高中化学必修二第三章第一节第2课时

1、第2课时烷烃学习目标定位1了解烷烃的组成、结构、通式及烷烃的主要性质(物理性质和化学性质)。2知道同系物、同分异构体的概念，能根据结构式或结构简式判断它们是否为同分异构体或同系物。1. 下面是乙烷、丙烷、丁烷的结构式。H HI IH<C HH H 乙烷HH1HHC-c-CH111H H H H 丁烷回答下列问题:(1) 每个碳原子形成 L个共价键，且原子之间只以单键相连成链状一碳原子的剩余价键均与 氢原子结合。(2) 烃分子中碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，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。其分子通式为 CnH2n + 2(n

2、1且n为整数)。烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃空间构型是折线形或锯齿状。2教材表3-1列举了部分烷烃的物理性质。阅读分析表3-1可知：烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的增多，呈规律性的变化。如(1) 常温下其状态由气态变到液态又变到固态，熔、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大。 (2) 常温下，碳原子数小于或等于4时，均为气态(新戊烷常温下也为气态)。3物质的组成、结构决定物质的性质，这个规律在有机物中体现得尤其明显。烷烃的化学性质与甲烷相似，请写出下列反应的化学方程式(有机物写结构简式):点燃(1) 丙烷的燃烧：CH 3CH2CH3+ 502>3CO2 +

3、 4H2O。光(2) 光照条件下，乙烷与氯气发生取代反应 (只要求写一氯取代):CH3CH3+ C12> CH3CH2CI+ HCI。（3）用通式表示烷烃的完全燃烧及卤代反应（用X2表示）:3n+ 1 点燃 CnH2n+ 2+厂。2> n CO2 + （n + 1）出0;光 CnH2n+ 2+ X2> CnH2n+ iX + HX , CnH2n+ iX 可与 X2 继续发生取代反应。归纳总结理活学活用i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CnH2n+ 2的不一定是烷烃所有的烷

4、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A . B .C. D.答案 C解析 烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，说法正确；烷烃属饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂（如酸性KMn O4）反应，也不能使溴水褪色，说法不正确；因分子通式CnH2n+ 2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH 2n+ 2的有机物一定是烷烃， 说法不正确；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这 是烷烃的主要特性之一， 说法正确。CH$CHm2.下列关于CH4和CH蛊的叙述正确的是（）A .均能用CnH2n +2组成通式来表示B .与所有烷烃互为同

5、素异形体C.因为它们的结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同D .通常状况下，它们都是气态烷烃答案 AC项，化学性质相似，但物理性解析 B项，它们与其他碳原子数不同的烷烃互为同系物;质不同；D项，碳原子数小于或等于 4的烷烃及新戊烷在通常状况下是气体。故选A。二同系物同分异构体1填表甲烷乙烷丙烷分子式CH4C2H6C3H8结构简式CH4CH3CH3CH3CH2CH3根据上表回答下列问题:(1) 相邻烷烃分子在组成上均相差一个CH 2原子团。(2) 同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，烷烃同系物的通式为CnH?n + 2 o2. 对比两种物质的结构回答下列问

6、题CHlCHCH3ICH3并丁烷CHs- CH2 CH2 CHs正丁烷(1) 分子式均为 C4Hio,它们不是同系物，二者结构相似，碳碳之间都是以单键结合成链状， 但结构并不相同，正丁烷无支链，异丁烷有支链。(2) 具有相同的分子式而具有不同结构的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合 物互称同分异构体。(3) 判断下列有关同分异构体的叙述是否正确 同分异构体具有相同的组成元素(V) 组成元素相同的化合物互为同分异构体(X ) 同分异构体具有相同的相对分子质量(V) 相对分子质量相同的化合物互为同分异构体(X ) 互为同分异构体的化合物也可能互为同系物(X )ClF是否为同分异构体并说明

7、理由。答案 不是同分异构体，由于二者均为四面体结构，为同一种物质。(5)用结构简式写出戊烷(C5H12 )的同分异构体。CH3CH2CHA'l2CH3 CHSCHCH2CH3答案CH.CIhcCH3CH 1（6）判断下列说法是否正确，据此理解同分异构现象是有机物种类繁多的又一重要原因。 分子式不同的物质一定为不同物质，分子式相同的物质也可能为不同物质（V） 分子中含3个及3个以下碳原子的有机物一定不存在同分异构现象（X ） 随着碳原子数增多，烷烃的同分异构体数目有增多的趋势（V）归纳总结1. 同系物的判断瞬种牯境舄于同一盘胸瞒班种物嚴壻构柏似两种数质好子粗匿上相差一牛咙歩牛匚叫席于团2

8、. 烷烃同分异构体的书写规律烷烃同分异构体的书写规律可概括为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间。选择最长的碳链为主链； 找出中心对称线；碳原子必须满足四个键； 主链上的链端不能接甲 基，主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基，否则主链会改变，而容易出现重复结构。例如，书写戊烷（C5H12）同分异构体的方法：（1）先写出碳链最长的直链烃：CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3。（2）从主链上减少一个 一CH3作为取代基（支链），在所得主链上依次移动可能的位置，得ICIL。CHjCU,CCHi（3）再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基，得【1：。故C5H1

9、0的同分异构体共有三种，依次称为正戊烷、异戊烷、新戊烷。活学活用3.在1.013 x lO5Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是（）物质名称沸点/c正丁烷CH 3（CH 2）2CH 30.5正戊烷 CH3（CH2）3CH336.0异戊烷/liiCHAHCU 1 Cflj27.8新戊烷1cn cn.CH:i9.5正己烷 CH3（CH2）4CH369.0A.标准状况时，新戊烷是气体B .在 1.013X 105Pa、20 C时，C5H12 都是液体C.烷烃随碳原子数的增加，沸点降低D . C5H12随支链的增加，沸点降低答案 D解析 新戊烷的沸点是9.5 C,标准状况下是

10、液体，20 C时是气体，则A、B均错误；烷烃 随碳原子数的增加，沸点升高；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点逐渐降低。4.有下列结构的物质： CH3（CH2）3CH3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3CH2CH2CH2CH2CH 31 CHiCHClLCllA'Hs I CH.I cnCH.CH.CHs CHyCliCHCH.Cl is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

11、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C5H12C5H12C6H14C6Hl4C6Hl4C6Hl4C6Hl4。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。当堂检测1 以下结构表示的物质中是烷烃的是（）A CH3OHB CH2=CH2ch3IC. CFkTHCbhCUz/ IX CH?CHCH?CHa答案 C2.下列分子只表示一种物质的是（）A . C3H7CIB. C3H8C. C5H12 D . C4H10答案 B解析 C3H7CI可以表示 CH2CI CH? CH3，也可以表示 CH3 CHCI C

12、H 3； C5H12可以表示正戊烷、异戊烷、新戊烷；C4H10可以表示正丁烷和异丁烷，均存在同分异构现象。3.下列说法正确的是（）A .凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物B .两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则二者一定是同分异构体C.相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体D .组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物互称为同分异构体答案 D解析 仅分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，其分子结构不一定相似，如氢气(H2)和甲烷(CH4)分子组成上相差一个 CH2，但二者不是同系物， A不对；两种化合物组成元素 相同，各元

13、素的质量分数也相同， 只能确定它们的实验式相同，实验式相同的化合物分子式不一定相同，所以不一定是同分异构体，B不对；相对分子质量相同的物质很多，有些分子组成不同，所以不一定是同分异构体，C不对；当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时， 其分子式一定相同，因此这样的不同化合物互称为同分异构体。故正确答案为D。4 有下列各组微粒或物质：A O2 和 03b¥c 和 63cCH3IC. CHjCIhCIhCH 和 ClhClhCHCHiHClD* ClCCl 和 ClCHHHCH3E,CH3CH2CH2CH3 和 ch3CHCH3(1) 组两种微粒互为同位素。(2) 组两

14、种物质互为同素异形体。(3) 组两种物质属于同系物。(4) 组两种物质互为同分异构体。(5) 组两种物质是同一物质。答案(1)B(2)A(3)C(4)E(5)D5.写出下列烷烃的分子式(1) 同温同压下，烷烃的蒸气密度是 H2的43倍： 。分子中含有22个共价键的烷烃： 。(3) 分子中含有30个氢原子的烷烃：。(4) 室温下相对分子质量最大的直链气态烷烃： 。答案 (1)C6H14(2)C7H16 C14H30 (4)C4H1040 分钟课时作业基础过关 一、烷烃的结构与性质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

15、 .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 一CH2，而不是一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()A. 44 B. 42C. 54 D. 128答案 A解析 用CnH2n + 2的Mr= 14n+ 2进行判断，44对应的烃是 C3H842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CioH8的相对分子质量相等，则 128对应的烃不一定是烷烃。3. 下列有关烷烃的叙述中，不正确的是()A .烷烃几乎不溶于水B 所有的烷烃在光照条件下都能与C12

16、发生取代反应C.烷烃的分子通式为 CnH2n+ 2,符合该通式的烃不一定是烷烃D 随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高答案 C解析 烷烃不溶于水，A正确；烷烃在光照条件下都能与C12发生取代反应，这是烷烃的结构特征和特征反应，B正确；由于烷烃分子的通式 CnH2n+ 2中的H原子已达饱和，所以符合 CnH2n+ 2的有机物只可能为烷烃， C错；随着碳原子数的增加，烷烃的相对分子质量增大， 分子间作用力增大,其熔、沸点逐渐升高, D 正确。4. 下列反应中,不属于取代反应的是 ()光照A . CH3CI + Cl 2CH2CI2+ HCl点燃B . CH4+ 202>CO2+ 2H2

17、OC. CH3CH2Br + H2O >CH3CH2OH + HBr光照D . C2H6+ CI2>C2H5CI + HCI答案 B二、烷烃燃烧的计算5. A、B两种有机物的混合物，当混合物的质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全 燃烧产生CO2的量均相等。A、B的关系可能符合下列四种情况： 同分异构体；同系物；具有相同的最简式；含碳的质量分数相同，一定符合上述条件的组合有（）A . B .C. D .答案 B6. 有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.可能是甲烷和己烷的混合物

18、D 可能是乙烷和丙烷的混合物答案 A解析 标准状况下该混合物的平均摩尔质量为 M= 1.1622.4 L mot1 26 g mot1,气态烷烃中只有甲烷摩尔质量小于 26 g mbl其他烷烃摩尔质量都大于 26 g m1ol所以 一定有甲烷，另一种可以为其他任意气态烷烃。7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（）A. CH4 B. C3H8 C. C4H10 D. C2H6答案 Cy占燃解析 设此气态烃的分子式为 CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy + X + 4 02= xCO2yv+ 2H2O，则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为x

19、+ 4 mol，将上述选项分别代入，比较可知C4H10耗氧量最多。三、同系物、同分异构体的判断&下列说法中正确的是（）A . H2和D2互为同位素B .正丁烷和异丁烷互为同系物11HIICt H -（-Clh与CHrCCHa互为同分异构体IICH3HCIh1）. CIl3 CHCH? 【I：i 利lb CH Clh 是同I 'CIhCIh种物质答案 D9 下列烷烃在光照下与氯气反应，生成的一氯代烃只有一种的是（）A CH3CH2CH2CH3K CIh CHCHsIch3CihIU IhC-CCH3ICH3CH3:H:H*Q41.3ICH3答案 C10. 下列化合物中有三种不同氢

20、的是 （）A . 2,2,3,3-四甲基丁烷B . 2,5-二甲基己烷C. （CH3）2CHCH 2CH3D. CH3C（CH 3）3答案 B('IhClh解析 A项，CH3cC-CHs有一种氢；CHjCH.iB项，CIh-CH (13H?CH2CI I CIh 有三种氫CHsC 项 CH3CH-CH? CH3有四种氢；1CHjCH3D项.Clh-C CIh有一种氢aCH3能力提升11. 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02中燃烧，消耗02最多的是 。若C

21、H4、C2H6、C3H8、C4Hio四种烃各为1 g,在足量02中燃烧，消耗02最多的是 。H H答案 （1）H C C H 918 C3H8 C9H20H H（2）CH 4解析 （1）根据烷烃通式为 CnH2n+ 2可求出m为9， n为18，密度与C02相同的烷烃式量为44，由14n+ 2= 44可求出n为3，即分子式为 C3H8。若同为1 mol烃，消耗02的多少取决于CxHy中“ x+ y”的大小，“ x+ y”的值越大，消耗02越多，此题中消耗02最多的是C9H20。44若同为1 g烃，消耗02的多少取决于CxHy中“"的大小，“y”的值越大，消耗02越xx多，此题中消耗 0

22、2最多的是CH4。12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：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)C5Hl2(2) CH3CH?CHsCH?CH3.CIhI CH3CH(：H2CH3 , CHjcCH3IICIhClhCIh(3) CII3C-CII3ICH36n+(2n+ 2) = 42, n= 5,烷烃分CH 3 CH2 CH2 CH2 CH3、解析(1)烷烃分子通式为 CnH2n + 2,则其分子中电子数为子式为C5H 12o(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为CHsIIh(、】ld】【3 .C -I'lhC5H12三种同分异CH3CH3(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ch3ICfh -CcilsI构体中，(K沸点最低。13.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 o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 o答案(1)AB D (2)升高小于或等于4增大解析理解同系物