高中化学专题3有机化合物的获得与应用第1单元化石燃料与有机化合物第2课时教学案苏教必修2.docx

1、高中化学专题3有机化合物的获得与应用第1单元化石燃料与有机化合物第2课时教学案苏教必修2第2课时烷烃学习目标定位1.了解烷烃的组成、结构、通式。2.认识烷烃的物理性质和化学性质。3.掌握同系物、同分异构体的概念并会判断是否为同分异构体或同系物。一、烷烃1下面是乙烷、丙烷、丁烷的结构式。 乙烷 丙烷丁烷回答下列问题：(1)每个碳原子形成4个共价键。(2)烃分子中，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子的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”，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。(3)烷烃的通式为CnH2n2(n1且n为整数)。烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线

2、上，直链烷烃中的碳原子空间构型是折线形或锯齿状。2烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的增多，呈规律性的变化。如(1)常温下其状态由气态变到液态又变到固态，熔、沸点逐渐升高。(2)相对密度逐渐增大。(3)常温下，碳原子数小于或等于4时，均为气态(新戊烷常温下也为气态)。3物质的组成、结构决定物质的性质，这个规律在有机物中体现得尤其明显。烷烃的化学性质与甲烷相似，请写出下列反应的化学方程式(有机物写结构简式)：(1)燃烧。如丙烷的燃烧：CH3CH2CH35O23CO24H2O。(2)取代反应。如光照条件下，乙烷与氯气发生取代反应(只要求写一氯取代)：CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl。该反应中

3、的化学键变化情况：断裂CH键和ClCl键，形成CCl键和HCl键。(3)用通式表示烷烃的完全燃烧及卤代反应(用X2表示)：CnH2n2O2nCO2(n1)H2O；CnH2n2X2CnH2n1XHX，CnH2n1X可与X2继续发生取代反应。1下列说法正确的是()A饱和烃就是烷烃B随着碳原子数的递增，烷烃的熔、沸点逐渐降低C取代反应中可能有单质生成D任何烷烃分子都不可能为平面结构答案D解析饱和链烃是烷烃，随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高，据CH4的分子结构可知，烷烃分子不可能是平面结构，A、B错误，D正确；由取代反应的定义可知C错误。2下列关于CH4和的叙述正确的是()A均能用CnH2n

4、2组成通式来表示B与所有烷烃互为同素异形体C因为它们的结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同D通常状况下，它们都是气态烷烃答案A解析B项，它们与其他碳原子数不同的烷烃互为同系物；C项，化学性质相似，但物理性质不同；D项，碳原子数小于或等于4的烷烃及新戊烷在通常状况下是气体。二、同系物同分异构体1填表甲烷乙烷丙烷分子式CH4C2H6C3H8结构简式CH4CH3CH3CH3CH2CH3根据上表回答下列问题：(1)相邻烷烃分子在组成上均相差一个CH2原子团。(2)同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，烷烃同系物的通式为CnH2n2。2对比两种物质的结构回答下列问题

5、：CH3CH2CH2CH3正丁烷 异丁烷(1)分子式均为C4H10，它们不是同系物，二者分子式相同，但结构不相同，正丁烷无支链，异丁烷有支链。(2)具有相同的分子式而具有不同结构的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。(3)判断下列有关同分异构体的叙述是否正确同分异构体具有相同的组成元素()组成元素相同的化合物互为同分异构体()同分异构体具有相同的相对分子质量()相对分子质量相同的化合物互为同分异构体()互为同分异构体的化合物也可能互为同系物()(4) 与是否互为同分异构体并说明理由。答案不是同分异构体，由于二者均为四面体结构，为同一种物质。(5)用结构简式写出戊烷(C

6、5H12)的同分异构体。答案CH3CH2CH2CH2CH3 (6)判断下列说法是否正确，据此理解同分异构现象是有机物种类繁多的又一重要原因。分子式不同的物质一定为不同物质，分子式相同的物质也可能为不同物质()分子中含3个及3个以下碳原子的有机物一定不存在同分异构现象()随着碳原子数增多，烷烃的同分异构体数目有增多的趋势()1.同系物的判断2烷烃同分异构体的书写规律烷烃同分异构体的书写规律可概括为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间。选择最长的碳链为主链；找出中心对称线；碳原子必须满足四个键；主链上的链端不能接甲基，主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基，否则主链会

7、改变，而容易出现重复结构。例如，书写戊烷(C5H12)同分异构体的方法：(1)先写出碳链最长的直链烃：CH3CH2CH2CH2CH3。(2)从主链上减少一个CH3作为取代基(支链)，在所得主链上依次移动可能的位置，得(3)再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基，得故C5H12的同分异构体共有三种，依次称为正戊烷、异戊烷、新戊烷。3下列叙述错误的是()A同系物之间在化学性质上相似B同系物不可能是同分异构体C同系物之间的物理性质随分子里碳原子数的递增，呈规律性的变化D分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质互称为同系物答案D解析分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质不一定互为同系物，还必

8、须为同一类物质时才互为同系物，D项不正确。4有下列结构的物质：CH3(CH2)3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，属于同系物的是_(填字母，下同)；属于同分异构体的是_；属于同种物质的是_。A BC DE F答案BDEAF解析7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为C5H12C5H12C6H14C6H14C6H14C6H14C6H14。所以中任一物质与中任一物质均属于同系物；结构相同，属于同种物质，结构相同，属于同种物质；或互为同

9、分异构体。1以下结构表示的物质中是烷烃的是()ACH3OHBCH2=CH2CD答案C2分子式为C4H10的烃的一氯代物的同分异构体有()A3种 B4种 C5种 D6种答案B解析分子式为C4H10的烃有两种同分异构体：CH3CH2CH2CH3(正丁烷)和 (异丁烷)，正丁烷和异丁烷各有2种不同化学环境的氢原子，故C4H10的一氯取代物有4种。3下列各对物质中互为同系物的是()ACH3CH=CH2和CH3CH2CH=CH2BCH3CH3和CH3CH=CH2CCH3CH2CH3和CH3CH=CH2DCH3CH2CH=CH2和CH3CH2CH3答案A解析同系物的定义是结构相似(同一类)，在分子组成上相

10、差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物，B、C、D三选项中给出的物质结构不相似，分子组成上也不相差一个或若干个CH2，所以B、C、D三项均不正确。4在下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：NO2和N2O412C和14CK和Ca异戊烷()和新戊烷()和甲烷和丙烷(1)互为同位素的是_(填序号，下同)。(2)互为同分异构体的是_。(3)互为同系物的是_。(4)为同一种物质的是_。答案(1)(2)(3)(4)解析(1)互为同位素的是质子数相同、中子数不同的原子，符合。(2)互为同分异构体的是分子式相同、结构不同的化合物，符合。(3)互为同系物的是结构相似、组成上相差一个或多个CH2原子

11、团的有机物，符合。(4)中两个分子是同一种物质，只是观察角度不同。5写出下列各烷烃的分子式。(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：_。(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子：_。(3)分子中含有26个电子的烷烃C：_。(4)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃D：_。(5)0.1 mol烷烃E完全燃烧，消耗标准状况下的O2 11.2 L：_。答案(1)C6H14(2)C99H200(3)C3H8(4)C4H10(5)C3H8解析(1)M2 gmol14386 gmol1，所以14n286，n6，即该烷烃的分子式为C6H14。(2)由CnH2n2,2n2200，得n99，该烷烃的分子

12、式为C99H200。(3)由CnH2n2可知：6n2n226，n3，该烷烃的分子式为C3H8。(4)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃应为CH3CH2CH2CH3，分子式为C4H10。(5)0.1 mol烷烃完全燃烧消耗O2为0.5 mol。所以5，n3，即E的分子式为C3H8。基础过关题组一烷烃的结构与性质1北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料为丙烷。下列关于丙烷的说法正确的是()A1 mol丙烷完全燃烧需4 mol氧气B与丁烷互为同分异构体C能使酸性高锰酸钾溶液褪色D分子式为C3H8答案D解析1 mol C3H8完全燃烧消耗O2为35 mol，A项不正确；C3H8与丁烷(C4H10)互为同系

13、物，B项不正确；C3H8为饱和烃，不能被高锰酸钾氧化即C3H8不能使高锰酸钾溶液褪色，C项不正确。2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CnH2n2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13的烃有两种答案B解析A项，环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C项，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，n(C)n(H)13时必为C2H6，一定是乙烷。3下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是()A氯气与氢气反应 B次氯酸分解C甲烷与氯气反

14、应 D甲烷与氧气反应答案D解析A项，氯气与氢气在加热或光照下进行反应，光照有影响，错误；B项，次氯酸在光照下发生分解反应，错误；C项，甲烷与氯气在光照下发生取代反应，错误；D项，甲烷与氧气在点燃时发生氧化反应，光照对反应几乎没有影响，正确。4下列反应中，不属于取代反应的是()ACH3ClCl2CH2Cl2HClBCH42O2CO22H2OCCH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBrDC2H6Cl2C2H5ClHCl答案B题组二同系物、同分异构体判断5下列说法中正确的一组是()AH2和D2互为同位素B互为同分异构体C正丁烷和异丁烷是同系物D是同一种物质答案D解析H2和D2都是氢的单质，A错误；

15、由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质，B错误；正丁烷和异丁烷属于同分异构体，C错误。6下列分子式只能表示一种物质的是()AC2H6 BC4H10CC4H8Cl2 DC答案A解析B、C均有同分异构体，D中碳有多种单质。7在烷烃的同系物中，所含碳元素的质量分数最大应接近于()A75% B80%C85.7% D92.3%答案C解析烷烃通式为CnH2n2，所含碳元素的质量分数为y，y是关于n的增函数，当n趋向于无限大时y的值接近，C项正确。题组三烷烃燃烧的计算8在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()ACH4 BC3

16、H8CC4H10 DC2H6答案C解析设此气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHyO2xCO2H2O，则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为 mol，将上述选项分别代入，比较可知C4H10耗氧量最多。9某气态烃在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()AC2H6 BC2H4CC3H8 DC3H6答案B解析CxHy(x)O2xCO2H2O(g)1xx因为燃烧前后压强不变，说明燃烧前后气体总体积不变，即1xx，得y4，所以B项正确。10A、B两种有机物的混合物，当混合物的质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧产生CO2的

17、量均相等。A、B的关系可能符合下列四种情况：同分异构体；同系物；具有相同的最简式；含碳的质量分数相同，一定符合上述条件的组合有()A BC D答案B能力提升11某气态烃在标准状况下密度为2.59 gL1。(1)其相对分子质量等于_。(2)该烃的含碳量为82.8%，则分子中碳、氢原子的个数比是_，分子式是_。(3)可能的结构简式及名称是_。答案(1)58(2)25C4H10(3)CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH3CH(CH3)CH3(异丁烷)解析(1)M2.59 gL122.4 Lmol158 gmol1。(2)N(C)N(H)25，则烃的最简式为C2H5。设其分子式为(C2H5)x，则

18、有(1225)x58，x2，所以烃的分子式为C4H10。(3)可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH3CH(CH3)CH3(异丁烷)。12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_。答案(1)ABD(2)升高小于或等于4增大解析理解同系物、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。13已知某烷烃的相对分子质量为72，则(1)该烷烃的分子式为_。(2)写出该烷烃分子的所

19、有同分异构体的结构简式：_。(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是_(写结构简式)。(4)若此有机物的一氯代物分子中有两个CH3，两个CH2，一个和一个Cl，它们的可能结构分别是_、_、_、_。答案(1)C5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、解析(1)烷烃分子通式为CnH2n2，则其相对分子质量为12n2n272，n5，烷烃分子式为C5H12。(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12三种同分异构体中，沸点最低。(4)根据一氯代物中的结构片断，可确定其结

20、构有：14已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。实验前实验后(干燥剂U形管)的质量101.1 g102.9 g(石灰水广口瓶)的质量312.0 g314.2 g根据实验数据求：(1)实验完毕后，生成物中水的质量为_ g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为_ g。(2)生成的水中氢元素的质量为_ g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为_ g。(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为_。答案(1)1.85(2)0.2(3)0.6(4)31解析(1)生成水的质量为102.9 g101.1 g1.8 g，生成正盐即CaCO3的质量为100 gmol15 g。(2)生成的水中氢元素的质量为2 gmol10.2 g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为12 gmol10.6 g。(4)碳元素与氢元素的质量比为0.60.231。