广东省阳东广雅学校高一化学下学期 第11周第3章第1节 最简单的有机化合物—甲烷教案.doc

第一节 最简单的有机化合物甲烷年级高一科目化学主备教师日期课题第一节 最简单的有机化合物甲烷课时参与人员 1、确定本周课程教学内容内容和进度：第三章 第一节 最简单的有机化合物甲烷 第一课时：第三节 化学反应速率的影响因素第二课时：练习讲评第三课时：放假 2、教学目标：本节教学重点：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应；同分异构体和同系物。本节教学难点：主要是学生有机物立体结构模型的建立，具体体现在如何将甲烷和烷烃的结构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思维模型，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。 3、资料准备：必修2教材、创新设计、实验器材、药品、球棍模型 4、授课方式（含疑难点的突破）： 活动建议【教学设计】提出问题：甲烷中的原子如何连接？实践活动预测性质探究实验取代反应类推烷烃结构同分异构体和同系物有机物的成键特点。【教学设计】提出问题：除燃烧外，甲烷还有哪些性质？ 探究实验甲烷与氯气如何反应？甲烷的结构实践活动（制作模型、书写甲烷氯代反应的化学方程式）实践活动（甲烷模型和烷烃中c原子的可能连接方式）同分异构体和同系物有机物成键特点。用到的策略主要有：（1） 课时划分：甲烷的性质1课时、烷烃1课时（由于学生刚开始接触有机物，适当增加一课时进行习题讲评和巩固过关。） （2）问题创设：复习、“西气东输”资料、沼气应用、煤矿事故。（3）内容呈现：实践活动（模型制作）、探究实验、模型、图表、图片、甲烷、烷烃的多媒体动画。（4）方法手段：讲授、讨论、小组合作、学生制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、抽象、模型等科学方法与逻辑方法。（5）评价反馈：保留5分钟反馈练习时间，可以组织学生进行以下一种或多种评价活动。如：多媒体呈现形成性练习题、课堂同步检测卷、学生自我总结、绘制本节知识结构、列出未解决问题清单、给老师提出问题、学生相互评价等。 第一节最简单的有机化合物甲烷第1课时甲烷的性质目标导航1.了解有机化合物的概念及碳原子的成键特点。2.了解甲烷的来源和主要用途。3.了解甲烷的分子结构，掌握甲烷的性质。4.理解取代反应的概念。一、甲烷的存在、结构及物理性质1存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。2分子结构甲烷的分子式是ch4；电子式是；结构式是。实验证明，甲烷分子具有正四面体结构，其中四个ch键长度和强度相同，夹角相等。3物理性质颜色状态气味密度(与空气相比)水溶性无色气体无味比空气小极难溶警示有机化合物必须含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物，如co、co2，碳酸及其盐等。【议一议】1(1)ch4是正四面体结构，ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4也都是正四面体结构吗？(2)如果甲烷是平面结构，则ch2cl2有几种结构？实际上有几种结构？答案(1)ch4是正四面体结构，碳原子处于正四面体的中心，四个氢原子处于正四面体的四个顶点上。根据甲烷是正四面体结构推理，有机物分子中碳原子以4个单键与其他原子或原子团相结合，如，若a、b、c、d相同，则构成正四面体结构，如ccl4；若a、b、c、d不相同，则构成四面体，但不是正四面体，如ch3cl、ch2cl2、chcl3。(2)如果甲烷是平面结构，则ch2cl2有2种结构，分别是，实际为空间四面体结构，所以二氯甲烷只有一种结构。二、甲烷的化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。但在特定的条件下，甲烷也会发生某些反应。1氧化反应(燃烧)(1)化学方程式：ch42o2co22h2o。(2)现象：甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。2取代反应(1)取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。(2)甲烷与氯气的取代反应实验探究产物性质ch3clch2cl2chcl3ccl4状态气体均为油状液体水溶性都不溶于水点拨无论ch4和cl2的比例如何，发生取代反应的产物都是ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4和hcl的混合物。【议一议】2判断下列说法是否正确(1)在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度。()(2)甲烷与cl2的反应是置换反应。()答案(1)(2)3(1)甲烷与溴水能发生反应吗？与溴蒸气呢？(2)假设1 mol甲烷中的氢原子完全被取代，最多能与多少氯气反应？答案(1)甲烷除了能与氯气在光照时反应外，与其他的卤素单质的气体也能发生反应，但必须是纯卤素如溴蒸气，与溴水不反应。(2)发生取代反应时1 mol氯气只能取代1 mol氢原子，1 mol 甲烷中的氢原子完全被取代，最多能与4 mol氯气反应。一、有机物组成和结构的表示方法【例1】下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。(1)对号入座(填序号)：甲烷的球棍模型是_，甲烷的电子式是_。(2)如果甲烷是平面结构，则ch2cl2应该有_种结构，实际ch2cl2有_种结构，证明甲烷不是平面结构，而是_结构，上面_更能反映其真实存在状况。答案(1)cb(2)21正四面体d解析(1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质，其中分子结构示意图(a)、球棍模型(c)及比例模型(d)均能反映甲烷分子的空间构型，但其中比例模型更能形象地表达出h、c的相对位置及所占比例；电子式(b)只反映原子最外层电子的成键情况。(2)甲烷的结构式为，其分子空间构型若为平面正方形结构，则二氯甲烷有2种结构、；实际上甲烷为空间正四面体结构，所以二氯甲烷只有1种结构。知能提升常见有机物结构的表示方法表示方法含义分子式：ch4用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目最简式(实验式)：ch4表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子电子式： 用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子结构式：具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型球棍模型：小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)比例模型：用不同体积的小球表示不同大小的原子变式训练1下图是ch4、ccl4、ch3cl的分子球棍模型图，下列说法正确的是()ach4、ccl4和ch3cl都是正四面体结构bch4、ccl4都是正四面体结构cch4和ccl4中的化学键均为非极性键dch4、ccl4的结构相同，性质也相同答案b二、甲烷的取代反应【例2】下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是()a甲烷与氯气的物质的量之比为11，混合发生取代反应只生成ch3clb甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中ch3cl最多c甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物d1 mol甲烷生成ccl4最多消耗2 mol氯气答案c解析甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的ch3cl，a错误；c正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol hcl，故产物中hcl最多，b错误；1 mol甲烷生成ccl4最多消耗4 mol氯气，d错误。规律总结甲烷发生取代反应的有关规律(1)反应条件和反应物反应条件为光照，反应物为卤素单质。例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。(2)反应产物虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，反应的产物都是ch3cl、ch2cl2、chcl3和ccl4四种有机物与氯化氢形成的混合物。(3)物质的量的关系ch4与cl2发生取代反应时，每1 mol h原子被取代，消耗1 mol cl2分子，同时生成1 mol的hcl分子。(4)注意：有机反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应方程式常用“”。ch4与cl2的反应逐步进行，应分步书写。当n(ch4)n(cl2)11时，反应并不只发生ch4cl2ch3clhcl，其他反应仍发生。解题方法归纳(1)甲烷的卤代反应的产物是混合物。(2)甲烷等有机物与氯气发生取代反应时，取代的位置和个数是难以控制的，因此制备卤代烃一般不采用取代反应。变式训练2在标准状况下，22.4 l ch4与cl2在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的cl2为()a0.5 mol b2 mol c2.5 mol d4 mol答案c解析方法一守恒法。1 mol ch4与cl2发生取代反应，生成ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4各0.25 mol，这四种取代物中n(cl)0.25 mol(1234)2.5 mol，根据取代反应特点，n(hcl)2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol2.5 mol5 mol，参加反应的cl2为n(cl2)2.5 mol。方法二根据化学方程式进行计算。设四种有机取代物的物质的量均为1 mol，写出取代反应总的化学方程式：4ch410cl2ch3clch2cl2chcl3ccl410hcl，由此可知，4 mol ch4正好与10 mol cl2反应，当1 mol ch4反应时，消耗cl2 2.5 mol。1近年来，科学家在海底发现了一种冰状物质可燃冰，其有效成分为甲烷，下列说法正确的是()甲烷属于烃类在相同条件下，甲烷的密度大于空气甲烷难溶于水可燃冰是一种极具潜力的能源a b c d答案c2能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是()a甲烷分子中4个ch键的强度相同b甲烷分子中4个ch键的长度相同c甲烷的一氯代物只有1种d甲烷的二氯代物只有1种答案d解析若甲烷为平面正方形结构，则甲烷分子中4个ch键的长度和强度也可以相同，故a、b项错误；若甲烷为平面正方形结构，则二氯甲烷应有2个氯原子分别在邻位和对位两种结构。而实际上二氯甲烷只有1种结构，所以甲烷不是平面正方形结构，而是正四面体结构，d项正确。3甲烷和氯气以物质的量比13混合，在光照条件下，得到的有机产物是()ch3clch2cl2chcl3ccl4a只有 b和的混合物c只有 d的混合物答案d解析甲烷和氯气按等物质的量反应，而不是只有1个甲烷分子与1个氯分子反应，所以无论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物的混合物。故正确答案为d。4（双选）下列叙述错误的是()a在通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应b甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化c甲烷跟氯气反应无论生成ch3cl、ch2cl2、chcl3还是ccl4，都属于取代反应d甲烷与cl2取代后的产物都不溶于水答案bd解析甲烷的性质比较稳定，在通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，但甲烷能在空气中燃烧，故a正确，b错误；甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成5种有机产物，分别是ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4和hcl，hcl溶于水，故c正确，d不正确。5.某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：(1)ch4与cl2发生反应的条件是_；若用日光直射，可能会引起_。(2)实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，_，_等。(3)实验中生成的油状液滴的化学式为_，其中_是工业上重要的溶剂。(4)用饱和食盐水而不用水的原因是_ _。答案(1)光照(或光亮处)爆炸(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅量筒内液面上升(3)ch2cl2、chcl3、ccl4chcl3、ccl4(4)降低cl2在水中溶解度，抑制cl2和水的反应解析ch4和cl2光照反应生成ch3cl、ch2cl2、chcl3、ccl4、hcl等物质，随着反应进行，cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的ch2cl2、chcl3、ccl4常温下是无色油状液体，故量筒内壁上有油滴。因生成的hcl易溶于水，量筒内的压强减小；量筒内液面上升。hcl溶于水后，溶液中cl浓度增大，使nacl固体析出。经典基础题题组1有机物及其结构判断1下列关于有机物的说法正确的是()a有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成b有机物只含有碳、氢两种元素c含碳元素的化合物不一定属于有机物d烃是指燃烧后只生成co2和h2o的有机物答案c2(双选)下列物质分子中，属于正四面体结构的是()accl4 bch4 cch2cl2 dch3cl答案ab解析ccl4和ch4是正四面体，另外两种物质都只是四面体，但不是正四面体。3对的叙述正确的是()a有两种结构 b只有一种结构c含有非极性键 d有四种结构答案b解析甲烷分子的空间结构是正四面体。若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替，其结构变为四面体，碳原子位于四面体的中心位置，两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连，它们都分别处在相邻的位置。故只有一种结构，如图所示。ccl、cf均为极性键。若换成结构式、仍为一种而不是两种。ch2cl2只有一种结构，可证明ch4是正四面体结构，而不是平面正方形结构。题组2正确理解取代反应4下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是()ach3cl bccl4 cch2cl2 dch4答案b5下列反应属于取代反应的是()ac2h43o22co22h2obzncuso4=znso4cucnaclagno3=agclnano3dch2cl2cl2chcl3hcl答案d解析取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。a项c2h4的燃烧不是取代反应；b项为置换反应；c项为复分解反应；d项中cl原子取代了ch2cl2中的一个h原子，故属于取代反应。题组3甲烷性质及其燃烧计算6在常温和光照条件下，可与甲烷发生反应的是()a氧气 b氯气c酸性高锰酸钾溶液 d浓硫酸答案b解析常温下甲烷性质稳定，与浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液不发生反应。在常温和光照条件下，氧气不能与甲烷发生反应，但氯气能与甲烷发生取代反应。7下列气体既可以用碱石灰干燥又可以用浓硫酸干燥的是()acl2 bch4 cnh3 dso2答案b解析cl2能与碱石灰反应，nh3能与浓h2so4反应，so2能与碱石灰反应。8一定量的甲烷在o2不足的情况下燃烧，得到co、co2和h2o的总质量为14.4 g，若其中水的质量为7.2 g，则co的质量是()a2.8 g b4.4 gc5.6 g d在2.8 g5.6 g之间答案a解析甲烷燃烧时，当o2少量时生成co和h2o，当o2足量时生成co2和h2o；所以在不足量的o2中燃烧生成co、co2和h2o。由氢原子守恒知ch4的物质的量为0.2 mol。设co和co2的质量分别为x，y。则解得x2.8 g。9为除去混在甲烷中的co2和h2o，可将混合气体通过盛有_的洗气瓶，除去_，再通过盛有_的洗气瓶，除去_；也可将混合气体通过_，一次性将杂质气体除去。答案naoh溶液co2浓硫酸h2o碱石灰能力提升题10把1体积ch4和4体积cl2组成的混合气体充入大试管中。将此试管倒立在盛有agno3溶液的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是_，水槽中还观察到_，原因是_(用离子方程式解释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊试液又观察到_，原因是_ _。答案ch2cl2、chcl3、ccl4有白色沉淀产生agcl=agcl溶液变红因反应生成hcl溶于水使溶液显酸性解析ch4和cl2光照生成ch3cl(气体)、ch2cl2、chcl3、ccl4、hcl，随着反应进行，cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的ch2cl2、chcl3、ccl4常温下均为无色液体，cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；因生成的hcl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升，hcl溶于水后，与agno3反应生成agcl白色沉淀，同时溶液中溶质为hcl，故加入紫色石蕊试液后溶液变红。11.如图所示，u形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_ _。(2)经过几个小时的反应后，u形管右端的玻璃管中水柱变化是_(填字母序号，下同)。a升高 b降低 c不变 d无法确定(3)u形管左端的气柱变化是_。a体积增大 b体积减小c消失 d不变(4)试解释u形管右端的玻璃管中水柱变化的原因：_ _。答案(1)ch44cl2ccl44hcl(2)b(3)bc(注意：体积消失是体积减小的极限)(4)反应中气体的物质的量减小，且生成的hcl能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱降低解析ch4与cl2发生取代反应是一个连续的取代过程，生成4种有机物。当限定只产生1种有机物时，可认为ch4中的氢原子完全被取代。12利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据设计要求回答：(1)b装置有三种功能：控制气流速度；均匀混合气体；_。(2)设v(cl2)/v(ch4)x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应_。(3)d装置的石棉中均匀混有ki粉末，其作用是_ _。(4)e装置的作用是_(填编号)。a收集气体 b吸收氯气c防止倒吸 d吸收氯化氢(5)在c装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式_ _。(6)e装置除生成盐酸外，还含有有机物，从e中分离出有机物的最佳方法为_。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_(填编号)。ach4bch3clcch2cl2dchcl3eccl4答案(1)干燥混合气体(2)大于或等于4(3)吸收过量的氯气(4)cd(5)ch42cl2c4hcl(6)分液ab解析(1)b装置的三个作用为：控制气流速度从而达到合适的反应比例；均匀混合气体，便于后续实验；干燥混合气体。(2)当反应：ch44cl2ccl44hcl时生成hcl气体最多，所以要保证x4。(3)ki能吸收多余的cl2，反应的化学方程式为cl22ki=2kcli2。(4)e装置既吸收反应生成的hcl气体，同时还防止倒吸。(5)据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为：ch42cl2c4hcl。(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。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：cnh2n2o2nco2(n1)h2o。(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，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学方程式为：c2h6cl2c2h5clhcl。4习惯命名法(1)表示碳原子数(n)及表示n1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n10相应数字(2)举例：c6h14命名为己烷，c18h38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，ch3ch2ch2ch3：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：ch4、ch3ch3、ch3ch2ch3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：ch3ch2ch2ch3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(nh2)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)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、ch3ch2chclch3、(ch3)2chch2cl、(ch3)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cnh2n2，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cl氯气石墨cl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、h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体同一种元素形成的不同单质元素符号表示相同，分子式不同，如石墨和金刚石、o2和o3单质的组成或结构不同物理性质不同，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c2h6，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ch2，而不是ch3。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()ach3ch2ch2ch2ch3和互为同分异构体b干冰和冰为同一种物质cch3ch3和ch3ch2ch3互为同系物d12c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cnh2n2，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、bd(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(双选)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氧水 d酸性高锰酸钾溶液答案ac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o2能发生燃烧反应，和溴水、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(ch3ch(ch3)ch3)戊烷2甲基丁烷2，2二甲基丙烷(c(ch3)4)a bc 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ch2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()ach3ch2ch2ch3 bch3ch(ch3)ch3cc(ch3)4 dch3ch(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()ach4 bc3h8 cc4h10 dc2h6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cxhyo2xco2h2o，则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为mol，上述选项分别代入mol，比较可知c4h10耗氧量最多。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)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、c2h6、c3h8、c4h10四种烃各为1 g，在足量o2中燃烧，消耗o2最多的是_。答案918c3h8c9h20(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14n2