人教版高中化学必修二烷烃 讲义及习题Word文档下载推荐.docx

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6

7

8

9

10

甲

乙

丙

丁

戊

己

庚

辛

壬

癸

n＞10

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。

2．正丁烷与异丁烷的沸点哪一个更高，有何规律？

提示　正丁烷的沸点高。

碳原子数相同的烷烃，一般支链越多，沸点越低，所以沸点：

正丁烷>

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。

特别提醒　

（1）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。

（2）同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差14n（n＝1,2,3……）。

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。

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。

[效果自测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×

”。

（1）烷烃的分子通式是CnH2n＋2（n≥1），但符合通式CnH2n＋2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（　　）

（4）同分异构体具有相同的组成元素（　　）

（5）组成元素相同的化合物互为同分异构体（　　）

（6）同分异构体具有相同的相对分子质量（　　）

（7）相对分子质量相同的化合物互为同分异构体（　　）

（8）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）×

　（6）√　（7）×

　（8）×

2．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CnH2n＋2，与氯气发生取代反应

D．它们密度都较小

答案　C

3．下列各物质：

①O2和O3　②12C和14C　③C2H6和C3H8　

（1）互为同位素的是__________。

（2）互为同素异形体的是__________。

（3）同属于烷烃的是__________。

（4）互为同分异构体的是__________。

（5）互为同系物的是__________。

答案　

（1）②　

（2）①　（3）③④　（4）④　（5）③

探究一、同系物的组成与结构特点

【合作交流】

1．CH2===CHCH3和

的组成相同，二者中哪一个与CH2CH2互为同系物？

由此判断：

分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物一定是同系物吗？

提示　与CH2===CH2互为同系物的是CH2===CHCH3，因为CH2CH2和CH2CHCH3分子中都含有

，结构相似，且分子组成上相差1个CH2原子团。

分子中含碳碳单键而不含双键，化学键类型不同，结构不相似。

由此可知分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物结构不一定相似，故不一定是同系物。

2．CH3CH2CH2CH3与

是否属于同系物？

为什么？

因为同系物在分子组成上必须相差1个或若干个CH2原子团，一定具有不同的分子式。

而CH3CH2CH2CH3与

分子式相同，属于同分异构体。

3．同系物具有同一通式，具有同一通式的有机物一定是同系物吗？

提示　不一定，如CH2===CH2和

通式相同，均为CnH2n，再如CH3CH2CH2CH3与

通式也相同，但它们均不为同系物，所以具有同一通式的有机物不一定是同系物。

【点拨提升】

1．同系物判断的三个关键点：

（1）“同”——互为同系物的物质必须属于同一类物质。

（2）“似”——结构相似，是指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。

（3）“差”——组成上相差n个CH2原子团（n≥1）。

①同系物一定具有不同的碳原子数（或分子式）。

②同系物一定具有不同的相对分子质量（相差14n）。

2．判断同系物时应注意的两个问题：

（1）互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同，也可能不同。

（2）同系物和同分异构体的区别，同系物结构相似，组成不同，分子式不同；

同分异构体分子式相同，结构可能相似也可能不相似。

3．同系物判断的几个“一定”和“不一定”

（1）同系物在分子组成上一定相差一个或若干个“CH2”原子团；

但在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物不一定是同系物。

（2）同系物具有同一通式，但具有同一通式的有机物不一定是同系物。

（3）同系物的化学性质一定相似，但化学性质相似的物质不一定是同系物。

（4）同系物的相对分子质量一定不相同。

【典题例证1】　下列各组内的物质不属于同系物的是（双选）（　　）

解析　虽然A中的3个选项有的是直链结构，有的是带支链的结构，但它们通式相同，都属于烷烃，在分子组成上分别相差一个CH2原子团，故为同系物；

B选项中的3种物质均只含一个碳碳双键、在分子组成上分别相差一个CH2原子团，也属于同系物；

C中

和

分子式相同，结构不同，是同分异构体；

D中3种物质互为同分异构体、因此选C、D。

答案　CD

【学以致用1】　下列说法中错误的是（　　）

①化学性质相似的有机物一定是同系物　②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物一定是同系物　③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物　④互为同系物的两种有机物的物理性质有差异，但化学性质必定相似

A．①②③④　　　　B．只有②③

C．只有③④D．只有①②③

解析　互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，物理性质随碳原子数的递增呈规律性变化，④正确；

化学性质相似的有机物，结构不一定相似，故不一定是同系物，①错误；

CH2===CH2和

在分子组成上相差一个CH2原子团，碳、氢元素的质量分数均相同，但二者结构不相似，不是同系物，②③错误，故选D。

答案　D

探究二、同分异构体的判断

1．同分异构体的相对分子质量相同，那么，相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗？

提示　相对分子质量相同，但分子式不一定相同，如相对分子质量为28的分子有CO、N2、C2H4，它们不是同分异构体。

2．同分异构体的分子中各元素的质量分数分别相等，分子中各元素的质量分数分别相等的物质一定是同分异构体吗？

提示　各元素的质量分数相同的物质，分子式不一定相同，如CH2===CH2、CH3CH===CHCH3和

分子中碳元素和氢元素的质量分数均为85.7%和14.3%，但它们不是同分异构体。

3．CH3—CH===CH2与

互为同分异构体吗？

同分异构体的化学性质一定相同吗？

提示　二者分子式相同，碳原子与碳原子间的连接方式不同，结构不同，是同分异构体；

同分异构体可能是不同类的物质，如题干所述两种物质，它们的化学性质不同。

4．丁烷有几种同分异构体？

其一氯代物有几种？

提示　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4种，它们分别是CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、

（CH3）2CHCH2Cl、（CH3）2CClCH3。

1．同分异构体判断时的易错点

碳碳单键可以旋转，因此烷烃（主链的碳原子数≥4）的碳链形状可以改变。

在判断是否为同分异构体时，要特别注意与同一物质相区分。

2．简单烷烃的同分异构体数目

烷烃分子组成越复杂，同分异构体越多，如CH4、C2H6、C3H8无同分异构体，C4H10有2种同分异构体，C5H12有3种同分异构体。

【典题例证2】　下列说法中正确的是（　　）

A．C3H7Cl有3种同分异构体

B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体

C．同分异构体之间的转化是化学变化

【学以致用2】　下列烷烃在光照下与氯气反应，生成3种二氯代烃的是（　　）

解析　B项，两个氯原子可取代同一个甲基上的H，也可取代两个甲基上的H，还可以一个取代甲基上的H、一个取代

上的H。

答案　B

探究三、烷烃的结构和性质

1．根据甲烷的空间构型，试分析多个碳原子的烷烃中碳键为什么不是直线形而是锯齿状？

提示　烷烃分子中碳原子间只能以单键结合成链状，碳原子的其他价键都与氢原子结合，使每个碳原子的价键充分利用达到“饱和”。

因碳原子形成的4个单键伸向四面体的4个顶点，故多个碳原子的烷烃中碳链不会呈直线形，而是呈锯齿状。

2．根据甲烷的化学性质，推测丙烷的化学性质主要有哪些？

提示　在光照条件下能和氯气、溴蒸气发生取代反应，能和O2发生燃烧反应。

3．根据烃的元素组成特点，试分析如何通过烃的燃烧实验，推导出烃的分子式？

提示　通过一定量的烃燃烧生成CO2和H2O的量计算出烃、CO2、H2O的定量关系，求出1mol烃分子中碳、氢原子的物质的量。

1．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。

2．常见的呈四面体结构的物质

（1）正四面体结构的物质：

甲烷、四氯化碳。

（2）四面体结构的物质：

一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷。

3．烷烃的化学性质

（1）在光照条件下与卤素单质发生取代反应。

CnH2n＋2＋X2

CnH2n＋1X＋HX

（2）燃烧反应。

nCO2＋（n＋1）H2O

【典题例证3】　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CnH2n＋2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1∶3的烷烃有两种

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）＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷。

【学以致用3】　正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为

，下列有关说法正确的是（　　）

A．正己烷的分子式为C6H12

B．正己烷的一氯代物有3种

C．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色

D．主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体只有1种

解析　正己烷分子式为C6H14，A项错误；

正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3，分子中存在三种位置不同的氢原子，故其一氯代物有3种，B项正确；

烷烃不能与溴水发生反应，C项错误；

主链上有4个碳原子时，正己烷的同分异构体有2种：

、

，D项错误。

1.下列有关烷烃的叙述中，正确的是（　　）

①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键

②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去

③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃

④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应

⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色

A.①③⑤B.②③

C.①②④D.①④

解析　烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，①正确；

烷烃属于饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常情况下烷烃不与酸、碱、氧化剂（如酸性KMnO4溶液）反应，②错误；

因分子通式CnH2n＋2中的每个碳原子的价键都达到饱和，因此符合通式CnH2n＋2的烃一定是烷烃，③错误；

烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要性质之一，④正确；

烷烃与溴水不反应，故乙烷不能使溴水褪色，⑤错误。

2.主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有（　　）

A.5种B.4种

C.3种D.2种

解析　主链上有5个碳原子，则乙基只能在中间C上，甲基可以在中间C上，也可以在2号C上，所以有如下2种同分异构体：

。

3．下列有关说法正确的是（　　）

A．石墨和金刚石互为同位素

B．乙烷和丙烷互为同素异形体

C．CH3CH2CH2CH3与CH（CH3）3互为同分异构体

D．12C和13C互为同系物

解析　石墨和金刚石互为同素异形体，A项错误；

乙烷和丙烷互为同系物，B项错误；

12C和13C互为同位素，D项错误。

4．某有机化合物6.2g在氧气中完全燃烧，只生成8.8gCO2和5.4gH2O。

下列说法正确的是（　　）

A．该化合物仅含碳、氢两种元素

B．该化合物中碳、氢原子个数比为1∶4

C．无法确定该化合物是否含有氧元素

D．该化合物一定含有氧元素

解析　8.8gCO2中含有碳元素的物质的量为0.2mol，碳元素的质量为2.4g，5.4g水中含有氢原子的物质的量为0.6mol，氢元素的质量为0.6g。

m（C）＋m（H）＝2.4g＋0.6g＝3.0g＜6.2g，该化合物不仅含碳、氢两种元素，还一定含有氧元素；

其中所含C、H两种元素原子的物质的量之比为n（C）∶n（H）＝0.2mol∶0.6mol＝1∶3。

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____________。

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。

答案　

（1）AB　D　

（2）升高　小于或等于4　增大

课时作业

1.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）

A.标准状况下，11.2L戊烷所含的分子数为0.5NA

B.0.5molC3H8分子中含C—H共价键的个数为2NA

C.11.2L二氯甲烷所含分子数为0.5NA

D.30g乙烷分子中含有的共用电子对数为7NA

解析　标准状况下，戊烷是液体，无法通过气体摩尔体积计算其物质的量，则无法求得其所含的分子数，A错误；

0.5molC3H8分子中含C—H共价键的个数为0.5mol×

8×

NAmol－1＝4NA，B错误；

未标明物质所处状况，无法通过气体摩尔体积计算气体的分子数，且二氯甲烷在常温常压下是液体，C错误；

30g乙烷的物质的量为

＝1mol，1个乙烷分子中共用电子对数目为7，故1mol乙烷分子中所含的共用电子对数为7NA，D正确。

2.下列说法正确的是（　　）

A.乙烷一氯代物的同分异构体有1种，二氯代物的同分异构体有3种

B.丙烷一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种

C.正丁烷一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种

D.正戊烷一氯代物的同分异构体有3种，二氯代物的同分异构体有9种

解析　乙烷分子中只有1种氢原子，所以其一氯代物的同分异构体只有1种，二氯代物的同分异构体有2种，即CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl，A错误。

丙烷分子中有2种氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有4种，即CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl，ClCH2CH2CH2Cl，B错误。

正丁烷分子中有2种氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有6种，即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3，C错误。

正戊烷分子中有3种氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有3种：

CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3；

当一氯代物为CH3CH2CH2CH2CH2Cl时，在此基础上形成的二氯代物有5种：

CH3CH2CH2CH2CHCl2、CH3CH2CH2CHClCH2Cl、CH3CH2CHClCH2CH2Cl、CH3CHClCH2CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2CH2Cl；

当一氯代物为CH3CH2CH2CHClCH3时，在此基础上形成的二氯代物有3种：

CH3CH2CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCHClCH3、CH3CHClCH2CHClCH3；

当一氯代物为CH3CH2CHClCH2CH3时，在此基础上形成的二氯代物有1种：

CH3CH2CCl2CH2CH3；

所以正戊烷二氯代物的同分异构体共有9种，D正确。

3．下列各组物质中，不管它们以何种比例混合，只要总物质的量一定，充分燃烧后消耗氧气的量也一定的是（　　）

A．C2H2和C6H6

B．C2H6O和C3H6O2

C．CH2O和C2H4O2

D．C3H8和C4H8O2

解析　根据有机物燃烧通式，知1molCxHyOz的耗氧量为（x＋y/4－z/2）mol，不管它们以何种比例混合，只要总物质的量一定，充分燃烧后消耗氧气的量一定，则x＋y/4－z/2的值相等时，符合题意，正确选项为D。

4．在1.01×

105Pa、常温下，测得某些烷烃的沸点如下表所示。

物质名称及结构简式

沸点/℃

正丁烷CH3（CH2）2CH3

－0.5

正戊烷CH3（CH2）3CH3

36.0

异戊烷

27.8

新戊烷

9.5

正己烷CH3（CH2）4CH3

69.0

下列选项正确的是（　　）

A．石油液化气罐中的正丁烷为气体

B．在1.01×

105Pa、常温下，C5H12都是液体

C．异戊烷的一溴代物有5种

D．C5H12随支链的增加，沸点逐渐降低

解析　石油液化气罐中气压较大，正丁烷应该呈液态，A项错误；

在1.01×

105Pa、常温下，新戊烷是气体，B项错误；

的一溴代物只有4种，C项错误；

C5H12的三种同分异构体中，随支链的增加，沸点逐渐降低，D项正确。

5．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

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。

答案　A

6．某气态烃在恒容密闭容器内与氧气混合完全燃烧，如果燃烧前后容器内（温度高于100℃）压强保持不变，该烃可能是（　　）

A．C2H6B．C2H4

C．C3H8D．C3H6

解析　烃燃烧的化学方程式为CxHy＋（x＋

）O2

xCO2＋

H2O（g），因为燃烧前后容器内压强不变，说明燃烧前后气体总体积不变，即1＋x＋

＝x＋

，得y＝4，B项正确。

7.有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl组成。

为确定其组成，进行了以下实验：

①将此混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变；

⑦再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减小；

③把剩余气体在足量氧气中点燃，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。

则原混合气体一定含有（　　）

A.CO和HClB.CH4和NH3

C.CH4和HClD.H2和CO2

解析　①将混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变，则不含有NH3；

②再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减小，所以混合气体一定不含CO2，一定含有HCl；

③把剩余气体在足量氧气中点燃，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色，说明燃烧产物不含水，混合气体一定没有CH4和H2，故原混合气体中含有CO和HCl。

8.Ⅰ.烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、

等结构组成的。

如果某烷烃分子中同时存在这4种基团，所含碳原子数又最少，这种烃分子应含________个碳原子，其结构简式可能为________或________或________。

Ⅱ.

（1）请写出烷烃CnH2n＋2（n≥1）在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：

_________________________________________________________。

有①甲烷、②乙烷、③丙烷、④丁烷4种烷烃，试回答下列各题（填序号）：

（2）相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2的量最多的是________。

（3）等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是________。

（4）10mL某气态烃，在50mLO2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气体（所有气体体积均在同温、同压下测定）。

该气态烃是________。

解析　Ⅰ.四种基团有

三种连接方式；

由此可知至少需要4个—CH3才能形成烷烃，故这种烃最少应有8个碳原子，结构简式为

Ⅱ.

（1）烷烃CnH2n＋2在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式为CnH2n＋2＋

（2）相同状况下，等体积即物质的量相同，消耗O2的量取决于

，即丁烷消耗O2的量最多。

（3）等质量时消耗O2的量取决于氢的含量，即甲烷消耗O2的量最多。

（4）反应前后体积之差为25mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。

答案　Ⅰ.8　

Ⅱ.

（1）CnH2n＋2＋

（2）④　（3）①　（4）②

9．有下列结构的物质：

①CH3（CH2）3CH3

②CH3CH2CH2CH2C