7.1 饱和烃（四大题型）-【举一反三】2024-2025学年高一化学同步讲与练（沪科版2020必修第二册）

7.1 饱和烃 题型01 有机物中碳原子的成键特点 题型02 烷烃的物理性质 题型03 同系物、同分异构体的比较 题型04 烷烃的化学性质 题型01 有机物中碳原子的成键特点 知识积累 一、有机化合物的定义和通性 1．定义：机化合物主要是由碳元素、氢元素组成，是一定含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物、硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物、硫氰化物、氰酸盐、碳化物等物质。 2．通性：大多数有机物熔点较低，难溶于水，易溶于有机溶剂；易燃烧，受热易分解；发生化学反应较复杂，常伴有副反应发生（故方程式书写一般用“→”）。 思考与交流 （1）写出甲烷的电子式。 （2）从化学键的形成角度来看，甲烷属于什么化合物？这反映了碳原子成键时的什么特点？ 【答案】（1） （2）共价化合物 二、碳原子的成键特点 碳原子最外层有4个电子，在化学反应中不易失去或得到电子，通常与H、O、S、N等非金属原子以共价键的成键方式形成共价化合物。 三、碳原子的成键数目 有机化合物中，每个碳原子都与其他原子形成4个共价键。 四、碳原子的成键方式 1．成键的类型：碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或三键。 2．碳骨架形式：碳原子之间可构成链状结构，也可构成环状结构。 思考与交流 请结合下图显示的4个碳原子相互结合的几种方式，分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。 【答案】碳原子最外层含4个电子，可以和碳原子及其他原子形成4个共价键，碳原子间可以以单键、双键或三键相结合，也可以形成碳链或碳环等碳骨架。 【例1】2008年10月24日发射的绕月探测工程“嫦娥一号”卫星获得了大量科学探测数据，科学家对数据进行了分析，发现月球形成时可能存在稀薄的原始大气层，主要由氖、氢、氦、氩等气体组成，不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是(　　) A．碳氢化合物的通式为CnH2n+2 B．燃烧产生为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物 C．碳原子间以单键相连的烃是烷烃 D．碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数 【答案】D 【解析】 A、只有烷烃的分子组成通式符合CnH2n+2，烯烃分子组成通式为CnH2n，炔烃分子组成通式为CnH2n-2，故A错误； B、燃烧产物为CO2和H2O的化合物不仅有碳氢化合物，还有烃的含氧衍生物，例如：糖类、酯等物质，故B错误； C、碳原子间以单键相连的烃不一定是烷烃，可能是环烷烃等，如立方烷、环丁烷等，故C错误； D、碳原子的相对原子质量(12)为偶数，烃分子中的氢原子数也一定为偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数，故D正确； 故选D。 【变式1-1】下列说法不正确的是 A．烷烃分子中碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合 B．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃 C．丙烷分子中三个碳原子在一条直线上 D．同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一 【答案】C 【解析】 A. 烷烃分子中碳原子间均以单键结合成链状，碳原子剩余价键全部与氢原子结合，A正确； B. 分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃，B正确； C. 丙烷分子中三个碳原子不在一条直线上，C错误； D. 同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一，D正确； 答案选C。 【变式1-2】为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气(CNG)；另一类是液化石油气(LPG)，这两类燃料的主要成分都是(　　) A．碳水化合物 B．碳氢化合物 C．氢气 D．醇类 【答案】B 【解析】 A.压缩天然气和液化石油气都属于烃类物质，只含碳和氢两种元素，而碳水化合物含C、H、O三种元素，A项错误； B.烃类物质均是碳氢化合物，因此压缩天然气和液化石油气都属于烃类，B项正确； C.天然气和液化石油气中不含氢气，C项错误； D.天然气和液化石油气都属于烃类物质，不含氧元素，而醇类物质一定含有氧元素，D项错误； 答案应选B。 【变式1-3】关于烷烃性质的叙述中正确的是 A．烷烃同系物的熔、沸点一般随分子内碳原子数的增多逐渐升高 B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递增到比水重 C．CH4与氯气反应可得四种有机化合物，故C2H6与氯气反应可得六种有机化合物 D．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此烷烃不能发生氧化反应 【答案】A 【解析】A．烷烃同系物都是由分子构成，随着物质分子内碳原子数的增多，分子间作用力逐渐增强，物质的熔沸点逐渐升高，A正确； B．烷烃同系物的密度随相对分子质量增大而增大，但是所有的烷烃都比水轻，B错误； C．CH4与氯气反应可得四种有机化合物，但C2H6与氯气反应得到一氯乙烷1种，二氯乙烷2种，三氯乙烷2种，四氯乙烷2种，五氯乙烷1种，六氯乙烷1种，共9种有机化合物，C错误； D．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是烷烃能与氧气发生氧化反应，D错误； 故选A。 题型02 烷烃的表示方法及物理性质 知识积累 一、甲烷结构的表示方法 分子式 电子式 结构式 空间构型 球棍模型 空间充填模型 CH4 甲烷分子中5个原子不在同一平面上，而是形成了正四面体的空间结构。4个C—H键的键长、键能、键角均相同，键角为109°28′。 思考与交流 （1）甲烷的结构式、空间构型、球棍模型、空间充填模型，能真实反应其存在状况的是__________。 （2）下列事实能说明CH4为正四面体结构而不是平面正方形结构的是（ ） A．CH4为非极性分子 B．CH3Cl只有一种结构 C．CH2Cl2只有一种结构 D．CHCl3只有一种结构 【答案】 （1）空间充填模型 （2）C 二、烃的概念 烃：（碳氢化合物）只含有碳、氢两种元素的有机物。 三、烷烃的概念与通式 1．烷烃的概念：烃分子中碳原子之间都以碳碳________结合成_______，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”，这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。 2．烷烃的通式：____________________，符合通式的一定是烷烃。 【答案】 1．单键 链状 2．CnH2n+2（n为正整数） 及时小练 （1）下列有机物中，属于烷烃的是________ A．CH2=CH2 B．CH3CH2CH2CH2Cl C． D． E．CH3CH2OCH2CH3 F．C6H14 （2）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：___________。 【答案】（1）CF （2）C6H14 C99H200 C3H8 四、烷烃的命名 烷烃CnH2n+2的命名 实例 n≤10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字 C4H10的名称为___________ C9H20的名称为___________ n＞10时，以汉字数字加“烷”字代表 C14H30的名称为___________ 【答案】丁烷 壬烷 十四烷 思考与交流：根据碳原子的成键特点，试着写出戊烷的结构。 【答案】正戊烷，异戊烷，新戊烷 （1）对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称前加上“正”“异”“新”等字样加以区别。 如对于C5H12：CH3(CH2)3CH3的名称为正戊烷；(CH3)2CHCH2CH3的名称为异戊烷；(CH3)4C的名称为新戊烷。 （2）n≥3的直链烷烃，其碳原子不在一条直线上，呈折线形或锯齿形（如图）。 五、烷烃的物理性质 物理性质 递变规律 状态 ①碳原子数C≤4的烷烃在常温常压下是气体； ②碳原子数5≤C≤16的烷烃在常温常压下一般是液体； （特例：新戊烷(CH3)4C在常温常压下是气体） ③碳原子数C≥17的烷烃在常温常压下是固体。 熔、沸点 ①烷烃的相对分子质量越大，烷烃的熔、沸点_________； ②相对分子质量相同时，支链越多，熔、沸点_________。 密度 随碳原子的增多而逐渐增大，但都小于水的密度。 溶解性 烷烃不溶于水，易溶于有机溶剂。 【答案】越高；越低 【例2】常用的打火机使用的燃料其分子式为C3H8，它属于（ ） A．烷烃 B．烯烃 C．炔烃 D．芳香烃 【答案】A 【解析】 该物质分子中含有3个C原子，3个C原子最多结合H原子的数目为2×3+2=8，因此该物质属于饱和链烃，即属于烷烃，因此合理选项是A。 【变式2-1】“结构决定性质”是认识有机化合物的重要观念。乙烷分子的球棍模型如图所示，关于乙烷的说法错误的是 A．是甲烷的同系物 B．分子中所有原子不共面 C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．光照条件下能与发生取代反应 【答案】C 【解析】A．该物质分子中碳原子之间以单键结合形成链状，其余价电子全部与H原子结合，达到结合H原子的最大数目，因此属于烷烃，与甲烷属于同系物，A正确； B．饱和碳为四面体结构，则分子中所有原子不共面，B正确； C．该物质属于烷烃，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误； D．该物质属于烷烃，在光照时，能与Cl2发生取代反应生成氯代烃，D正确； 故选C。 【变式2-2】下列分子中，属于烷烃的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】烷烃的通式为，符合通式的是烷烃；为烯烃，为丙烷，为醇类，为羧酸类； 故选B。 【变式2-3】下列物质结构与对应的化学用语表达正确的是 A．甲烷的结构式： B．氮气的电子式： C．氯化钠的电子式： D．的结构示意图： 【答案】D 【解析】 A．甲烷的分子式为，结构式为，A错误； B．氮气的电子式为：，B错误； C．NaCl是离子化合物，电子式为：，C错误； D．F是9号元素，含有10个电子，结构示意图为：，D正确； 故选D。 题型03 同分异构体、同系物的比较 知识积累 六、同系物与同分异构体 1．同系物 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。 （1）同系物结构相似，决定了化学性质相似 （2）同系物的相对分子质量相差“14n” （3）所有烷烃互为同系物 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称为同分异构现象。 （2）同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 七、“四同”概念比较 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 定义 质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子 同一种元素形成的不同单质 结构相似，分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物 分子式相同、结构不同的化合物 结构 特点 电子排布相同，原子核结构不同 单质的组成或结构不同 结构相似，符合同一通式（相对分子质量相差14n） 结构不同，不一定是同一类物质 实例 H、D、T，16O和18O 金刚石与石墨，氧气与臭氧 甲烷与乙烷 正丁烷与异丁烷 【例3】下列有机物中，存在同分异构体的是 A．CH4 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3 【答案】D 解析：A. CH4只有一种结构，不存在同分异构体，故A错误；B. CH3CH3只有一种结构，不存在同分异构体，故B错误；C. CH3CH2CH3只有一种结构，不存在同分异构体，故C错误；D. CH3CH2CH2CH3与异丁烷()属于同分异构体，故D正确；故选D。 点睛：本题考查了同分异构体的判断。在烷烃中碳原子数超过3才存在同分异构体，如正丁烷和异丁烷为同分异构体；烯烃中碳原子数超过2才存在同分异构体，如丙烯与环丙烷为同分异构体。本题的易错点为C，要注意CH3CH2CH3与是同种物质。 【变式3-1】下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。 (1)甲烷的比例模型是________，甲烷的电子式是__________ (填序号)。 (2)写出甲烷与氯气发生反应的化学方程式_____________(只写第一步)，该反应的反应类型是________________。 (3)相对分子质量为100的烷烃的分子式是_______________。 (4)甲烷与丙烷互为________。 A．同位素 B．同素异形体 C．同系物 D．同分异构体 【答案】 D B CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 取代反应 C7H16 C 【解析】试题分析：(1)比例模型能反映原子体积大小。 (2)甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢。 (3)根据烷烃通式 计算相对分子质量为100的烷烃的分子式。 (4)甲烷与丙烷结构相似、分子组成形成2个CH2原子团。 解析：(1)甲烷的比例模型是，故选C。甲烷的电子式是，故选B； (2)甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，化学方程式为CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl。 (3)根据烷烃通式 ，相对分子质量为100的烷烃， ，n=7，分子式为C7H16。 (4)甲烷与丙烷结构相似、分子组成形成2个CH2原子团，所以甲烷与丙烷互为同系物，故选C。 点睛：甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，生成4种氯代物和氯化氢。 【变式3-2】下列关于和的叙述正确的是 A．均能使高锰酸钾溶液褪色 B．二者互为同系物 C．都属于烷烃，分子中既有极性共价键又有非极性共价键 D．都是平面形分子，所有原子都处于同一平面内 【答案】B 【解析】 A．和均为烷烃，不能使高锰酸钾溶液褪色，A错误； B．和均为烷烃，结构相似，分子式上相差4个“CH2”，二者互为同系物，B正确； C．和均为烷烃，CH4分子中只有极性共价键，没有非极性共价键，C错误； D．CH4是正四面体结构，所有原子不可能处于同一平面，中含有甲基，具有四面体结构，所有原子不可能处于同一平面，D错误； 故选B。 【变式3-3】正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)、异戊烷()、新戊烷[C(CH3)4]的化学性质相似。( ) 【答案】正确 【解析】三者属于烷烃，且是同分异构体关系，故化学性质相似，故说法正确。 题型04 烷烃的化学性质 知识积累 八、烷烃的化学性质 通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或酸性高锰酸钾等强氧化剂都不发生反应。 1．氧化反应 烷烃都具有可燃性，可用作燃料，其燃烧通式为：_______________________________________________ 【答案】CnH2n+2 + O2 n CO2 + (n + 1) H2O 2．分解反应 烷烃在较高温度下会发生分解。这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中，从烷烃可得到一系列重要的化工基本原料和燃料。 CH4 C + 2H2 C4H10 CH2== CH2（乙烯）+ CH3CH3 3．取代反应 （1）有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫取代反应。 （2）在光照条件下，烷烃可与卤素单质发生取代反应：CnH2n+2 + X2 ________________________ 【答案】 CnH2n+1X + HX 实验—— CH4与Cl2的取代反应 实验操作 取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4，和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处（不要放在日光直射的地方）。静置，比较两支试管内的现象。 实验现象 光亮处的试管气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，同时出现少量白雾，试管内液面上升，饱和食盐水中有少量固体析出； 套上铝箔的试管无明显现象。 反应原理 +（一氯甲烷，气体） CH3Cl + Cl2 HCl + CH2Cl2（二氯甲烷，油状液体） CH2Cl2 + Cl2 HCl + CHCl3 （三氯甲烷，油状液体，俗称氯仿） CHCl3 + Cl2 HCl + CHCl3 （四氯甲烷，也称四氯化碳，油状液体） 【例4】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(　　) A.1 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3＋＝5 mol，A项不正确；C3H8与丁烷(C4H10)互为同系物，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。 【变式4-1】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。 【变式4-2】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(　　) A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C2H6 【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CxHy＋O2xCO2＋H2O，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。 【变式4-3】在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是(　　) A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CHCl3 D.HCl 【答案】　D 【解析】　在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，会发生取代反应，由于取代反应是逐步进行的，每一步在产生氯代烃的同时，都会产生HCl，所以在所得产物中物质的量最多的是HCl。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 7.1 饱和烃 题型01 有机物中碳原子的成键特点 题型02 烷烃的物理性质 题型03 同系物、同分异构体的比较 题型04 烷烃的化学性质 题型01 有机物中碳原子的成键特点 知识积累 一、有机化合物的定义和通性 1．定义：机化合物主要是由碳元素、氢元素组成，是一定含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物、硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物、硫氰化物、氰酸盐、碳化物等物质。 2．通性：大多数有机物熔点较低，难溶于水，易溶于有机溶剂；易燃烧，受热易分解；发生化学反应较复杂，常伴有副反应发生（故方程式书写一般用“→”）。 思考与交流 （1）写出甲烷的电子式。 （2）从化学键的形成角度来看，甲烷属于什么化合物？这反映了碳原子成键时的什么特点？ 【答案】（1） （2）共价化合物 二、碳原子的成键特点 碳原子最外层有4个电子，在化学反应中不易失去或得到电子，通常与H、O、S、N等非金属原子以共价键的成键方式形成共价化合物。 三、碳原子的成键数目 有机化合物中，每个碳原子都与其他原子形成4个共价键。 四、碳原子的成键方式 1．成键的类型：碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或三键。 2．碳骨架形式：碳原子之间可构成链状结构，也可构成环状结构。 思考与交流 请结合下图显示的4个碳原子相互结合的几种方式，分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。 【答案】碳原子最外层含4个电子，可以和碳原子及其他原子形成4个共价键，碳原子间可以以单键、双键或三键相结合，也可以形成碳链或碳环等碳骨架。 【例1】2008年10月24日发射的绕月探测工程“嫦娥一号”卫星获得了大量科学探测数据，科学家对数据进行了分析，发现月球形成时可能存在稀薄的原始大气层，主要由氖、氢、氦、氩等气体组成，不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是(　　) A．碳氢化合物的通式为CnH2n+2 B．燃烧产生为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物 C．碳原子间以单键相连的烃是烷烃 D．碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数 【变式1-1】下列说法不正确的是 A．烷烃分子中碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合 B．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃 C．丙烷分子中三个碳原子在一条直线上 D．同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一 【变式1-2】为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气(CNG)；另一类是液化石油气(LPG)，这两类燃料的主要成分都是(　　) A．碳水化合物 B．碳氢化合物 C．氢气 D．醇类 【变式1-3】关于烷烃性质的叙述中正确的是 A．烷烃同系物的熔、沸点一般随分子内碳原子数的增多逐渐升高 B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递增到比水重 C．CH4与氯气反应可得四种有机化合物，故C2H6与氯气反应可得六种有机化合物 D．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此烷烃不能发生氧化反应 题型02 烷烃的表示方法及物理性质 知识积累 一、甲烷结构的表示方法 分子式 电子式 结构式 空间构型 球棍模型 空间充填模型 CH4 甲烷分子中5个原子不在同一平面上，而是形成了正四面体的空间结构。4个C—H键的键长、键能、键角均相同，键角为109°28′。 思考与交流 （1）甲烷的结构式、空间构型、球棍模型、空间充填模型，能真实反应其存在状况的是__________。 （2）下列事实能说明CH4为正四面体结构而不是平面正方形结构的是（ ） A．CH4为非极性分子 B．CH3Cl只有一种结构 C．CH2Cl2只有一种结构 D．CHCl3只有一种结构 【答案】 （1）空间充填模型 （2）C 二、烃的概念 烃：（碳氢化合物）只含有碳、氢两种元素的有机物。 三、烷烃的概念与通式 1．烷烃的概念：烃分子中碳原子之间都以碳碳________结合成_______，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”，这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。 2．烷烃的通式：____________________，符合通式的一定是烷烃。 【答案】 1．单键 链状 2．CnH2n+2（n为正整数） 及时小练 （1）下列有机物中，属于烷烃的是________ A．CH2=CH2 B．CH3CH2CH2CH2Cl C． D． E．CH3CH2OCH2CH3 F．C6H14 （2）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：___________。 【答案】（1）CF （2）C6H14 C99H200 C3H8 四、烷烃的命名 烷烃CnH2n+2的命名 实例 n≤10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字 C4H10的名称为___________ C9H20的名称为___________ n＞10时，以汉字数字加“烷”字代表 C14H30的名称为___________ 【答案】丁烷 壬烷 十四烷 思考与交流：根据碳原子的成键特点，试着写出戊烷的结构。 【答案】正戊烷，异戊烷，新戊烷 （1）对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称前加上“正”“异”“新”等字样加以区别。 如对于C5H12：CH3(CH2)3CH3的名称为正戊烷；(CH3)2CHCH2CH3的名称为异戊烷；(CH3)4C的名称为新戊烷。 （2）n≥3的直链烷烃，其碳原子不在一条直线上，呈折线形或锯齿形（如图）。 五、烷烃的物理性质 物理性质 递变规律 状态 ①碳原子数C≤4的烷烃在常温常压下是气体； ②碳原子数5≤C≤16的烷烃在常温常压下一般是液体； （特例：新戊烷(CH3)4C在常温常压下是气体） ③碳原子数C≥17的烷烃在常温常压下是固体。 熔、沸点 ①烷烃的相对分子质量越大，烷烃的熔、沸点_________； ②相对分子质量相同时，支链越多，熔、沸点_________。 密度 随碳原子的增多而逐渐增大，但都小于水的密度。 溶解性 烷烃不溶于水，易溶于有机溶剂。 【答案】越高；越低 【例2】常用的打火机使用的燃料其分子式为C3H8，它属于（ ） A．烷烃 B．烯烃 C．炔烃 D．芳香烃 【变式2-1】“结构决定性质”是认识有机化合物的重要观念。乙烷分子的球棍模型如图所示，关于乙烷的说法错误的是 A．是甲烷的同系物 B．分子中所有原子不共面 C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．光照条件下能与发生取代反应 【变式2-2】下列分子中，属于烷烃的是 A． B． C． D． 【变式2-3】下列物质结构与对应的化学用语表达正确的是 A．甲烷的结构式： B．氮气的电子式： C．氯化钠的电子式： D．的结构示意图： 题型03 同分异构体、同系物的比较 知识积累 六、同系物与同分异构体 1．同系物 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。 （1）同系物结构相似，决定了化学性质相似 （2）同系物的相对分子质量相差“14n” （3）所有烷烃互为同系物 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称为同分异构现象。 （2）同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 七、“四同”概念比较 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 定义 质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子 同一种元素形成的不同单质 结构相似，分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物 分子式相同、结构不同的化合物 结构 特点 电子排布相同，原子核结构不同 单质的组成或结构不同 结构相似，符合同一通式（相对分子质量相差14n） 结构不同，不一定是同一类物质 实例 H、D、T，16O和18O 金刚石与石墨，氧气与臭氧 甲烷与乙烷 正丁烷与异丁烷 【例3】下列有机物中，存在同分异构体的是 A．CH4 B．CH3CH3 C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3 【变式3-1】下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。 (1)甲烷的比例模型是________，甲烷的电子式是__________ (填序号)。 (2)写出甲烷与氯气发生反应的化学方程式_____________(只写第一步)，该反应的反应类型是________________。 (3)相对分子质量为100的烷烃的分子式是_______________。 (4)甲烷与丙烷互为________。 A．同位素 B．同素异形体 C．同系物 D．同分异构体 【变式3-2】下列关于和的叙述正确的是 A．均能使高锰酸钾溶液褪色 B．二者互为同系物 C．都属于烷烃，分子中既有极性共价键又有非极性共价键 D．都是平面形分子，所有原子都处于同一平面内 【变式3-3】正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)、异戊烷()、新戊烷[C(CH3)4]的化学性质相似。( ) 题型04 烷烃的化学性质 知识积累 八、烷烃的化学性质 通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或酸性高锰酸钾等强氧化剂都不发生反应。 1．氧化反应 烷烃都具有可燃性，可用作燃料，其燃烧通式为：_______________________________________________ 【答案】CnH2n+2 + O2 n CO2 + (n + 1) H2O 2．分解反应 烷烃在较高温度下会发生分解。这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中，从烷烃可得到一系列重要的化工基本原料和燃料。 CH4 C + 2H2 C4H10 CH2== CH2（乙烯）+ CH3CH3 3．取代反应 （1）有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫取代反应。 （2）在光照条件下，烷烃可与卤素单质发生取代反应：CnH2n+2 + X2 ________________________ 【答案】 CnH2n+1X + HX 实验—— CH4与Cl2的取代反应 实验操作 取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4，和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处（不要放在日光直射的地方）。静置，比较两支试管内的现象。 实验现象 光亮处的试管气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，同时出现少量白雾，试管内液面上升，饱和食盐水中有少量固体析出； 套上铝箔的试管无明显现象。 反应原理 +（一氯甲烷，气体） CH3Cl + Cl2 HCl + CH2Cl2（二氯甲烷，油状液体） CH2Cl2 + Cl2 HCl + CHCl3 （三氯甲烷，油状液体，俗称氯仿） CHCl3 + Cl2 HCl + CHCl3 （四氯甲烷，也称四氯化碳，油状液体） 【例4】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(　　) A.1 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 【变式4-1】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.甲烷与氯气反应 D.甲烷与氧气反应 【变式4-2】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(　　) A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C2H6 【变式4-3】在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是(　　) A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CHCl3 D.HCl 1 学科网（北京）股份有限公司 $$