1、高中化学 31 烷烃第2课时课时作业 新人教版必修2烷烃目标导航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.了解简单烷烃的命名。4.知道同系物、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。一、烷烃1分子结构特点2物理性质(1)递变规律(随碳原子数n递增)(2)相似性烷烃均难溶于水，相对密度均小于1。3化学性质(与CH4相似)(1)稳定性在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不起反应。(2)燃烧反应烷烃燃烧通式：CnH2n2O2nCO2(n1)H2O。(3)取代反应烷烃能与氯气等卤素单质在光照条件下发生取代反应，如乙烷与氯气光照时生
2、成一氯乙烷的化学方程式为：C2H6Cl2C2H5ClHCl。4习惯命名法(1)表示碳原子数(n)及表示n1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n10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。【议一议】1判断正误(1)烷烃的分子通式是CnH2n2(n1)，但符合通式CnH2n2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。()答案(1)(2)(3
3、)2多碳原子烷烃(如CH3CH2CH2CH2CH3)分子中，碳原子是直线形吗？答案烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连，因此与之成键的4个原子构成四面体结构。碳原子一定不在同一直线上，直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿状。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。提示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。同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差14n(n1，2，3)。2同分异构体
4、(1)概念：具有相同的分子式，但具有不同的结构的物质。(2)实例：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。警示同分异构现象不只是存在于有机化合物中，只要满足分子式相同，结构不同的化合物都可以称为同分异构体。例如尿素CO(NH2)2和氰酸铵NH4CNO。【议一议】3判断下列有关同分异构体的叙述是否正确。(1)同分异构体具有相同的组成元素。()(2)组成元素相同的化合物互为同分异构体。()(3)同分异构体具有相同的相对分子质量。()(4)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体。()(5)互为同分异构体的
5、化合物也可能互为同系物。()答案(1)(2)(3)(4)(5)4丁烷有几种同分异构体，其一氯代物有几种？答案丁烷有两种同分异构体，它们分别是正丁烷和异丁烷。其一氯代物共有四种，它们分别是CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、(CH3)2CHCH2Cl、(CH3)2CClCH3。一、烷烃的结构特点【例1】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的烷烃有两种答案B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
6、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)13时必为C2H6，一定是乙烷。要点归纳烷烃的结构特点(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。变式训练1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CnH2n2，与氯气发生取代反应D它们密度都较小答案C解析分子通式为CnH2n2，与Cl2发生取代反应是烷烃的特征，而其他类别的烃燃烧时也
7、产生二氧化碳和水，且密度较小，难溶于水，故A、B、D错误，选C。二、同系物同分异构体【例2】下列物质中互为同分异构体的有_；互为同位素的有_；互为同素异形体的有_；是同一物质的有_。(用序号填写)液氯金刚石Cl氯气石墨Cl答案和和和和、和解析同分异构体是分子式相同，结构不同的化合物，和的分子式都为C6H14，二者互为同分异构体；同位素是质子数相同而中子数不同的原子，故和互为同位素；同素异形体是同种元素形成的不同种单质，故和是同素异形体。和、和是同种物质。要点归纳同位素、同素异形体，同分异构体和同系物之间的区别比较概念定义化学式结构性质同位素质子数相同、中子数不同的原子原子符号表示不同，如H、H
8、、H电子排布相同，原子核结构不同物理性质不同，化学性质相同同素异形体同一种元素形成的不同单质元素符号表示相同，分子式不同，如石墨和金刚石、O2和O3单质的组成或结构不同物理性质不同，化学性质相似同分异构体分子式相同、结构式不同的化合物相同不同物理性质不同，化学性质不一定相同同系物结构相似，组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物组成元素相同，通式相同，相对分子质量相差14n，如CH4和CH3CH3同一类物质，结构相似物理性质不同，化学性质相似变式训练2下列叙述正确的是()A分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质B通式相同的不同物质一定属于同系物C分子式相同的不同物质一定是同分异构体D
9、相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体答案C解析分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6，因此不一定是同分异构体。1有关烷烃的叙述：都是易燃物；特征反应是取代反应；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是()A和 B和 C只有 D和答案D解析相邻烷烃在分子组成上相差一个CH2，而不是CH3。2下列数值都是烃的相对分子质量值，其对应的烃一定为烷烃的是()A44 B42 C54 D128答案A解析用CnH2n2的Mr14n2进行判断，44对应的烃是C3
10、H8，42对应的烃是C3H6，54对应的烃是C4H6，128对应的烃是C9H20。由于1个C原子与12个H原子的式量之和相等，所以C9H20与C10H8的相对分子质量相等，则128对应的烃不一定是烷烃。3下列物质之间的相互关系错误的是()ACH3CH2CH2CH2CH3和互为同分异构体B干冰和冰为同一种物质CCH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物D12C和14C互为同位素答案B解析干冰是二氧化碳晶体，冰是固态的水。4下列关于烷烃的叙述，不正确的是()A在烷烃分子中，只有单键B烷烃的通式为CnH2n2，符合该通式的烃不一定是烷烃C烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应D随着碳原子数的增加，
11、烷烃的熔、沸点逐渐升高答案B解析烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键；烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应，取代反应是烷烃的典型性质；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力增大，使其熔、沸点逐渐升高；因烷烃分子中的氢原子已达饱和，故符合CnH2n2的有机物只能是烷烃。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_。答案(1)A、BD(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
12、熔点、沸点、密度的递变规律。经典基础题题组1烷烃及其性质判断1下列属于烷烃特有性质的是()A在空气中完全燃烧的产物为二氧化碳和水B它们几乎不溶于水C可与氯气在光照下发生取代反应D可与溴水中的溴发生取代反应；可使酸性高锰酸钾溶液褪色答案C解析烃类化合物完全燃烧的产物均为二氧化碳和水，因此A不是烷烃的特有性质；烃类化合物几乎都不溶于水，所以B也不正确；烷烃与溴水、酸性高锰酸钾均不反应，故D不正确。2下列烷烃，常温下呈气态的是()A戊烷 B丁烷 C庚烷 D十二烷答案B解析烷烃的熔沸点随碳原子数的增加逐渐升高，故状态变化为：气态液态固态，常温下碳原子个数小于或等于4的烷烃呈气态。3下列关于CH4和CH
13、CH3CH3CH3的叙述正确的是()A均能用组成通式CnH2n2来表示B与所有烷烃互为同分异构体C它们物理、化学性质相同D通常情况下前者是气体，后者是液体答案A解析A项，因二者均为烷烃，都符合通式CnH2n2；B项，它们与其他烷烃互为同系物；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的烷烃常温下是气体。4下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是()A氯气 B溴水C氯水 D酸性高锰酸钾溶液答案A解析类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。5在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是()正丁烷2甲基丙烷(CH3CH(CH3
14、)CH3)戊烷2甲基丁烷2，2二甲基丙烷(C(CH3)4)A BC D答案C解析根据烃类的熔沸点大小判断规律：在有机物同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，熔沸点越低。分析各选项，均只有4个C原子，均只有5个碳原子，故的沸点小于的沸点；有1个支链，而无，故；无支链，只有1个支链，有2个支链，故；综上所述：。题组2同系物、同分异构体6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
15、律性变化答案A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。7下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是()ACH3CH2CH2CH3 BCH3CH(CH3)CH3CC(CH3)4 DCH3CH(CH3)CH2CH3答案C解析选项A有两种同分异构体，B项也有两种同分异构体，C项只有一种同分异构体，D项有四种同分异构体。题组3烃的燃烧计算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
16、燃烧，消耗氧气最多的是()ACH4 BC3H8 CC4H10 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，上述选项分别代入mol，比较可知C4H10耗氧量最多。9(1)乙烷的电子式为_，分子式为CmH20的烷烃中m为_，分子式为C8Hn的烷烃中n为_，与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为_，若上述四种烃各为1 mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是_。(2)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是_。答案918C3H8C9H20(2)
17、CH4解析(1)根据烷烃通式为CnH2n2可求出m为9，n为18，密度与CO2相同的烷烃式量为44，由14n244可求出n为3，即分子式为C3H8。若同为1 mol烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“x”的大小，“x”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是C9H20。(2)若同为1 g烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小，“”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是CH4。能力提升题10有下列结构的物质：CH3(CH2)3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，属于同系物的是_；属于同分异构体的是_；属于同种物质的是_。ABCDEF答
18、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；或互为同分异构体。11已知某烷烃分子中电子数为42。(1)该烷烃的分子式为_。(2)写出该烷烃分子的所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)答案(1)C5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、解
19、析(1)烷烃分子通式为CnH2n2，则其分子中电子数为6n(2n2)42，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。12(1)请写出烷烃CnH2n2(n1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式： _。有甲烷，乙烷，丙烷，丁烷4种烷烃，试回答(2)(4)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)10 mL某气态烃，在50 mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL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_。答案(1)CnH2n2O2nCO2(n1)H2O(2)(3)(4)解析(1)烷烃CnH2n2燃烧的化学方程式为CnH2n2O2nCO2(n1)H2O；(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)等质量时耗O2量取决于氢的含量，即甲烷耗O2量最多，(4)反应前后体积之差为25 mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。
