第11讲 烷烃的性质（寒假预习讲义）高一化学人教版

第11讲 烷烃的性质 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：甲烷 1.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·xH2O)。 2.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，熔点-182℃，沸点-164℃。 3.化学性质 （1）稳定性 通常情况下，甲烷性质比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应，也不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。 （2）氧化反应——可燃性 CH4+2O2CO2+2H2O ①现象：放出大量的热，产生淡蓝色的火焰。 ②结论：甲烷可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。 ①甲烷属于可燃性气体，点燃前一定要验纯，当空气中CH4含量为5%～15.4%(体积分数)时，遇火花将发生爆炸。 ②由甲烷的物理性质可知，实验室可用排水法或向下排空气法收集甲烷。 ③实验室常用燃烧法测定有机物的组成元素，先通过定性研究，初步得出有机物的元素组成，再通过定性、定量相结合的方法，测定并推断有机物是否含有其他元素。 （3）取代反应 A.实验探究甲烷与氯气的反应 实验装置 实验步骤 取两支硬质大试管，均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气，分别用铁架台固定好。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。 实验现象及分析 实验现象 原因分析 光照 试管内气体颜色变浅 说明氯气参与了反应，逐渐消耗 试管壁上有油状液滴 说明反应生成难溶于水的有机物 试管中液面上升 说明反应后气体体积减小 观察到白雾 说明生成了HCl气体（HCl遇水蒸气形成酸雾） 水槽中有固体析出 析出的固体为 NaCI 晶体 无光照 无明显变化 无光照该反应不能发生 实验结论 CH4与Cl2在光照下发生反应，生成不溶于水的一氯甲烷(CH3Cl)、二氯甲烷(CH2Cl2)、三氯甲烷(CHCl3)、四氯甲烷(CCl4)4种有机物和极易溶于水的无机物氯化氢(HCl) 甲烷的四种氯代产物的比较 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 名称 一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷 俗称 —— —— 氯仿 四氯化碳 状态 气态 液态 液态 液态 结构式 空间构型 四面体 四面体 四面体 正四面体 密度 比空气密度大 均比水的密度大 用途 可用作溶剂、制冷剂、香料等 麻醉剂、制冷剂、灭火剂、有机溶剂 生产氟利昂，常用作有机溶剂，曾作为麻醉剂用于外科手术 优良的溶剂和高效灭火剂 B.取代反应的概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。特点：是“一上一下，取而代之”，类似无机反应中的复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子。 取代反应与置换反应的区别 反应类型 取代反应 置换反应 定义 有机分子内的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 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 反应特点 反应物：有机物与单质或化合物 生成物：不一定有单质 很多反应进行不完全，速度慢 反应物：一种单质和一种化合物； 生成物：新的单质和新的化合物； 一般能反应完全，速度快 本质 反应中无电子得失 反应中有电子转移 反应条件 反应受催化剂、温度、光的影响 水溶液中置换遵循“以强制弱”的原则 C.甲烷发生取代反应的有关规律 反应条件 光照，一般用漫射光，强光（如日光）直射易发生爆炸 反应物 卤素单质，如与氯气、溴蒸气发生取代反应（与氯水、溴水不反应） 反应特点 连锁反应：甲烷分子中的4个氢原子被氯原子逐步取代，但第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 反应产物 甲烷与Cl2反应生成的产物中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4共存，且每一步取代反应中均有HCl生成，所以反应产物中HCl的物质的量最多。 注意：即使Cl2少量也不会只生成CH3Cl,即使Cl2足量也不会只生成CCl4。 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,即n消耗(Cl2) = n消耗(H) = n生成(HCl)。1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4 mol Cl2。 ①二氯甲烷只存在一种结构证明甲烷是正四面体结构。甲烷分子中有4个等同的C—H键,在空间中可能有两种对称分布：平面正方形结构和正四面体结构。无论甲烷是平面正方形结构还是正四面体结构，一氯甲烷、三氯甲烷以及四氯甲烷均只存在一种结构，而若甲烷为平面正方形结构，则二氯甲烷有两种结构,若甲烷为正四面体立体结构，则二氯甲烷只有一种结构，因此只能利用二氯甲烷不存在同分异构体来证明甲烷是正四面体结构。 （4）高温分解 CH4C+2H2、2CH4C2H2+3H2 4.甲烷的用途 ①高效、较清洁燃料； ②化工原料——甲烷高温分解可得炭黑，用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等；制氯仿和CCl4等重要的溶剂。氧化制甲醇、制氟里昂制冷剂。 知识点2：烷烃的性质 1.烷烃的物理性质 相似性 递变性(随碳原子数增加) 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,常温常压下碳原子数n≤4 的烷呈气态(新戊烷在常温常压下也为气态),其他烷烃在常温常压下呈液态或固态 溶解性 难溶于水,易溶于有机溶剂 ①烷烃它们的沸点和液态时的密度也都逐渐升高和增大。其原因是烷烃是分子晶体，随着碳原子数增多，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，因而熔沸点逐渐升高。当相对分子质量相同时，烷烃支链越多，熔沸点越低。 ②随着分子里碳原子数的递增，它们在常温下的状态由气态、液态到固态：C1～C4为气态，C5～C16为液态，C17以上为固态。 ③随着碳原子数增加，烷烃分子的含碳量和含氢量的递变规律：含碳量逐渐增大，含氢量逐渐减小。 2.烷烃的化学性质 （1）稳定性 在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。 （2）氧化反应——可燃性 与甲烷相似，烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。烷烃燃烧通式：CnH2n+2 + O2nCO2 + (n+1)H2O （3）取代反应 在光照条件下均可与卤素单质，如与氯气、溴蒸气发生取代反应，与氯水、溴水不反应。 （4）高温分解 烷烃在较高温度下会发生分解，包括烷烃的裂解、裂化。 ①裂解是为了获得乙烯、丙烯等短链气态不饱和烃：C4H10CH2= CH2+ CH3CH3 ②裂化是将重质油（如减压馏分油）分解为分子量较小的轻质油（如汽油、煤油），主要目的是提高轻质油的产量和质量：C16H34C8H18+C8H16。 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。 知识点3：有机物的性质 1.概念 有机化合物是指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物。有机化合物种类繁多（在自然界发现的和人工合成的物质已超过1亿种，其中绝大多数都是有机化合物)，绝大多数有机物属于共价化合物，属于非电解质。 2.有机物的通性 溶解性 多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂（如汽油、甲烷、苯等)。 耐热性 多数有机物不耐热、熔点低 导电性 多数有机物为非电解质，不易导电。 可燃性 绝大多数有机物可以燃烧。 稳定性 多数有机物加热时易分解。 ①有机反应往往比较复杂，常有很多副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。因此有机反应方程式中常用“→”连接，而不用“—”连接。 3.有机物种类繁多的主要原因 ①碳原子的结构特征是最外层有4个电子，常常以共价键与碳原子或别的原子结合； ②碳碳间除能形成单键外，还能形成双键和三键，并且能形成长的碳链或碳环； ③有机物普遍存在同分异构现象。 教材习题06（P66） 在一定条件下，下列物质可与甲烷发生取代反应的是 A．O2 B．浓H2SO4 C．Cl2 D．酸性KMnO4溶液 解题方法 甲烷是正四面体结构，甲烷分子中每个原子都达到稳定结构，导致甲烷性质较稳定，通常情况下和强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂不反应。 A．甲烷和氧气发生氧化反应生成二氧化碳和水，属于氧化反应，不发生取代反应，选项A错误． B．硫酸属于强酸，甲烷和稀硫酸不反应，选项B错误． C．光照条件下，甲烷能和氯气发生取代反应，选项C正确． D．酸性高锰酸钾属于强氧化剂，甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应，选项D错误。 【答案】C 教材习题08（P66） 某种烷烃完全燃烧后生成了17.6 g CO2和9.0 g H2O。请据此推测分子式 ，并写出可能的结构 。 解题方法 17.6 g CO2的物质的量为，9.0 g H2O的物质的量为，故N(C)∶N(H)=0.4mol∶(0.5mol×2)=2∶5，又烷烃的通式为CnH2n+2，故符合N(C)∶N(H)= 2∶5的烷烃的分子式为C4H10，故分子式为C4H10；可能的结构为：CH3CH2CH2CH3、。 【答案】C4H10 CH3CH2CH2CH3、 考点一 甲烷的物理化学性质 1．甲烷是一种有机化合物，分子式是CH4，分子量为16.043。甲烷是最简单的有机物，也是含碳量最小(含氢量最大)的烃。甲烷在自然界的分布很广，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。甲烷是创造适合生命存在的条件中，扮演重要角色的有机分子。美国宇航局喷气推进实验室的天文学家，利用绕轨运行的“哈勃”太空望远镜得到了一张行星大气的红外线分光镜图谱，并发现了其中的甲烷痕迹。下列关于甲烷的性质描述错误的是 A．甲烷难溶于水 B．甲烷有臭味 C．甲烷的密度比空气小 D．甲烷易燃烧 【答案】B 【解析】A．甲烷属于烃，难溶于水，故A正确；     B．甲烷是无色无味的气体，故B错误； C．甲烷的相对分子质量小，密度比空气小，故C正确； D．甲烷易燃烧生成二氧化碳和水，故D正确； 选B。 2．下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 A．甲烷是一种黄绿色气体 B．甲烷是一种有臭味的气体 C．收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。 D．甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水 【答案】D 【解析】A.甲烷是一种无色气体，A错误； B.甲烷是一种无色无味的气体，B错误； C.收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷难溶于水，C错误； D.甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水，D正确； 答案选D。 3．下列关于甲烷的说法正确的是 A．甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色 B．甲烷和氯水在光照条件下发生取代反应 C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此是矿井的安全威胁之一 D．将甲烷和氯气按体积比1：1混合，光照条件下可以得到纯净的CH3Cl 【答案】C 【解析】A．甲烷性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故A错误； B．甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，和氯水不反应，故B错误； C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，是矿井的安全威胁之一，因此中一定要通入空气将甲烷排除，故C正确； D．将甲烷和氯气按体积比1：1混合，光照条件下发生取代反应，是一系列的反应，因此得到的产物是混合物，故D错误。 综上所述，答案为C。 考点二 实验探究甲烷与氯气的反应 4．取一支大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，光照一段时间，进行如图所示的实验。下列关于该实验的说法正确的是 A．试管内混合气体颜色变浅，主要是因为氯气部分溶于饱和食盐水 B．试管壁出现了油状液滴，主要是因为该反应生成了氯化氢 C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，一共有四种产物 D．8.0g甲烷与足量氯气发生取代反应时生成的HCl最多为2NA 【答案】D 【解析】A．试管内混合气体颜色变浅，是由于氯气与甲烷发生了取代反应，氯气在饱和食盐水中的溶解度非常小，A错误； B．试管壁出现了油状液滴，主要是因为氯气与甲烷反应生成了二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，B错误； C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，得到的产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢，一共有5种产物，C错误； D．8.0g甲烷的物质的量为0.5mol，甲烷中1个氢原子被取代就能生成1个HCl分子，氢原子的物质的量为2mol，故与足量氯气发生取代反应时生成的HCl最多为2NA，D正确； 故选D。 5．如图所示，U形管的左端为被水和胶塞封闭的甲烷和氯气(体积比为)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。 （1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式： 。 （2）若题目中甲烷与氯气的体积比为，则得到的产物为_____。 A．、 B．、 C．、 D．、、、、 （3）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化情况是_____。 A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定 【答案】（1） （2）D （3）B 【解析】（1）因足量，若充分反应，则中的四个H原子可完全被取代，生成和HCl，化学方程式为； （2）甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和，故选D； （3）甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左端生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升，故选B。 6．如图所示是某同学利用注射器设计的简易实验装置。加热分离出可燃冰中的甲烷，将10mL甲烷注入甲注射器中，在同温、同压下向乙注射器中注入50mLCl2，将乙注射器中气体推入甲注射器中，用日光照射甲注射器一段时间，气体在甲注射器中发生反应。 （1）下列是某同学预测的实验现象，其中正确的是___________(填字母)。 A．气体最终变为无色 B．实验过程中，甲注射器活塞向右移动 C．甲注射器内壁有油状液滴产生 D．产生火花 （2）甲注射器中发生的化学反应类型为 。 （3）反应后，甲注射器中剩余气体最好用___________(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 【答案】（1）BC （2）取代反应 （3）B 【分析】在光照下，甲烷与氯气发生多步取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和HCl； 【解析】（1）A．理论上，甲烷与氯气的体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲注射器中甲烷与氯气的体积比为1∶5，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气，故气体不会最终变为无色，错误； B．产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，其他为油状液体，所以气体的总体积减小，内部压强减小，甲注射器活塞向右移动，正确； C．产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，其他为油状液体，甲注射器内壁有油状液滴产生，正确； D．该反应进行缓慢，不会产生火花，错误； 故选BC； （2）甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲注射器中发生的是取代反应； （3）剩余气体中含有氯气和氯化氢，最好用氢氧化钠溶液吸收，故选B。 考点三 烷烃的性质规律 7．下列关于甲烷及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C—H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】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正确； B．烷烃可以燃烧，能发生氧化反应，故B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正确； D．甲烷分子中的4个C—H键的长度相同，相互之间的夹角相等，甲烷的空间结构为正四面体，故D正确； 故选：B。 8．在1.013×105 Pa下，测得的某些烷烃的沸点如表： 物质 正丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 正己烷 沸点/℃ -0.5 36.1 27.8 9.5 69.0 据表分析，下列选项正确的是 A．在标准状况时，新戊烷是液体 B．在1.013×105 Pa、20 ℃时，C5H12都是液体 C．烷烃随碳原子数增加，沸点降低 D．C5H12随支链增加，沸点升高 【答案】A 【解析】A．新戊烷的沸点是9.5°C，在标准状况下，新戊烷是液体，故A正确； B．C5H12存在同分异构体，它们的沸点值不同，新戊烷的沸点是9.5°C，20°C时，新戊烷是气体，故B错误； C．烷烃中随碳原子数增加，沸点逐渐升高，故C错误； D．同碳个数的烷烃，支链越多则熔沸点越低，故D错误； 答案选A。 9．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】A．烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A错误； B．烷烃通常情况下性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，B错误； C．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错误； D．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正确； 故答案为：D。 考点四 烷烃的相关计算 10．若将2 mol甲烷和氯气发生取代反应，生成、、和的物质的量依次增大0.2 mol，则取代需要氯气的物质的量为 A．4mol B．5mol C．6mol D．8mol 【答案】C 【解析】设生成amol，则（a+0.2）mol，（a+0.4）mol、（a+0.6）mol，根据C守恒，4a+1.2=2，则a=0.2，则、、和中氯元素共有6mol，发生取代反应时，氯气中有一半的Cl进入有机产物，则取代需要氯气的物质的量为6mol，故选C。 11．两种气态烃的混合物共1 L，在空气中完全燃烧生成1.5 L CO2气体和2 L水蒸气(均在120 ℃下测定)，关于该混合物的说法正确的是 A．一定有甲烷 B．一定有乙烷 C．一定含有甲烷，不一定含有乙烷 D．可能是甲烷和丙烷的混合物 【答案】A 【解析】由1L气态烃的混合物在空气中完全燃烧得到1.5L二氧化碳和2L水蒸气可知，烃的平均分子式为C1.5H4，烃分子中碳原子小于1.5的烃只能为甲烷，则混合物中一定含有甲烷，由甲烷的氢原子个数为4可知，另一个烃分子的氢原子个数也为4，所以混合物中一定含有甲烷，一定不含有乙烷或丙烷，故选A。 12．某烷烃0.1 mol，完全燃烧时，正好消耗同温、同压下的氧气0.8 mol，该烷烃的化学式是 A．C2H6 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12 【答案】D 【解析】设该烷烃为CnH2n+2，燃烧通式为：，故，解得n=5，故选D。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.了解掌握甲烷的主要物理性质和化学性质。 2.通过实验探究甲烷与氯气的反应，认识取代反应的概念及特点。 3.熟练掌握烷烃等有机物的主要性质。 【学习重难点】 1.甲烷的物理化学性质 2.取代反应 3.烷烃等有机物的性质 1．下列反应属于取代反应的是 A．C2H4+3O22CO2+2H2O B．Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu C．NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 D．CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl 【答案】D 【分析】取代反应指有机物中一个原子或原子团被其它原子或原子团取代的反应； 【解析】A．该反应为和氧气的反应，属于氧化反应，A错误； B．该反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，属于置换反应，B错误； C．该反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应，C错误； D．反应为氢原子被氯原子取代的反应属于取代反应，D正确； 故选D。 2．下列关于烷烃性质的叙述正确的是 A．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 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．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低 【答案】A 【解析】A．烷烃的取代反应产物均不能唯一，故不能得到纯净的产物， A正确； B．烷烃均不能与高锰酸钾溶液反应使其褪色，B错误； C．烷烃的化学性质与CH4相似，能发生燃烧、取代反应，只能与溴单质在光照条件下发生取代反应，溴水不可以，C错误； D．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐升高，D错误； 故选A。 3．立方烷是一种新合成的烷烃，其分子结构为 。下列有关它的说法错误的是 A．分子式为 B．能燃烧 C．能发生取代反应 D．一氯代物有2种 【答案】D 【解析】A．由结构简式可知，分子式为，A正确； B．该物质属于烷烃，能燃烧，B正确； C．烷烃中碳原子上含有氢，可以发生取代反应，C正确； D．该分子中只有1中情况的氢，一氯代物有1种，D错误； 故选D。 4．下列物质：①正丁烷、②异丁烷、③正戊烷、④四氯化碳，其沸点排列顺序正确的是 A．③>①>②>④ B．④>③>②>① C．④>③>①>② D．②>①>④>③ 【答案】C 【解析】由烷烃中碳原子个数越多，沸点越大，则沸点丁烷＜戊烷，同分异构体中支链越多，沸点越低，所以正戊烷＞正丁烷＞异丁烷；四氯化碳常温下为液体，相对分子质量最大，分子间作用力最大，故其沸点最高，综上所述沸点高低的顺序为：③＞④＞①＞②，故答案为：C。 5．一定体积的某气态烃与过量氧气的混合物充分反应后恢复到原温度、压强(标准状况)。混合气体体积缩小为原体积的二分之一。下列四种气态烃中，符合条件的是(　　) A．甲烷 B．乙烷 C．丙烷 D．丁烷 【答案】B 【解析】设气态烃的分子式为CxHy，气态烃与过量氧气的混合物充分反应后恢复到原温度、压强(标准状况)生成的水为液态，根据题意可得： 根据烃的燃烧通式可知，烃完全燃烧后气体体积变化为1+ ，当该气体烃与氧气恰好反应时，则一定满足：反应后二氧化碳的体积等于反应前气体总体积的一半，即：2x=1+x+，解得：x=1+，或y=4x-4；烃中含氢量越大，燃烧后气体体积减小则越大；由于氧气过量，烃不足，若反应后混合气体体积缩小，则该烃中氢原子数目必须满足：y＞4x-4， A．根据x=1+可知，该气态烃的碳原子数大于1，甲烷中碳原子数等于1，故A不符合题意；     B．当x=2时，y＞4，乙烷的分子式为C2H6，符合题意要求，故B符合题意；     C．当x=3时，y=4×3-4=8，碳原子为3的烃中，饱和烃丙烷才含有8个H，含有的氢原子数目不可能大于8，故C不符合题意； D．当x=4时，y=4×4-4=12， 饱和烃丁烷才含有10个H，不可能达到12个氢原子，故D不符合题意； 答案选B。 6．进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃，说明分子中含有3类氢原子，据此解答。 【解析】A．中含有2类氢原子，A不符合； B．中含有4类氢原子，B不符合； C．中含有3类氢原子，C符合； D．中含有4类氢原子，D不符合； 答案选C。 7．下列有关烷烃的叙述中正确的是 A．一定含有键和键且所有的化学键都是单键 B．能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 C．将乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 D．光照条件下，能与氯气发生取代反应 【答案】D 【解析】A．烷烃中所有的化学键都是单键，一定含有C-H键，不一定含有C-C键，如甲烷为最简单的烷烃，只有C-H键，故A错误； B．烷烃的性质稳定，不能被酸性KMnO4溶液氧化，紫色不会褪去，故B错误； C．乙烷与溴水不能发化学反应，故C错误； D．烷烃的通性是饱和碳原子上的氢原子在一定条件下和氯气发生取代反应，所以烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，故D正确； 答案选D。 8．下列物质中：①氯水；②浓硫酸；③溴蒸气；④烧碱；⑤氧气；⑥酸性KMnO4溶液，其中在一定条件下可以与甲烷发生化学反应的是 A．①②③⑤ B．④⑤⑥ C．③⑤ D．②③④⑥ 【答案】C 【解析】①甲烷与氯水不反应，故不选；②甲烷性质稳定，与浓硫酸不反应，故不选；③甲烷与溴蒸汽在光照条件下能够发生取代反应，故选；④甲烷性质稳定，与氢氧化钠不反应，故不选；⑤甲烷为可燃物，能够在氧气中燃烧，故选；⑥甲烷性质稳定，不能被强氧化剂酸性的高锰酸钾氧化，故不选；故选C。 9．若将2 mol甲烷和氯气发生取代反应，生成、、和的物质的量依次增大0.2 mol，则取代需要氯气的物质的量为 A．4mol B．5mol C．6mol D．8mol 【答案】C 【解析】设生成amol，则（a+0.2）mol，（a+0.4）mol、（a+0.6）mol，根据C守恒，4a+1.2=2，则a=0.2，则、、和中氯元素共有6mol，发生取代反应时，氯气中有一半的Cl进入有机产物，则取代需要氯气的物质的量为6mol，故选C。 10．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 【分析】CH4与Cl2在光照条件下发生反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl，CH3Cl、HCl呈气态，CH2Cl2、CHCl3、CCl4呈液态，则试管内的现象为：气体颜色变浅，液面上升、试管内壁有油状液体附着，水槽内在白色晶体析出。 【解析】A．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不正确； B．由分析可知，甲烷和Cl2反应后试管内壁出现了油状液滴，是因为该反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水、且呈液态的缘故，B不正确； C．CH4和Cl2的反应中，Cl2中的Cl原子替代了CH4分子中的H原子，从而生成甲烷的氯代物和氯化氢，则反应属于取代反应，C正确； D．该反应结束后，气体的体积减少，液面上升，但由于CH3Cl难溶于水，所以液体不能充满试管，D不正确； 故选C。 11．有机物M、N的结构简式如图所示。下列说法错误的是 A．M、N都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．M有两种同分异构体 C．M、N分子中每个碳原子都形成4个共价键 D．等质量的M、N在足量氧气中燃烧，完全燃烧时生成的质量相同 【答案】D 【解析】A. M和N都是烷烃，不能与酸性高锰酸钾溶液反应，A项正确； B. M是新戊烷，有两种同分异构体：、，B项正确； C. 观察M、N分子，每个碳原子形成4个共价键，C项正确； D. M的分子式是的分子式是，M、N的最简式不同，等质量的M、N在足量氧气中燃烧，生成的物质的量不同，D项错误； 答案选D。 12．将0.2 mol某烷烃完全燃烧后，生成的气体缓缓通入盛有0.5L 2 mol/L的NaOH溶液中，生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比1：3，则某烷烃为 A．丁烷 B．乙烷 C．甲烷 D．丙烷 【答案】A 【解析】方法一：从化学方程式2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O 和 NaOH＋CO2===NaHCO3，生成 Na2CO3 和 NaHCO3的物质的量之比为1∶3可知，消耗NaOH的物质的量之比为2∶3，进一步可求得对应的NaOH分别为和，与NaOH反应的 CO2 分别为0.2mol和0.6mol，则1mol该烷烃中含碳原子为，根据 CnH2n+2 得H为10mol，则分子式为C4H10，该烷烃为丁烷，选A。 方法二：原子守恒法。设 Na2CO3 与NaHCO3物质的量分别为x、y，则有 2x+y=0.5L×2mol/L   ① x:y=1:3             ② 解得x=0.2mol，y=0.6mol。 n(C)=x+y=0.2mol+0.6mol=0.8mol(碳原子守恒) 烷烃分子中含碳原子为，分子式为C4H10，该烷烃为丁烷，选A。 13．下列说法正确的是 A．甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合时发生取代反应只生成CH3Cl B．1mol甲烷生成CCl4，最多消耗2mol氯气 C．C3H8和Cl2光照条件下发生取代反应，产物(不考虑同分异构体)有9种，其中HCl最多 D．乙烷化学性质很稳定，不能被溴水、酸性KMnO4等强氧化剂氧化，所以乙烷不能发生氧化反应 【答案】C 【解析】A．甲烷与氯气反应，即使两者的物质的量之比为1：1，也会发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳四种氯代产物，A错误； B．甲烷与Cl2反应生成CCl4的化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl，该反应消耗4molCl2，同时甲烷和氯气反应还有一氯甲烷等产物生成，故最少消耗4molCl2，B错误； C．C3H8与Cl2光照条件下发生取代反应，在不考虑同分异构体的情况下，每取代一个H形成一种产物，C3H8中有8个H，同时取代时有HCl生成，故产物共有9种，其中每一次取代反应都会生成HCl，故HCl最多，C正确； D．乙烷不能被溴水、酸性高锰酸钾等强氧化剂氧化，但是乙烷能在氧气中燃烧，能发生氧化反应，D错误； 故答案选C。 14．下列关于丙烷结构、性质的推断中正确的是。 A．丙烷的3个碳原子不在同一直线上 B．丙烷可与氯水发生取代反应 C．丙烷能使溴水、酸性KMnO4溶液都褪色 D．丙烷可与强酸或强碱反应 【答案】A 【解析】A、丙烷相当于甲烷中的两个氢原子被两个甲基取代，所以丙烷分子中的碳原子不在一条直线上，故A正确； B、丙烷可与氯气在光照条件下发生取代反应，故B错误； C、丙烷属于饱和烃，不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，故C错误； D、丙烷属于饱和烃，不可与强酸或强碱反应，故D错误； 故选A； 15．回答下列问题 （1）写出光照条件下CH4与溴蒸气反应时一个氢原子被取代的化学方程式： 。 （2）完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管增加8.8 g。则原来的甲烷在标准状况下的体积为 升。 （3）CH4和H2混合气体10 mL，完全燃烧后生成6 mL CO2气体(气体的体积在相同状况下测定)，则混合气体中CH4和H2的体积之比为 。 （4）乙烷和甲烷性质相似，乙烷与氯气反应得到的有机产物最多有 种。 【答案】（1）CH4＋Br2CH3Br＋HBr （2）4.48 （3）3∶2 （4）9 【解析】（1）CH4和Br2在光照条件下发生取代反应，一个氢原子被取代生成CH3Br，化学方程式为CH4＋Br2CH3Br＋HBr； （2）由题意可知m(CO2)＝8.8 g，n(CO2)＝0.2 mol，根据碳原子守恒知，n(CH4)＝0.2 mol，V(CH4)＝4.48 L； （3） V(CH4)＝6 mL；V(H2)＝10 mL－6 mL＝4 mL，故V(CH4)∶V(H2)＝6 mL∶4 mL＝3∶2； （4）乙烷的一氯取代物和五氯取代物种数相同，各有1种，二氯取代物和四氯取代物种数相同，各有2种，三氯取代物有2种，六氯取代物有1种，所以共有9种。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 烷烃的性质 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：甲烷 1.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(CH4·xH2O)。 2.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，熔点-182℃，沸点-164℃。 3.化学性质 （1）稳定性 通常情况下，甲烷性质比较 ，与 、 、 都不反应，也不能使 溶液和 褪色。 （2）氧化反应——可燃性 ①现象：放出大量的热，产生 色的火焰。 ②结论：甲烷可以在空气中完全燃烧，发生 反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。 ①甲烷属于可燃性气体，点燃前一定要 ，当空气中CH4含量为5%～15.4%(体积分数)时，遇火花将发生爆炸。 ②由甲烷的物理性质可知，实验室可用 或 收集甲烷。 ③实验室常用燃烧法测定有机物的组成元素，先通过定性研究，初步得出有机物的元素组成，再通过定性、定量相结合的方法，测定并推断有机物是否含有其他元素。 （3）取代反应 A.实验探究甲烷与氯气的反应 实验装置 实验步骤 取两支硬质大试管，均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气，分别用铁架台固定好。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。 实验现象及分析 实验现象 原因分析 光照 试管内气体颜色 说明 参与了反应，逐渐消耗 试管壁上有 液滴 说明反应生成 的有机物 试管中液面上升 说明反应后气体体积 观察到白雾 说明生成了 气体（HCl遇水蒸气形成 ） 水槽中有 析出 析出的固体为 无光照 无明显变化 无光照该反应不能发生 实验结论 CH4与Cl2在光照下发生反应，生成不溶于水的一氯甲烷(CH3Cl)、二氯甲烷(CH2Cl2)、三氯甲烷(CHCl3)、四氯甲烷(CCl4)4种有机物和极易溶于水的无机物氯化氢(HCl) 甲烷的四种氯代产物的比较 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 名称 一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷 俗称 —— —— 状态 结构式 空间构型 四面体 四面体 四面体 正四面体 密度 比空气密度 均比水的密度 用途 可用作溶剂、制冷剂、香料等 麻醉剂、制冷剂、灭火剂、有机溶剂 生产氟利昂，常用作有机溶剂，曾作为麻醉剂用于外科手术 优良的溶剂和高效 B.取代反应的概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。特点：是“一上一下，取而代之”，类似无机反应中的 反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子。 取代反应与置换反应的区别 反应类型 取代反应 置换反应 定义 有机分子内的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 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 反应特点 反应物：有机物与单质或化合物 生成物：不一定有单质 很多反应进行不完全，速度 反应物：一种单质和一种化合物； 生成物：新的单质和新的化合物； 一般能反应完全，速度 本质 反应中 电子得失 反应中 电子转移 反应条件 反应受催化剂、温度、光的影响 水溶液中置换遵循“以强制弱”的原则 C.甲烷发生取代反应的有关规律 反应条件 光照，一般用 ，强光（如日光）直射易发生爆炸 反应物 ，如与氯气、溴蒸气发生取代反应（与氯水、溴水 反应） 反应特点 连锁反应：甲烷分子中的4个氢原子被氯原子逐步取代，但第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 反应产物 甲烷与Cl2反应生成的产物中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4共存，且每一步取代反应中均有HCl生成，所以反应产物中 的物质的量最多。 注意：即使Cl2少量也不会只生成CH3Cl,即使Cl2足量也不会只生成CCl4。 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,即n消耗(Cl2) = n消耗(H) = n生成(HCl)。1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗 Cl2。 ① 只存在一种结构证明甲烷是正四面体结构。甲烷分子中有4个等同的C—H键,在空间中可能有两种对称分布：平面正方形结构和正四面体结构。无论甲烷是平面正方形结构还是正四面体结构，一氯甲烷、三氯甲烷以及四氯甲烷均只存在一种结构，而若甲烷为平面正方形结构，则二氯甲烷有两种结构,若甲烷为正四面体立体结构，则二氯甲烷只有一种结构，因此只能利用二氯甲烷不存在同分异构体来证明甲烷是正四面体结构。 （4）高温分解 CH4 、2CH4 4.甲烷的用途 ①高效、较清洁 ； ②化工原料——甲烷高温分解可得 ，用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等；制氯仿和CCl4等重要的溶剂。氧化制甲醇、制氟里昂制冷剂。 知识点2：烷烃的性质 1.烷烃的物理性质 相似性 递变性(随碳原子数增加) 熔、沸点 较 逐渐 密度 比水 逐渐 状态 气态→液态→固态,常温常压下碳原子数n≤4 的烷呈气态( 在常温常压下也为气态),其他烷烃在常温常压下呈液态或固态 溶解性 溶于水, 于有机溶剂 ①烷烃它们的沸点和液态时的密度也都逐渐升高和增大。其原因是烷烃是分子晶体，随着碳原子数增多，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力 ，因而熔沸点逐渐 。当相对分子质量相同时，烷烃支链越多，熔沸点越 。 ②随着分子里碳原子数的递增，它们在常温下的状态由气态、液态到固态：C1～C4为 态，C5～C16为 态，C17以上为 态。 ③随着碳原子数增加，烷烃分子的含碳量和含氢量的递变规律：含碳量逐渐 ，含氢量逐渐 。 2.烷烃的化学性质 （1）稳定性 在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。 （2）氧化反应——可燃性 与甲烷相似，烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。烷烃燃烧通式： （3）取代反应 在光照条件下均可与卤素单质，如与氯气、溴蒸气发生取代反应，与氯水、溴水 反应。 （4）高温分解 烷烃在较高温度下会发生分解，包括烷烃的裂解、裂化。 ①裂解是为了获得乙烯、丙烯等短链气态不饱和烃：C4H10 ②裂化是将重质油（如减压馏分油）分解为分子量较小的轻质油（如汽油、煤油），主要目的是提高轻质油的产量和质量：C16H34 。 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。 知识点3：有机物的性质 1.概念 有机化合物是指绝大多数含 元素的化合物，简称有机物。有机化合物种类繁多（在自然界发现的和人工合成的物质已超过1亿种，其中绝大多数都是有机化合物)，绝大多数有机物属于 化合物，属于 。 2.有机物的通性 溶解性 多数有机物 溶于水， 溶于有机溶剂（如汽油、甲烷、苯等)。 耐热性 多数有机物不耐热、熔点 导电性 多数有机物为 ， 导电。 可燃性 绝大多数有机物可以 。 稳定性 多数有机物加热时 。 ①有机反应往往比较复杂，常有很多副反应发生，很多反应需要在 、光照或使用 的条件下进行。因此有机反应方程式中常用“→”连接，而不用“—”连接。 3.有机物种类繁多的主要原因 ①碳原子的结构特征是最外层有 个电子，常常以共价键与碳原子或别的原子结合； ②碳碳间除能形成 键外，还能形成 键和 键，并且能形成长的 或 ； ③有机物普遍存在 。 教材习题06（P66） 在一定条件下，下列物质可与甲烷发生取代反应的是 A．O2 B．浓H2SO4 C．Cl2 D．酸性KMnO4溶液 解题方法 甲烷是正四面体结构，甲烷分子中每个原子都达到稳定结构，导致甲烷性质较稳定，通常情况下和强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂不反应。 A．甲烷和氧气发生氧化反应生成二氧化碳和水，属于氧化反应，不发生取代反应，选项A错误． B．硫酸属于强酸，甲烷和稀硫酸不反应，选项B错误． C．光照条件下，甲烷能和氯气发生取代反应，选项C正确． D．酸性高锰酸钾属于强氧化剂，甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应，选项D错误。 【答案】 教材习题08（P66） 某种烷烃完全燃烧后生成了17.6 g CO2和9.0 g H2O。请据此推测分子式 ，并写出可能的结构 。 解题方法 17.6 g CO2的物质的量为，9.0 g H2O的物质的量为，故N(C)∶N(H)=0.4mol∶(0.5mol×2)=2∶5，又烷烃的通式为CnH2n+2，故符合N(C)∶N(H)= 2∶5的烷烃的分子式为C4H10，故分子式为C4H10；可能的结构为：CH3CH2CH2CH3、。 【答案】 考点一 甲烷的物理化学性质 1．甲烷是一种有机化合物，分子式是CH4，分子量为16.043。甲烷是最简单的有机物，也是含碳量最小(含氢量最大)的烃。甲烷在自然界的分布很广，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。甲烷是创造适合生命存在的条件中，扮演重要角色的有机分子。美国宇航局喷气推进实验室的天文学家，利用绕轨运行的“哈勃”太空望远镜得到了一张行星大气的红外线分光镜图谱，并发现了其中的甲烷痕迹。下列关于甲烷的性质描述错误的是 A．甲烷难溶于水 B．甲烷有臭味 C．甲烷的密度比空气小 D．甲烷易燃烧 2．下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 A．甲烷是一种黄绿色气体 B．甲烷是一种有臭味的气体 C．收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。 D．甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水 3．下列关于甲烷的说法正确的是 A．甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色 B．甲烷和氯水在光照条件下发生取代反应 C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此是矿井的安全威胁之一 D．将甲烷和氯气按体积比1：1混合，光照条件下可以得到纯净的CH3Cl 考点二 实验探究甲烷与氯气的反应 4．取一支大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，光照一段时间，进行如图所示的实验。下列关于该实验的说法正确的是 A．试管内混合气体颜色变浅，主要是因为氯气部分溶于饱和食盐水 B．试管壁出现了油状液滴，主要是因为该反应生成了氯化氢 C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，一共有四种产物 D．8.0g甲烷与足量氯气发生取代反应时生成的HCl最多为2NA 5．如图所示，U形管的左端为被水和胶塞封闭的甲烷和氯气(体积比为)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。 （1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式： 。 （2）若题目中甲烷与氯气的体积比为，则得到的产物为_____。 A．、 B．、 C．、 D．、、、、 （3）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化情况是_____。 A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定 6．如图所示是某同学利用注射器设计的简易实验装置。加热分离出可燃冰中的甲烷，将10mL甲烷注入甲注射器中，在同温、同压下向乙注射器中注入50mLCl2，将乙注射器中气体推入甲注射器中，用日光照射甲注射器一段时间，气体在甲注射器中发生反应。 （1）下列是某同学预测的实验现象，其中正确的是___________(填字母)。 A．气体最终变为无色 B．实验过程中，甲注射器活塞向右移动 C．甲注射器内壁有油状液滴产生 D．产生火花 （2）甲注射器中发生的化学反应类型为 。 （3）反应后，甲注射器中剩余气体最好用___________(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 考点三 烷烃的性质规律 7．下列关于甲烷及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C—H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 8．在1.013×105 Pa下，测得的某些烷烃的沸点如表： 物质 正丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 正己烷 沸点/℃ -0.5 36.1 27.8 9.5 69.0 据表分析，下列选项正确的是 A．在标准状况时，新戊烷是液体 B．在1.013×105 Pa、20 ℃时，C5H12都是液体 C．烷烃随碳原子数增加，沸点降低 D．C5H12随支链增加，沸点升高 9．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 考点四 烷烃的相关计算 10．若将2 mol甲烷和氯气发生取代反应，生成、、和的物质的量依次增大0.2 mol，则取代需要氯气的物质的量为 A．4mol B．5mol C．6mol D．8mol 11．两种气态烃的混合物共1 L，在空气中完全燃烧生成1.5 L CO2气体和2 L水蒸气(均在120 ℃下测定)，关于该混合物的说法正确的是 A．一定有甲烷 B．一定有乙烷 C．一定含有甲烷，不一定含有乙烷 D．可能是甲烷和丙烷的混合物 12．某烷烃0.1 mol，完全燃烧时，正好消耗同温、同压下的氧气0.8 mol，该烷烃的化学式是 A．C2H6 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.了解掌握甲烷的主要物理性质和化学性质。 2.通过实验探究甲烷与氯气的反应，认识取代反应的概念及特点。 3.熟练掌握烷烃等有机物的主要性质。 【学习重难点】 1.甲烷的物理化学性质 2.取代反应 3.烷烃等有机物的性质 1．下列反应属于取代反应的是 A．C2H4+3O22CO2+2H2O B．Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu C．NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 D．CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl 2．下列关于烷烃性质的叙述正确的是 A．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 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．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低 3．立方烷是一种新合成的烷烃，其分子结构为 。下列有关它的说法错误的是 A．分子式为 B．能燃烧 C．能发生取代反应 D．一氯代物有2种 4．下列物质：①正丁烷、②异丁烷、③正戊烷、④四氯化碳，其沸点排列顺序正确的是 A．③>①>②>④ B．④>③>②>① C．④>③>①>② D．②>①>④>③ 5．一定体积的某气态烃与过量氧气的混合物充分反应后恢复到原温度、压强(标准状况)。混合气体体积缩小为原体积的二分之一。下列四种气态烃中，符合条件的是(　　) A．甲烷 B．乙烷 C．丙烷 D．丁烷 6．进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是 A． B． C． D． 7．下列有关烷烃的叙述中正确的是 A．一定含有键和键且所有的化学键都是单键 B．能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 C．将乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 D．光照条件下，能与氯气发生取代反应 8．下列物质中：①氯水；②浓硫酸；③溴蒸气；④烧碱；⑤氧气；⑥酸性KMnO4溶液，其中在一定条件下可以与甲烷发生化学反应的是 A．①②③⑤ B．④⑤⑥ C．③⑤ D．②③④⑥ 9．若将2 mol甲烷和氯气发生取代反应，生成、、和的物质的量依次增大0.2 mol，则取代需要氯气的物质的量为 A．4mol B．5mol C．6mol D．8mol 10．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 11．有机物M、N的结构简式如图所示。下列说法错误的是 A．M、N都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．M有两种同分异构体 C．M、N分子中每个碳原子都形成4个共价键 D．等质量的M、N在足量氧气中燃烧，完全燃烧时生成的质量相同 12．将0.2 mol某烷烃完全燃烧后，生成的气体缓缓通入盛有0.5L 2 mol/L的NaOH溶液中，生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比1：3，则某烷烃为 A．丁烷 B．乙烷 C．甲烷 D．丙烷 13．下列说法正确的是 A．甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合时发生取代反应只生成CH3Cl B．1mol甲烷生成CCl4，最多消耗2mol氯气 C．C3H8和Cl2光照条件下发生取代反应，产物(不考虑同分异构体)有9种，其中HCl最多 D．乙烷化学性质很稳定，不能被溴水、酸性KMnO4等强氧化剂氧化，所以乙烷不能发生氧化反应 14．下列关于丙烷结构、性质的推断中正确的是。 A．丙烷的3个碳原子不在同一直线上 B．丙烷可与氯水发生取代反应 C．丙烷能使溴水、酸性KMnO4溶液都褪色 D．丙烷可与强酸或强碱反应 15．回答下列问题 （1）写出光照条件下CH4与溴蒸气反应时一个氢原子被取代的化学方程式： 。 （2）完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管增加8.8 g。则原来的甲烷在标准状况下的体积为 升。 （3）CH4和H2混合气体10 mL，完全燃烧后生成6 mL CO2气体(气体的体积在相同状况下测定)，则混合气体中CH4和H2的体积之比为 。 （4）乙烷和甲烷性质相似，乙烷与氯气反应得到的有机产物最多有 种。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $