2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第七章第一节 认识有机化合物（第2课时） 学案

第2课时烷烃的性质知识点一烷烃的物理性质及可燃性1.烷烃的物理性质1．烷烃的物理性质，完成下列表格相似性递变性(随分子中碳原子数增加)熔、沸点较低逐渐

密度比水逐渐

状态气态→液态→固态，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态)溶解性难溶于，易溶于汽油等2.烷烃的稳定性及可燃性(1)稳定性：2．通常情况下，烷烃与、或高锰酸钾等都不反应。(2)可燃性：烷烃都能燃烧3．可燃性：烷烃都能燃烧。CH4燃烧方程式：。C3H8燃烧方程式：。链状烷烃燃烧通式：。【预习自测】1.正误判断。4．常温常压下，CH4、C2H6和C3H8为气体，C4H10、C6H14呈液态。(_____)5．在通常条件下，烷烃和硫酸、氢氧化钠不反应，和酸性KMnO4溶液也不反应。(_____)6．在做甲烷、乙烷燃烧试验前，气体一定要验纯。(_____)7．使用天然气(主要成分为CH4)的燃气灶，改用液化石油气(主要成分为C4H10)，应减小进气量或增大进风量。(_____)8．烷烃都能燃烧，且完全燃烧的产物一定是CO2和H2O。(_____)9．有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.15g·L-1，则关于此混合物的组成说法不正确的是A．一定有甲烷B．一定不存在乙烷C．可能是甲烷和乙烷的混合物D．不可能为乙烷和丙烷的混合物10．标准状况下，0.1mol某烷烃完全燃烧生成11.2LCO2。(1)写出该烷烃的分子式：。(2)写出该烷烃燃烧的化学方程式：。(3)该烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(—CH3)的结构简式：。知识点二烷烃的典型性质——取代反应1.烷烃的取代反应(以甲烷为例)实验探究11．烷烃的取代反应(以甲烷为例)实验探究实验操作实验现象A装置：试管内气体颜色逐渐；试管内壁有出现，试管中有，且试管内液面，水槽中有固体析出B装置：实验结论CH4与Cl2需在条件下发生化学反应，有关化学方程式为：CH4＋Cl2

(一氯代物)；CH3Cl＋Cl2

(二氯代物)；CH2Cl2＋Cl2

(三氯代物)；CHCl3＋Cl2

(四氯代物)产物性质水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均溶于水。状态：常温下除是气体，其余三种均为液体取代反应概念有机物分子里的某些原子或原子团被其他所替代的反应2.有机物的性质(1)物理性质：12．大多数有机物的熔点比较，溶于水，溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。(2)化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或催化剂的条件下进行。【预习自测】1.正误判断。13．乙烷、丁烷等烷烃和氯水也可以发生取代反应。(_____)14．CH4和Cl2按体积比1∶1混合，发生取代反应生成的产物只有两种。(_____)15．CH4和Cl2发生取代反应时，每生成1molHCl，则有1molCl2参加反应。(_____)16．CH4分子为正四面体结构，因此其生成物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4都为正四面体结构。(_____)17．CH4和Cl2发生取代反应的产物中，CH3Cl的含量最多。(_____)18．某课外活动小组利用如图所示装置探究CH4和Cl2的反应，据题意，回答下列问题：(1)CH4和Cl2发生反应条件是，若用日光直射，可能会引起，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)若题目中甲烷与氯气的体积之比为1∶1，则得到的产物为___________(填字母)。A．CH3ClHCl B．CCl4HClC．CH3ClCH2Cl2 D．CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是___________(填字母)。A．升高 B．降低C．不变 D．无法确定(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到。(5)右端玻璃管的作用是。19．下列反应属于取代反应的是(填序号)。①CH4C＋2H2②CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu③CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl④2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2⑤CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O⑥CH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HBr⑦CH4＋2O2CO2＋2H2O1．下列关于烷烃性质的叙述正确的是A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低B．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化C．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物2．由沸点数据：甲烷-161.5℃，乙烷℃，丁烷℃，戊烷36℃，可以判断丙烷的沸点可能是A．高于℃ B．约是℃ C．约是℃ D．低于℃3．下列反应中，属于取代反应的是A．CaCO3CaO+CO2↑ B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑C．CH4+2O2CO2+2H2O D．C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl4．下列有关甲烷与氯气发生取代反应的叙述正确的是A．甲烷完全转化为一氯甲烷后，一氯甲烷再与氯气取代生成二氯甲烷B．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1混合，发生取代反应只生成CH3ClC．1mol甲烷全部生成CCl4，最多消耗2mol氯气D．每消耗1molCl2必生成1molHCl5．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A．CH4 B．C3H8 C．C4H10 D．C2H6．实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是A． B． C． D．1．下列有关烷烃性质的叙述不正确的是A．常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应B．烷烃都具有还原性，能被氧气氧化C．烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水D．烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色2．下列物质中：①氯水；②浓硫酸；③溴蒸气；④烧碱；⑤氧气；⑥酸性KMnO4溶液，其中在一定条件下可以与甲烷发生化学反应的是A．①②③⑤ B．④⑤⑥ C．③⑤ D．②③④⑥3．以下关于甲烷的说法中，错误的是①甲烷分子具有正四面体结构②二氯甲烷有两种同分异构体③甲烷与Cl2发生光照取代，取代1molH需0.5molCl2④甲烷分子中四个C—H键，任意两个之间的键角均相等A．②③④ B．①④ C．②③ D．①③4．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是A．甲烷与氯气以物质的量之比为1∶4混合时只生成CCl4B．甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D．1mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗1mol氯气5．下列反应属于取代反应的是A．C2H4+3O22CO2+2H2OB．Zn+CuSO4=ZnSO4+CuC．NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3D．CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl6．在光照的条件下，将1mol甲烷与一定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为amol、bmol、cmol，该反应中消耗的氯气的物质的量是A．(1－a－b－c)mol B．(1＋a＋2b＋3c)molC．(2a＋3b＋4c)mol D．(a＋b＋c)mol7．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A．CH3CH2CH2CH3 B．CH3CH(CH3)CH3C．C(CH3)4 D．CH3CH(CH3)CH2CH38．某气态烃在恒容密闭容器内与氧气混合完全燃烧后再恢复到原来的温度,如果燃烧前后容器内(温度高于100℃)压强保持不变,A．C2H4 B．C3H6 C．C3H8 D．C2H9．已知某烷烃分子中电子总数为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)。10．烷烃完全燃烧都可以生成CO2和H2O，现以甲烷、乙烷、丙烷三种物质燃烧为例，进行燃烧分析。(1)取等物质的量的三种物质，在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是，生成H2O最多的是，消耗O2最多的是。由此可以得出结论：等物质的量的烷烃完全燃烧，生成CO2、H2O以及消耗O2的量随着的增多而变大。(2)取等质量的三种物质，在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是，生成H2O最多的是，消耗O2最多的是。由此可以得出结论：等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着的增大而变大，生成水的量随着的增大而变大，消耗O2的量随着的增大而变大。11．将0.2mol某烷烃完全燃烧后，生成的气体缓缓通入盛有0.5L2mol/L的NaOH溶液中，生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比1：3，则某烷烃为A．丁烷 B．乙烷 C．甲烷 D．丙烷12．2LN2和CH4的混合气体与4LO2点燃充分反应后，用干燥剂除去水分，剩余气体的体积为5L。原来混合气体中N2和CH4的物质的量之比（各气体体积都在相同的温度、压强下测定）为A．1：3 B．1：1 C．2：1 D．3：113．立方烷是一种新合成的烃，其分子结构为正方体结构，其碳架结构如图所示。有关立方烷的说法正确的是A．立方烷的分子式为C8H18B．立方烷和氯气发生取代反应，1mol立方烷最多会生成4molHClC．1mol立方烷完全燃烧消耗氧气的体积为224LD．立方烷的一氯代物只有一种14．两种气态烃组成的混合气体，完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随着混合烃的物质的量的变化如图所示，则下列对混合烃的判断正确的是①可能有C2H2②一定有CH4③一定有C3H8④一定没有C4H6⑤可能有C2H6A．②⑤ B．②④ C．③④ D．②③15．写出下列各烷烃的分子式。(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的50倍。(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子。(3)1L烷烃C的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下16L的水蒸气。(4)分子中含有22个共价键的烷烃D。(5)0.1mol烷烃E完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L(6)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F。16．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。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图所示。根据设计要求回答下列问题：(1)A装置中发生反应的离子方程式是。(2)B装置有三种功能：①；②均匀混合气体；③干燥混合气体。(3)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：。(4)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是。(5)E装置中除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为。(6)E装置的作用是(填字母)。A.吸收氯气B.吸收氯化氢C.防止倒吸(7)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气中主要的含氯有机物为(填字母)。A.CH3ClB.CH2Cl2C.CHCl3D.CCl 答案及解析1．升高小增大水有机溶剂【解析】略2．强酸强碱强氧化剂【解析】略3．CH4＋2O2CO2＋2H2OC3H8＋5O23CO2＋4H2OCnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O【解析】略4．错误【解析】略5．正确【解析】略6．正确【解析】略7．正确【解析】略8．正确【解析】略9．B【解析】略10．(1)C5H12(2)C5H12＋8O25CO2＋6H2O(3)【解析】略11．变浅油状液滴少量白雾上升无现象光照CH3Cl＋HClCH2Cl2＋HClCHCl3＋HClCCl4＋HCl不CH3Cl原子或原子团【解析】略12．低难易【解析】略13．错误【解析】略14．错误【解析】略15．正确【解析】略16．错误【解析】略17．错误【解析】略18．(1)漫射光爆炸CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl(2)D(3)B(4)有白色胶状沉淀生成(5)平衡气压【解析】略19．③⑤⑥【解析】略1．D【详解】A．烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A错误；B．烷烃通常情况下性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，B错误；C．在光照条件下，烷烃只能与纯净的卤素单质发生取代反应，不与溴水反应，C错误；D．由于卤素原子取代烷烃分子中氢原子的位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，D正确；故答案为：D。2．C【详解】由沸点数据：甲烷-161.5℃，乙烷-89℃，丁烷-0.5℃，戊烷36℃可知，烷烃中碳原子个数越多其熔沸点越高，丙烷中含有3个碳原子，其碳原子个数大于乙烷而小于丁烷，所以其沸点应该大于乙烷而小于丙烷，则丙烷的沸点可能是“约是-403．D【详解】A．CaCO3高温下生成CaO和CO2，属于分解反应，A不符合题意；B．Zn与硫酸反应属于置换反应，B不符合题意；C．CH4与O2反应属于氧化反应，C不符合题意；D．CH3CH3与Cl2反应生成CH3CH2Cl，可看成是CH3CH3中1个H原子被Cl原子取代，属于取代反应，D符合题意；故答案选D。4．D【详解】A．甲烷和氯气的取代反应，各步反应同时进行，故A错误；B．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1混合，发生取代反应生成物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，故B错误；C．1mol甲烷全部生成CCl4和HCl，最多消耗4mol氯气，故C错误；D．甲烷和氯气的取代反应生成氯代甲烷和氯化氢，每消耗1molCl2必生成1molHCl，故D正确；选D。5．C【分析】根据燃烧通式CxHy+(x+0.25y)O2=xCO2+0.5yH2O进行计算。【详解】根据燃烧通式可知，气态烃各1mol，甲烷燃烧需要2mol，丙烷燃烧需要5mol，丁烷燃烧需要6.5mol，乙烷需要3.5mol，故消耗氧气最多的是丁烷。答案为C。6．D【分析】在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代甲烷，结合有关物质的溶解性分析解答。【详解】在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代甲烷，由于Cl2被消耗，气体的颜色逐渐变浅；氯化氢极易溶于水，所以液面会上升；但氯代甲烷是不溶于水的无色气体或油状液体，所以最终水不会充满试管，答案选D。【点睛】明确甲烷发生取代反应的原理和有关物质的溶解性是解答的关键，本题取自教材中学生比较熟悉的实验，难度不大，体现了依据大纲，回归教材，考查学科必备知识，体现高考评价体系中的基础性考查要求。1．D【详解】A.烷烃为碳氢元素组成的化合物，原子间均以单键结合，属于饱和烃，性质稳定，常温下与酸、碱、强氧化剂不反应，A正确；B.烷烃都能在氧气中燃烧，表现出还原性，B正确；C.烷烃为碳氢元素组成的化合物，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，C正确；D.烷烃为碳氢元素组成的化合物，原子间均以单键结合，属于饱和烃，性质稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，酸性高锰酸钾溶液不褪色，D错误；正确选项D。2．C【详解】①甲烷与氯水不反应，故不选；②甲烷性质稳定，与浓硫酸不反应，故不选；③甲烷与溴蒸汽在光照条件下能够发生取代反应，故选；④甲烷性质稳定，与氢氧化钠不反应，故不选；⑤甲烷为可燃物，能够在氧气中燃烧，故选；⑥甲烷性质稳定，不能被强氧化剂酸性的高锰酸钾氧化，故不选；故选C。3．C【详解】①甲烷分子中碳原子为sp3杂化，具有正四面体结构，正确；②甲烷分子具有正四面体结构，四个氢原子完全相同，被取代生成的二氯甲烷有一种，错误；③甲烷与Cl2发生光照取代生成氯代烃和氯化氢，取代1molH需1molCl2，错误；④甲烷分子具有正四面体结构，四个氢原子完全相同，甲烷分子中四个C—H键，任意两个之间的键角均相等，正确；综上，②③错误，故选C。4．C【详解】A．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；B．甲烷与氯气的反应中每取代1mol氢原子，消耗1mol氯气，生成1molHCl，故产物中HCl最多，B错误；C．由A分析可知，甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物，C正确；D．1mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗2mol氯气，D错误。故选C。5．D【分析】取代反应指有机物中一个原子或原子团被其它原子或原子团取代的反应；【详解】A．该反应为和氧气的反应，属于氧化反应，A错误；B．该反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，属于置换反应，B错误；C．该反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应，C错误；D．反应为氢原子被氯原子取代的反应属于取代反应，D正确；故选D。6．B【详解】根据取代反应的特点可知，1mol甲烷与一定量的氯气充分混合，被取代的H原子的物质的量等于消耗氯气的物质的量，因此消耗的氯气的物质的量为(1-a-b-c)mol+2amol+3bmol+4cmol=(1+a+2b+3c)mol，故选项B正确，答案为B。7．C【分析】只生成一种一氯代烃，则烃分子中只有一种环境的H原子。【详解】A．CH3CH2CH2CH3有两种H原子，可以生成两种一氯代烃，A不选；B．CH3CH(CH3)CH3有两种H原子，可以生成两种一氯代烃，B不选；C．C(CH3)4有一种H原子，可以生成一种一氯代烃，C选；D．CH3CH(CH3)CH2CH3有四种H原子，可以生成四种一氯代烃，D不选；答案是C。8．A【分析】设该烃的化学式为CxHy，反应前后的压强不变，则气体的总物质的量不变，结合反应的化学方程式判断。【详解】设该烃的化学式为CxHy，根据：CxHy+O2=xCO2+H2O，燃烧前后容器内(温度高于100℃)压强保持不变，则气体的总物质的量不变，则有：1+=x+，解之得y=4，即烃中含有的H原子数为4，A选项符合题意；答案选A。9．C5H12CH3-CH2-CH2-CH2-CH3(CH3)2CH-CH2CH3【详解】（1）烷烃分子通式为CnH2n+2，则其分子中电子总数为6n+(2n+2)=42，n=5，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CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、（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。10．丙烷丙烷丙烷分子中碳原子数丙烷甲烷甲烷分子中碳的质量分数分子中氢的质量分数分子中氢的质量分数【详解】(1)物质的量相等，则一个分子中含碳原子数越多生成的CO2越多，所以生成CO2最多的是丙烷；含氢原子越多生成的H2O最多，所以生成H2O最多的是丙烷；根据烷烃燃烧通式CnH2n+2+(n+)O2→nCO2+(n+1)H2O可知消耗氧气最多的是丙烷；由此可以得出结论：等物质的量的烷烃完全燃烧，生成CO2、H2O以及消耗O2的量随分子中碳原子数的增多而变大；(2)每12g碳消耗1molO2，而每4g氢就消耗1molO2，所以有等质量的各种烷烃，含碳量越大生成二氧化碳越多，消耗氧气越少，生成水越少；烷烃中碳原子的质量分数为，所以含碳原子数越多，碳原子的质量分数越大，则则生成CO2最多的是丙烷，生成水最多的是甲烷，消耗氧气最多的是甲烷，等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着分子中碳的质量分数的增大而变大，生成水的量随着氢的质量分数的增大而变大，消耗氧气的量随着分子中氢的质量分数的增大而变大。11．A【详解】方法一：从化学方程式2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O和NaOH＋CO2===NaHCO3，生成Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1∶3可知，消耗NaOH的物质的量之比为2∶3，进一步可求得对应的NaOH分别为和，与NaOH反应的CO2分别为0.2mol和0.6mol，则1mol该烷烃中含碳原子为，根据CnH2n+2得H为10mol，则分子式为C4H10，该烷烃为丁烷，选A。方法二：原子守恒法。设Na2CO3与NaHCO3物质的量分别为x、y，则有2x+y=0.5L×2mol/L①x:y=1:3②解得x=0.2mol，y=0.6mol。n(C)=x+y=0.2mol+0.6mol=0.8mol(碳原子守恒)烷烃分子中含碳原子为，分子式为C4H10，该烷烃为丁烷，选A。12．D【详解】V(CH4)=0.5L所以V(N2)=1.5L，故D正确。13．D【详解】A．根据碳原子成键特点，立方烷的分子式为C8H8，A项错误；B．1mol立方烷和氯气反应，最多需要8mol氯气，生成8molHCl，B项错误；C．根据燃烧方程式C8H8＋10O28CO2＋4H2O，燃烧1mol立方烷需要10mol氧气，在标准状况下为224L，但C项氧气的状态不确定，不一定为标准状况，C项错误；D．立方烷分子是高度对称的，分子中只有一种等效氢，故其一氯代物只有1种，D项正确；答案选D。14．B【详解】由题图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4，根据碳原子平均数可知，该混合气体中一定含有CH4，由氢原子平均数可知，另一气态烃中氢原子数目为4，碳原子数目大于1.6，且不超过4，故一定没有C2H2、C3H8、C4H6、C2H6，故②④正确，故答案为：B。15．(1)C7H16(2)C99H200(3)C15H32(4)C7H16(5)C3H8(6)C4H10【分析】烷烃的通式为CnH2n+2；【详解】（1）烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的50倍，则A的相对分子质量为50×2=100，则12n+(2n+2)=10，n=7，化学式为C7H16；（2）烷烃B的分子中含有200个氢原子，则2n+2=200，n=99，化学式为C99