1.3.1 烷烃及其性质-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修3（鲁科版2019，鲁琼）

第3节　烃

第1课时　烷烃及其性质

[核心素养发展目标]　1.认识烷烃的组成和结构特点。2.掌握烷烃的化学性质，能够举例说明烷烃与氧气、卤素单质的反应。3.认识取代反应的特点和规律。

一、烷烃结构及物理性质

1．烷烃的组成和结构特点

烷烃Error!

2．烷烃的物理性质

 

(1)分子式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃(　　)

(2)丙烷分子中所有碳原子在一条直线上(　　)

(3)标准状况下，11.2 L己烷所含共价键的数目为9.5NA(　　)

(4)戊烷的三种同分异构体中，沸点最低的是新戊烷(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

1．下列关于烷烃的叙述正确的是(　　)

A．烷烃分子中碳原子不可能在同一平面上

B．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键

C．任何烷烃分子中，碳、氢原子个数之比都是相同的

D．CH4和CH3CH(CH3)CH2CH3互为同系物

答案　BD

解析　烷烃中乙烷的2个碳原子可以在同一直线上，除此之外，多碳烷烃主链是折线形，碳原子可能在同一平面上，故A错误；烷烃属于饱和烃，分子中所有的化学键都为单键，故B正确；烷烃的通式为CnH2n＋2，碳、氢原子个数之比为n∶(2n＋2)，碳原子数不同时，碳、氢原子个数之比不同，故C错误。

2．在1.013×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如表所示。据表分析，下列选项正确的是(　　)

 

A.在标准状况下，新戊烷是气体

B．在1.013×105 Pa、20 ℃时，C5H12都是液体

C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低

D．C5H12随着支链数的增加，沸点降低

答案　D

解析　新戊烷的沸点是9.5 ℃，标准状况下是液体，在1.013×105 Pa、20 ℃时是气体，A、B项错误；由表中数据可知，随碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，C项错误；由表中数据可知，C5H12的3种同分异构体中，随着支链数的增加，沸点逐渐降低，D项正确。

3．(2022·云南罗平二中高二阶段检测)下列4种烷烃的沸点由高到低的顺序是(　　)

①2,5-二甲基己烷　②正辛烷　③2,3,4-三甲基戊烷　④2,2,3,3-四甲基丁烷

A．②>③>①>④   B．③>①>②>④

C．②>③>④>①   D．②>①>③>④

答案　D

解析　①②③④的分子中碳原子数相同，其支链数：②<①<③<④，所以沸点：②>①>③>④。

二、烷烃的化学性质

1．甲烷

甲烷的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧(可燃性)和能在光照下与氯气发生取代反应。

2．烷烃

(1)稳定性

因为烷烃分子中碳氢键和碳碳单键的牢固程度较高，所以常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂和还原剂等都不发生反应。

(2)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。

注意：a.烷烃的取代反应是在光照条件下与纯净的卤素单质的反应。b.连续反应：反应过程不会停留在某一步，所以产物较为复杂，不适合制备物质。c.定量关系：1 mol卤素单质只能取代1 mol H，同时生成1 mol HX。

(3)氧化反应(与氧气反应)

烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和H2O，同时放出大量的热。燃烧的通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。

质量相同的烃，碳元素的质量分数越低，完全燃烧时放出的热量越多。因此人们倾向于选用烷烃尤其是相对分子质量小的烷烃做燃料。

(1)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色(　　)

(2)烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去(　　)

(3)质量相同的烃，氢元素的质量分数越高，完全燃烧时放出的热量越多(　　)

(4)光照条件下，1 mol Cl2与2 mol CH4充分反应后可得到1 mol CH3Cl(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×

1．1 mol丙烷与氯气发生取代反应，最多能消耗Cl2的物质的量为(　　)

A．4 mol  B．8 mol  C．10 mol  D．2 mol

答案　B

解析　1 mol丙烷与Cl2发生完全取代反应生成C3Cl8，此时消耗氯气最多，即丙烷与氯气按物质的量之比1∶8反应，故1 mol丙烷最多消耗Cl2的物质的量是8 mol。