常见的烃第一单元脂肪烃第1课时学案苏教版选修5.docx
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常见的烃第一单元脂肪烃第1课时学案苏教版选修5
第1课时 脂肪烃的类别 烷烃
知识内容
必考要求
加试要求
1.脂肪烃和芳香烃、饱和烃和不饱和烃的概念及判断。
2.烷烃的物理性质。
3.烷烃的化学性质。
b
a
c
目标定位
1.熟知脂肪烃的类别及各类烃的通式、结构特点。
2.知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。
3.知道烷烃的化学性质。
一、烃的分类和脂肪烃的类别与通式
1．烃的分类
（1）根据分子中是否含有苯环
（2）脂肪烃的分类
（3）链状烃：
烃分子中碳和碳之间的连接呈链状，可以含有支链。
（4）环状烃：
烃分子中含有碳环。
分子中含有的碳环不是苯环的烃，称为脂环烃，如环己烷
；分子中含有一个或多个苯环的一类碳氢化合物，称为芳香烃，如苯
。
2．烷烃的结构特点与通式
（1）甲烷的分子式是CH4，结构式是
，空间构型是正四面体型。
（2）有下列三种有机物：
a.CH3—CH3 b．CH3—CH2—CH3 c．CH3—CH2—CH2—CH3
①它们共同的结构特点是碳原子间都以碳碳单键形成碳链、碳原子剩余的价键全部被氢原子饱和，其类别是烷烃（饱和链烃）。
②它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个CH2原子团，其通式是CnH2n＋2（n≥1）。
3．烯烃、炔烃的结构特点与通式
分析比较下列两组有机物，回答下列问题：
A组：
①CH2===CH2 ②CH2===CH—CH3
③CH3—CH===CH—CH3
B组：
①CH≡CH ②CH3—C≡CH
③CH≡C—CH2—CH3
（1）A组有机物的官能团是
，类别是烯烃，它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个CH2原子团，其通式是CnH2n（n≥2）。
（2）B组有机物在分子结构上的相同点是都含有一个—C≡C—，在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个CH2原子团，其通式是CnH2n－2（n≥2）。
同系物的概念与判断
（1）概念：
结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物。
（2）同系物的判断要点
①一差（分子组成至少相差一个CH2原子团；相对分子质量相差14或14的整数倍）。
②二（相）似（结构相似，化学性质相似）。
③三相同（即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同，分子组成通式相同）。
例1
下列说法不正确的是（ ）
A．分子式为CH4和C5H12的两种烃互为同系物
B．若C2H2和C4H6互为同系物，则C4H6分子中一定含有一个三键
C．具有相同通式的有机物不一定互为同系物
D．分子组成相差一个或几个CH2原子团的化合物必定互为同系物
答案 D
解析 CH4和C5H12的通式相同，且均为饱和烃，二者互为同系物，A正确；互为同系物的物质含有相同的官能团，且个数相同，B正确；环烷烃和烯烃通式相同（CnH2n），但结构特点不同，二者不是同系物，C正确；选项D中的化合物结构特点不一定相似。
【考点】烃的组成与结构
【题点】烃的分子结构与组成
例2
某烃的化学式为C4Hm，下列关于C4Hm的说法中正确的是（ ）
A．当m＝8时，该烃一定与乙烯互为同系物
B．当m＝4时，该烃一定含有碳碳双键
C．该烃不可能同时含有碳碳双键和碳碳叁键
D．1molC4Hm完全燃烧，不可能生成3.5molH2O
答案 D
解析 当m＝8时，该烃分子式为C4H8，满足该分子组成的烃可能为环丁烷或丁烯，由于不能确定其结构，所以与乙烯不一定互为同系物；当m＝4时，该烃分子式为C4H4，该烃的分子中不一定含有碳碳双键，可能含有碳环和碳碳叁键；当m＝4时，该烃分子中可能含有1个碳碳双键和1个碳碳叁键；1molC4Hm完全燃烧，若生成3.5molH2O，则该烃的分子中含有7个H，烃分子中含有的氢原子数都是偶数，所以不可能含有7个氢原子。
【考点】脂肪烃的类别和通式
【题点】烃的通式及结构
二、烷烃的性质
1．烷烃的物理性质及递变规律
阅读教材并结合已学知识内容，填写下表：
物理性质
变化规律
状态
当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态，其他的烷烃常温下呈固态或液态（新戊烷常温下为气态）
溶解性
都难溶于水，易溶于有机溶剂
沸点
随碳原子数的增加，沸点逐渐升高。
碳原子数相同的烃，支链越多，沸点越低
相对密度
随碳原子数的增加，相对密度逐渐增大。
烷烃的密度小于水的密度
2.烷烃的化学性质
（1）稳定性：
常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件下（如光照或高温）才能发生某些反应。
（2）特征反应——取代反应
烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。
如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷，化学方程式为CH3CH3＋Cl2
CH3CH2Cl＋HCl。
（3）氧化反应——可燃性
烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和H2O，燃烧的通式为CnH2n＋2＋
O2
nCO2＋（n＋1）H2O。
（4）分解反应——高温裂化或裂解
烷烃受热时会分解，生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：
C16H34
C8H16＋C8H18。
例3
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1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物为混合物
D．1molCH4完全生成CCl4，最多消耗2molCl2
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，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1mol氢原子，消耗1mol氯气，生成1molHCl，故产物中HCl最多，B错误；1molCH4完全生成CCl4，最多消耗4molCl2，D错误。
【考点】烷烃的化学性质
【题点】烷烃的取代反应
例4
液化气的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是（ ）
A．丙烷是链状烷烃，但分子中碳原子不在同一直线上
B．在光照条件下能够与Cl2发生取代反应
C．丙烷比其同分异构体丁烷易液化
D．1mol丙烷完全燃烧消耗5molO2
答案 C
解析 丙烷是直链烷烃，其中碳原子为饱和碳原子，三个碳原子构成锯齿状的链状结构，故3个碳原子不在同一直线上，A正确；丙烷在光照条件下与Cl2发生取代反应，B正确；丙烷与丁烷互为同系物，C错误；1mol丙烷完全燃烧消耗5molO2，D正确。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
（1）判断两种有机物互为同系物的关键：
一看是否是同类物质；二看是否结构相似；三看是否至少相差一个CH2原子团。
（2）比较烷烃的熔、沸点的思路
（3）烷烃的分子结构特点：
碳原子以单键形成链状结构；烷烃的主要性质：
①取代反应（光照）、②氧化反应（点燃）、③分解反应（高温）。
1．下列有关烷烃的叙述中，正确的是（ ）
A．在烷烃分子中，所有的化学键都是碳碳单键
B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C．分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
D．所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
答案 D
解析 烷烃中的化学键除了碳碳单键之外，还含有碳氢键；烷烃化学性质比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂（如酸性KMnO4溶液）反应；分子通式CnH2n＋2中的碳原子已达完全饱和的状态，符合通式CnH2n＋2的有机物一定是烷烃；烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特征反应。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
2．下列物质的沸点由高到低排列顺序正确的是（ ）
①丁烷 ②2 甲基丙烷 ③戊烷 ④2 甲基丁烷
⑤2,2 二甲基丙烷
A．①＞②＞③＞④＞⑤B．⑤＞④＞③＞②＞①
C．③＞④＞⑤＞①＞②D．②＞①＞⑤＞④＞③
答案 C
解析 对于烷烃，碳原子数越多，沸点越高；对于碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低；因此，综合排序为③＞④＞⑤＞①＞②。
【考点】烷烃的物理性质与用途
【题点】烷烃的物理性质与递变规律
3．有4种碳骨架如下的烃，下列说法正确的是（ ）
①a和d是同分异构体 ②b和c是同系物 ③a和b都能发生加成反应 ④只有b和c能发生取代反应
A．①②B．①④
C．②③D．②④
答案 A
解析 a为
，d为
，a和d分子式相同但结构不同，互为同分异构体，①正确；b为CH3CH2CH2CH3，c为
，b和c都是烷烃，互为同系物，②正确；a可以发生加成反应，b不可以发生加成反应，③不正确；a中—CH3上的H原子可以发生取代反应，烷烃和环烷烃都能发生取代反应，④不正确。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
4．在光照条件下，将1molCH4与Cl2反应，得到等物质的量的4种取代产物，则消耗Cl2的物质的量为（ ）
A．1molB．2molC．2.5molD．10mol
答案 C
解析 由于CH4＋Cl2
CH3Cl＋HCl，CH4＋2Cl2
CH2Cl2＋2HCl，CH4＋3Cl2
CHCl3＋3HCl，CH4＋4Cl2
CCl4＋4HCl。
1molCH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25mol，则消耗Cl2的物质的量为0.25mol＋0.25mol×2＋0.25mol×3＋0.25mol×4＝2.5mol。
【考点】烷烃的化学性质
【题点】烷烃的取代反应
5．已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。
（1）该烷烃A的分子式为_______________________________________________。
（2）写出A可能存在的结构简式：
____________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。
①用系统命名法命名，B的名称为__________________________________________________。
②B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
③B燃烧的化学方程式为_____________________________________________。
答案
（1）C5H12
（2）CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）4
（3）①2,2二甲基丙烷
②C（CH3）4＋Cl2
C（CH3）3CH2Cl＋HCl ③C5H12＋8O2
5CO2＋6H2O
解析 根据A的密度是相同条件下H2密度的36倍，推知其相对分子质量为72，设分子式为CnH2n＋2，求得n＝5，则分子式为C5H12。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
[对点训练]
题组一 烷烃的分子结构和通式
1．下列关于烷烃的叙述中正确的是（ ）
A．燃烧产物一定为二氧化碳和水
B．烷烃分子中碳原子不可能在同一平面上
C．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键
D．任何烷烃分子中碳氢原子个数之比都是相同的
答案 C
解析 烷烃中含有碳、氢元素，完全燃烧的产物为二氧化碳和水，但如果氧气不足，烷烃不完全燃烧，产物有可能为一氧化碳和水；烷烃中的乙烷2个C原子可以在同一直线上，除此之外，多碳烷烃主链是锯齿形，碳原子可能在同一平面内；烷烃属于饱和链烃，不存在不饱和键，分子中所有的化学键都为单键；烷烃的通式为CnH2n＋2，C、H原子个数之比＝n∶（2n＋2），碳原子数不同时碳氢原子个数之比不同。
【考点】烷烃的组成与结构
【题点】烷烃的分子结构与组成
2．下列说法中正确的是（ ）
A．分子式为C7H16的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有2种
B．烷烃的通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量百分含量逐渐减小
C．分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃
D．异戊烷与2 甲基丁烷互为同系物
答案 C
解析 分子式为C7H16的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有3种，A项错误；烷烃的通式为CnH2n＋2，C元素的质量分数为
＝
，则随n值增大，碳元素的质量百分含量逐渐增大，B项错误；异戊烷与2 甲基丁烷为同一种物质，D项错误。
【考点】烷烃的组成与结构
【题点】烷烃的分子结构与组成
题组二 烷烃的物理性质及递变规律
3．已知直链烷烃A和B，A比B多一个碳原子，则下列说法正确的是（ ）
A．A的沸点比B高
B．A的相对密度比B小
C．一般情况下，同碳原子数的烷烃的沸点和密度低于烯烃
D．已知A在常温下为液态，则B也一定为液态
答案 A
【考点】烷烃的物理性质与用途
【题点】烷烃的物理性质及递变规律
4．在1.013×105Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。
据表分析，下列说法正确的是（ ）
物质名称
沸点/℃
正丁烷CH3（CH2）2CH3
－0.5
正戊烷CH3（CH2）3CH3
36.1
异戊烷
27.8
新戊烷
9.5
正己烷CH3（CH2）4CH3
69.0
A.在标准状况时，新戊烷是气体
B．在1.013×105Pa、20℃时，C5H12都是液体
C．烷烃随碳原子数增加，沸点降低
D．C5H12随支链增加，沸点降低
答案 D
解析 新戊烷的沸点是9.5℃，标准状况下是液体，20℃时是气体，A、B均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，C错误；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点逐渐降低，D正确。
【考点】烷烃的物理性质与用途
【题点】烷烃的物理性质及递变规律
5．根据以下数据推断丙烷的沸点可能是（ ）
物质
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸点
－162℃
－89℃
－1℃
＋36℃
A.约－40℃B．低于－160℃
C．低于－89℃D．高于＋36℃
答案 A
解析 烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而升高，丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷之间，答案为A。
【考点】烷烃的物理性质与用途
【题点】烷烃的物理性质及递变规律
题组三 烷烃的化学性质与应用
6．下列性质中不属于烷烃具有的性质的是（ ）
A．完全燃烧产物只有CO2和H2O
B．与卤素单质发生取代反应
C．都溶于水
D．通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应
答案 C
解析 烷烃只有C和H两种元素组成，完全燃烧只生成二氧化碳和水；烷烃能与卤素单质发生取代反应；烷烃均难溶于水；烷烃通常不与强酸、强碱和强氧化剂反应。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
7．下列反应中，属于取代反应的是（ ）
①CH3CH2CH3＋Br2
CH3CH2CH2Br＋HBr
②C4H10＋
O2
4CO2＋5H2O
③CH3COOH＋CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3＋H2O
④C6H6＋HNO3
C6H5NO2＋H2O
A．①②B．①③④C．②③D．②④
答案 B
解析 反应①为烷烃典型特征取代反应，反应②为氧化反应，反应③为酯化反应（取代反应），反应④为硝化反应，①③④为取代反应。
【考点】烷烃的化学性质
【题点】烷烃的取代反应
8．燃烧0.1mol两种气态烃的混合物，生成3.58LCO2（标准状况）和3.60gH2O，则混合气体中（ ）
A．一定有甲烷B．一定有乙烷
C．一定无甲烷D．一定有丙烷
答案 A
解析 生成n（CO2）＝
≈0.16mol，生成n（H2O）＝
＝0.2mol，因此两种气态烃的平均组成为C1.6H4，根据混合物的平均组成可知，碳原子数小于1.6的烃只有甲烷，而另一种烃中氢原子数必为4，且碳原子数大于或等于2。
【考点】烷烃的化学性质
【题点】烷烃的燃烧规律及有关计算
题组四 烷烃结构与性质的综合
9．（2017·绍兴诸暨中学学年高二上学期期中）下列关于烷烃的说法正确的是（ ）
A．正丁烷和异丁烷均有两种一氯取代物
B．1mol乙烷在光照条件下最多能与3molCl2发生取代反应
C．C6H14的同分异构体有4种，其熔点各不相同
D．甲烷性质稳定，在高温下不能分解
答案 A
10．丙烷的分子结构可简写成键线式结构
，有机物A的键线式结构为
，有机物B与等物质的量的H2发生加成反应可得到有机物A。
下列有关说法错误的是（ ）
A．有机物A的一氯取代物只有4种
B．用系统命名法命名有机物A，名称为2,2,3 三甲基戊烷
C．有机物A的分子式为C8H18
D．B的结构可能有3种，其中一种名称为3,4,4 三甲基2 戊烯
答案 A
解析 根据信息提示，A的结构简式为
，有5种不同化学环境的氢原子，则A的一氯取代物有5种；A是B和H2等物质的量加成后的产物，故A中相邻碳原子上有氢原子的位置都可以是双键，则B可能的结构简式有三种：
依次命名为3,3 二甲基2 乙基1 丁烯、3,4,4 三甲基2 戊烯、3,4,4 三甲基1 戊烯。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
11．有一类组成最简单的有机硅化物叫硅烷，它的分子组成与烷烃相似，下列说法中错误的是（ ）
A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2
B．甲硅烷的热稳定性比甲烷强
C．甲硅烷的沸点比甲烷高
D．甲硅烷（SiH4）燃烧生成SiO2和H2O
答案 B
解析 硅烷的分子组成和烷烃相似，可表示为SinH2n＋2；硅的非金属性比碳弱，甲硅烷的热稳定性不如甲烷；SiH4的相对分子质量比CH4大，沸点比甲烷高；与甲烷性质对比，甲硅烷充分燃烧生成二氧化硅和水。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
[综合强化]
12．有A、B、C三种烃，已知：
①B完全燃烧的产物n（CO2）∶n（H2O）＝2∶3。
②C为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种。
③A是B分子中的氢原子全部被C分子中的最简单的烃基取代的产物；A遇Br2的CCl4溶液不褪色，其一氯代物只有一种。
试回答下列问题：
（1）B的最简式为________，分子式为________，其二溴代物有________种。
（2）C的三种二氯代物的结构简式分别为____________、________、________。
（3）A的结构简式为_____________________________________________________。
答案
（1）CH3 C2H6 2
（2）
解析
（1）由B的燃烧产物可推出B分子中n（C）∶n（H）＝1∶3，B的最简式为CH3，故B的分子式只能是C2H6，为乙烷，其二溴代物有两种。
（2）气态烷烃中只有异丁烷的二氯代物有三种，可推断C应为异丁烷。
（3）异丁烷中最简单的烃基为甲基，甲基取代乙烷中的所有氢原子生成2,2,3,3 四甲基丁烷，其分子式为C8H18。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
13．某烷烃的结构简式为CH3CH（CH3）CH（C2H5）2。
（1）该烷烃的名称是____________________。
（2）该烷烃可用不饱和烃与足量氢气反应得到。
若不饱和烃为烯烃A，则烯烃的结构简式可能有________种。
（3）有一种烷烃C与上述烷烃是同分异构体，它却不能由任何烯烃催化加氢得到。
则C的结构简式为_____________________________________________________________________。
与氯气发生取代反应所得一氯代物有________种。
答案
（1）2 甲基3 乙基戊烷
（2）4
（3）
1
解析 根据烷烃命名原则，该烃最长碳链为5个碳原子，命名为2 甲基3 乙基戊烷。
该烷烃若由烯烃加氢而成，则凡是相邻碳原子上都有氢原子的位置均可插入双键，这样的位置有4种，
，故烯烃有4种。
烷烃C与CH3CH（CH3）CH（C2H5）2互为同分异构体，且不能由任何烯烃加氢而成，说明C与CH3CH（CH3）CH（C2H5）2含有相同的碳原子数，且C中相邻的碳原子上至少有一个碳原子上没有氢原子，故C的结构高度对称，结构简式为
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
14．（2017·河北武邑中学高二检测）在烷烃分子中的基团：
CH3—、—CH2—、
中的碳原子，分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。
例如：
分子中，n1＝6，n2＝0，n3＝2，n4＝1。
在烷烃（除甲烷外）分子中，各种类型的原子个数之间存在着一定的关系。
试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃（除甲烷外）中各原子数的关系。
（1）烷烃分子中氢原子数为A，A与n1、n2、n3、n4的关系是：
A＝________，或A＝________。
（2）四种碳原子数之间的关系为n1＝________。
（3）若某烷烃分子中n2＝n3＝n4＝1，写出该分子的结构简式和键线式，并对其进行命名：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）3n1＋2n2＋n3 2（n1＋n2＋n3＋n4）＋2
（2）n3＋2n4＋2
（3）
2,2,3三甲基戊烷；
2,3,3三甲基戊烷；
2,2,4三甲基戊烷
解析
（1）因为伯、仲、叔、季碳原子结合的H原子数分别为3、2、1、0个，所以根据伯、仲、叔碳原子数即可确定烷烃分子中H原子数为3n1＋2n2＋n3；根据烷烃的分子通式为CnH2n＋2，n＝n1＋n2＋n3＋n4，即可确定烷烃分子中的H原子数为2（n1＋n2＋n3＋n4）＋2。
（2）由
（1）中H原子数的关系可得3n1＋2n2＋n3＝2（n1＋n2＋n3＋n4）＋2，整理即得n1＝n3＋2n4＋2。
【考点】烷烃的结构与性质综合分析
【题点】烷烃结构与性质的综合考查
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