高中化学 第1章 有机化合物的结构与性质 第3节 烃第1课时烃的概述 烷烃的化学性质学案 鲁科版选修5.docx

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高中化学第1章有机化合物的结构与性质第3节烃第1课时烃的概述烷烃的化学性质学案鲁科版选修5

第3节　烃

第1课时　烃的概述　烷烃的化学性质

1．了解烃的分类。

2．了解烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物的物理性质。

3．掌握烯烃、炔烃的命名规则（含一个双键或叁键）。

（重点）

4．掌握烷烃的结构和化学性质。

（重点）

烃的概述

[基础·初探]

1．烃

烃是只由碳、氢两种元素组成的化合物。

2．烃的分类

烃

符合通式CnH2n＋2（n≥1）的烃都是烷烃吗？

符合通式CnH2n（n≥2）的烃都是烯烃吗？

【提示】　符合通式CnH2n＋2的烃一定是烷烃，但符合通式CnH2n的烃不一定是烯烃，也可能为环烷烃。

3．链烃

（1）分类

①饱和烃：

碳原子之间的共价键全部为碳碳单键的烃叫做饱和烃，如烷烃。

②不饱和烃：

分子中含有不饱和碳原子的烃叫做不饱和烃，如烯烃，炔烃。

（2）物理性质

①相似性

烷烃、烯烃、炔烃在物理性质上具有某些相似性，如它们均为无色物质，都不溶于水而易溶于有机溶剂，密度比水小等。

②递变性

链烃的物理性质随着原子序数的递增呈现出一定的递变性，如随分子中碳原子数目的增加，状态由气态到液态到固态；而熔点和沸点逐渐升高，密度逐渐增大（但小于1g/cm3）。

4．苯及其同系物

（1）芳香烃的来源：

最初

于煤焦油，现在主要来源于石油化学工业。

（2）苯：

是组成最简单的芳香烃。

它是无色液体，有毒，沸点为80℃，熔点为5.5℃；不溶于水，能溶解许多物质，是良好的有机溶剂。

（1）烷烃属于饱和烃，也属于链烃。

（　　）

（2）不饱和烃分子中一定含有碳碳双键或碳碳叁键。

（　　）

（3）含有苯环的有机物属于芳香烃。

（　　）

（4）

属于苯的同系物。

（　　）

【提示】　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×

[核心·突破]

1．烯烃、炔烃的命名

烯烃和炔烃的命名跟烷烃类似，所不同的是应先考虑主链中含有碳碳双键（

）、碳碳叁键（

）。

具体步骤为：

→选择含碳碳双键或碳碳叁键在内的

最长的碳链，根据主链碳原子数称“某烯（或炔）”

⇓

→从距离碳碳双键或碳碳叁键最近的

一端给主链碳原子编号定位次

⇓

→用阿拉伯数字标明碳碳双键（或叁键）

的位置，用“二”、“三”等汉字数字标明

双键或叁键的个数

⇓

→其余的要求（命名规则）同烷烃

2．苯的同系物的系统命名法

苯的同系物以苯为母体命名，苯的同系物及苯的取代物命名时苯环上的编号既可顺时针编，亦可逆时针编，但是要从环上最简单的取代基或侧链编起，且使各取代基或侧链的位次之和最小（也可以用习惯命名法）。

[题组·冲关]

题组1　烃的分类及物理性质

1．下列关于芳香族化合物的叙述中正确的是（　　）

A．其分子组成的通式是CnH2n－6

B．分子里含有苯环的烃

C．分子里含有苯环的有机物

D．苯及其同系物的总称

【解析】　芳香族化合物是指分子里含有苯环的有机物，芳香烃是其中的一部分，苯及其同系物的通式为CnH2n－6（n≥6，n为整数），是芳香烃中的一类。

【答案】　C

2．已知①丁烷；②2甲基丙烷；③正戊烷；④2甲基丁烷；⑤2,2二甲基丙烷，下列关于它们的沸点的排列顺序正确的是（　　）

A．①>②>③>④>⑤

B．⑤>④>③>②>①

C．③>④>⑤>①>②

D．②>①>⑤>④>③

【解析】　对于烷烃，相对分子质量大的，分子间作用力大，沸点较高；对于相对分子质量相同的烷烃，支链越多，沸点越低，故沸点：

③>④>⑤>①>②。

【答案】　C

3．下列各烃属于苯的同系物的是（　　）

【导学号：

04290014】

【解析】　只含一个苯环且苯环上只连烷烃基的有机物属苯的同系物，通式为CnH2n－6（n≥6）。

【答案】　B

4．按照要求对下列物质进行分类（将序号填在横线上）。

（1）属于链烃的为________。

（2）属于环烃的为________。

（3）属于脂环烃的为________。

（4）属于芳香烃的为________。

【解析】　不含环的烃称为链烃，有①、⑥、⑧；含有环状结构的烃为环烃，有②、③、④、⑤；不含苯环的环烃为脂环烃，有②；含有苯环的烃为芳香烃，有③、④、⑤。

【答案】　

（1）①⑥⑧　

（2）②③④⑤　（3）②

（4）③④⑤

题组2　烃的命名

5．下列有机物命名正确的是（　　）

【解析】　A项中主链选择错误，应为3甲基戊烷；C项中两个甲基处于对位，应为对二甲苯；D项中双键的位置表示错误，应为2甲基1丙烯。

【答案】　B

6．下列四种命名正确的是（　　）

A．2甲基2丁炔　　　B．2乙基丙烷

C．3甲基2丁烯D．2甲基2丁烯

【答案】　D

7．分子式为C8H10的芳香烃，苯环上的一硝基取代物只有一种，该芳香烃的名称是（　　）

A．乙苯　　　　　　　B．邻二甲苯

C．间二甲苯D．对二甲苯

【解析】　分子式为C8H10的芳香烃有4种：

，

其中苯环上的一硝基取代物只有一种的是

，其名称为对二甲苯。

【答案】　D

8．

（1）用系统命名法命名下列物质：

【答案】　

（1）①1丁烯　②3乙基1戊炔

③1,3丁二烯

【规律总结】　

1．标明碳碳双键或叁键位置时只需注明碳碳双键或叁键所连碳原子编号较小的数字。

2．烯、炔烃名称的大体顺序是：

取代基位置→取代基名称→双（叁）键位置→主链名称。

烷烃的化学性质

[基础·初探]

1．稳定性

常温下，与强酸、强碱、强氧化剂和还原剂不反应。

2．氧化反应——与氧气的反应

CnH2n＋2＋

O2

nCO2＋（n＋1）H2O。

3．取代反应（光照）（只写生成一氯代物）

CH3CH3＋Cl2

CH3CH2Cl＋HCl。

CH3CH2CH3＋Cl2

CH3CH2CH2Cl＋HCl或CH3CHClCH3＋HCl。

（1）烷烃能使酸性KMnO4溶液退色。

（　　）

（2）常温下，烷烃均为气体，易燃烧。

（　　）

（3）烷烃在一定条件下与卤素单质反应生成卤代烃。

（　　）

（4）CH4与Cl2在光照条件下反应生成纯净的CH3Cl。

（　　）

【提示】　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×

[核心·突破]

1．烷烃与卤素单质（X2）的取代反应

2.烃的燃烧规律

（1）烃的燃烧通式

CxHy＋

O2

xCO2＋

H2O。

（2）烃燃烧的三个规律

①等质量的烃完全燃烧

②等物质的量的烃完全燃烧

a．烃分子中

的数值越大，则耗氧量越大。

b．烃分子中x的数值越大，完全燃烧生成的CO2越多。

c．烃分子中y的数值越大，完全燃烧生成的H2O的物质的量越多。

③最简式相同的烃燃烧

a．最简式相同的烃，C、H的质量分数相同。

b．等质量的最简式相同的烃完全燃烧时，耗氧量相同、产生的CO2、H2O的质量、物质的量均相同。

3．燃烧规律的应用

（1）若反应前后温度保持在100℃以上，则烃完全燃烧前后的体积变化为

CxHy＋

O2

xCO2＋

H2O　ΔV

1　　　x＋

　　　　　x　　

－1

故反应前后气体体积的变化ΔV仅与氢原子数y有关。

（2）若反应前后温度低于100℃，此时气体体积一定是减少的，减少的气体体积为ΔV＝1＋

，也与氢原子数有关。

[题组·冲关]

题组1　烷烃的化学性质

1．下列关于烷烃性质的叙述正确的是（　　）

A．烷烃分子结构稳定，不发生任何化学反应

B．烷烃分子中碳元素表现负价，易被酸性KMnO4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

【解析】　烷烃的分子结构较稳定，难发生化学反应，但并不是说就不能发生化学反应，A选项错误。

虽然在烷烃中碳元素表现负价，但由于碳碳单键、碳氢单键的键能大，难断裂，不能被酸性KMnO4溶液氧化，B选项错误。

烷烃与卤素单质可发生卤代反应，且往往得到多种卤代产物的混合物，但与其水溶液很难反应，C选项错误，D选项正确。

【答案】　D

2．下列反应属于取代反应的是（　　）

A．C2H4＋3O2

2CO2＋2H2O

B．Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu

C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3

D．CH2Cl2＋Cl2

CHCl3＋HCl

【答案】　D

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

【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。

【答案】　C

4．在光照条件下，等物质的量的CH3CH3与Cl2充分反应后，得到产物中物质的量最多的是（　　）

A．CH3CH2Cl　　　　　B．CH2ClCH2Cl

C．CCl3CH3D．HCl

【解析】　由于乙烷分子中氢原子的性质完全相同，所以取代反应不只发生一元取代，而发生一系列的反应：

CH3CH3＋Cl2

CH3CH2Cl＋HCl

CH3CH2Cl＋Cl2

CH3CHCl2＋HCl

……

CHCl2CCl3＋Cl2

CCl3CCl3＋HCl

每消耗1molCl2就生成1molHCl，故生成的产物中HCl的物质的量最多。

【答案】　D

题组2　烃的燃烧规律及应用

5．等物质的量的下列有机物完全燃烧，消耗O2最多的是（　　）

【导学号：

04290015】

A．C2H2　　　　　B．C2H4

C．C2H6D．C6H6

【解析】　据烃的燃烧通式或据C～O2、4H～O2分析：

等物质的量的烃分子中含碳、氢原子数目越多，耗氧量越多。

【答案】　D

6．等质量的下列有机物完全燃烧，消耗O2最多的是（　　）

A．CH4B．CH3CH3

C．C2H2D．C5H12

【解析】　方法1：

根据化学方程式进行计算，然后通过比较得到答案。

方法2（碳氢比法）：

烃中H元素的质量分数越大，即烃中碳氢比（可以是质量比，也可以是物质的量或原子个数比）越小，烃的耗O2量越大。

方法3（CHx法）：

将烃转化为“最简式”CHx的形式，等质量的烃完全燃烧耗O2量的大小可由x决定，x越大耗O2量越大，x越小耗O2量越小。

CHx法是解决本题的快捷方法。

【答案】　A

7．常温常压下，a体积的下列几种气态烃的混合物与足量氧气混合点燃爆炸，恢复到原来状态时，体积共缩小了2a体积，则该混合烃的组合可能是（　　）

①CH4　②C2H4　③C2H6　④C3H4　⑤C3H6　⑥C3H8

A．①②③B．①③⑤

C．①②④D．①④⑥

【解析】　本题考查有机物燃烧的化学方程式，并根据化学方程式进行计算。

例如：

CH4＋2O2

CO2＋2H2O，常温常压下水是液态，当CH4为a体积时，消耗O22a体积，产生CO2a体积，气体体积共减少了2a体积，以此类推，②减少了2a体积；③减少了2.5a体积；④减少了2a体积；⑤减少了2.5a体积；⑥减少了3a体积，所以C项正确。

【答案】　C

8．现有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五种有机物，等质量的以上物质中，在相同状况下体积最大的是______；等质量的以上物质完全燃烧时，消耗O2的量最多的是________；同状况、等体积、等物质的量的以上物质完全燃烧时，消耗O2的量最多的是________；等质量的以上物质完全燃烧时，生成的CO2最多的是____________，生成水最多的是________。

在120℃，1.01×105Pa时，以上气态烃和足量的O2完全燃烧，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化的是____________。

【解析】　V＝Vm·

，同质量时，气体体积与气体的摩尔质量成反比，所以同质量的五种气体，在相同状况下，CH4的体积最大。

对于同质量的烃CxHy，完全燃烧时耗氧量的多少取决于

的大小，

越大，耗氧量越多，生成的H2O物质的量越大，CO2的物质的量越少。

同状况、等体积、等物质的量的烃CxHy完全燃烧，耗氧量取决于（x＋

）的相对大小。

当水为气态时，y＝4，燃烧前后体积不变。

【答案】　CH4　CH4　C3H8　C2H4、C3H6　CH4　CH4、C2H4