31最简单的有机化合物甲烷 第2课时 烷 烃.docx

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31最简单的有机化合物甲烷第2课时烷烃

1．了解烷烃的概念、通式及结构特点。

2．了解烷烃的物理性质和化学性质。

3．理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。

要点一

1．结构特点。

（1）烷烃定义：

烃分子中的碳原子之间只以单键结合，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”的烃叫做饱和烃，也叫烷烃。

（2）结构特点：

碳原子间以单键结合，其余价键与氢原子结合，每个碳原子均处于四面体中心，直链烷烃为锯齿状或折线状。

其通式为：

CnH2n＋2（n≥1）。

2．物理性质（随分子中碳原子数增加）。

　　3.化学性质。

（1）稳定性：

通常状态下烷烃性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不反应。

（2）可燃性：

烷烃都能燃烧，燃烧通式为CnH2n＋2＋

O2

nCO2＋（n＋1）H2O。

（3）取代反应：

烷烃都能与卤素单质发生取代反应。

写出乙烷（CH3CH3）与Cl2在光照条件下生成一氯代物的化学方程式：

CH3CH3＋Cl2

CH3CH2Cl＋HCl。

4．习惯命名法。

（1）当碳原子数N≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；若N>10，用数字表示。

如C8H18命名为辛烷，C18H38命名为十八烷。

（2）当碳原子数N相同时，用正、异、新来区别。

如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，CH3CHCH2CH3CH3

称为异戊烷，CCH3CH3H3CCH3称为新戊烷。

【应用思考】

1．多碳原子烷烃（如CH3—CH2—CH2—CH3）分子中，碳链是直线状吗？

提示：

不是，CH3CH2CH2CH3分子中，C原子与其相连的4个原子在空间形成四面体结构，因此多碳原子烷烃分子中的碳链应为锯齿状。

要点二

1．同系物。

（1）概念：

结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2的物质。

（2）实例：

CH4、C2H6、C3H8互为同系物。

2．同分异构体。

（1）同分异构现象：

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。

（2）同分异构体：

具有同分异构现象的化合物。

（3）实例：

CH3—CH2—CH2—CH3　（正丁烷）与CH3—CH—CH3CH3（异丁烷）互为同分异构体。

【应用思考】

2．互为同系物的物质，其物理性质和化学性质相同吗？

提示：

互为同系物的物质，结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，属于同一类物质，其化学性质相似，但物理性质不同。

3．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：

不一定。

同分异构体的前提是分子式相同。

而相对分子质量相同的物质，分子式不一定相同，如CO、N2、C2H4相对分子质量相同，但组成不同，分子式不同，不属于同分异构体。

再如CH3CH2OH和HCOOH相对分子质量相同，分子式不同，也不是同分异构体。

1．下列物质中不属于烷烃的是（C）

A．CH4　　　　B．C3H8

C．C4H8D．C5H12

2．下列性质不属于烷烃性质的是（A）

A．它们都溶于水

B．它们都能跟卤素发生取代反应

C．它们燃烧时生成CO2和H2O

D．通常情况下，它们跟酸、碱和氧化剂都不反应

3．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（C）

A．CH4B．C3H8

C．C4H10D．C2H6

1．下列说法中正确的是（C）

A．相对分子质量相同的有机物是同分异构体

B．烷烃分子中，相邻的三个碳原子有可能在同一条直线上

C．每个碳原子的化合价都已“饱和”，碳原子之间只以单键相结合的链烃一定是烷烃

D．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

解析：

同分异构体特点是分子式相同，结构不同，所以A选项是错误的；烷烃的结构是锯齿状的，并不在同一直线上，所以B选项是错误的；同系物是指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，因此D选项是错误的；C显然正确；答案为C。

2．丁烷（C4H10）失去1个氢原子后得到丁基（—C4H9），丁基的结构共有（C）

A．2种B．3种C．4种D．5种

3．下列说法正确的是（B）

A．相对分子质量相同的物质是同种物质

B．分子式相同的不同有机物一定是同分异构体

C．具有同一通式的物质属于同系物

D．同分异构现象只存在于有机物中

解析：

同系物的特点是结构相似，在分子组成上相差一个或多个CH2原子团（即通式相同），为同一类物质。

同分异构体的特点是具有相同的分子组成，不同分子结构。

相对分子质量相同的有机物可能既不是同种物质，也不是同分异构体。

同分异构现象不但在有机物中存在，在无机物中也存在。

4．下列说法正确的是（D）

A．甲烷与乙烯互为同系物

B．32S与33S是同种核素

C．正丁烷与异丁烷互为同素异形体

D．乙醇和二甲醚（CH3—O—CH3）互为同分异构体

解析：

A.甲烷是烷烃，乙烯是烯烃，二者不是同系物，错误；B.32S与33S是质子数相同，而中子数不同，是同一元素的不同种原子，二者互称同位素，错误；C.正丁烷与异丁烷分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，错误；D.乙醇和二甲醚（CH3－O－CH3）分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确；答案为D。

A．1种B．2种

C．3种D．4种

解析：

该分子可以看成是在第2位C原子上连接有2个甲基和1个乙基，所以该分子中有4种不同位置的C原子，由于第2位C原子上没有H原子可以被取代，所以只有3种不同位置的H原子，因此其一氯代物有3种。

6．在光照的条件下，氯气跟乙烷发生化学反应，下列叙述中正确的是（A）

A．发生的是取代反应

B．发生的是燃烧

C．生成的产物有8种

D．生成的主要产物是一氯乙烷

解析：

乙烷和氯气发生的是取代反应，其产物有10种（9种有机物和1种无机物），很难确定生成的主要产物是哪一种。

7．主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有（D）

A．5种B．4种

C．3种D．2种

8．一氯取代物的同分异构体有2种，二氯取代物的同分异构体有4种的烷烃是（A）

A．丙烷B．乙烷

C．正丁烷D．正戊烷

解析：

A.丙烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，为CH3CH2CH2Cl、CH3CH（Cl）CH3，二氯代物有

CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、

CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl，

故A选；B.乙烷分子中只有1种H原子，一氯代物有1种，故B不选；C.正丁烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，二氯代物有

CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CCl2CH3、

CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、

ClCH2CH2CH2CH2Cl、CH3CHClCHClCH3，故C不选；D.正戊烷分子中含有3种H原子，其一氯代物有3种，故D不选；故答案选A。

9．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。

答案：

（1）丙烷　丙烷　丙烷　分子中碳原子数　

（2）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

10．

（1）写出下列各种烷烃的分子式：

在标准状况下，相对分子质量最大的气态烷烃是________；相对分子质量最小的液态烷烃是________；相对分子质量最小的固态烷烃是________。

（2）写出下列各种烷烃的分子式：

含碳质量分数最低的烷烃是________；和CO2密度相同的烷烃是________；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。

（3）含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃的分子式是________，其同分异构体的结构简式是_____________________。

（4）等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；等质量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；若耗氧量相同，则二者的物质的量之比n（CH4）∶n（C3H8）＝________。

解析：

（1）相对分子质量最大的气态烷烃是丁烷，相对分子质量最小的液态烷烃是戊烷，相对分子质量最小的固态烷烃是十七烷。

（2）在CnH2n＋2中，随着n的不断增大，碳的质量分数也逐渐增大，故含碳质量分数最低的是甲烷；与CO2密度相同的烷烃，其相对分子质量与CO2必须相同，丙烷的相对分子质量为44；由CnH2n＋2知，12n∶（2n＋2）＝5∶1，则n＝5，为戊烷。

（3）甲烷、乙烷、丙烷均不存在同分异构现象，从丁烷开始有同分异构现象，故含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是丁烷。

（4）等物质的量时，CH4的

的值小于C3H8，所以耗氧量前者小于后者。

等质量时，由于CH4中氢的质量分数大于C3H8中氢的质量分数，所以耗氧量前者大于后者。

由CH4～2O2，C3H8～5O2分析可知，若耗氧量相同，n（CH4）∶n（C3H8）＝5∶2。