考点4 烷烃 -2021-2022学年高二化学核心考点归纳与分层测试（人教版2019选择性必修3）

考点4 烷烃 【核心考点梳理】 一、烷烃的结构和性质 1.烷烃的结构特点 (1)典型烷烃分子结构的分析 名称 结构简式 分子式 碳原子的杂化方式 分子中共价键的类型 甲烷 CH4 CH4 sp3 C—H σ键 乙烷 CH3CH3 C2H6 sp3 C—H σ键、 C—C σ键 丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 C—H σ键、 C—C σ键 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 C—H σ键、 C—C σ键 正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 sp3 C—H σ键、 C—C σ键 (2)烷烃的结构特点 ①烷烃的结构与甲烷相似,分子中的碳原子都采取sp3杂化,以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合,形成σ键。分子中的共价键全部是单键。 ②它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个CH2原子团。像这些结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物称为同系物。同系物可用通式表示。 ③链状烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1)。 2.烷烃的性质 (1)物理性质 物理性质 变化规律 状态 烷烃常温下存在的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。当碳原子数小于或等于4时,烷烃在常温下呈气态 溶解性 都难溶于水,易溶于有机溶剂 熔、沸点 随碳原子数的增加,熔、沸点逐渐升高,同种烷烃的不同异构体中,支链越多,熔、沸点越低 密度 随碳原子数的增加,密度逐渐增大,但比水的小 (2)化学性质 ①稳定性:常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。 烷烃之所以很稳定,是因为烷烃分子中化学键全是σ键,不易断裂。 ②特征反应——取代反应 烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷,化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。 之所以可以发生取代反应,是因为C—H有极性,可断裂,CH3CH2Cl会继续和Cl2发生取代反应,生成更多的有机物。 ③氧化反应——可燃性 烷烃燃烧的通式为CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。 如辛烷的燃烧方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O。 二、烷烃的命名 1.烃基 2.习惯命名法 烷烃(CnH2n+2,n≥1)n值 1~10 10以上 习惯名称:某烷 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 汉字数字 同分异构体数目较少时 “正”“异”“新”区别 如C5H12的同分异构体有3种,用习惯命名法命名分别为CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷、 异戊烷、 新戊烷。 3.系统命名法 (1)选主链 (2)编序号 (3)注意事项 ①取代基的位号必须用阿拉伯数字表示。 ②相同取代基要合并,必须用汉字数字表示其个数。 ③多个取代基位置间必须用逗号“,”分隔。 ④位置与名称间必须用短线“-”隔开。 ⑤若有多种取代基,必须简单写在前,复杂写在后。 例如,下图所示有机化合物的命名: 【必备知识基础练】 1.(2020·庆阳第六中学高二期中)下列气体的主要成份不是甲烷的是 A.煤气 B.油田气 C.沼气 D.天然气 【答案】A 【解析】A. 煤气即水煤气,主要成分是一氧化碳和氢气,故A选; B. 油田气的主要成分是甲烷,故B不选; C. 沼气的主要成分是甲烷,故C不选; D. 天然气的主要成分是甲烷,故D不选; 故选A。 2.(2020·常州市第二中学高二月考)一溴甲烷被广泛用于土壤消毒和消灭害虫,但在蒙特利尔条约中属于逐步禁用的药品。下列说法错误的是( ) A.一溴甲烷的化学式是CH3Br B.可以利用加成反应制备一溴甲烷 C.一溴甲烷中只含共价键 D.一溴甲烷不存在同分异构体 【答案】B 【解析】 A.甲烷分子CH4中的一个氢原子被溴原子取代生成一溴甲烷,所以一溴甲烷的化学式为CH3Br,A正确; B.甲烷分子中不含不饱和键,因此不能利用加成反应制备一溴甲烷,B错误; C.一溴甲烷分子中碳原子和溴原子、氢原子之间都是以共价键相结合,所以只含共价键,C正确; C.一溴甲烷只有一种结构,所以不存在同分异构体,D正确; 故合理选项是B。 3.(2021吉林高二检测)下列烷烃在光照下与Cl2反应只生成一种一氯代物的是( ) A.CH3CH2CH2CH3 B. C. D. 【答案】C 【解析】A选项中有2种等效氢;B选项中有2种等效氢;C选项中有1种等效氢;D选项中有4种等效氢,因此一氯代物只有一种的应选C。 4.(2020·四川成都市·高二月考)甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是( ) A.CHCl3不存在同分异构体 B.CH2Cl2不存在同分异构体 C.CH4中的C—H键是极性键 D.CH4分子中四个键的键角、键长都相等 【答案】B 【