7.1 饱和烃（6大题型专项训练）化学沪科版必修第二册

7.1 饱和烃 题型01 甲烷的性质与结构 题型02 甲烷的取代反应 题型03 烷烃结构、命名与性质 题型04 同系物的概念 题型05 表示有机物的不同方式 题型06 同分异构体与同分异构现象 题型01 甲烷的性质与结构 甲烷是最简单的有机化合物，为饱和烃的代表，结构决定其化学性质的稳定性。 甲烷的分子结构：分子式CH₄，空间构型为正四面体，碳原子位于正四面体中心，4个氢原子位于四个顶点，C-H键为极性共价键，键角均为109°28′，结构简式为CH₄。 甲烷的物理性质：无色无味气体，密度比空气小，难溶于水，是天然气、沼气、坑气的主要成分。 甲烷的化学性质：常温下性质稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂（如酸性KMnO₄溶液）反应；点燃时能发生燃烧反应，光照下能与卤素单质发生取代反应，高温下能发生分解反应。 【典例1】（24-25高一下·上海徐汇·期末）下列关于甲烷和烷烃的说法不正确的是 A．甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色 B．天然气、沼气、煤层气的主要成分是甲烷 C．甲烷是矿井的安全威胁之一 D．相同质量的烷烃完全燃烧时，甲烷的耗氧量最低 【答案】D 【详解】A．甲烷结构稳定，常温下不与酸性KMnO4溶液反应，A正确； B．天然气、沼气、煤层气的主要成分均为甲烷，B正确； C．矿井中甲烷浓度过高易引发爆炸，是安全威胁，C正确； D．甲烷（CH4）含氢量最高，相同质量时耗氧量最大，而非最低，D错误； 故选D。 【变式1-1】（24-25高二上·上海浦东新·期中）下列说法正确的是 A．CH4有还原性，可使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．甲烷的结构简式： C．甲烷的电子式为，分子中各原子没有都达到“8电子”稳定结构 D．空间填充模型可以表示甲烷分子或四氯化碳分子 【答案】C 【详解】A．CH4是一种饱和烃，化学性质相对稳定，不能与酸性高锰酸钾溶液发生反应，因此CH4不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误； B．甲烷的结构简式CH4，B错误； C．CH4是共价化合物，其电子式为，其中H原子达到“2电子”稳定结构，C原子达到“8电子”稳定结构，则分子中各原子没有都达到“8电子”稳定结构，C正确； D．C原子半径大于H原子半径，但C原子半径小于Cl原子半径，则空间填充模型能表示甲烷分子，但不能表示四氯化碳分子，D错误； 故选C。 【变式1-2】（24-25高一上·上海·月考）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 【详解】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。 【变式1-3】（24-25高二下·上海·期中）下列化学用语正确的是 A．质子数为6、中子数为8的碳原子： B．甲烷的球棍模型 C．甲烷的结构式： D．甲基的电子式： 【答案】A 【详解】A．碳的质子数为6，当中子数为8的时候，质量数为14，则可表示为：，故A正确； B．甲烷的球棍模型为，故B错误； C．甲烷的结构式为，故C错误； D．甲基的电子式，故D错误； 答案选A。 题型02 甲烷的取代反应 甲烷的取代反应是饱和烃的特征反应，需在特定条件下进行，反应具有分步进行、产物多样的特点。 反应条件：光照（漫射光，避免强光直射发生爆炸），反应物为甲烷与卤素单质（如Cl₂、Br₂，不能是卤素的水溶液）。 反应实质：甲烷分子中的H原子被卤素原子逐步取代，生成一系列卤代甲烷和卤化氢，以甲烷与氯气的反应为例，第一步反应为CH₄+Cl₂CH₃Cl+HCl，后续依次生成CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄。 反应特点：① 分步进行，每一步均为取代反应，反应同时进行，产物为混合物；② 反应为连锁反应，一旦开始，直至甲烷或卤素单质消耗殆尽；③ 每取代1个H原子，消耗1个卤素分子，生成1个卤化氢分子，为1:1对应关系。 【典例2】（24-25高二上·上海浦东新·期中）下图为甲烷与氯气发生取代反应的装置图(条件光照)，反应过程中未发生的现象是 A．反应过程中量筒中混合气体的颜色变浅 B．反应过程中量筒壁上有油状液体生成 C．反应完后向量筒内的溶液滴加石蕊，溶液变红 D．反应完后饱和食盐水充满量筒 【答案】D 【分析】甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl。 【详解】A．反应过程中氯气不断被消耗，量筒中混合气体的颜色变浅，A正确； B．生成物有二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是油状液体，B正确； C．生成的HCl溶于水后电离出氢离子，石蕊遇酸变红，C正确； D．反应完后有不溶于水的一氯甲烷，饱和食盐水不能充满量筒，D错误； 答案选D。 【变式2-1】（24-25高二上·上海浦东新·期末）甲烷与氯气反应生成的二氯甲烷空间结构有 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【答案】A 【详解】甲烷是正四面体结构，生成的二氯甲烷只有1种结构，A正确； 故选A。 【变式2-2】（24-25高二下·上海·期中）通过管道运输，天然气可以为家庭提供热量。输送到家的天然气几乎是纯甲烷，下列关于甲烷与氯气反应的说法中错误的是 A．反应类型为取代 B．产物常温下为液体 C．产物结构只有一种 D．产物可做灭火剂 【答案】B 【详解】A．甲烷与氯气反应，甲烷上的H被Cl取代，属于取代反应，故A正确； B．产物常温下为气体，故B错误； C．CH4为正四面体结构，产物CH2Cl2结构也为四面体，结构只有一种，故C正确； D．产物CCl4不能支持燃烧，可做灭火剂，故D正确； 故选B。 【变式2-3】（25-26高一下·上海静海·期中）除二氧化碳外，甲烷也是一种温室气体，其特征反应是取代反应。下列说法正确的是 A．分子比分子稳定，说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强 B．甲烷与混合在黑暗处即可爆炸 C．为正四面体结构 D．为平面正方形结构 【答案】A 【详解】A．元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，A正确； B．与在光照时才能反应，B错误； C．为四面体结构，但不是正四面体结构，C错误； D．是正四面体结构而不是平面正方形，D错误； 故选A。 题型03 烷烃结构、命名与性质 烷烃是分子中碳原子之间以单键结合，剩余价键均与氢原子结合的饱和烃，通式为CₙH₂ₙ₊₂（n≥1），随碳原子数增加，物理性质呈规律性变化。 烷烃的结构特点：① 碳原子均为sp³杂化，形成四面体结构；② 碳碳之间均为单键，碳链为锯齿状（非直线型）；③ 分子中无不饱和键，为饱和烃，化学性质稳定。 烷烃的系统命名法：① 选主链：选择最长的碳链为主链，按主链碳原子数称为“某烷”；② 编号位：从离支链最近的一端开始，给主链碳原子编号；③ 写名称：支链名称写在主链名称前，支链位置用阿拉伯数字表示，数字与汉字之间用“-”连接，相同支链合并用汉字数字表示。 烷烃的化学性质：与甲烷相似，常温下稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂反应；能发生燃烧反应（生成CO₂和H₂O，烷烃含氢量越高，燃烧热值越大）；光照下能与卤素单质发生取代反应（产物更复杂）；高温下能发生裂化或裂解反应（生成小分子烃）。 【典例3】（25-26高一下·上海·期中）对于烷烃的结构和性质的下列说法不正确的是 A．丙烷和丁烷互称为同系物 B． 的一溴代物有4种 C．沸点：丙烷>正丁烷>异丁烷 D．和互为同分异构体 【答案】C 【详解】A．丙烷和丁烷结构相似，在分子组成上相差1个原子团，互称为同系物，A正确； B．的一溴代物有4种，分别是：、、、，B正确； C．组成和结构相同的有机物，相对分子质量越大，沸点越高，烷烃同分异构体中支链越多，沸点越低，相对分子质量：正丁烷=异丁烷>丙烷，但异丁烷支链多，所以沸点低，即沸点为正丁烷>异丁烷>丙烷，C不正确； D．和分子式相同，但结构不同，互为同分异构体，D正确； 故选C。 【变式3-1】（25-26高一上·上海·期末）烷烃是一类由碳和氢组成的有机物的统称，以下是常见烷烃的结构式，下列说法错误的是 A．甲烷分子结构模型为 B．乙烷具有极性键和非极性键 C．三种烷烃中丙烷的沸点最高 D．可推测丁烷的分子式为 【答案】D 【详解】 A．甲烷的空间构型为正四面体形，其分子结构模型为，A正确； B．乙烷分子中键为极性键，键为非极性键，因此乙烷具有极性键和非极性键，B正确； C．对于烷烃，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。甲烷、乙烷、丙烷的相对分子质量依次增大，所以三种烷烃中丙烷的相对分子质量最大，沸点最高，C正确； D．烷烃的通式为，丁烷的分子式应为，而非，D错误； 故选D。 【变式3-2】（24-25高二上·上海浦东新·期末）某有机物的结构简式为，用系统命名法命名其名称为 A．2-甲基-4-异丙基己烷 B．2，5-二甲基-3-乙基己烷 C．5-甲基-3-异丙基己烷 D．2，5-二甲基-4-乙基己烷 【答案】B 【详解】 最长的碳链有6个碳(等长碳链选择支链多的为主链)，主链为：，从离支链近的一端开始编号，并且各支链的编号之和最小，因此从左边开始编号，2号碳上有1个甲基，3号碳上有1个乙基，5号碳上有1个甲基，因此其名称为：2，5-二甲基-3-乙基己烷，故答案选B。 【变式3-3】（24-25高二上·上海·期中）某有机物的结构简式如图所示，其正确的命名是 A．3，4，6-三甲基-4-乙基辛烷 B．2，3，5-三乙基-3-甲基己烷 C．3，4-二甲基-4，6-二乙基庚烷 D．2，4-二甲基-4，5-二乙基庚烷 【答案】A 【详解】 有机物展开后为，主链上有8个碳原子，3号碳、4号碳和6号碳上各连有一个甲基，4号碳上还连有一个乙基，系统命名为3，4，6-三甲基-4-乙基辛烷，故选A。 题型04 同系物的概念 同系物是有机化合物中结构相似的一类物质，判断核心为结构相似、分子组成相差若干个CH₂原子团。 同系物的定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH₂原子团的有机化合物互称为同系物，如甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。 同系物的判断依据：① 结构相似：官能团的种类、数目、连接方式相同，烷烃的结构相似即均为饱和烃，碳碳之间均为单键；② 分子组成：分子式不同，且相差若干个CH₂原子团，即通式相同；③ 属于同一类物质，如烷烃之间、烯烃之间互为同系物，烷烃与烯烃不互为同系物。 同系物的性质特点：同系物的化学性质相似，物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化（如烷烃的熔沸点随碳原子数增加而升高，密度逐渐增大）。 【典例4】（24-25高二上·上海浦东新·期末）甲烷与丁烷同为烷烃，两者互为 A．同分异构体 B．同位素 C．同系物 D．同素异形体 【答案】C 【详解】甲烷（CH4）和丁烷（C4H10）都是烷烃，结构相似，在分子组成上相差一个或多个 CH2 原子团的化合物，因此互为同系物，故选C。 【变式4-1】（24-25高二上·上海·期中）C5H12有3种不同结构：甲CH3(CH2)3CH3，乙CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4，下列相关叙述正确的是 A．甲、乙、丙属于同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应 B．C5H12表示一种纯净物 C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低 D．乙的系统命名法为2-甲基戊烷 【答案】C 【详解】A．CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4分子式相同，结构不同，属于同分异构体，不是同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应，故A错误； B．C5H12存在3种同分异构体：CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4，不能表示纯净物，故B错误； C．沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷，即甲、乙、丙中，丙的沸点最低，故C正确； D．乙的系统命名法为2-甲基丁烷，故D错误； 故选C。 【变式4-2】（24-25高二上·上海·期中）下列各组物质中，属于同系物的是 A．和 B．和 C．和 D．金刚石和C60 【答案】A 【详解】 A．和是结构相似，相差1个CH2原子团的烷烃，互为同系物，故A正确； B．是链烃，是环烷烃，两者的结构不相似，不是同类物质，不可能互为同系物，故B错误； C．和的质子数相同，中子数不同，互为同位素，不可能互为同系物，故C错误； D．金刚石和C60是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，不可能互为同系物，故D错误； 故选A。 【变式4-3】（24-25高二上·上海·期末）下列说法正确的是 A．所有的烷烃，彼此都是同系物 B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体 C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体 D．戊烷有三种同分异构体 【答案】D 【详解】A．同系物要求结构相似且分子组成相差一个或若干个 原子团，烷烃的同分异构体（如正丁烷与异丁烷）结构相似但分子式相同，不满足同系物的分子组成要求，并非所有烷烃都能构成同系物，A 错误； B．组成元素相同且各元素质量分数相同的化合物，最简式相同，但分子式不一定相同（如 与 ），不一定是同分异构体，B 错误； C．相对分子质量相同的化合物，分子式不一定相同（如 与 、 与 ），不一定是同分异构体，C 错误； D．戊烷的分子式为 ，其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种，D 正确； 故选 D。 题型05 表示有机物的不同方式 有机物的表示方式有多种，各有侧重，可分为结构型和组成型，需根据需求选择合适的表示方法。 常见的表示方式：① 分子式：用元素符号表示分子中各元素的原子个数，如甲烷的分子式CH₄，仅表示分子组成，不表示结构；② 电子式：用“·”或“×”表示原子的最外层电子，展示原子间的成键方式；③ 结构式：用“-”表示共价键，展示分子中原子的连接方式和空间排布的骨架，④ 结构简式：将结构式中的单键省略，合并相同的基团，简洁表示分子结构，如丙烷的结构简式CH₃CH₂CH₃，是有机化学中最常用的表示方式；⑤ 键线式：用线段表示碳碳键，拐点和端点表示碳原子，氢原子省略，其他原子需标出，如正丁烷的键线式为CH₃-CH₂-CH₂-CH₃的键线式（四段直线，三个拐点）。 表示方式的选择：表示分子组成用分子式，展示成键方式用电子式、结构式，简洁表示结构用结构简式，复杂有机物的结构表示用键线式。 【典例5】（24-25高二上·上海·期末）某有机物的模型如图所示，下列判断错误的是 A．分子中都是共价键 B．与Br2加成最多可得到2种产物 C．易被酸性KMnO4溶液氧化 D．该模型为球棍模型 【答案】B 【分析】从图中可知该有机物为2-甲基-1，3-丁二烯，结构简式：CH2=C(CH3)CH=CH2，分子式为：C5H8，据此分析解题。 【详解】A．分子中存在碳碳和碳氢共价键，故分子中都是共价键，A正确； B．若该有机物与Br2的物质的量为1∶1，则生成的产物有CH2BrCBr(CH3)CH=CH2、CH2=C(CH3)CHBr－CH2Br、CH2BrC(CH3)=CHCH2Br，若该有机物与Br2的物质的量之比为1∶2，则产物为CH2BrCBr(CH3)CHBrCH2Br，即最多可得到4种产物，B错误； C．该有机物中含有碳碳双键，易被酸性KMnO4溶液氧化，C正确； D．根据结构示意图可知，该模型为球棍模型，D正确； 故选B。 【变式5-1】（24-25高二上·上海静安·期中）下列关于互为同系物的两种有机物的说法不正确的是 A．通式一定相同 B．最简式可能相同 C．一定不互为同分异构体 D．能发生的反应类型一定相同 【答案】D 【详解】A．同系物的通式相同，A正确； B．同系物的最简式可能相同，如C2H4和C3H6（丙烯）互为同系物，最简式都是CH2，B正确； C．同系物分子组成上相差1个或若干个CH2，分子式一定不同，一定不是同分异构体，C正确； D．同系物能发生的反应类型不一定相同，如HCOOH和CH3COOH互为同系物，但是HCOOH能发生银镜反应，而CH3COOH不能发生银镜反应，D错误； 故答案选D。 【变式5-2】（24-25高二上·上海杨浦·期中）甲、乙两种有机物的球棍模型如下，有关二者的描述中正确的是 A．甲、乙为同一物质 B．甲、乙互为同系物 C．甲、乙分子的一氯取代物的数目相同 D．甲、乙分子中含有的共价键数目不同 【答案】C 【详解】A．甲为CH3CH(CH3)2，乙为CH3CH2CH2CH3，甲、乙不是同一物质，A错误； B．同系物为结构相似、分子组成相差若干个-CH2-原子团的有机化合物，甲、乙C原子数相同，B错误； C．一氯代物的种类取决于有机物中氢原子的种类，甲、乙都有2中H原子，其一氯代物有2中，C正确； D．共价键数目均为3+10=13，D错误； 故答案为：C。 【变式5-3】（2025·上海徐汇·模拟预测）下列有机物的命名或化学术语正确的是 A．苯的化学式：C6H6 B．乙炔的结构式：CH≡CH C．乙醚的分子式：C2H6O D．的名称：1，3−二丙醇 【答案】A 【详解】A．苯的化学式为C6H6，故A项正确； B．乙炔的结构式为：H-C≡C-H，题中为结构简式，故B项错误； C．乙醚分子式为C4H10O，故C项错误； D．该物质的名称为1，3-丙二醇，故D错误； 故答案选A。 题型06 同分异构体与同分异构现象 同分异构现象是有机化合物种类繁多的重要原因之一，同分异构体的判断是有机化学的核心考点，核心为分子式相同、结构不同。 同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 同分异构体的判断依据：① 分子式相同：分子中各元素的原子个数完全相同，相对分子质量相同；② 结构不同：原子的连接方式、空间排布不同，如正丁烷和异丁烷的分子式均为C₄H₁₀，但碳链结构不同。 烷烃的同分异构体类型：烷烃的同分异构体主要为碳链异构，即碳原子的连接方式不同，形成不同的碳链结构，如C₄H₁₀有正丁烷（直链）和异丁烷（支链）两种同分异构体，C₅H₁₂有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体。 同分异构体的书写技巧：烷烃同分异构体的书写遵循主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间的原则，避免重复和遗漏。 【典例6】（25-26高二上·上海·阶段练习）有机物中碳原子连接方式多种多样，现有下列三种物质(黑球代表碳原子，氢原子省略)：①、②、③，下列说法正确的是 A．①②③互为同分异构体 B．②的名称为异丙烷 C．①能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．②中不可能所有碳原子共平面 【答案】D 【详解】A．同分异构体需分子式相同结构不同，①、②分子式相同，均为，结构式不同，①、②互为同分异构体，③分子式与①、②不同（），与①、②不是同分异构体，A错误； B．②的名称为新戊烷（5个碳原子），B错误； C．①为直链烷烃，不含不饱和键，不能被酸性高锰酸钾氧化，无法使其褪色，C错误； D．②中心碳为杂化，呈四面体结构，所有碳原子不可能共平面，D正确； 故答案选D。 【变式6-1】（25-26高二上·上海·月考）含有6个碳原子的烃，其碳原子的连接方式如下，下列说法正确的是 A．有机物a和c互为同分异构体 B．有机物b和d互为同系物 C．有机物c和d互为同分异构体 D．五种物质都不能使溴水褪色 【答案】C 【详解】A．有机物a为直链烷烃（正己烷），分子式；c为环烷烃，分子式，二者分子式不同，不互为同分异构体，A错误； B．有机物b为环烯烃（），d若为环烷烃（，脂环烃），二者结构不相似，分子组成相差不是的整数倍，不互为同系物，B错误； C．有机物c和d均为含6个碳的环烃，均为环烷烃，分子式均为，二者分子式相同、结构不同，互为同分异构体，C正确； D．b和e均含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应使其褪色，D错误； 故选C。 【变式6-2】（24-25高二上·上海浦东新·期末）丁烷的两种同分异构体不可能具有相同的 A．分子式 B．通式 C．相对分子质量 D．结构式 【答案】D 【详解】同分异构体分子式相同，则具有相同的组成元素，相同的通式，相同的相对分子质量，结构式不同，故D错误； 故选D。 【变式6-3】（24-25高二上·上海浦东新·期中）下列说法正确的是 A．1H2、2D2互为同位素 B．C3H8和C5H12是同系物 C．CO和CO2互为同素异形体 D．化学通式相同的一定互为同系物 【答案】B 【详解】A．质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称同位素，1H2、2D2不互为同位素，A错误； B．C3H8和C5H12均为烷烃，结构相似，组成上相差2个CH2原子团的有机物，互为同系物，B正确； C. 同素异形体是指同种元素组成的性质不同的单质，CO和CO2均为化合物，不互为同素异形体，C错误； D．结构相似，组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互为同系物，化学通式相同的不互为同系物，D错误； 答案选B。 / 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 $ 7.1 饱和烃 题型01 甲烷的性质与结构 题型02 甲烷的取代反应 题型03 烷烃结构、命名与性质 题型04 同系物的概念 题型05 表示有机物的不同方式 题型06 同分异构体与同分异构现象 题型01 甲烷的性质与结构 甲烷是最简单的有机化合物，为饱和烃的代表，结构决定其化学性质的稳定性。 甲烷的分子结构：分子式 ，空间构型为 ，碳原子位于正四面体中心，4个氢原子位于四个顶点，C-H键为 ，键角均为109°28′，结构简式为CH₄。 甲烷的物理性质：无色无味气体，密度比空气 ，难溶于水，是天然气、沼气、坑气的主要成分。 甲烷的化学性质：常温下性质 ，不与强酸、强碱、强氧化剂（如酸性KMnO₄溶液）反应；点燃时能发生燃烧反应，光照下能与卤素单质发生 ，高温下能发生分解反应。 【典例1】（24-25高一下·上海徐汇·期末）下列关于甲烷和烷烃的说法不正确的是 A．甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色 B．天然气、沼气、煤层气的主要成分是甲烷 C．甲烷是矿井的安全威胁之一 D．相同质量的烷烃完全燃烧时，甲烷的耗氧量最低 【变式1-1】（24-25高二上·上海浦东新·期中）下列说法正确的是 A．CH4有还原性，可使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．甲烷的结构简式： C．甲烷的电子式为，分子中各原子没有都达到“8电子”稳定结构 D．空间填充模型可以表示甲烷分子或四氯化碳分子 【变式1-2】（24-25高一上·上海·月考）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 【变式1-3】（24-25高二下·上海·期中）下列化学用语正确的是 A．质子数为6、中子数为8的碳原子： B．甲烷的球棍模型 C．甲烷的结构式： D．甲基的电子式： 题型02 甲烷的取代反应 甲烷的取代反应是饱和烃的特征反应，需在特定条件下进行，反应具有 、 的特点。 反应条件： （漫射光，避免强光直射发生爆炸），反应物为甲烷与 （如Cl₂、Br₂，不能是卤素的水溶液）。 反应实质：甲烷分子中的H原子被卤素原子 ，生成一系列卤代甲烷和卤化氢，以甲烷与氯气的反应为例，第一步反应为CH₄+Cl₂CH₃Cl+HCl，后续依次生成CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄。 反应特点：① 分步进行，每一步均为取代反应，反应同时进行， ；② 反应为 ，一旦开始，直至甲烷或卤素单质消耗殆尽；③ 每取代1个H原子，消耗1个卤素分子，生成1个卤化氢分子，为 。 【典例2】（24-25高二上·上海浦东新·期中）下图为甲烷与氯气发生取代反应的装置图(条件光照)，反应过程中未发生的现象是 A．反应过程中量筒中混合气体的颜色变浅 B．反应过程中量筒壁上有油状液体生成 C．反应完后向量筒内的溶液滴加石蕊，溶液变红 D．反应完后饱和食盐水充满量筒 【变式2-1】（24-25高二上·上海浦东新·期末）甲烷与氯气反应生成的二氯甲烷空间结构有 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【变式2-2】（24-25高二下·上海·期中）通过管道运输，天然气可以为家庭提供热量。输送到家的天然气几乎是纯甲烷，下列关于甲烷与氯气反应的说法中错误的是 A．反应类型为取代 B．产物常温下为液体 C．产物结构只有一种 D．产物可做灭火剂 【变式2-3】（25-26高一下·上海静海·期中）除二氧化碳外，甲烷也是一种温室气体，其特征反应是取代反应。下列说法正确的是 A．分子比分子稳定，说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强 B．甲烷与混合在黑暗处即可爆炸 C．为正四面体结构 D．为平面正方形结构 题型03 烷烃结构、命名与性质 烷烃是分子中碳原子之间以 结合，剩余价键均与氢原子结合的饱和烃，通式为CₙH₂ₙ₊₂（n≥1），随碳原子数增加，物理性质呈规律性变化。 烷烃的结构特点：① 碳原子均为 ，形成四面体结构；② 碳碳之间均为单键，碳链为锯齿状（非直线型）；③ 分子中无不饱和键，为饱和烃，化学性质稳定。 烷烃的系统命名法：① 选主链：选择 为主链，按主链碳原子数称为“某烷”；② 编号位：从离 的一端开始，给主链碳原子编号；③ 写名称：支链名称写在主链名称前，支链位置用 表示，数字与汉字之间用“-”连接，相同支链合并用 表示。 烷烃的化学性质：与甲烷相似，常温下稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂反应；能发生 （生成CO₂和H₂O，烷烃含氢量越高，燃烧热值越大）；光照下能与卤素单质发生 （产物更复杂）；高温下能发生裂化或裂解反应（生成小分子烃）。 【典例3】（25-26高一下·上海·期中）对于烷烃的结构和性质的下列说法不正确的是 A．丙烷和丁烷互称为同系物 B． 的一溴代物有4种 C．沸点：丙烷>正丁烷>异丁烷 D．和互为同分异构体 【变式3-1】（25-26高一上·上海·期末）烷烃是一类由碳和氢组成的有机物的统称，以下是常见烷烃的结构式，下列说法错误的是 A．甲烷分子结构模型为 B．乙烷具有极性键和非极性键 C．三种烷烃中丙烷的沸点最高 D．可推测丁烷的分子式为 【变式3-2】（24-25高二上·上海浦东新·期末）某有机物的结构简式为，用系统命名法命名其名称为 A．2-甲基-4-异丙基己烷 B．2，5-二甲基-3-乙基己烷 C．5-甲基-3-异丙基己烷 D．2，5-二甲基-4-乙基己烷 【变式3-3】（24-25高二上·上海·期中）某有机物的结构简式如图所示，其正确的命名是 A．3，4，6-三甲基-4-乙基辛烷 B．2，3，5-三乙基-3-甲基己烷 C．3，4-二甲基-4，6-二乙基庚烷 D．2，4-二甲基-4，5-二乙基庚烷 题型04 同系物的概念 同系物是有机化合物中结构相似的一类物质，判断核心为 、 。 同系物的定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个 的有机化合物互称为同系物，如甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。 同系物的判断依据：① 结构相似：官能团的种类、数目、连接方式相同，烷烃的结构相似即均为饱和烃，碳碳之间均为单键；② 分子组成：分子式不同，且相差若干个CH₂原子团，即通式相同；③ 属于同一类物质，如烷烃之间、烯烃之间互为同系物，烷烃与烯烃不互为同系物。 同系物的性质特点：同系物的化学性质 ，物理性质随碳原子数的增加呈 （如烷烃的熔沸点随碳原子数增加而升高，密度逐渐增大）。 【典例4】（24-25高二上·上海浦东新·期末）甲烷与丁烷同为烷烃，两者互为 A．同分异构体 B．同位素 C．同系物 D．同素异形体 【变式4-1】（24-25高二上·上海·期中）C5H12有3种不同结构：甲CH3(CH2)3CH3，乙CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4，下列相关叙述正确的是 A．甲、乙、丙属于同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应 B．C5H12表示一种纯净物 C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低 D．乙的系统命名法为2-甲基戊烷 【变式4-2】（24-25高二上·上海·期中）下列各组物质中，属于同系物的是 A．和 B．和 C．和 D．金刚石和C60 【变式4-3】（24-25高二上·上海·期末）下列说法正确的是 A．所有的烷烃，彼此都是同系物 B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，二者一定是同分异构体 C．相对分子质量相同的几种化合物，一定是同分异构体 D．戊烷有三种同分异构体 题型05 表示有机物的不同方式 有机物的表示方式有多种，各有侧重，可分为 和 ，需根据需求选择合适的表示方法。 常见的表示方式：① 分子式：用元素符号表示分子中各元素的原子个数，如甲烷的分子式 ，仅表示分子组成，不表示结构；② 电子式：用“·”或“×”表示原子的最外层电子，展示原子间的成键方式；③ 结构式：用“-”表示共价键，展示分子中原子的连接方式和空间排布的骨架，④ 结构简式：将结构式中的单键省略，合并相同的基团，简洁表示分子结构，如丙烷的结构简式 ，是有机化学中最常用的表示方式；⑤ 键线式：用线段表示碳碳键，拐点和端点表示碳原子，氢原子省略，其他原子需标出，如正丁烷的键线式为 的键线式（四段直线，三个拐点）。 表示方式的选择：表示分子组成用分子式，展示成键方式用电子式、结构式，简洁表示结构用结构简式，复杂有机物的结构表示用键线式。 【典例5】（24-25高二上·上海·期末）某有机物的模型如图所示，下列判断错误的是 A．分子中都是共价键 B．与Br2加成最多可得到2种产物 C．易被酸性KMnO4溶液氧化 D．该模型为球棍模型 【变式5-1】（24-25高二上·上海静安·期中）下列关于互为同系物的两种有机物的说法不正确的是 A．通式一定相同 B．最简式可能相同 C．一定不互为同分异构体 D．能发生的反应类型一定相同 【变式5-2】（24-25高二上·上海杨浦·期中）甲、乙两种有机物的球棍模型如下，有关二者的描述中正确的是 A．甲、乙为同一物质 B．甲、乙互为同系物 C．甲、乙分子的一氯取代物的数目相同 D．甲、乙分子中含有的共价键数目不同 【变式5-3】（2025·上海徐汇·模拟预测）下列有机物的命名或化学术语正确的是 A．苯的化学式：C6H6 B．乙炔的结构式：CH≡CH C．乙醚的分子式：C2H6O D．的名称：1，3−二丙醇 题型06 同分异构体与同分异构现象 同分异构现象是有机化合物种类繁多的重要原因之一，同分异构体的判断是有机化学的核心考点，核心为 、v。 同分异构现象：化合物具有相同的 ，但具有不同 的现象，称为同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 同分异构体的判断依据：① 分子式相同：分子中各元素的原子个数完全相同，相对分子质量相同；② 结构不同：原子的连接方式、空间排布不同，如正丁烷和异丁烷的分子式均为C₄H₁₀，但碳链结构不同。 烷烃的同分异构体类型：烷烃的同分异构体主要为 ，即碳原子的连接方式不同，形成不同的碳链结构，如C₄H₁₀有正丁烷（直链）和异丁烷（支链）两种同分异构体，C₅H₁₂有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体。 同分异构体的书写技巧：烷烃同分异构体的书写遵循 ， ， ， 的原则，避免重复和遗漏。 【典例6】（25-26高二上·上海·阶段练习）有机物中碳原子连接方式多种多样，现有下列三种物质(黑球代表碳原子，氢原子省略)：①、②、③，下列说法正确的是 A．①②③互为同分异构体 B．②的名称为异丙烷 C．①能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．②中不可能所有碳原子共平面 【变式6-1】（25-26高二上·上海·月考）含有6个碳原子的烃，其碳原子的连接方式如下，下列说法正确的是 A．有机物a和c互为同分异构体 B．有机物b和d互为同系物 C．有机物c和d互为同分异构体 D．五种物质都不能使溴水褪色 【变式6-2】（24-25高二上·上海浦东新·期末）丁烷的两种同分异构体不可能具有相同的 A．分子式 B．通式 C．相对分子质量 D．结构式 【变式6-3】（24-25高二上·上海浦东新·期中）下列说法正确的是 A．1H2、2D2互为同位素 B．C3H8和C5H12是同系物 C．CO和CO2互为同素异形体 D．化学通式相同的一定互为同系物 / 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 $