第7章 第1节 第3课时 烷烃的性质-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一化学必修第二册教师用书（人教版2019）

第3课时　烷烃的性质 [核心素养发展目标]　1.了解烷烃的主要物理性质和化学性质，培养变化观念与平衡思想的素养。2.熟练掌握甲烷的主要性质，提高证据推理与模型认知能力。3.认识取代反应的概念及特点，培养微观探析及变化观念。 一、烷烃的物理性质及可燃性 1.烷烃的物理性质 相似性 递变性(随分子中碳原子数的增加) 熔、沸点 较低 逐渐升高 密度 比水小 逐渐增大 状态 气态→液态→固态，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态) 溶解性 难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂 2.烷烃的化学性质 (1)通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。但物质的稳定性是相对的，在特定条件下，烷烃也会发生某些反应。 (2)烷烃的氧化反应(燃烧) 烷烃在空气中完全燃烧生成CO2和H2O，写出CH4、C3H8燃烧的化学方程式： CH4+2O2CO2+2H2O； C3H8+5O23CO2+4H2O。 思考　标准状况下，0.1 mol某链状烷烃完全燃烧生成11.2 L CO2。 (1)写出该链状烷烃的分子式：　　　　。  (2)写出该链状烷烃燃烧的化学方程式：　　　 　　　　。  (3)该链状烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(—CH3)的结构简式：　　　　。  答案　(1)C5H12　(2)C5H12+8O25CO2+6H2O　(3) 解析　(1)n(CO2)==0.5 mol，则1 mol该链状烷烃含有5 mol C原子，该烷烃为C5H12。(3)C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、、三种，其中分子中含有4个甲基的为。 (3)烷烃的分解反应 烷烃在较高温度下会发生分解，常用于石油化工和天然气化工生产中。 1.判断正误 (1)常温常压下，CH4、C2H6和C3H8为气体，C4H10、C6H14呈液态(　　) (2)在通常条件下，烷烃和硫酸、氢氧化钠不反应，和酸性KMnO4溶液也不反应(　　) (3)在做甲烷、乙烷燃烧实验前，气体一定要验纯(　　) (4)使用天然气(主要成分为CH4)的燃气灶，改用液化石油气(主要成分为C4H10)，应增大进气量或减小进风量(　　) (5)烷烃都能燃烧，且完全燃烧的产物一定是CO2和H2O(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√ 2.几种烷烃的沸点如下： 烷烃 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷 沸点/℃ -164 -89 -0.5 36 根据以上数据推断丙烷的沸点可能是(　　) A.-40 ℃ B.-162 ℃ C.-89 ℃ D.36 ℃ 答案　A 解析　随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。 3.(2024·安徽铜陵高一期中)有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20 g·L-1，则关于此混合物组成的说法正确的是(　　) A.一定有甲烷 B.一定有乙烷 C.不可能是甲烷和乙烷的混合物 D.可能是乙烷和丙烷的混合物 答案　A 解析　两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20 g·L-1，平均摩尔质量为1.20 g·L-1×22.4 L·mol-1≈27 g·mol-1。两种气态烷烃的平均相对分子质量为27，只有甲烷的相对分子质量小于27，所以混合物中一定含有甲烷，不一定含有乙烷，可能是甲烷和乙烷的混合物，A正确，B、C错误；乙烷的相对分子质量为30，丙烷的相对分子质量为44， 根据平均值法，不可能是乙烷和丙烷的混合物，D错误。 二、烷烃的典型性质——取代反应 1.烷烃的取代反应实验探究(以CH4与Cl2的反应为例) 实验操作 实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升，水槽中有固体析出； B装置：无现象 实验结论 CH4与Cl2需在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为 CH4+Cl2CH3Cl(一氯甲烷)+HCl； CH3Cl+Cl2CH2Cl2(二氯甲烷)+HCl； CH2Cl2+Cl2CHCl3(三氯甲烷或氯仿)+HCl； CHCl3+Cl2CCl4(四氯甲烷或四氯化碳)+HCl 有机产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水。 状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 2.取代反应 概念：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。 思考　若1 mol甲烷和Cl2发生取代反应，生成相同物质的量的4种有机物，则需要Cl2的物质的量是多少？ 提示 　CH4和Cl2发生取代反应生成4种取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据碳原子守恒，4种取代产物的物质的量分别为0.25 mol，根据取代反应特点，CH4分子中1个氢原子被取代时消耗1个Cl2分子，则需要Cl2的物质的量等于被取代的氢原子的物质的量，即：0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol。 烷烃取代反应特点(以CH4与Cl2的反应为例) (1)反应条件 光照条件下与纯卤素单质反应。 (2)连锁反应 甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。因此制取一氯代物，一般不采用取代反应。 (3)数量关系 CH4与Cl2发生取代反应时，每有1 mol H被取代，则消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl；1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4 mol Cl2。 3.有机物的性质 (1)物理性质：与无机物相比，大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 (2)化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生(有机化学方程式常用“―→”连接反应物和生成物)，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。 1.判断正误 (1)乙烷、丁烷等烷烃和氯水也可以发生取代反应(　　) (2)CH4和Cl2按体积比1∶1混合，发生取代反应生成的产物只有两种(　　) (3)CH4和Cl2发生取代反应时，每生成1 mol HCl，则有1 mol Cl2参加反应(　　) (4)CH4分子为正四面体结构，因此其生成物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4都为正四面体结构(　　) (5)CH4和Cl2发生取代反应的产物中，CH3Cl的含量最多(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 2.下列反应属于取代反应的是　　　　(填序号)。  ①CH4C+2H2 ②CuSO4+Fe===FeSO4+Cu ③CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl ④2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2 ⑤CH3OH+HClCH3Cl+H2O ⑥CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr ⑦CH4+2O2CO2+2H2O 答案 　③⑤⑥ 解析 　①为CH4在高温下的分解反应；②和④为无机反应中的置换反应，也为氧化还原反应；⑦为CH4的燃烧，属于氧化反应，③⑤⑥属于有机反应中的取代反应。 3.(2024·广东江门高一段考)取一支硬质大试管，通过排饱和NaCl溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是(　　) A.为加快化学反应速率，应在强烈日光直接照射下完成 B.甲烷和Cl2反应后试管内壁出现了油状液滴，是因为该反应生成了氯化氢 C.CH4和Cl2的反应属于取代反应 D.该反应结束后，液面上升，液体充满试管 答案　C 解析　CH4与Cl2发生取代反应，应在漫射光的照射下发生，若用强烈日光直接照射，易发生爆炸，A错误；该反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水且呈液态，故试管内壁出现了油状液滴，B错误；由于CH3Cl不溶于水，所以液体不能充满试管，D错误。 1.下列关于烷烃性质的叙述正确的是(　　) A.烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低 B.烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化 C.在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应 D.烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 答案　D 解析　烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A项错误；烷烃通常情况下性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，B项错误；在光照条件下，烷烃只能与纯净的卤素单质发生取代反应，不与溴水反应，C项错误；由于卤素原子取代烷烃分子中氢原子的位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，D项正确。 2.(2024·成都高一检测)成都大运会“蓉火”火炬采用清洁燃料——生物质丙烷。下列有关丙烷的说法错误的是(　　) A.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3 B.丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应 C.等物质的量的丙烷和甲烷完全燃烧，丙烷的耗氧量更多 D.丙烷燃烧时将化学能完全转化为热能 答案　D 解析　丙烷燃烧时将化学能转化为光能和热能，故选D。 3.(2024·辽宁抚顺高一期中)异辛烷在内燃机的汽缸里燃烧时抗震性较好，是优良的发动机燃料，异辛烷的球棍模型如图所示。下列说法正确的是(　　) A.异辛烷的分子式为C7H16 B.异辛烷中所有的碳原子共平面 C.异辛烷与环己烷()互为同系物 D.异辛烷可以发生取代反应和氧化反应 答案　D 解析　异辛烷的分子式为C8H18，A错误；异辛烷中的碳原子都是饱和碳原子，所有的碳原子不可能共平面，B错误；异辛烷与环己烷()结构不相似，不互为同系物，C错误。 4.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4，同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，将针管放在光亮处片刻后，观察现象。 (1)下列是某同学预测的实验现象： ①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。 其中正确的是　　　　(填序号)。  (2)甲管中发生的化学反应类型为　　　　　。  (3)反应后，甲管中主要剩余气体最好用下列试剂中的　　　　(填字母)吸收。  A.水 B.氢氧化钠溶液 C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水 (4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到　　　　　　　　　　　　，若再向其中滴入几滴紫色石蕊溶液，又观察到　　　　。  答案　(1)②③　(2)取代反应　(3)B　(4)液体分为两层，产生白色沉淀　溶液变红色 解析　在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl，CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2CCl4+HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴紫色石蕊溶液，溶液变红色。 课时对点练　[分值：100分] (选择题1~8题，每小题6分，9~12题，每小题8分，共80分) 题组一　烷烃的性质 1.下列有关烷烃性质的叙述不正确的是(　　) A.常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应 B.烷烃都具有还原性，能被氧气氧化 C.烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水 D.烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色 答案 　D 解析 　烷烃为碳、氢元素组成的化合物，原子间均以单键结合，属于饱和烃，性质稳定，常温下与酸、碱、强氧化剂不反应，A正确、D错误；烷烃都能在氧气中燃烧，表现出还原性，B正确；烷烃为碳、氢元素组成的化合物，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，C正确。 2.(2024·江西上饶高一期中)下列关于烷烃的结构及性质的说法错误的是(　　) A.烷烃均难溶于水，相对密度均小于1 B.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 C.物质的沸点：正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷 D.甲烷分子中的4个共价键的长度相同，相互之间的夹角相等，所以甲烷的空间结构为正四面体 答案　B 解析　烷烃可以燃烧，能发生氧化反应，故选B。 3.分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点的数据如下表所示： 烷烃名称 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 沸点/℃ -89 -42 -0.5 36 下列判断错误的是(　　) A.正庚烷在常温、常压下肯定不是气体 B.碳原子数大于4的烷烃在常温下一定为液体 C.一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高 D.一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃的密度逐渐增大 答案　B 解析　根据表格中数据可知，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高，由于正庚烷分子中的碳原子数大于正戊烷分子中的碳原子数，所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体，A项正确；一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高，密度逐渐增大，C、D项正确；新戊烷在常温下为气体，B项错误。 4.(2023·江西抚州南城二中高一月考)在常温常压下，甲烷和一定量氧气的混合气体88 mL，点燃爆炸后，恢复到原来状况，剩余气体为56 mL。原混合气体中甲烷的体积可能为(　　) A.14 mL　B.16 mL　C.58 mL　D.66 mL 答案　B 解析　甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，水在常温下为液体，当有1体积甲烷完全燃烧时，气体体积减小2体积，则V(CH4)==16 mL。 5.已知有一种烃的结构类似自行车，简称“自行车烃”，如图所示，下列关于它的性质叙述正确的是(　　) A.易溶于水 B.可以发生取代反应 C.其密度大于水的密度 D.与环己烷互为同系物 答案 　B 解析 　烷烃都难溶于水，密度比水小，可以发生取代反应，A、C错误，B正确；“自行车烃”与环己烷二者结构不同，不满足分子式相差n个CH2原子团的要求，所以和环己烷不互为同系物，D错误。 题组二　取代反应的理解及判断 6.(2024·河北保定高一期中)某化学兴趣小组在阴暗的地方用如图所示装置探究CH4与Cl2的反应，灯泡接通电源后，开始实验。下列说法错误的是(　　) A.软管内会发生取代反应，生成物可能有5种 B.透明软管内气体颜色会逐渐变浅，透明软管的体积会缩小直至完全凹瘪 C.软管内会有油状液滴产生 D.充分反应后，打开K1，导管口可能会有白雾出现 答案　B 解析　透明软管内氯气消耗，气体颜色会逐渐变浅，透明软管的体积会缩小，但由于有氯化氢和一氯甲烷两种气体生成，所以不会完全凹瘪，故选B。 7.(2024·苏州高一段考)已知最简单的有机物E和直线形分子G在光照条件下反应，生成分子L和直线形分子M(组成G分子的元素为第三周期的元素)，如下图。则下列判断错误的是(　　) A.常温常压下，E是一种无色无味的气体 B.生成的L是正四面体形的分子 C.在光照条件下L能与G继续发生与上述类似的反应 D.上述反应类型是取代反应 答案　B 解析　组成G分子的元素为第三周期的元素，根据其空间结构知，为氯气，E为甲烷，甲烷和氯气发生取代反应生成L(一氯甲烷)和M(HCl)。 8.(2024·山东德州高一段考)将2 mol甲烷和适量的Cl2混合后在光照条件下充分反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量依次增多0.2 mol，则参加反应Cl2的物质的量为(　　) A.1.5 mol B.3 mol C.4.5 mol D.6 mol 答案　D 解析　设生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物的物质的量分别是n mol、(n+0.2) mol、(n+0.4) mol、(n+0.6) mol；参加反应的CH4为2 mol，由C原子守恒可知：n+(n+0.2)+(n+0.4)+(n+0.6)=2，解得n=0.2，已知Cl2和CH4发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，则消耗氯气的物质的量为0.2 mol+2×0.4 mol+3×0.6 mol+4×0.8 mol=6 mol，故选D。 9.(2023·南昌二中高一月考)有以下5种物质：①CH3(CH2)3CH3；②CH3CH2CH2CH2CH2CH3；③(CH3)2CHCH2CH2CH3；④CH3CH2CH2CH3；⑤(CH3)2CHCH3。下列说法正确的是(　　) A.沸点高低：②>①>③>④>⑤ B.③的一溴代物有5种(不考虑立体异构) C.①③④⑤互为同系物 D.①②③互为同分异构体 答案　B 解析　一般来说，烷烃分子中的碳原子数越多，沸点越高，碳原子数相同时，支链越多，沸点越低，故其沸点从高到低为②>③>①>④>⑤，A错误；(CH3)2CHCH2CH2CH3有5种氢原子，故其一溴代物有5种，B正确；④⑤的分子式均为C4H10，二者互为同分异构体，C错误；①的分子式为C5H12，②③的分子式为C6H14，故②③互为同分异构体，①和②③互为同系物，D错误。 10.(2024·武汉高一期中)在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如下表。据表分析，下列选项正确的是(　　) 烷烃 沸点/℃ 烷烃 沸点/℃ 正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5 异戊烷(CH3)2CHCH2CH3 27.8 异丁烷(CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5 正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷CH3(CH2)4CH3 b A.上表六种物质互为同系物 B.a>-0.5 C.在标准状况下，22.4 L新戊烷中含共价键16 mol D.b>36.0 答案　D 解析　正丁烷和异丁烷互为同分异构体，正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体，A错误；根据表中数据，正戊烷、异戊烷、新戊烷沸点逐渐降低，推测正丁烷、异丁烷沸点应该也呈降低趋势，故a<-0.5，B错误；新戊烷沸点为9.5 ℃，在标准状况下是液态，22.4 L新戊烷的物质的量不是1 mol，含共价键不是16 mol，C错误；根据表中数据，正戊烷沸点高于正丁烷，推测正己烷的沸点高于正戊烷，故b>36.0，D正确。 11.(2024·安徽芜湖高一段考)科学家研究发现，高度对称的有机分子具有致密性高、稳定性强、张力能大等特点。饱和烃中有一系列高度对称结构的烃，如(正四面体烷C4H4)、(棱晶烷C6H6)、(立方烷C8H8)，下列有关说法正确的是(　　) A.上述三种物质互为同系物 B.上述三种物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.棱晶烷与立方烷中碳原子均为饱和碳原子，其二氯代物的数目不同 D.棱晶烷与立方烷在光照条件下均可与氯气发生取代反应 答案　D 解析　三种物质的结构不同且不相差n个CH2，三种物质不互为同系物，A错误；将棱晶烷的一个顶点固定，该碳上的氢原子被氯原子取代，则与该碳共面的另一个点、竖棱上的共线点以及对角线上的点上的氢原子被氯原子代替时均不同，所以该烃的二氯取代物有3种；立方烷的二氯代物的同分异构体分别是一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替，所以二氯代物的同分异构体有3种，C错误。 12.(2024·南昌高一期中)一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列说法不正确的是(　　) A.X的分子式为C4H10 B.X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3 C.将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色 D.X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物(不考虑立体异构) 答案　C 解析　17.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol，据此可得C原子与H原子的个数之比为0.4 mol∶1 mol=4∶10，故链状烷烃X的分子式为C4H10，A项正确；C4H10有两种结构，B项正确；烷烃不与酸性KMnO4溶液反应，故溶液不褪色，C项错误；正丁烷和异丁烷分子中都有2种氢原子，故无论是哪种结构与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物，D项正确。 13.(10分)烷烃可以发生取代反应。向下图的B中通入一定量的氯气和甲烷气体，混合均匀后通入C中硬质玻璃管中，夹紧C两端弹簧夹，用漫射光照射硬质玻璃管。 (1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是　　　　。  (2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式：　　　　。  (3)一段时间后，装置C中玻璃管内的实验现象：　　　　　　　　　　、　　　　　　　。  (4)将1 mol甲烷和适量的 Cl2混合后光照，充分反应后生成的 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量之比为 1∶ 2∶ 3∶ 4，则参加反应的 Cl2的物质的量为　　　　mol。  答案　(1)除去其中的氯化氢气体　(2)CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl　(3)玻璃管内壁上出现油状液滴　气体的黄绿色变浅　(4)3 解析　(3)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，实验中可观察到玻璃管内的实验现象有气体的黄绿色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。 (4)设充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量分别是x mol、2x mol、3x mol、4x mol，根据碳原子守恒，x mol+2x mol+3x mol+4x mol=1 mol，解得x=0.1，则消耗氯气的物质的量为0.1 mol+2×0.2 mol+3×0.3 mol+4×0.4 mol=3 mol。 14.(10分)(2024·江苏无锡高一段考)烃是一类重要有机化合物，回答下列有关问题。 (1)1 mol某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为9.5 mol，其分子式为　　　　，若其结构中含有4个—CH3，其结构简式为　　　　。  (2)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl，则C4H9Cl的结构有　　　　种(不包括立体异构)。  (3)烷烃可以发生氧化反应。将某烷烃X在足量氧气中充分燃烧产生的气体全部通入如图所示装置，得到如下表所示实验数据(已知U形管a中干燥剂只吸收水蒸气且产生的气体在相应装置中均被完全吸收)。 实验前 实验后 实验前、实验后(干燥剂+U形管a)的质量 29.0 g 30.8 g 实验前、实验后(碱石灰+U形管b)的质量 67.8 g 71.1 g ①烷烃X的分子式为　　　　。  ②为确保测量的准确性，需要在U形管b后再连接一个盛有碱石灰的干燥管，目的是　　　　　　　　。  答案　(1)C6H14　 (CH3)2CHCH(CH3)2、　(2)4 (3) ① C3H8　②防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入U形管b，干扰实验测定 解析　(1)烷烃的通式为CnH2n+2，完全燃烧生成CO2和H2O，所以=9.5，解得n=6，因此其分子式为C6H14；若其结构中含有4个—CH3，其结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2、。 (2)C4H9—有4种结构，则C4H10的一氯代物C4H9Cl的可能结构有4种。 (3)①根据题意可知水的物质的量为=0.1 mol，二氧化碳的物质的量为=0.075 mol，可知烷烃X中n(C) ∶n(H)=0.075∶0.2=3∶8，根据烷烃通式，该烷烃的分子式为C3H8。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3课时 第七章　第一节 <<< 烷烃的性质 核心素养 发展目标 1.了解烷烃的主要物理性质和化学性质，培养变化观念与平衡思想的素养。 2.熟练掌握甲烷的主要性质，提高证据推理与模型认知能力。 3.认识取代反应的概念及特点，培养微观探析及变化观念。 2 内容索引 一、烷烃的物理性质及可燃性 二、烷烃的典型性质——取代反应 课时对点练 随堂演练　知识落实 3 烷烃的物理性质及可燃性 > < 一 1.烷烃的物理性质 一、烷烃的物理性质及可燃性   相似性 递变性(随分子中碳原子数的增加) 熔、沸点 较低 逐渐_____ 密度 比水____ 逐渐_____ 状态 气态→液态→固态，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态) 溶解性 难溶于 ，易溶于汽油等_________ 小 升高 增大 水 有机溶剂 2.烷烃的化学性质 (1)通常情况下，烷烃比较稳定，与 、 或高锰酸钾等__________不发生反应。但物质的稳定性是相对的，在特定条件下，烷烃也会发生某些反应。 强酸 强碱 强氧化剂 (2)烷烃的氧化反应(燃烧) 烷烃在空气中完全燃烧生成CO2和H2O，写出CH4、C3H8燃烧的化学方程式： ； 。 CH4+2O2 CO2+2H2O C3H8+5O2 3CO2+4H2O 标准状况下，0.1 mol某链状烷烃完全燃烧生成11.2 L CO2。 (1)写出该链状烷烃的分子式：　　　　。  思考 C5H12 n(CO2)==0.5 mol，则1 mol该链状烷烃含有5 mol C原子，该烷烃为C5H12。 (2)写出该链状烷烃燃烧的化学方程式：　 　　　　　　。 思考 C5H12+8O2 5CO2+6H2O (3)该链状烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(—CH3) 的结构简式：　 　　　。  思考 C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、 、 三种，其中分子中含有4个甲基的为 。 (3)烷烃的分解反应 烷烃在 下会发生分解，常用于石油化工和天然气化工生产中。 较高温度 1.判断正误 (1)常温常压下，CH4、C2H6和C3H8为气体，C4H10、C6H14呈液态 (2)在通常条件下，烷烃和硫酸、氢氧化钠不反应，和酸性KMnO4溶液也不反应 (3)在做甲烷、乙烷燃烧实验前，气体一定要验纯 (4)使用天然气(主要成分为CH4)的燃气灶，改用液化石油气(主要成分为C4H10)，应增大进气量或减小进风量 (5)烷烃都能燃烧，且完全燃烧的产物一定是CO2和H2O 应用体验 × √ √ × √ 2.几种烷烃的沸点如下： 应用体验 烷烃 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷 沸点/℃ -164 -89 -0.5 36 根据以上数据推断丙烷的沸点可能是 A.-40 ℃ B.-162 ℃ C.-89 ℃ D.36 ℃ √ 应用体验 随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。 烷烃 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷 沸点/℃ -164 -89 -0.5 36 3.(2024·安徽铜陵高一期中)有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20 g·L-1，则关于此混合物组成的说法正确的是 A.一定有甲烷 B.一定有乙烷 C.不可能是甲烷和乙烷的混合物 D.可能是乙烷和丙烷的混合物 应用体验 √ 应用体验 两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20 g·L-1，平均摩尔质量为1.20 g·L-1×22.4 L·mol-1≈27 g·mol-1。两种气态烷烃的平均相对分子质量为27，只有甲烷的相对分子质量小于27，所以混合物中一定含有甲烷，不一定含有乙烷，可能是甲烷和乙烷的混合物，A正确，B、C错误； 乙烷的相对分子质量为30，丙烷的相对分子质量为44， 根据平均值法，不可能是乙烷和丙烷的混合物，D错误。 返回 > < 二 烷烃的典型性质——取代反应 1.烷烃的取代反应实验探究(以CH4与Cl2的反应为例) 二、烷烃的典型性质——取代反应 实验操作   实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐 ；试管内壁有 出现，试管中有 ，且试管内液面 ，水槽中有固体析出； B装置：________ 变浅 油状液滴 少量白雾 上升 无现象 实验结论 CH4与Cl2需在 条件下发生化学反应，有关化学方程式为 CH4+Cl2 ； CH3Cl+Cl2 ； CH2Cl2+Cl2 ； CHCl3+Cl2 _____________________________ 光照 CH3Cl(一氯甲烷)+HCl CH2Cl2(二氯甲烷)+HCl CHCl3(三氯甲烷或氯仿)+HCl CCl4(四氯甲烷或四氯化碳)+HCl 有机产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均 溶于水。 状态：常温下除 是气体，其余三种均为液体 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 不 CH3Cl 2.取代反应 概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他 所替代的反应。 原子或原子团 若1 mol甲烷和Cl2发生取代反应，生成相同物质的量的4种有机物，则需要Cl2的物质的量是多少？ 思考 提示　CH4和Cl2发生取代反应生成4种取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据碳原子守恒，4种取代产物的物质的量分别为0.25 mol，根据取代反应特点，CH4分子中1个氢原子被取代时消耗1个Cl2分子，则需要Cl2的物质的量等于被取代的氢原子的物质的量，即：0.25 mol ×(1+2+3+4)=2.5 mol。 归纳总结 烷烃取代反应特点(以CH4与Cl2的反应为例) (1)反应条件 光照条件下与纯卤素单质反应。 (2)连锁反应 甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。因此制取一氯代物，一般不采用取代反应。 归纳总结 (3)数量关系 CH4与Cl2发生取代反应时，每有1 mol H被取代，则消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl；1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4 mol Cl2。 3.有机物的性质 (1)物理性质：与无机物相比，大多数有机物的熔点比较 ， 溶于水，____溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 (2)化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生(有机化学方程式常用“―→”连接反应物和生成物)，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。 低 难 易 1.判断正误 (1)乙烷、丁烷等烷烃和氯水也可以发生取代反应 (2)CH4和Cl2按体积比1∶1混合，发生取代反应生成的产物只有两种 (3)CH4和Cl2发生取代反应时，每生成1 mol HCl，则有1 mol Cl2参加反应 (4)CH4分子为正四面体结构，因此其生成物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4都为正四面体结构 (5)CH4和Cl2发生取代反应的产物中，CH3Cl的含量最多 应用体验 × × √ × × 2.下列反应属于取代反应的是　　　　(填序号)。 ①CH4 C+2H2 ②CuSO4+Fe===FeSO4+Cu ③CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl ④2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2 ⑤CH3OH+HCl CH3Cl+H2O ⑥CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr ⑦CH4+2O2 CO2+2H2O  应用体验 ③⑤⑥ ①为CH4在高温下的分解反应； ②和④为无机反应中的置换反应，也为氧化还原反应； ⑦为CH4的燃烧，属于氧化反应，③⑤⑥属于有机反应中的取代反应。 应用体验 3.(2024·广东江门高一段考)取一支硬质大试管，通过排饱和NaCl溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是 A.为加快化学反应速率，应在强烈日光直接照射下完成 B.甲烷和Cl2反应后试管内壁出现了油状液滴，是因为该 　反应生成了氯化氢 C.CH4和Cl2的反应属于取代反应 D.该反应结束后，液面上升，液体充满试管 应用体验 √ CH4与Cl2发生取代反应，应在漫射光的照射下发生， 若用强烈日光直接照射，易发生爆炸，A错误； 该反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水且呈液 态，故试管内壁出现了油状液滴，B错误； 由于CH3Cl不溶于水，所以液体不能充满试管，D错误。 应用体验 返回 随堂演练　知识落实 1 2 3 1.下列关于烷烃性质的叙述正确的是 A.烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低 B.烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化 C.在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应 D.烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 √ 4 1 2 3 烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A项错误； 烷烃通常情况下性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，B项错误； 在光照条件下，烷烃只能与纯净的卤素单质发生取代反应，不与溴水反应，C项错误； 由于卤素原子取代烷烃分子中氢原子的位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，D项正确。 4 2.(2024·成都高一检测)成都大运会“蓉火”火炬采用清洁燃料——生物质丙烷。下列有关丙烷的说法错误的是 A.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3 B.丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应 C.等物质的量的丙烷和甲烷完全燃烧，丙烷的耗氧量更多 D.丙烷燃烧时将化学能完全转化为热能 √ 1 2 3 4 丙烷燃烧时将化学能转化为光能和热能，故选D。 3.(2024·辽宁抚顺高一期中)异辛烷在内燃机的汽缸里燃烧时抗震性较好，是优良的发动机燃料，异辛烷的球棍模型如图所示。下列说法正确的是 A.异辛烷的分子式为C7H16 B.异辛烷中所有的碳原子共平面 C.异辛烷与环己烷(　　)互为同系物 D.异辛烷可以发生取代反应和氧化反应 1 2 3 √ 4 1 2 3 4 异辛烷的分子式为C8H18，A错误； 异辛烷中的碳原子都是饱和碳原子，所有的碳 原子不可能共平面，B错误； 异辛烷与环己烷( )结构不相似，不互为同系物，C错误。 4.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实 验装置。甲管中吸入10 mL CH4，同温同压下乙管 中吸入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，将针管放在光亮处片刻后，观察现象。 (1)下列是某同学预测的实验现象： ①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。 其中正确的是　　　(填序号)。  1 2 3 4 ②③ 1 2 3 4 在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl， CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。 (2)甲管中发生的化学反应类型为　　　　　。  1 2 3 4 取代反应 甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子取代，故甲管中发生的是取代反应。 (3)反应后，甲管中主要剩余气体最好用下列试剂中的　 (填字母)吸收。 A.水 B.氢氧化钠溶液 C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水 1 2 3 4 B 剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。 (4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3 溶液的小试管中会观察到______________________ 　 ，若再向其中滴入几滴紫色石蕊溶液，又观察到　 　　　。  1 2 3 4 生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴紫色石蕊溶液，溶液变红色。 液体分为两层，产生白 色沉淀 溶液变红色 返回 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B B B B B B D 题号 9 10 11 12 答案 B D D C 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)除去其中的氯化氢气体　 (2)CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl　 (3)玻璃管内壁上出现油状液滴　气体的黄绿色变浅　 (4)3 13. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)C6H14　(CH3)2CHCH(CH3)2、 (2)4　 (3)①C3H8　②防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入U形管b，干扰实验测定 14. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题组一　烷烃的性质 1.下列有关烷烃性质的叙述不正确的是 A.常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应 B.烷烃都具有还原性，能被氧气氧化 C.烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水 D.烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 烷烃为碳、氢元素组成的化合物，原子间均以单键结合，属于饱和烃，性质稳定，常温下与酸、碱、强氧化剂不反应，A正确、D错误； 烷烃都能在氧气中燃烧，表现出还原性，B正确； 烷烃为碳、氢元素组成的化合物，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，C正确。 答案 对点训练 2.(2024·江西上饶高一期中)下列关于烷烃的结构及性质的说法错误的是 A.烷烃均难溶于水，相对密度均小于1 B.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 C.物质的沸点：正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷 D.甲烷分子中的4个共价键的长度相同，相互之间的夹角相等，所以甲 烷的空间结构为正四面体 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 烷烃可以燃烧，能发生氧化反应，故选B。 答案 对点训练 3.分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点的数据如下表所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 下列判断错误的是 A.正庚烷在常温、常压下肯定不是气体 B.碳原子数大于4的烷烃在常温下一定为液体 C.一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高 D.一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃的密度逐渐增大 √ 烷烃名称 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 沸点/℃ -89 -42 -0.5 36 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 根据表格中数据可知，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高，由于正庚烷分子中的碳原子数大于正戊烷分子中的碳原子数，所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体，A项正确； 一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高，密度逐渐增大，C、D项正确； 新戊烷在常温下为气体，B项错误。 烷烃名称 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 沸点/℃ -89 -42 -0.5 36 答案 对点训练 4.(2023·江西抚州南城二中高一月考)在常温常压下，甲烷和一定量氧气的混合气体88 mL，点燃爆炸后，恢复到原来状况，剩余气体为56 mL。原混合气体中甲烷的体积可能为 A.14 mL　　　B.16 mL　　　C.58 mL　　　D.66 mL √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2　　　CO2+2H2O，水在常温下为液体，当有1体积甲烷完全燃烧时，气体体积减小2体积，则V(CH4) ==16 mL。 答案 对点训练 5.已知有一种烃的结构类似自行车，简称“自行车烃”，如图所示，下列关于它的性质叙述正确的是 A.易溶于水 B.可以发生取代反应 C.其密度大于水的密度 D.与环己烷互为同系物 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 烷烃都难溶于水，密度比水小，可以发生取代反应， A、C错误，B正确； “自行车烃”与环己烷二者结构不同，不满足分子 式相差n个CH2原子团的要求，所以和环己烷不互为同系物，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 题组二　取代反应的理解及判断 6.(2024·河北保定高一期中)某化学兴趣小组在阴暗的地方用如图所示装置探究CH4与Cl2的反应，灯泡接通电源后，开始实验。下列说法错误的是 A.软管内会发生取代反应，生成物可能有5种 B.透明软管内气体颜色会逐渐变浅，透明软管 　的体积会缩小直至完全凹瘪 C.软管内会有油状液滴产生 D.充分反应后，打开K1，导管口可能会有白雾出现 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 透明软管内氯气消耗，气体颜色会逐渐变浅，透明软管的体积会缩小，但由于有氯化氢和一氯甲烷两种气体生成，所以不会完全凹瘪，故选B。 答案 对点训练 7.(2024·苏州高一段考)已知最简单的有机物E和直线形分子G在光照条件下反应，生成分子L和直线形分子M(组成G分子的元素为第三周期的元素)，如下图。则下列判断错误的是 A.常温常压下，E是一种无色无味的 　气体 B.生成的L是正四面体形的分子 C.在光照条件下L能与G继续发生与上述类似的反应 D.上述反应类型是取代反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 组成G分子的元素为第三周期的元素，根据其空间结构知，为氯气，E为甲烷，甲烷和氯气发生取代反应生成L(一氯甲烷)和M(HCl)。 答案 对点训练 8.(2024·山东德州高一段考)将2 mol甲烷和适量的Cl2混合后在光照条件下充分反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量依次增多　　0.2 mol，则参加反应Cl2的物质的量为 A.1.5 mol B.3 mol C.4.5 mol D.6 mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 对点训练 设生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物的物质的量分别是n mol、(n+0.2) mol、(n+0.4) mol、(n+0.6) mol；参加反应的CH4为2 mol，由C原子守恒可知：n+(n+0.2)+(n+0.4)+(n+0.6)=2，解得n=0.2，已知Cl2和CH4发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，则消耗氯气的物质的量为0.2 mol+2×0.4 mol+3×0.6 mol+4×0.8 mol=6 mol，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 9.(2023·南昌二中高一月考)有以下5种物质：①CH3(CH2)3CH3；②CH3CH2CH2CH2CH2CH3；③(CH3)2CHCH2CH2CH3；④CH3CH2CH2CH3；⑤(CH3)2CHCH3。下列说法正确的是 A.沸点高低：②>①>③>④>⑤ B.③的一溴代物有5种(不考虑立体异构) C.①③④⑤互为同系物 D.①②③互为同分异构体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一般来说，烷烃分子中的碳原子数越多，沸点越高，碳原子数相同时，支链越多，沸点越低，故其沸点从高到低为②>③>①>④>⑤，A错误； (CH3)2CHCH2CH2CH3有5种氢原子，故其一溴代物有5种，B正确； ④⑤的分子式均为C4H10，二者互为同分异构体，C错误； ①的分子式为C5H12，②③的分子式为C6H14，故②③互为同分异构体，①和②③互为同系物，D错误。 答案 综合强化 10.(2024·武汉高一期中)在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如下表。据表分析，下列选项正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 烷烃 沸点/℃   烷烃 沸点/℃ 正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5 异戊烷(CH3)2CHCH2CH3 27.8 异丁烷(CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5 正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷CH3(CH2)4CH3 b 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 烷烃 沸点/℃   烷烃 沸点/℃ 正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5 异戊烷(CH3)2CHCH2CH3 27.8 异丁烷(CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5 正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷CH3(CH2)4CH3 b A.上表六种物质互为同系物 B.a>-0.5 C.在标准状况下，22.4 L新戊烷中含共价键16 mol D.b>36.0 √ 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 正丁烷和异丁烷互为同分异构体，正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体，A错误； 根据表中数据，正戊烷、异戊烷、新戊烷沸点逐渐降低，推测正丁烷、异丁烷沸点应该也呈降低趋势，故a<-0.5，B错误； 烷烃 沸点/℃   烷烃 沸点/℃ 正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5 异戊烷(CH3)2CHCH2CH3 27.8 异丁烷(CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5 正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷CH3(CH2)4CH3 b 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 新戊烷沸点为9.5 ℃，在标准状况下是液态，22.4 L新戊烷的物质的量不是1 mol，含共价键不是16 mol，C错误； 根据表中数据，正戊烷沸点高于正丁烷，推测正己烷的沸点高于正戊烷，故b>36.0，D正确。 烷烃 沸点/℃   烷烃 沸点/℃ 正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5 异戊烷(CH3)2CHCH2CH3 27.8 异丁烷(CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5 正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷CH3(CH2)4CH3 b 答案 综合强化 11.(2024·安徽芜湖高一段考)科学家研究发现，高度对称的有机分子具有致密性高、稳定性强、张力能大等特点。饱和烃中有一系列高度对称结构的烃， 如　　　(正四面体烷C4H4)、　　 (棱晶烷C6H6)、 (立方烷C8H8)，下列有关说法正确的是 A.上述三种物质互为同系物 B.上述三种物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.棱晶烷与立方烷中碳原子均为饱和碳原子，其二氯代物的数目不同 D.棱晶烷与立方烷在光照条件下均可与氯气发生取代反应 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 三种物质的结构不同且不相差n个CH2，三种物质不互为同系物，A错误； 将棱晶烷的一个顶点固定，该碳上的氢原子被氯原子取代，则与该碳共面的另一个点、竖棱上的共线点以及对角线上的点上的氢原子被氯原子代替时均不同，所以该烃的二氯取代物有3种；立方烷的二氯代物的同分异构体分别是一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替，所以二氯代物的同分异构体有3种，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.(2024·南昌高一期中)一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列说法不正确的是 A.X的分子式为C4H10 B.X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3 C.将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色 D.X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物(不考虑立 　体异构) √ 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 17.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol，据此可得C原子与H原子的个数之比为0.4 mol∶1 mol=4∶10，故链状烷烃X的分子式为C4H10，A项正确； C4H10有两种结构，B项正确； 烷烃不与酸性KMnO4溶液反应，故溶液不褪色，C项错误； 正丁烷和异丁烷分子中都有2种氢原子，故无论是哪种结构与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物，D项正确。 答案 综合强化 13.烷烃可以发生取代反应。向图中的B中通入一定量的氯气和甲烷气体，混合均匀后通入C中硬质玻璃管中，夹紧C两端弹簧夹，用漫射光照射硬质玻璃管。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是　　　 　。 (2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式：____________ 　　 　　。  除去其中的氯化氢气体 CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl 答案 综合强化 (3)一段时间后，装置C中玻璃管内的实验现象：　　 　　　　　　　　、 　　 　　　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 玻璃管内壁上出现油状液滴 气体的黄绿色变浅 甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，实验中可观察到玻璃管内的实验现象有气体的黄绿色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。 答案 综合强化 (4)将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量之比为1∶2∶3∶4，则参加反应的Cl2的物质的量为　　mol。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 答案 综合强化 设充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量分别是x mol、2x mol、3x mol、4x mol，根据碳原子守恒，x mol+2x mol+3x mol +4x mol=1 mol，解得x=0.1，则消耗氯气的物质的量为0.1 mol+2× 0.2 mol+3×0.3 mol+4×0.4 mol=3 mol。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 14.(2024·江苏无锡高一段考)烃是一类重要有机化合物，回答下列有关问题。 (1)1 mol某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为9.5 mol，其分子式为　 　，若其结构中含有4个—CH3，其结构简式为_________________　 ____________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 C6H14 (CH3)2CHCH(CH3)2、 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 烷烃的通式为CnH2n+2，完全燃烧生成CO2和H2O，所以=9.5，解得n=6，因此其分子式为C6H14；若其结构中含有4个—CH3，其结构简式 为(CH3)2CHCH(CH3)2、 。 答案 综合强化 (2)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl，则C4H9Cl的结构有　种(不包括立体异构)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 C4H9—有4种结构，则C4H10的一氯代物C4H9Cl的可能结构有4种。 答案 综合强化 (3)烷烃可以发生氧化反应。将某烷烃X在足量氧气 中充分燃烧产生的气体全部通入如图所示装置，得 到如下表所示实验数据(已知U形管a中干燥剂只吸收 水蒸气且产生的气体在相应装置中均被完全吸收)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14   实验前 实验后 实验前、实验后(干燥剂+U形管a)的质量 29.0 g 30.8 g 实验前、实验后(碱石灰+U形管b)的质量 67.8 g 71.1 g ①烷烃X的分子式为　　　。  C3H8 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 根据题意可知水的物质的量为=0.1 mol， 二氧化碳的物质的量为=0.075 mol，可 知烷烃X中n(C)∶n(H)=0.075∶0.2=3∶8，根据烷烃通式，该烷烃的分子式为C3H8。 答案 综合强化 ②为确保测量的准确性，需要在U形管b后再连接 一个盛有碱石灰的干燥管，目的是____________ 　 　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 防止空气中的 水蒸气和二氧化碳进入U形管b，干扰实验测定 返回 答案 综合强化 第七章　第一节 <<< 本课结束 $$