7.1.2 烷烃的性质-【固本强基】2024-2025学年高一化学同步精品讲与练（人教版2019必修第二册）

第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 第2课时 烷烃的性质 模块导航：[学习目标]→[思维导图]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练] →[能力提升训练] [学习目标]　 1.掌握甲烷的主要性质，提高“证据推理与模型认知”能力。 2.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”的核心素养。 3.认识取代反应的特点。 [思维导图] [核心知识梳理]　 一、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 溶解性 难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂 二、烷烃的化学性质 1.烷烃的稳定性 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。 2.烷烃的可燃性：烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成CO2和H2O。 CH4燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。 C3H8燃烧的化学方程式：C3H8＋5O23CO2＋4H2O。 链状烷烃燃烧通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 3.分解反应：烷烃在较高温度下会发生分解。，这个性质常用于石油化工和天然气化工中。写出在一定条件下C4H10分解的两种可能的化学方程式： C4H10CH4＋C3H6或C4H10C2H6＋C2H4 4．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 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)甲烷与氯气等卤素单质反应的注意事项 ①反应条件为光照，在室温或暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，以免引起爆炸。 ②甲烷与溴蒸气、碘蒸气等纯卤素单质也能发生类似反应，但不能与溴水、碘水发生反应。 ③甲烷与氯气的反应是一种连锁反应，不会停留在某一步，因此产物一般是五种物质的混合物。 ④数量关系 CH4与Cl2发生取代反应时，每1 mol H被取代，消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl，产物中HCl的物质的量最多。 (3)取代反应 (1)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。 (2)特点 ①烷烃的取代反应是一种连锁反应，不会停留在某一步，因此产物一般为混合物。 ②烷烃分子中1 mol氢原子被取代，消耗1mol卤素单质，同时生成1 mol卤代氢。1 mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时，消耗Cl2的物质的量为y mol，同时生成y mol HCl，产物中HCl的物质的量最多。 ③烷烃中有几种不同化学环境的氢就可以生成几种一氯代物。 【归纳小结】取代反应和置换反应的比较 取代反应 置换反应 实例 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种化合物 另一种单质和另一种化合物 反应中电子转移 不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应 反应条件 大多需加热、光照、催化剂等 常温或加热 三、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。 [典例分析] [典例1]关于CH4与Cl2的反应，说法错误的是 A．室温下，光照时反应可发生 B．产物中有易溶于水的物质生成 C．属于取代反应 D．属于置换反应 【答案】D 【分析】已知CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等四种有机产物和HCl一种无机产物，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，室温下，光照时反应可发生，A正确； B．由分析可知，产物中HCl易溶于水，B正确； C．由分析可知，该反应是CH4上的H被Cl所取代的反应，属于取代反应，C正确； D．已知置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，而CH4与Cl2的反应产物中没有单质生成，故不属于置换反应，D错误； 故答案为：D。 [典例2]取一支硬质大试管，通过排饱和溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如图所示）。下列关于试管内发生的反应及现象的说法不正确的是 A．和完全反应后试管内的液面会上升 B．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 C．甲烷和反应后试管内壁的油状液滴含有、、 D．若与足量在光照下反应，如果生成相同物质的量的四种有机物，则消耗的物质的量为 【答案】B 【详解】A．CH4和Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl，其中HCl易溶于水，导致试管内压强减小，反应后液面上升，A正确； B．甲烷和氯气发生取代反应，须在光照条件下进行，但不需要采用强光照射，如采用强光照射，可能发生爆炸，B错误； C．CH4和Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，其中二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为油状液滴，C正确； D．甲烷和Cl2反应发生取代反应生成，相同物质的量的四种有机物，根据守恒可知生成，0.25mol、0.25mol 、0.25mol 、0.25mol ，发生反应时1mol氯气取代1molH，则有机物产物中氯原子的物质的量等于消耗氯气的物质的量，即为0.25×(1+2+3+4) mol=2.5mol，D正确； 故选：B。 [典例3]在光照条件下，与能发生取代反应。若将与反应，待反应完成后测得不存在甲烷，且四种有机取代物的物质的量之比为：，则消耗的为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题目可知，将与反应，待反应完成后测得不存在甲烷时，四种有机取代物的物质的量之比为：，根据C原子守恒，得到的，同理得到、、，在烷烃的取代中，只能取代原子换上原子，所以根据取代后的Cl原子守恒，要得到以上物质的量的产物需要消耗的；所以四个选项中B符合题意。 故答案为：B。 [典例4]下列烷烃在光照条件下与氯气发生反应，只生成3种一氯代物的是 A．正戊烷 B． C． D． 【答案】A 【详解】A．正戊烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3，其中含有3种环境的H原子，一氯代物有3种：CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3，A正确； B．是对称的结构，只含有1种环境的H原子，一氯代物有1种：，B错误； C．是对称的结构，含有2种环境的H原子，一氯代物有2种：、， C错误； D．含有4种环境的H原子，一氯代物有4种：、、、， D错误； 故选A。 [典例5]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．分子通式为的烃一定是烷烃 【答案】B 【详解】A．烃类由C、H两种元素组成，密度均小于水，而烷烃均难溶于水，相对密度均小于1，故A项正确； B．烷烃可以燃烧，能发生氧化反应，故B项错误； C．碳原子数越多、沸点越高，相同碳原子数的烷烃，支链越多、沸点越低，正戊烷、异戊烷均含5个碳，且支链越多、沸点越低，则沸点：正戊烷＞异戊烷，正丁烷含4个碳，丙烷含3个碳，沸点：丁烷＞丙烷，沸点：正戊烷＞异戊烷＞正丁烷＞丙烷，故C项正确； D．烷烃的通式为：CnH2n+2，若符合CnH2n+2，则该烃一定是烷烃，故D项正确； 故本题选B。 [典例6]某种烷烃完全燃烧后生成了和，下列对于该烷烃的说法中正确的是 A．该烷烃的分子式可能为 B．该烷烃分子中只含有极性共价键 C．该烷烃的分子结构只有一种 D．该烷烃的相对分子质量为58 【答案】D 【详解】A．的物质的量为，的物质的量为，故，烷烃的通式为，故符合的烷烃的分子式为，A错误； B．该烷烃分子中有极性共价键和非极性共价键，B错误； C．该烷烃有正丁烷和异丁烷两种不同的结构，错误； D．由项知，该烷烃的相对分子质量为，D正确； 故选D。 [基础达标训练] 1．下列关于CH4叙述中正确的是 A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．所有的原子共平面 C．一定条件下可以与氯气发生取代反应 D．是烷烃中碳元素含量最高 【答案】C 【详解】A．CH4均为单键，化学性质较稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误； B．CH4是正四面体结构，所有的原子一定不共平面，B错误； C．CH4与氯气在光照条件下能发生取代反应，C正确； D．CH4是烷烃中氢元素含量最高，含碳量最低的，D错误； 故选C。 2．新戊烷的球棍模型为，下列说法不正确的是 A．新戊烷的分子式为 B．新戊烷和正戊烷互为同系物 C．新戊烷的一氯代物只有一种 D．新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反应 【答案】B 【详解】A．根据新戊烷的球棍模型得到新戊烷的分子式为，故A正确； B．新戊烷和正戊烷是分子式 ，结构式不同，两者互为同分异构体，故B错误； C．新戊烷只有一种位置的氢原子，其一氯代物只有一种，故C正确； D．烷烃在光照条件下与卤素单质气体反应，则新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反应，故D正确。 综上所述，答案为B。 3．正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型如图，下列有关说法正确的是 A．正己烷的分子式为C6H12 B．正己烷的一氯代物有3种 C．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色 D．主链上含有4个碳原子的己烷的同分异构体只有1种 【答案】B 【详解】A．根据球棍模型得到正己烷的分子式为C6H14，故A错误； B．正己烷有三种位置的氢，因此正己烷的一氯代物有3种，故B正确； C．正己烷能与溴水不会发生取代反应，只在光照条件下和溴蒸气反应，也不能使酸性KMnO4溶液褪色，故C错误； D．主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体只有2种，碳架结构分别为、，故D错误。 故选：B。 4．1mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L(标准状况)，它在光照的条件下与氯气反应，能生成4种不同的一氯取代物，该烷烃的结构简式是 A．   B． C．   D．   【答案】C 【分析】该烃在光照的条件下与氯气反应能生成4种不同的一氯取代物，则该烃有4种等效氢原子，又1mol该烃燃烧需氧气179.2L(标准状况)，即，烃燃烧通式为CxHy+（x+y）O2xCO2+y H2O； 【详解】A．该分子有4种等效氢原子，但是A的分子式是C7H16，1molC7H16的耗氧量为7+=11mol，故A不符合； B．分子有3种等效氢原子，B的分子式是C5H12，1mol C5H12的耗氧量为5+=8mol，故B不符合； C．分子有4种等效氢原子，分子式是C5H12，1mol C5H12的耗氧量为5+=8mol，故C符合； D．分子有3种等效氢原子，分子式是C7H16，1molC7H16的耗氧量为7+=11mol，故D不符合； 故选C。 5．在1.01×105Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。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．在标况下，22.4L新戊烷中含共价键16mol D．b>36.0 【答案】D 【详解】A．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； B．根据表中数据，正戊烷、异戊烷、新戊烷沸点逐渐减低，推测正丁烷、异丁烷沸点应该也呈降低趋势，故a小于-0.5，B错误； C．新戊烷沸点为9.5℃，在标况下是液态，不能用标况下气体摩尔体积计算，在标况下，22.4L新戊烷物质的量不是1mol，含共价键不是16mol，C错误； D．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，故正己烷沸点大于36.0℃，b>36.0，D正确； 答案选D。 6．下列物质的一氯取代产物最多的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】 氢原子的种类越多，一氯代物数目越多，有1种类型的氢原子，有2种类型的氢原子，有4种类型的氢原子，有1种类型的氢原子，一氯代物数目最多的为C选项，故选C。 7．下列说法正确的是 A．烷烃的通式为CnH2n＋2，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小 B．C6H14的同分异构体有6种 C．烷烃的沸点随碳原子数增多而增大，常温下，C4H10为液态 D．分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同 【答案】D 【详解】A．烷烃的通式为CnH2n＋2，烷烃的含碳量表达式为，所以随着碳原子数的增多，烷烃的含碳量逐渐增大，A项错误； B．C6H14的同分异构体有5种，分别表示为、、、、：B项错误； C．烷烃的沸点随碳原子数增多而增大，常温下，C4H10为气态，C项错误； D． CH3CH3的一氯代物只有1种，C5H12有3种同分异构体，其中新戊烷的一氯代物只有1种，D项正确； 故选D。 8．下列有关烷烃的叙述中，不正确的是 A．所有的液态烷烃密度都比水小 B．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 C．烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大逐渐减小 D．烷烃不易被高锰酸钾溶液氧化 【答案】C 【详解】A．液态烷烃只含碳氢两种元素，密度都比水小，A正确； B．在烷烃分子中，只存在碳碳单键和碳氢单键，B正确； C．烷烃结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，密度越大，C错误； D．烷烃的结构决定了化学性质，碳原子是饱和状态，所以不易被高锰酸钾溶液氧化，D正确； 故选C。 9．天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中正确的是 A．在光照条件下，甲烷通入氯水中可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4 B．一定条件下，甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中能使其紫色褪去 C．甲烷能使溴水褪色 D．甲烷和二者互为同系物 【答案】D 【详解】A．在光照条件下，甲烷通入氯气中可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4，甲烷与氯水不反应，A错误； B．甲烷与酸性高锰酸钾溶液中不能反应不能使其紫色褪去， B错误； C．甲烷与溴水不反应，C错误； D．甲烷和二者都是烷烃，组成上相差4个CH2，二者互为同系物，D正确； 故选D。 10．实验小组用如下装置探究甲烷与氯气的取代反应，下列说法正确的是 A．饱和NaCl溶液是为了减少HCl的溶解 B．若用铝箔套住试管，现象相同 C．生成的二氯代物有2种结构：和 D．试管内壁出现油状液滴，说明反应生成了难溶于水的液体 【答案】D 【详解】A．HCl极易溶于水，饱和NaCl溶液是为了减少Cl2的溶解，A错误； B．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成HCl和4种卤代烃，产生白雾，气体颜色变浅，试管内液面上升，试管内壁和液面有油状液滴生成；若用铝箔套住试管，一段时间后进行观察没有明显变化，两种条件下反应现象不一样，B错误； C．CH4为四面体结构，四个H的位置相同，其中2个H原子被Cl原子取代生成CH2Cl2只有一种结构，没有同分异构体，C错误； D．试管内壁出现油状液滴，说明反应生成了难溶于水的CH2Cl2、CHCl3、CCl4液体，D正确； 故选D。 [能力提升训练] 11．将2molCH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测定四种有机物的物质的量相等，则产生HCl的物质的量是 A．2mol B．5mol C．6mol D．8mol 【答案】B 【详解】将2molCH4与氯气发生取代反应，欲得到四种取代物的物质的量相等，则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0. 5mol，该四种取代物中n(Cl) = 0. 5mol (1 +2+3+4) = 5mol，故B符合题意； 故答案：B。 12．下列有关甲烷及其氯代物的叙述正确的是 A．甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合光照时有机产物只有CH3Cl B．由CH2Cl2的结构式可知，CH2Cl2的空间结构有两种 C．CH3Cl与氯气混合光照生成CCl4发生取代反应 D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯气 【答案】C 【详解】A．甲烷与氯气发生取代反应属于连锁反应，所以生成的有机产物不止是CH3Cl，还有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，A错误； B．根据甲烷是正四面体可知，甲烷的二氯代物CH2Cl2只有一种结构，B错误； C．CH3Cl与氯气混合光照生成CCl4和HCl，属于取代反应，C正确； D．甲烷和氯气发生取代时，每取代1molH原子，需要消耗1mol氯气，则1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯气，D错误； 故选C。 13．天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中错误的是 A．通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应 B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯 C．甲烷与氯气反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4，都属于取代反应 D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水 【答案】B 【详解】A．通常情况下，CH4性质稳定，一般来说不与强酸、强碱、强氧化剂反应，故A正确； B．可燃性气体在加热或点燃前都要验纯，以防发生爆炸，故B错误； C．CH4与Cl2的反应是逐步进行的，每步都属于取代反应，故C正确； D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都属于卤代烃，难溶于水，故D正确； 故选B。 14．反应中的一个H被一个Cl取代，该反应的类型是 A．聚合反应 B．加成反应 C．分解反应 D．取代反应 【答案】D 【详解】反应中的一个H被一个Cl取代，该反应的类型是取代反应，故选D。 15．下列说法中正确的是 A．甲烷的分子式是CH4，其二氯取代的产物有两种 B．所有的烷烃都是同系物 C．符合分子通式CnH2n+2的烃都是烷烃，分子中均只含单键 D．烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上 【答案】C 【详解】A．甲烷的分子式是CH4，其二氯取代的产物只有一种，A错误； B．所有的烷烃不一定都是同系物，如正戊烷和异戊烷都是烷烃，二者互为同分异构体，不是同系物，B错误； C．只有烷烃的通式为CnH2n+2，则符合通式CnH2n+2的烃一定都是烷烃，且分子中均只含单键，C正确； D．烷烃分子结构中碳原子形成四个单键，每个碳原子形成的都是四面体结构，相邻的三个碳原子形成V形，不可能在同一条直线上，D错误； 故选C。 16．下列说法正确的是 A．天然气、沼气和水煤气的主要成分都是甲烷 B．甲烷、乙烷和丙烷的结构都只有一种，所以丁烷也没有同分异构体 C．光照条件下，将甲烷和氯气1:1混合，得到的有机产物只有一氯甲烷 D．烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是形成四对共用电子对 【答案】D 【详解】A．天然气、沼气的主要成分都是甲烷，水煤气的主要成分是氢气和一氧化碳，A错误； B．甲烷、乙烷和丙烷的结构都只有一种，丁烷有同分异构体，即正丁烷和异丁烷，B错误； C．光照条件下，将甲烷和氯气1:1混合，得到的有机产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，C错误； D．碳原子的价电子数是4个，依据8电子稳定结构可知，烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是形成四对共用电子对，D正确； 答案选D。 17．下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成2种一氯代物的是 A．CH3CH3 B． C． D． 【答案】B 【分析】要判断一氯代物的种数，需要对烃中等效氢原子种数进行判断。 【详解】A．A结构中只有一种等效氢原子，一氯代物只有一种，故A错误； B．B结构中有两种等效氢，一氯代物有两种，故B正确； C．C结构中四个甲基等效，甲基上的氢原子也等效，只有一种氢原子，一氯代物只有一种，故C错误； D．D结构中有四种等效氢原子，一氯代物有四种，故D错误； 答案选B。 18．下列有关说法不正确的是 A．一定属于烷烃 B．烷烃中每个碳原子都形成四个共价单键 C．烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．某种烷烃完全燃烧后产生了和，则其分子式为 【答案】C 【详解】A．C20H42满足饱和烷烃的通式，所以C20H42一定属于烷烃，A正确； B．根据碳的四价原则，烷烃中每个碳原子都以四个共价单键与其他原子结合，B正确； C．烷烃属于饱和烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误； D．某种烷烃完全燃烧后产生了17.6g CO2，即CO2的物质的量为，9.0g H2O的物质的量为，碳原子的物质的量为0.4mol，氢原子的物质的量为1mol，烷烃的通式为CnH2n+2，则其分子式为C4H10，D正确； 故选C。 19．烷烃在一定条件下可以发生取代反应，下列有关说法正确的是 A．1mol乙烷在光照条件下最多能与6mol发生取代反应 B．的俗称为氯仿 C．的球棍模型为   D．的电子式为   【答案】A 【详解】A．，理想状态下，1mol乙烷在光照条件下最多能与6mol发生取代反应，A正确； B．俗称氯仿，B错误； C．中C原子半径大于H，C在正四面体体心，C错误； D．的电子式为  ，D错误； 故答案选A。 20．下列关于烃的说法正确的是 A．甲烷与氯气在光照下反应产物共有4种 B．的二氯代物只有一种结构 C．相同碳的烷烃支链越多，沸点越高 D．丙烷分子中，三个碳原子共直线 【答案】B 【详解】A．甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl共5种含氯的化合物，A错误； B．CH4为空间正四面体结构，其二氯代物只有一种，B正确； C．碳原子相同的烷烃，支链数越多，沸点越低，C错误； D．丙烷分子中中间的碳原子为饱和碳原子，三个碳原子一定不在同一条直线上，D错误； 故答案选B。 21．下列关于甲烷及烷烃的结构及性质的说法正确的是 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．与氯气可得四种有机化合物，故与氯气可得6种有机化合物 D．通过甲烷与其他烷烃在空气中加热分解可获得化工基本原料核燃料 【答案】A 【详解】A．烷烃由C、H两种元素组成，烷烃均难溶于水，相对密度均小于1，A正确； B．烷烃可以燃烧，能发生氧化反应，B错误； C．与氯气可得四种有机化合物，故与氯气，一氯代物有1种、二氯代物有2种、三氯代物有2种、四氯代物有2种、五氯代物有1种、六氯代物有1种，可得9种有机化合物，C错误； D．通过甲烷与其他烷烃在 在隔绝空气并加热分解可获得化工基本原料，不能获得核燃料，D错误； 故选A。 22．结构简式如下图的烷烃分子中的一个氢原子被氯原子取代后，可能形成的一氯代物的种类是 A．6种 B．7种 C．8种 D．9种 【答案】B 【详解】该物质分子中最长碳链中含有6个C原子，该物质名称是3-甲基-4-乙基己烷，物质分子中含有7种不同位置的H原子，因此该烷烃分子中的一个氢原子被氯原子取代后，可能形成的一氯代物的种类是7种，故合理选项是B。 23．由七个碳原子形成的烷烃，若其主链碳原子数为5，则其结构式有 A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 【答案】B 【分析】主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，则可能含有1个支链为-CH2CH3，可能含有2个-CH3，据此书写符合条件的结构进行解答。 【详解】主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，若含有1个支链为-CH2CH3，则为CH3CH2CH2(CH2CH3)2，只有1种； 若含有2个侧链，则有侧链个，则为：CH3CH2C(CH3)2CH2CH3，CH3CH2CH2C(CH3)2CH3，CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3，CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)CH3，有4种；共有5种； 故选B。 24．下列关于烷烃的说法不正确的是 A．烷烃的分子式可用通式表示 B．戊烷存在三种同分异构体 C．中三个碳原子处于一条直线上 D．与互为同系物 【答案】C 【详解】A．烷烃的通式为，故A正确； B．戊烷存在CH3CH2H2CH2CH3、、三种同分异构体，故B正确； C．根据甲烷的正四面体结构可判断中三个碳原子不在同一条直线上，故C错误； D．与结构相似、分子组成相差3个CH2，互为同系物，故D正确； 答案选C。 25．观察下面几种链状烷烃的球棍模型      (1)①A的结构简式为 。 ②B的同分异构体的结构简式为 。 ③C的分子式为 。 ④D的名称为 。 (2)上述4种物质的沸点从大到小的排序为 (填字母顺序)。 (3)B的一氯取代产物有 种同分异构体。 (4)若上述4种物质各为1g，在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是 (填字母) 【答案】(1) CH3CH2CH3 CH(CH3)3 C5H12 异戊烷 (2)C>D>B>A (3)2 (4)A 【详解】（1）①A为链状烷烃，根据其球棍模型可知，其结构简式为CH3CH2CH3。 ②B为正丁烷，其同分异构体为异丁烷，结构简式为CH(CH3)3。 ③根据C的球棍模型可知，其为正戊烷，分子式为C5H12。 ④从D的球棍模型可知，其结构简式为CH3CH2CH(CH3)CH3，名称为异戊烷。 （2）一般而言，链状烷烃中碳原子的数目越多，熔沸点越高，碳原子数目相同时，支链越多，熔沸点越低，则以上四种物质沸点从大到小排序为C>D>B>A。 （3）B为正丁烷，正丁烷中有两种不同化学环境的氢原子，因此其一氯代物有2种同分异构体。 （4）等质量的烃，烃中H元素质量分数越大，耗氧量越大，以上四种物质中，丙烷中H元素质量分数最大，因此上述4种物质各为1g，在足量氧气中燃烧，消耗氧气最多的为A。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 第2课时 烷烃的性质 模块导航：[学习目标]→[思维导图]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练] →[能力提升训练] [学习目标]　 1.掌握甲烷的主要性质，提高“证据推理与模型认知”能力。 2.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”的核心素养。 3.认识取代反应的特点。 [思维导图] [核心知识梳理]　 一、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 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 态 溶解性 难溶于 ，易溶于汽油等 二、烷烃的化学性质 1.烷烃的稳定性 通常情况下，烷烃比较稳定，与 、 或高锰酸钾等 不发生反应。 2.烷烃的可燃性：烷烃可以在空气中完全燃烧，发生 ，生成CO2和H2O。 CH4燃烧的化学方程式：CH4＋2O2 。 C3H8燃烧的化学方程式：C3H8＋5O2 。 链状烷烃燃烧通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 3.分解反应：烷烃在 下会发生分解。，这个性质常用于石油化工和天然气化工中。写出在一定条件下C4H10分解的两种可能的化学方程式： C4H10CH4＋C3H6或C4H10C2H6＋C2H4 4．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 ；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： 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＋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 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)甲烷与氯气等卤素单质反应的注意事项 ①反应条件为光照，在室温或暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，以免引起爆炸。 ②甲烷与溴蒸气、碘蒸气等纯卤素单质也能发生类似反应，但不能与溴水、碘水发生反应。 ③甲烷与氯气的反应是一种连锁反应，不会停留在某一步，因此产物一般是五种物质的混合物。 ④数量关系 CH4与Cl2发生取代反应时，每1 mol H被取代，消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl，产物中HCl的物质的量最多。 (3)取代反应 (1)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。 (2)特点 ①烷烃的取代反应是一种连锁反应，不会停留在某一步，因此产物一般为 。 ②烷烃分子中1 mol氢原子被取代，消耗1mol卤素单质，同时生成1 mol卤代氢。1 mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时，消耗Cl2的物质的量为y mol，同时生成y mol HCl，产物中HCl的物质的量最多。 ③烷烃中有几种不同化学环境的氢就可以生成几种一氯代物。 【归纳小结】取代反应和置换反应的比较 取代反应 置换反应 实例 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种化合物 另一种单质和另一种化合物 反应中电子转移 不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应 反应条件 大多需加热、光照、催化剂等 常温或加热 三、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。 [典例分析] [典例1]关于CH4与Cl2的反应，说法错误的是 A．室温下，光照时反应可发生 B．产物中有易溶于水的物质生成 C．属于取代反应 D．属于置换反应 [典例2]取一支硬质大试管，通过排饱和溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如图所示）。下列关于试管内发生的反应及现象的说法不正确的是 A．和完全反应后试管内的液面会上升 B．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 C．甲烷和反应后试管内壁的油状液滴含有、、 D．若与足量在光照下反应，如果生成相同物质的量的四种有机物，则消耗的物质的量为 [典例3]在光照条件下，与能发生取代反应。若将与反应，待反应完成后测得不存在甲烷，且四种有机取代物的物质的量之比为：，则消耗的为 A． B． C． D． [典例4]下列烷烃在光照条件下与氯气发生反应，只生成3种一氯代物的是 A．正戊烷 B． C． D． [典例5]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．分子通式为的烃一定是烷烃 [典例6]某种烷烃完全燃烧后生成了和，下列对于该烷烃的说法中正确的是 A．该烷烃的分子式可能为 B．该烷烃分子中只含有极性共价键 C．该烷烃的分子结构只有一种 D．该烷烃的相对分子质量为58 [基础达标训练] 1．下列关于CH4叙述中正确的是 A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．所有的原子共平面 C．一定条件下可以与氯气发生取代反应 D．是烷烃中碳元素含量最高 2．新戊烷的球棍模型为，下列说法不正确的是 A．新戊烷的分子式为 B．新戊烷和正戊烷互为同系物 C．新戊烷的一氯代物只有一种 D．新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反应 3．正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型如图，下列有关说法正确的是 A．正己烷的分子式为C6H12 B．正己烷的一氯代物有3种 C．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色 D．主链上含有4个碳原子的己烷的同分异构体只有1种 4．1mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L(标准状况)，它在光照的条件下与氯气反应，能生成4种不同的一氯取代物，该烷烃的结构简式是 A．   B． C．   D．   5．在1.01×105Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。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．在标况下，22.4L新戊烷中含共价键16mol D．b>36.0 6．下列物质的一氯取代产物最多的是 A． B． C． D． 7．下列说法正确的是 A．烷烃的通式为CnH2n＋2，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小 B．C6H14的同分异构体有6种 C．烷烃的沸点随碳原子数增多而增大，常温下，C4H10为液态 D．分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同 8．下列有关烷烃的叙述中，不正确的是 A．所有的液态烷烃密度都比水小 B．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 C．烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大逐渐减小 D．烷烃不易被高锰酸钾溶液氧化 9．天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中正确的是 A．在光照条件下，甲烷通入氯水中可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4 B．一定条件下，甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中能使其紫色褪去 C．甲烷能使溴水褪色 D．甲烷和二者互为同系物 10．实验小组用如下装置探究甲烷与氯气的取代反应，下列说法正确的是 A．饱和NaCl溶液是为了减少HCl的溶解 B．若用铝箔套住试管，现象相同 C．生成的二氯代物有2种结构：和 D．试管内壁出现油状液滴，说明反应生成了难溶于水的液体 [能力提升训练] 11．将2molCH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测定四种有机物的物质的量相等，则产生HCl的物质的量是 A．2mol B．5mol C．6mol D．8mol 12．下列有关甲烷及其氯代物的叙述正确的是 A．甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合光照时有机产物只有CH3Cl B．由CH2Cl2的结构式可知，CH2Cl2的空间结构有两种 C．CH3Cl与氯气混合光照生成CCl4发生取代反应 D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯气 13．天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中错误的是 A．通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应 B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯 C．甲烷与氯气反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4，都属于取代反应 D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水 14．反应中的一个H被一个Cl取代，该反应的类型是 A．聚合反应 B．加成反应 C．分解反应 D．取代反应 15．下列说法中正确的是 A．甲烷的分子式是CH4，其二氯取代的产物有两种 B．所有的烷烃都是同系物 C．符合分子通式CnH2n+2的烃都是烷烃，分子中均只含单键 D．烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上 16．下列说法正确的是 A．天然气、沼气和水煤气的主要成分都是甲烷 B．甲烷、乙烷和丙烷的结构都只有一种，所以丁烷也没有同分异构体 C．光照条件下，将甲烷和氯气1:1混合，得到的有机产物只有一氯甲烷 D．烷烃分子中的碳原子与其他原子的结合方式是形成四对共用电子对 17．下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成2种一氯代物的是 A．CH3CH3 B． C． D． 18．下列有关说法不正确的是 A．一定属于烷烃 B．烷烃中每个碳原子都形成四个共价单键 C．烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．某种烷烃完全燃烧后产生了和，则其分子式为 19．烷烃在一定条件下可以发生取代反应，下列有关说法正确的是 A．1mol乙烷在光照条件下最多能与6mol发生取代反应 B．的俗称为氯仿 C．的球棍模型为   D．的电子式为   20．下列关于烃的说法正确的是 A．甲烷与氯气在光照下反应产物共有4种 B．的二氯代物只有一种结构 C．相同碳的烷烃支链越多，沸点越高 D．丙烷分子中，三个碳原子共直线 21．下列关于甲烷及烷烃的结构及性质的说法正确的是 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．与氯气可得四种有机化合物，故与氯气可得6种有机化合物 D．通过甲烷与其他烷烃在空气中加热分解可获得化工基本原料核燃料 22．结构简式如下图的烷烃分子中的一个氢原子被氯原子取代后，可能形成的一氯代物的种类是 A．6种 B．7种 C．8种 D．9种 23．由七个碳原子形成的烷烃，若其主链碳原子数为5，则其结构式有 A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 24．下列关于烷烃的说法不正确的是 A．烷烃的分子式可用通式表示 B．戊烷存在三种同分异构体 C．中三个碳原子处于一条直线上 D．与互为同系物 25．观察下面几种链状烷烃的球棍模型      (1)①A的结构简式为 。 ②B的同分异构体的结构简式为 。 ③C的分子式为 。 ④D的名称为 。 (2)上述4种物质的沸点从大到小的排序为 (填字母顺序)。 (3)B的一氯取代产物有 种同分异构体。 (4)若上述4种物质各为1g，在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是 (填字母) ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$