第17讲 甲烷、乙烯、苯（讲义，江苏专用）化学学业水平考试合格考总复习

该高中化学高考复习讲义聚焦甲烷、乙烯、苯等有机核心考点，按饱和烃、不饱和烃、芳香烃逻辑层次梳理结构性质、反应类型及同分异构体等知识，通过必备知识系统梳理、高频考点精讲破译、实战能力模拟训练三环节，配合典型例题与即时演练，助力学生构建有机化学知识网络，突破反应类型辨析等难点。 讲义特色在于运用对比辨析与模型建构策略，如通过表格对比取代与加成反应的反应物结构、产物及碳碳键变化，强化结构决定性质的化学观念，培养科学思维。设置基础巩固到综合应用分层练习，结合真题实例解析，帮助学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏提供清晰指引。

第17讲 甲烷、乙烯、苯 内容概览 学考要求速览 明确考试范围与核心要求 必备知识梳理 系统整理学科框架与知识 高频考点精讲 破译重点内容及解题思路 考点一 甲烷与烷烃 考点二 乙烯与烯烃 考点三 苯 实战能力训练 模拟实战，提升解题技能 必备知识 学考要求 甲烷与烷烃 1．认识甲烷、乙烯和苯的分子结构、化学性质，知道它们的主要用途。 2．认识取代反应、加成反应和加聚反应等重要的有机反应。 3．了解同分异构体和同系物的概念。 乙烯与烯烃 苯 一、甲烷与烷烃 1.饱和烃——甲烷 甲烷的存在： 、沼气、油田气、煤矿坑道气（煤层气或瓦斯气)、页岩气的主要成分都是甲烷。“可燃冰”是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中的天然气水合物( )。 2.甲烷的物理性质 甲烷是 的气体，标准状况下的密度为0.717g/L， 溶于水。 3.甲烷的化学性质 稳定性 通常情况下，比较稳定——与强酸、强碱或KMnO4等强氧化剂不发生反应 可燃性 在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成CO2和H2O 分解反应 在较高温度下会发生分解——用于制备基本的化工原料和燃料 取代反应 反应条件 (室温下在暗处不发生反应) 反应产物 可生成多种有机生成物 反应特点 连锁反应——逐步取代，各步反应同时进行 取代1 mol H原子，消耗1 mol X2，生成1 mol HX 反应模型 A—B＋C—DA—D＋C—B 有进有出，取而代之 4.烷烃 概念 碳原子都以 相连，其余的价键均用于与 结合，达到“饱和” 结构特点 单键：碳原子之间以 结合成 通式 CnH2n＋1 化学性质 取代反应 ①CH4＋Cl2CH3Cl(气体)＋HCl CH3Cl＋Cl2CH2Cl2(无色油状液体)＋HCl CH2Cl2＋Cl2CHCl3(无色油状液体)＋HCl CHCl3＋Cl2CCl4(无色油状液体)＋HCl ②CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl(不能用来制备氯乙烷) 氧化反应 CH4＋2O2CO2＋2H2O 既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不能使溴水褪色 分解反应 CH4C＋2H2(条件：隔绝空气加热) 二、乙烯与烯烃 1．乙烯的结构 分子式 电子式 结构式 结构简式 分子模型 球棍模型 空间填充模型 2．乙烯的物理性质与应用 物理性质 无色 稍有气味 难溶于水 比空气略轻 应用 重要的化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等(乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平)；在农业生产中用作 调节剂 3．乙烯的化学性质 氧化反应 O2 燃烧(火焰 用伴有少量 )、催化氧化 KMnO4/H＋ 生成CO2 加成反应 反应条件 Br2不需外界条件；H2、H2O、HX需催化剂 反应产物 可生成1种有机生成物(原子利用率 ) 反应模型 断一加二，哪里断哪里加 加聚反应 反应模型 双键变单键 4.烯烃 反应类型 化学方程式 加成反应 CH2＝CH2＋H2CH3CH3 CH2＝CH2＋Br2―→ CH2＝CH2＋H2OCH3CH2OH(工业制备乙醇) CH2＝CH2＋HClCH3CH2Cl(制备氯乙烷) 氧化反应 CH2＝CH2CO2 加聚反应 nCH2＝CH2 【温馨提示】 加成反应与取代反应的比较 类型 取代反应 加成反应 反应物的结构特征 含有易被取代的原子或原子团 含有不饱和键(如碳碳双键等) 生成物 两种(一般是一种有机物和一种无机物) 一种(有机物) 碳碳键变化情况 无变化 不饱和键断裂 结构变化形式举例 等量替换式，如CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl 开键加合式，如CH2==CH2＋HClCH3CH2Cl 三、苯 1．苯的结构 ①苯分子为平面 结构；②分子中6个碳原子和6个氢原子 ；③6个碳碳键 ，是一种介于 之间的特殊化学键。 2．苯的性质 反应类型 化学方程式 取代反应 卤代反应：＋Br2＋HBr 硝代反应：＋HNO3＋H2O 氧化反应 2C6H6＋15O212CO2＋6H2O 苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化 加成反应 ＋3H2 【温馨提示】 甲烷、乙烯、苯的比较 物质 甲烷 乙烯 苯 结构特点 正四面体 所有原子共平面 平面正六边形 与Br2 反应 Br2试剂 纯溴 溴水 液溴 反应条件 光照 无 FeBr3 反应类型 取代 加成 取代 氧化 反应 酸性KMnO4溶液 不能使 酸性KMnO4溶液褪色 能使 酸性KMnO4溶液褪色 不能使 酸性KMnO4溶液褪色 燃烧 燃烧时火焰呈淡蓝色 燃烧时有明亮火焰 并伴有浓烟产生 燃烧时有明亮火焰 并伴有浓烟产生 鉴别 不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 将溴水加入苯中振荡分层，上层呈橙红色，下层为无色 四、同分异构体与同系物 1．同分异构体 ①定义：同分异构体： 相同→ 不同→ ②类型 类型 举例 碳链异构 碳链骨架不同，如CH3—CH2—CH2—CH3和 位置异构 官能团位置不同，如CH2＝CH—CH2—CH3和CH3—CH＝CH—CH3 类别异构 官能团种类不同，常见物质有醇与醚、羧酸与酯、醛与酮，如CH3CH2OH和CH3OCH3 2．同系物 定义 结构 ，分子组成上相差一个或n个 原子团的有机物 判断 ①一差(分子组成至少相差一个CH2原子团) ②二(相)似(结构相似，化学性质相似) ③三相同(即组成元素相同，官能团种类和个数相同，分子组成的通式相同) 【温馨提示】 同系物、同分异构体的比较 概念 研究对象 比较 实例 相同 不同 同系物 有机化合物 结构相似 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 CH3CH3与 同分异构体 化合物 分子式相同 结构不同 CH3CH2CH2CH3与 考点一　甲烷、乙烯、苯的结构与性质 【典型例题】 【例1】下列关于几种常见有机物的叙述不正确的是 A．甲烷能与氯气在光照条件下发生取代反应 B．乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色 C．苯能被酸性KMnO4溶液氧化 D．乙醇能与金属钠发生反应 【即时演练】 1．（江苏省淮安市2024-2025学年普通高中学考模拟）下图表示乙烯与溴的反应的示意图，该反应类型是 A．取代反应 B．加成反应 C．水解反应 D．酯化反应 2．乙烯可作水果催熟剂。下列有关乙烯的说法正确的是 A．常温常压下为无色液体 B．易溶于水 C．能使酸性KMnO4溶液褪色 D．分子中C、H元素的质量之比为1∶2 3．下列关于苯的说法正确的是 A．密度比水大 B．能使酸性KMnO4溶液褪色 C．可发生取代反应 D．与右图物质互为同系物 考点二　重要的有机反应类型 【典型例题】 【例2】（江苏省2025年普通高中学业水平合格性考试）下列属于取代反应的是 A．CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl B．CH2=CH2＋Br2→ CH2BrCH2Br C．n CH2=CHCl D．2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 【即时演练】 1．下列化学反应中不属于取代反应的是(　　) A．CH3CH2Cl＋Cl2CH3CHCl2＋HCl B．CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ D．CH3—CH2—Br＋H2OCH3—CH2—OH＋HBr 2．甲烷、乙烯都能发生的反应为 A．氧化反应 B．酯化反应 C．还原反应 D．加成反应 3．下列变化中发生了加成反应的是 A．甲烷光照下与氯气反应 B．CCl4使溴水褪色 C．乙烯水化制备乙醇 D．乙烯使酸性高锰酸钾褪色 考点三　同分异构体和同系物的概念与判断 【典型例题】 【例3】（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）下列各组物质互为同分异构体的是 A．金刚石和石墨 B．和 C．乙醇和二甲醚 D．乙烷与乙烯 【即时演练】 1．下列物质互为同分异构体的一组是 A．氧气与臭氧 B．CH3CH2OH和CH3OCH3 C．35Cl和37Cl D．甲烷与乙烷 2．正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是 A．具有相似的化学性质 B．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同 C．具有相似的物理性质 D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同 3．下列各组物质的相互关系描述正确的是 A．和是同种物质 B．CH3CH2OH和CH3CH2OCH3互为同系物 C．H2O、D2O和T2O互为同位素 D．和互为同分异构体 1．下列关于甲烷认识不正确的是 A．碳元素的化合价为 B．最广泛的用途是用作清洁燃料 C．密度比氢气大 D．实验室可以用排水法收集 2．下列有关乙烯的化学用语中，不正确的是 A．电子式 B．结构简式CH2＝CH2 C．分子结构模型 D．空间构型是正四面体型 3．乙烯是石油裂解气的主要成分，它的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。下列说法正确的是 A．乙烯可作果实催熟剂 B．石油裂解气属于纯净物 C．乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明乙烯具有漂白性 D．PE(聚乙烯)是由乙烯单体聚合而成，说明PE中含有碳碳双键 4．下列物质不能利用乙烯通过加成反应制得的是 A．CH3CH3 B．CH3CH2OH C．CH3CH2Cl D．CH3CHCl2 5．下列反应中，属于加成反应的是 A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B．氢气与氧气反应生成水 C．乙烯与溴反应生成1，2—二溴乙烷 D．甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢 6．下列关于乙烯和乙烷的说法错误的是 A．乙烯比乙烷化学性质更稳定 B．乙烯是不饱和烃，乙烷是饱和烃 C．乙烯能使酸性溶液褪色，乙烷则不能 D．乙烯分子为平面结构，乙烷分子为立体结构 7．1828年，德国化学家维勒在制备氰酸铵(NH4CNO)时得到了尿素[CO(NH2)2]，首次人工合成有机物。NH4CNO与CO(NH2)2两者互为 A．同位素 B．同分异构体 C．同系物 D．同素异形体 8．（江苏省泰州市2024-2025学年高二学业水平考试模拟）下列各组物质互为同分异构体的是 A．正丁烷与异丁烷 B．与 C．乙烷与乙烯 D．与 9．下列有关苯、乙烯的说法正确的是 A．都易溶于水 B．都含有碳碳双键 C．都具有可燃性 D．都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 10．下列各组物质中，互称为同系物的是 A．氧气和臭氧 B．和 C．正丁烷和异丁烷 D．甲烷和丙烷 11．液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是 A．分子中碳原子不在一条直线上 B．光照下能够发生取代反应 C．丙烷与甲烷不是同系物 D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色 阅读下列材料，完成下面小题 化学促进了我国科技的创新与进步：以氦-3()等离子体作为燃料的“人造太阳”运行时间创造世界记录；全球首枚液氧甲烷运载火箭发射成功；首次将人工合成淀粉；杭州亚运会火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料。 12．（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）下列关于氦-3的说法正确的是 A．质量数是3 B．中子数是2 C．核外电子数1 D．质子数是3 13．（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）下列化学用语表示正确的是 A．甲烷的结构式： B．氧原子的结构示意图： C．二氧化碳的电子式： D．甲醇的分子式： 14．（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）对于反应，下列说法正确的是 A．维持反应进行需要提供能量 B．上图可表示该反应的能量变化 C．断开中的化学键需要吸收能量 D．用甲醇作燃料能缓解温室效应 15．A～D是四种烃分子的球棍模型(如图)： （1）A的分子式 。 （2）能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是 (填序号)。 （3）B的结构简式 。 （4）从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内： ①甲烷和丙烷 ②和 ③金刚石和石墨 ④H和D ⑤异戊烷()和新戊烷()  ⑥ 和  ⑦正丁烷和异丁烷 ⑧和 ⑨ 和 Ⅰ．互为同位素的是 (填序号，下同)。 Ⅱ．互为同分异构体的是 。 Ⅲ．互为同系物的是 。 Ⅳ．互为同素异形体的是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17讲 甲烷、乙烯、苯 内容概览 学考要求速览 明确考试范围与核心要求 必备知识梳理 系统整理学科框架与知识 高频考点精讲 破译重点内容及解题思路 考点一 甲烷与烷烃 考点二 乙烯与烯烃 考点三 苯 实战能力训练 模拟实战，提升解题技能 必备知识 学考要求 甲烷与烷烃 1．认识甲烷、乙烯和苯的分子结构、化学性质，知道它们的主要用途。 2．认识取代反应、加成反应和加聚反应等重要的有机反应。 3．了解同分异构体和同系物的概念。 乙烯与烯烃 苯 一、甲烷与烷烃 1.饱和烃——甲烷 甲烷的存在：天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气（煤层气或瓦斯气)、页岩气的主要成分都是甲烷。“可燃冰”是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中的天然气水合物(CH4·8H2O)。 2.甲烷的物理性质 甲烷是无色无味的气体，标准状况下的密度为0.717g/L，极难溶于水。 3.甲烷的化学性质 稳定性 通常情况下，比较稳定——与强酸、强碱或KMnO4等强氧化剂不发生反应 可燃性 在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成CO2和H2O 分解反应 在较高温度下会发生分解——用于制备基本的化工原料和燃料 取代反应 反应条件 光照(室温下在暗处不发生反应) 反应产物 可生成多种有机生成物 反应特点 连锁反应——逐步取代，各步反应同时进行 取代1 mol H原子，消耗1 mol X2，生成1 mol HX 反应模型 A—B＋C—DA—D＋C—B 有进有出，取而代之 4.烷烃 概念 碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和” 结构特点 单键：碳原子之间以碳碳单键结合成链状 通式 CnH2n＋1 化学性质 取代反应 ①CH4＋Cl2CH3Cl(气体)＋HCl CH3Cl＋Cl2CH2Cl2(无色油状液体)＋HCl CH2Cl2＋Cl2CHCl3(无色油状液体)＋HCl CHCl3＋Cl2CCl4(无色油状液体)＋HCl ②CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl(不能用来制备氯乙烷) 氧化反应 CH4＋2O2CO2＋2H2O 既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不能使溴水褪色 分解反应 CH4C＋2H2(条件：隔绝空气加热) 二、乙烯与烯烃 1．乙烯的结构 分子式 电子式 结构式 结构简式 分子模型 球棍模型 空间填充模型 C2H4 CH2＝CH2 2．乙烯的物理性质与应用 物理性质 无色 稍有气味 难溶于水 比空气略轻 应用 重要的化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等(乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平)；在农业生产中用作植物生长调节剂 3．乙烯的化学性质 氧化反应 O2 燃烧(火焰明亮用伴有少量黑烟)、催化氧化 KMnO4/H＋ 生成CO2 加成反应 反应条件 Br2不需外界条件；H2、H2O、HX需催化剂 反应产物 可生成1种有机生成物(原子利用率100%) 反应模型 断一加二，哪里断哪里加 加聚反应 反应模型 双键变单键 4.烯烃 反应类型 化学方程式 加成反应 CH2＝CH2＋H2CH3CH3 CH2＝CH2＋Br2―→ CH2＝CH2＋H2OCH3CH2OH(工业制备乙醇) CH2＝CH2＋HClCH3CH2Cl(制备氯乙烷) 氧化反应 CH2＝CH2CO2 加聚反应 nCH2＝CH2 【温馨提示】 加成反应与取代反应的比较 类型 取代反应 加成反应 反应物的结构特征 含有易被取代的原子或原子团 含有不饱和键(如碳碳双键等) 生成物 两种(一般是一种有机物和一种无机物) 一种(有机物) 碳碳键变化情况 无变化 不饱和键断裂 结构变化形式举例 等量替换式，如CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl 开键加合式，如CH2==CH2＋HClCH3CH2Cl 三、苯 1．苯的结构 ①苯分子为平面正六边形结构；②分子中6个碳原子和6个氢原子共平面；③6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键。 2．苯的性质 反应类型 化学方程式 取代反应 卤代反应：＋Br2＋HBr 硝代反应：＋HNO3＋H2O 氧化反应 2C6H6＋15O212CO2＋6H2O 苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化 加成反应 ＋3H2 【温馨提示】 甲烷、乙烯、苯的比较 物质 甲烷 乙烯 苯 结构特点 正四面体 所有原子共平面 平面正六边形 与Br2 反应 Br2试剂 纯溴 溴水 液溴 反应条件 光照 无 FeBr3 反应类型 取代 加成 取代 氧化 反应 酸性KMnO4溶液 不能使 酸性KMnO4溶液褪色 能使 酸性KMnO4溶液褪色 不能使 酸性KMnO4溶液褪色 燃烧 燃烧时火焰呈淡蓝色 燃烧时有明亮火焰 并伴有浓烟产生 燃烧时有明亮火焰 并伴有浓烟产生 鉴别 不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 将溴水加入苯中振荡分层，上层呈橙红色，下层为无色 四、同分异构体与同系物 1．同分异构体 ①定义：同分异构体：分子式相同→结构不同→化合物 ②类型 类型 举例 碳链异构 碳链骨架不同，如CH3—CH2—CH2—CH3和 位置异构 官能团位置不同，如CH2＝CH—CH2—CH3和CH3—CH＝CH—CH3 类别异构 官能团种类不同，常见物质有醇与醚、羧酸与酯、醛与酮，如CH3CH2OH和CH3OCH3 2．同系物 定义 结构相似，分子组成上相差一个或n个CH2原子团的有机物 判断 ①一差(分子组成至少相差一个CH2原子团) ②二(相)似(结构相似，化学性质相似) ③三相同(即组成元素相同，官能团种类和个数相同，分子组成的通式相同) 【温馨提示】 同系物、同分异构体的比较 概念 研究对象 比较 实例 相同 不同 同系物 有机化合物 结构相似 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 CH3CH3与 同分异构体 化合物 分子式相同 结构不同 CH3CH2CH2CH3与 考点一　甲烷、乙烯、苯的结构与性质 【典型例题】 【例1】下列关于几种常见有机物的叙述不正确的是 A．甲烷能与氯气在光照条件下发生取代反应 B．乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色 C．苯能被酸性KMnO4溶液氧化 D．乙醇能与金属钠发生反应 【答案】C 【解析】A项，甲烷可与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷等，正确；B项，乙烯可与溴单质发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色，正确；C项，苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，错误；D项，乙醇含有羟基，可与金属钠发生取代反应生成乙醇钠和氢气，正确。 【即时演练】 1．（江苏省淮安市2024-2025学年普通高中学考模拟）下图表示乙烯与溴的反应的示意图，该反应类型是 A．取代反应 B．加成反应 C．水解反应 D．酯化反应 【答案】B 【解析】由图知，第一种分子中的不饱和键断裂，断键原子与另一种分子断裂产生的原子相结合，生成新的化合物的反应，属于加成反应，故选B。 点睛：本题考查有机反应类型的判断，理解相关的定义是解题的关键。有机物分子中的不饱和键断裂，断键原子与其他原子或原子团相结合，生成新的化合物的反应是加成反应。 2．乙烯可作水果催熟剂。下列有关乙烯的说法正确的是 A．常温常压下为无色液体 B．易溶于水 C．能使酸性KMnO4溶液褪色 D．分子中C、H元素的质量之比为1∶2 【答案】C 【解析】A项，乙烯常温下为气体，错误；B项，乙烯难溶于水，错误；C项，乙烯可以被酸性KMnO4溶液氧化，正确；D项，乙烯的分子式为C2H4，m(C)∶m(H)＝(2×12)∶(4×1)＝6∶1，错误。 3．下列关于苯的说法正确的是 A．密度比水大 B．能使酸性KMnO4溶液褪色 C．可发生取代反应 D．与右图物质互为同系物 【答案】C 【解析】A项，苯的密度小于水，错误；B项，苯不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色，错误；C项，苯能与液溴在铁作催化剂的作用下，发生取代反应，生成溴苯，正确；D项，苯的结构简式为，分子式为C6H6，同系物是结构上相似，组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，但题目中有机物的分子式也为C6H6，它们互为同分异构体，错误。 考点二　重要的有机反应类型 【典型例题】 【例2】（江苏省2025年普通高中学业水平合格性考试）下列属于取代反应的是 A．CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl B．CH2=CH2＋Br2→ CH2BrCH2Br C．n CH2=CHCl D．2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 【答案】A 【解析】A．甲烷与氯气在光照条件下反应，甲烷分子中的氢原子被氯原子取代生成一氯甲烷和氯化氢，符合取代反应“有机化合物中原子或原子团被其他原子或原子团替代”的定义，A正确； B．乙烯与溴单质反应，碳碳双键断裂，溴原子分别加成到两个碳原子上生成1,2-二溴乙烷，属于加成反应，B错误； C．氯乙烯通过碳碳双键断裂相互连接形成高分子化合物聚氯乙烯，属于加聚反应，C错误； D．乙醇在催化剂和加热条件下被氧气氧化为乙醛，属于氧化反应，D错误； 故选A。 【即时演练】 1．下列化学反应中不属于取代反应的是(　　) A．CH3CH2Cl＋Cl2CH3CHCl2＋HCl B．CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ D．CH3—CH2—Br＋H2OCH3—CH2—OH＋HBr 【答案】C 【解析】取代反应是指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。C项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。 2．甲烷、乙烯都能发生的反应为 A．氧化反应 B．酯化反应 C．还原反应 D．加成反应 【答案】A 【解析】A．甲烷、乙烯都能燃烧，物质发生的燃烧反应属于氧化反应，故甲烷、乙烯都能发生氧化反应，A正确；B．甲烷、乙烯分子中无羧基、羟基，因此二者都不能发生酯化反应，B错误；C．甲烷分子中C原子达到结合H原子的最大数目，不能发生还原反应；乙烯能够与H2在一定条件下发生加成反应产生乙烷，物质与氢气的加成反应属于还原反应，C错误；D．甲烷不能发生加成反应，乙烯能够发生加成反应，D错误；故合理选项是A。 3．下列变化中发生了加成反应的是 A．甲烷光照下与氯气反应 B．CCl4使溴水褪色 C．乙烯水化制备乙醇 D．乙烯使酸性高锰酸钾褪色 【答案】C 【解析】A项，甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，不符合题意；B项，CCl4使溴水褪色，利用溴单质易溶于CCl4，该过程为萃取，属于物理变化，不符合题意；C项，乙烯水化制备乙醇：CH2＝CH2＋H2OCH3CH2OH，属于加成反应，符合题意；D项，乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，利用高锰酸钾溶液的强氧化性将乙烯氧化，该过程为氧化反应，不符合题意。 考点三　同分异构体和同系物的概念与判断 【典型例题】 【例3】（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）下列各组物质互为同分异构体的是 A．金刚石和石墨 B．和 C．乙醇和二甲醚 D．乙烷与乙烯 【答案】C 【解析】A．金刚石和石墨都是由碳元素构成的结构和性质不同的单质，两者互为同素异形体，故A错误； B．和的质子数相同、中子数不同，两者互为同位素，故B错误； C．乙醇为CH3CH2OH，二甲醚为CH3OCH3，化学式均为C2H6O，两者互为同分异构体，故C正确； D．乙烷的分子式为C2H6，乙烯的分子式为C2H4，两者不互为同分异构体，故D错误； 故答案为C。 【即时演练】 1．下列物质互为同分异构体的一组是 A．氧气与臭氧 B．CH3CH2OH和CH3OCH3 C．35Cl和37Cl D．甲烷与乙烷 【答案】B 【解析】A项，由同种元素形成的不同单质之间互为同素异形体，氧气与臭氧互为同素异形体，错误；B项，分子式相同，结构不同的化合物，二者互为同分异构体，CH3CH2OH和CH3OCH3分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，正确；C项，质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同原子互称同位素，35Cl和37Cl互为同位素，错误；D项，结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物，甲烷与乙烷其符合结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团，二者互为同系物，错误。 2．正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是 A．具有相似的化学性质 B．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同 C．具有相似的物理性质 D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同 【答案】D 【解析】分子式相同结构不同的化合物互称为同分异构体，互为同分异构体的物质具有以下特点：分子式相同、结构不同，物理性质不同，同类化学性质相似，不同类时化学性质不同，多为有机物。 A项，同分异构体可能具有相似化学性质，但具有相似化学性质不一定是同分异构体，如乙烯与丙烯，化学性质相似，分子式不同，错误；B项，相对分子质量相同，但分子的空间结构不同，不能作为同分异构体的判断依据，如C4H10与C3H6O，它们相对分子质量相同，分子的空间结构不同，但它们不是同分异构体，错误；C项，因二者的结构不同，为不同的物质，则物理性质不同，错误；D项，正丁烷与异丁烷的分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同，则结构不同，二者互为同分异构体，正确。 3．下列各组物质的相互关系描述正确的是 A．和是同种物质 B．CH3CH2OH和CH3CH2OCH3互为同系物 C．H2O、D2O和T2O互为同位素 D．和互为同分异构体 【答案】A 【解析】A．和的名称都是3—甲基己烷，二者属于同一种物质，A正确；B．CH3CH2OH属于醇，CH3CH2OCH3属于醚，二者的类别不同，不互为同系物，B不正确；C．同位素是同种元素不同原子的互称，H2O、D2O和T2O都是分子，所以它们不互为同位素，C不正确；D．和的分子式相同、结构相同，属于同一种物质，不互为同分异构体，D不正确；故选A。 1．下列关于甲烷认识不正确的是 A．碳元素的化合价为 B．最广泛的用途是用作清洁燃料 C．密度比氢气大 D．实验室可以用排水法收集 【答案】A 【解析】A．C的电负性大于H，CH4中H的化合价为+1价，C为-4价，故A错误；B．甲烷容易完全燃烧，且产物没有污染，故最主要的用途是作清洁燃料，故B正确；C．甲烷的相对分子质量比氢气大，故相同条件下密度比氢气大，故C正确；D．甲烷难溶于水且不与水反应，故实验室可以用排水法收集，故D正确；答案选A。 2．下列有关乙烯的化学用语中，不正确的是 A．电子式 B．结构简式CH2＝CH2 C．分子结构模型 D．空间构型是正四面体型 【答案】D 【解析】A项，乙烯分子中每2个H与1个C之间形成2对共用电子对，2个C之间形成2对共用电子对，电子式为，正确；B项，每对共用电子对用一根“—”代替，其余电子省略，乙烯的结构简式为CH2＝CH2，正确；C项，乙烯分子中每2个H与1个C之间形成2对共用电子对，2个C之间形成2对共用电子对，其分子结构模型可以表示为，正确；D项，乙烯分子是平面型分子，6个原子在同一平面，不是正四面体形，错误。 3．乙烯是石油裂解气的主要成分，它的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。下列说法正确的是 A．乙烯可作果实催熟剂 B．石油裂解气属于纯净物 C．乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明乙烯具有漂白性 D．PE(聚乙烯)是由乙烯单体聚合而成，说明PE中含有碳碳双键 【答案】A 【解析】A项，乙烯对果实有催熟作用，可作果实催熟剂，正确；B项，石油裂解气是成分复杂的混合物，除乙烯外，还有丙烯、异丁烯等，错误；C项，乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明乙烯具有还原性，错误；D项，PE(聚乙烯)由乙烯单体聚合而成，聚合过程中碳碳双键断开，新形成碳碳单键，PE中没有碳碳双键，错误。 4．下列物质不能利用乙烯通过加成反应制得的是 A．CH3CH3 B．CH3CH2OH C．CH3CH2Cl D．CH3CHCl2 【答案】D 【解析】A项，乙烯与H2加成可生成，不符合题意；B项，乙烯与H2O加成可生成，不符合题意；C项，乙烯与HCl加成可生成，不符合题意；D项，乙烯与Cl2加成生成CH2ClCH2Cl，符合题意。 5．下列反应中，属于加成反应的是 A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B．氢气与氧气反应生成水 C．乙烯与溴反应生成1，2—二溴乙烷 D．甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢 【答案】C 【分析】加成反应是有机物发生化学反应生成唯一产物的反应类型，常见于具有不饱和键的有机物中，据此回答问题。 【解析】A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水，产物不唯一，属于氧化反应，A错误；B．氢气与氧气反应生成水，属于氧化反应，B错误；C．乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷，产物唯一，发生加成反应，C正确；D．甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢，产物不唯一，属于取代反应，D错误；故选C。 6．下列关于乙烯和乙烷的说法错误的是 A．乙烯比乙烷化学性质更稳定 B．乙烯是不饱和烃，乙烷是饱和烃 C．乙烯能使酸性溶液褪色，乙烷则不能 D．乙烯分子为平面结构，乙烷分子为立体结构 【答案】A 【解析】A．乙烯有碳碳双键，易发生加成、氧化反应，因此乙烯的性质比乙烷性质活泼，故A错误；B．乙烯含有碳碳双键，属于不饱和烃，乙烷中均为单键属于饱和烃，故B正确；C．乙烯中含有碳碳双键，可以被氧化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烷不能与酸性高锰酸钾溶液发生反应，不能使其溶液褪色，故C正确；D．乙烯中所有原子都在同一平面，乙烯为平面结构，乙烷分子是空间立体结构，故D正确。综上所述，答案为A。 7．1828年，德国化学家维勒在制备氰酸铵(NH4CNO)时得到了尿素[CO(NH2)2]，首次人工合成有机物。NH4CNO与CO(NH2)2两者互为 A．同位素 B．同分异构体 C．同系物 D．同素异形体 【答案】B 【解析】NH4CNO与CO(NH2)2两者分子式相同，结构式不同，是同分异构体，故B项符合题意。 8．（江苏省泰州市2024-2025学年高二学业水平考试模拟）下列各组物质互为同分异构体的是 A．正丁烷与异丁烷 B．与 C．乙烷与乙烯 D．与 【答案】A 【解析】A．正丁烷与异丁烷分子式相同，结构不同，互为同分异构体，A正确； B．与互为同位素，B错误； C．乙烷与乙烯分子式不同，不是同分异构体，C错误； D．与是同种元素形成的不同单质，是同素异形体，D错误； 故选A。 9．下列有关苯、乙烯的说法正确的是 A．都易溶于水 B．都含有碳碳双键 C．都具有可燃性 D．都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】C 【解析】A项，苯、乙烯都难溶于水，错误；B项，乙烯分子中含有碳碳双键，而苯分子中的碳碳键是介于碳碳双键和碳碳单键之间的一种特殊的化学键，不存在碳碳双键，错误；C项，苯和乙烯都是烃，二者都能够燃烧，因此都具有可燃性，正确；D项，苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烯分子中含有不饱和的碳碳双键，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，因而能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，错误。 10．下列各组物质中，互称为同系物的是 A．氧气和臭氧 B．和 C．正丁烷和异丁烷 D．甲烷和丙烷 【答案】D 【分析】结构相似，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。 【解析】A．氧气和臭氧均是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，故A不符合题意；B．和的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故B不符合题意；C．正丁烷和异丁烷的分子式相同结构不同，互为同分异构体，故C不符合题意；D．甲烷和丙烷都为链状烷烃，二者结构相似，分子间相差2个CH2原子团，互为同系物，故D符合题意；故答案为：D。 11．液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是 A．分子中碳原子不在一条直线上 B．光照下能够发生取代反应 C．丙烷与甲烷不是同系物 D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色 【答案】C 【解析】A．烷烃分子中的碳均为sp3杂化，碳原子不在一条直线上，故A正确；B．丙烷等烷烃在光照的条件下可以和氯气发生取代反应，故B正确；C．甲烷和丙烷都是烷烃，且分子式相差2个CH2属于同系物，故C错误；D．丙烷性质稳定不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确；答案选C。 阅读下列材料，完成下面小题 化学促进了我国科技的创新与进步：以氦-3()等离子体作为燃料的“人造太阳”运行时间创造世界记录；全球首枚液氧甲烷运载火箭发射成功；首次将人工合成淀粉；杭州亚运会火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料。 12．（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）下列关于氦-3的说法正确的是 A．质量数是3 B．中子数是2 C．核外电子数1 D．质子数是3 13．（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）下列化学用语表示正确的是 A．甲烷的结构式： B．氧原子的结构示意图： C．二氧化碳的电子式： D．甲醇的分子式： 14．（江苏省连云港市2024-2025学年普通高中学考模拟）对于反应，下列说法正确的是 A．维持反应进行需要提供能量 B．上图可表示该反应的能量变化 C．断开中的化学键需要吸收能量 D．用甲醇作燃料能缓解温室效应 【答案】12．A 13．C 14．C 【解析】12．A．左上角表示质量数，故质量数是3，A正确； B．中子数= 质量数 - 质子数 = 3 - 2 = 1，B错误； C．核外电子数 = 质子数 = 2，C错误； D．质子数 = 2，D错误； 故选A； 13．A．甲烷的结构式为：，A错误； B．氧原子质子数为8，核外电子数也为8，结构示意图：，B错误； C．二氧化碳中碳原子和氧原子共用两个电子对，电子式为，C正确； D．甲醇的分子式：，结构简式为：，D错误； 故选C； 14．A．该反应为放热反应，放出的热量可以维持后续反应的进行，不需要持续提供能量，A错误； B．该反应为放热反应，能量变化为，B错误； C．断裂化学键需要吸收能量，则断开 中的化学键需要吸收能量，C正确； D．甲醇燃烧会产生二氧化碳，加剧温室效应，D错误； 故选C。 15．A～D是四种烃分子的球棍模型(如图)： （1）A的分子式 。 （2）能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是 (填序号)。 （3）B的结构简式 。 （4）从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内： ①甲烷和丙烷 ②和 ③金刚石和石墨 ④H和D ⑤异戊烷()和新戊烷()  ⑥ 和  ⑦正丁烷和异丁烷 ⑧和 ⑨ 和 Ⅰ．互为同位素的是 (填序号，下同)。 Ⅱ．互为同分异构体的是 。 Ⅲ．互为同系物的是 。 Ⅳ．互为同素异形体的是 。 【答案】（1）CH4 （2）B （3）CH2=CH2 （4）②④ ⑤⑦ ① ③ 【分析】根据各种物质的球棍模型，结合C原子之间成键特点，可知A表示的物质是CH4，B表示的物质是CH2=CH2，C表示的物质是CH3CH2CH2CH3，D表示的物质是C6H6，然后结合物质的性质分析解答。 【解析】（1）A中C原子与4个H原子通过4个共价单键结合，该物质表示的是甲烷，分子式是CH4，故答案为：CH4。 （2）烷烃CH4、CH3CH2CH2CH3以及芳香烃C6H6化学性质稳定，既不能使溴水褪色，也不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，而使酸性高锰酸钾溶液褪色；但乙烯CH2=CH2分子结构中含有不饱和的碳碳双键，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，故能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质序号是B，故答案为：B。 （3）根据物质的球棍模型，可知物质B的结构简式是CH2=CH2，故答案为：CH2=CH2。 （4）①甲烷和丙烷结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，因此二者互为同系物； ②12C和14C质子数相同都是6，而中子数不同，分别是6、8，因此二者属于同位素； ③金刚石和石墨是C元素的两种不同性质的单质，二者是同素异形体； ④H和D的质子数相同都是1，而中子数不同，分别是0、1，因此二者属于同位素； ⑤异戊烷和新戊烷分子式都是C5H12，但二者的分子结构不同，它们是同分异构体； ⑥CH4是正四面体结构，分子中的任何两个化学键都相邻，其分子中的2个H原子被2个Br原子代替，就得到CH2Br2，其结构简式可以用如图所示的两种结构表示，它们属于同一物质； ⑦正丁烷和异丁烷分子式都是C4H10，但二者的分子结构不同，它们是同分异构体； ⑧由于碳碳单键可以旋转，如图所示的物质都是表示的是2-甲基丁烷，因此它们表示的是同一物质； ⑨由于碳碳单键可以旋转，如图所示的物质都是表示丙烷CH3CH2CH3，因此它们表示的是同一物质； 故上述物质中，Ⅰ．互为同位素的是②④；Ⅱ．互为同分异构体的是⑤⑦；Ⅲ．互为同系物的是①；Ⅳ．互为同素异形体的是③； 故答案为：②④；⑤⑦；①；③。 / 学科网（北京）股份有限公司 $