高中化学 专题3 常见的烃 第一单元 脂肪烃 第1课时学案 苏教版选修5Word文档下载推荐.docx
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(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
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+Cl2CH3CH2Cl+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+O2nCO2+(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:
C16H34C8H16+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
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
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。
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
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。
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
解析 由于CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl,CH4+3Cl2CHCl3+3HCl,CH4+4Cl2CCl4+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。
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+Cl2C(CH3)3CH2Cl+HCl ③C5H12+8O25CO2+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。
[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
解析 烷烃中含有碳、氢元素,完全燃烧的产物为二氧