【例 2】 下列物质中互为同分异构体的有_；互为同位素的有_；互为同素异形体的有_；是同一物质的有_。(用序号填写) 液氯 金刚石 Cl3517 氯气 石墨 Cl371答案 和 和 和 和、和解析 同分异构体是分子式相同，结构不同的化合物， 和的分子式都为
8、C6H14，二者互为同分异构体；同位素是质子数相同而中子数不同的原子，故和互为同位素；同素异形体是同种元素形成的不同种单质，故和 是同素异形体。和 、和是同种物质。要点归纳同位素、同素异形体，同分异构体和同系物之间的区别比较概念 定 义 化学式 结 构 性 质同位素质子数相同、中子数不同的原子原子符号表示不同，如H、 H、 H1 21 31电子排布相同，原子核结构不同物理性质不同，化学性质相同同素异形 同一种元素形 元素符号表示 单质的组成 物理性质不同，体 成的不同单质 相同，分子式不同，如石墨和金刚石、O 2和 O3或结构不同 化学性质相似同分异构体分子式相同、结构式不同的化合物相同 不同
9、物理性质不同，化学性质不一定相同同系物结构相似，组成相差一个或若干个 CH2原子团的化合物组成元素相同，通式相同，相对分子质量相差14n，如 CH4和CH3CH3同一类物质，结构相似物理性质不同，化学性质相似变式训练 2 下列叙述正确的是( )A分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质B通式相同的不同物质一定属于同系物C分子式相同的不同物质一定是同分异构体D相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体答案 C解析 分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如 NO 和 C2
10、H6，因此不一定是同分异构体。1有关烷烃的叙述：都是易燃物；特征反应是取代反应；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是( )A和 B和 C 只有 D和答案 D解析 相邻烷烃在分子组成上相差一个CH 2，而不是CH 3。2下列数值都是烃的相对分子质量值，其对应的烃一定为烷烃的是( )A44 B42 C54 D128答案 A解析 用 CnH2n2 的 Mr14n2 进行判断， 44 对应的烃是 C3H8，42 对应的烃是 C3H6，54 对应的烃是 C4H6，128 对应的烃是 C9H20。由于 1 个 C 原子与12 个 H 原子的式量之和相等，所以 C9H20与 C10H8的相对分
11、子质量相等，则128 对应的烃不一定是烷烃。3下列物质之间的相互关系错误的是( )ACH 3CH2CH2CH2CH3 和 互为同分异构体B干冰和冰为同一种物质CCH 3CH3 和 CH3CH2CH3 互为同系物D 12C 和 14C 互为同位素答案 B解析 干冰是二氧化碳晶体，冰是固态的水。4下列关于烷烃的叙述，不正确的是( )A在烷烃分子中，只有单键B烷烃的通式为 CnH2n 2，符合该通式的烃不一定是烷烃C烷烃在一定条件下都能与 Cl2 发生取代反应D随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高答案 B解析 烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键；烷烃在一定条件下都能与 Cl2发生取代反应，取代反应
12、是烷烃的典型性质；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力增大，使其熔、沸点逐渐升高；因烷烃分子中的氢原子已达饱和，故符合 CnH2n2 的有机物只能是烷烃。5观察下面几种烷烃的球棍模型(1)与 C 互为同系物的是_，与 C 互为同分异构体的是_ _。(2)在烷烃的同系物中，随碳原子数增加，其熔、沸点依次_(其中碳原子数满足_条件的烷烃常温下呈气态)，液态时密度依次_。答案 (1)A、 B D (2)升高 小于或等于 4 增大解析 理解同系物、同分异构体的概念，会判断同系物、同分异构体。了解随碳原子数增加，烷烃熔点、沸点、密度的 递变规律。经典基础题题组 1 烷烃及其性质判断1下列属于烷烃特有性
13、质的是( )A在空气中完全燃烧的产物为二氧化碳和水B它们几乎不溶于水C可与氯气在光照下发生取代反应D可与溴水中的溴发生取代反应；可使酸性高锰酸钾溶液褪色答案 C解析 烃类化合物完全燃烧的产物均为二氧化碳和水，因此 A 不是烷烃的特有性质；烃类化合物几乎都不溶于水，所以 B 也不正确； 烷烃与溴水、酸性高锰酸钾均不反应，故 D 不正确。2下列烷烃，常温下呈气态的是( )A戊烷 B丁烷 C庚烷 D十二烷答案 B解析 烷烃的熔沸点随碳原子数的增加逐渐升高，故状态变化为：气态液态固态，常温下碳原子个数小于或等于 4 的烷烃呈气态。3下列关于 CH4 和 CHCH3CH3CH3 的叙述正确的是( )A均
14、能用组成通式 CnH2n2 来表示B与所有烷烃互为同分异构体C它们物理、化学性质相同D通常情况下前者是气体，后者是液体答案 A解析 A 项，因二者均为烷烃 ，都符合通式 CnH2n2 ；B 项，它们与其他烷烃互为同系物；C 项，化学性质 相似，但物理性 质不同；D 项，碳原子数小于或等于4 的烷烃常温下是气体。4下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是( )A氯气 B溴水C氯水 D酸性高锰酸钾溶液答案 A解析 类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。5在下列 5 种物质沸点的排列顺序中，正确的是( )正丁烷 2甲基丙烷(CH 3CH(C
15、H3)CH3) 戊烷2甲基丁烷 2，2二甲基丙烷(C(CH 3)4)A B C D 答案 C解析 根据烃类的熔沸点大小判断规律：在有机物同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，熔沸点越低。分析各 选项， 均只有 4 个 C 原子，均只有 5 个碳原子，故的沸点小于的沸点； 有 1 个支链，而无，故 ；无支链， 只有 1 个支链， 有 2 个支链，故；综 上所述： 。题组 2 同系物、同分异构体6下列关于同系物的说法中，错误的是( )A同系物具有相同的最简式B同系物能符合同一通式C同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个 C
16、H2 原子团D同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化答案 A解析 结构相似，必属同一类物质，因此有同一通式，但不一定有相同的最 简式，A 错误 ，B 正确；相邻同系物组成上相差一个 CH2原子团，C 正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，D 正确。7下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是( )ACH 3CH2CH2CH3 BCH 3CH(CH3)CH3CC(CH 3)4 DCH 3CH(CH3)CH2CH3答案 C解析 选项 A 有两种同分异构体， B 项也有两种同分异构体，C 项只有一种同分异构
17、体，D 项有四种同分异构体。题组 3 烃的燃烧计算8在常温、常压下，取下列四种气态烃各 1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( )ACH 4 BC 3H8 CC 4H10 DC 2H6答案 C解析 设此气态烃的分子式为 CxHy，其完全燃烧的化学方程式为 CxHyO2 xCO2 H2O，则 1 mol 该烃完全燃烧时耗氧量为 mol，(x y4) 点 燃 y2 (x y4)上述选项分别代入 mol，比 较可知 C4H10耗氧量最多。(x y4)9(1)乙烷的电子式为 _，分子式为 CmH20 的烷烃中 m 为_，分子式为 C8Hn的烷烃中 n 为_ ，与 CO2 密度(同温同压
18、)相同的烷烃分子式为_，若上述四种烃各为 1 mol，在足量 O2 中燃烧，消耗 O2 最多的是_。(2)若 CH4、C 2H6、C 3H8、C 4H10 四种烃各为 1 g，在足量 O2 中燃烧，消耗 O2最多的是_。答案 9 18 C 3H8 C 9H20(2)CH4解析 (1)根据 烷烃通式为 CnH2n2 可求出 m 为 9，n 为 18，密度与 CO2相同的烷烃式量为 44，由 14n244 可求出 n 为 3，即分子式为 C3H8。若同为 1 mol 烃，消耗 O2的多少取决于 CxHy中“x ”的大小， “x ”的值越大，消y4 y4耗 O2越多，此题中消耗 O2最多的是 C9H
19、20。(2)若同为 1 g 烃，消耗 O2的多少取决于 CxHy中“ ”的大小， “ ”的值越大，yx yx消耗 O2越多，此题中消耗 O2最多的是 CH4。能力提升题10有下列结构的物质：CH 3(CH2)3CH3CH 3CH2CH2CH2CH3 CH 3CH2CH2CH2CH2CH3其中，属于同系物的是_；属于同分异构体的是_；属于同种物质的是_。A B C D E F 答案 BD E AF解析 7 种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同， 则为同一种物质。7 种物质的分子式分别为C 5H12 C5H12 C
20、6H14 C6H14 C6H14 C6H14 C6H14。所以 中任一物质与 中任一物质均属于同系物；结构相同，属于同种物质，结构相同，属于同种物质； 或互为同分异构体。11已知某烷烃分子中电子数为 42。(1)该烷烃的分子式为_。(2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式_ _。(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是_ _。(写结构简式)答案 (1)C 5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、解析 (1)烷烃 分子通式为 CnH2n2 ，则其分子中电 子数为 6n(2n2)42，n5， 烷烃分子式为 C5H12。(2)烷烃 C5H12有三种同分异构体，其 结构简式分别为
21、CH3CH2CH2CH2CH3、 。(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此 烷烃C5H12三种同分异构体中， 沸点最低。12(1)请写出烷烃 CnH2n2 (n1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式： _。有甲烷，乙烷，丙烷，丁烷 4 种烷烃，试回答(2)(4)题(填序号)：(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗 O2 的量最多的是_。(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗 O2 的量最多的是_。(4)10 mL 某气态烃，在 50 mL O2 中充分燃烧，得到液态水，以及体积为 35 mL 的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是_。答案 (1)C nH2n2 O2 nCO2(n1)H 2O3n 12 点 燃 (2) (3) (4)解析 (1)烷烃 CnH2n2 燃烧的化学方程式为CnH2n2 O2 nCO2(n1)H 2O；(2)相同状况下，等体 积即物质的3n 12 点 燃 量相同，消耗 O2的量取决于 ，即丁 烷消耗 O2的量最多；(3)等质量时耗3n 12O2量取决于氢的含量，即甲 烷耗 O2量最多， (4)反应前后体积之差为 25 mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。
