7.1认识有机物 讲义-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

必修2:第3章有机化学（一） ——认识有机物 （一）有机物： 一、有机物： 1.定义：一般把含有碳元素的化合物称为有机物。除去CO、CO2、碳酸（H2CO3）、碳酸盐：Na2CO3、NaHCO3 氰化物（CN⁻），如：HCN、金属碳化物。由于他们的性质与无机物相似，把他们归为无机物一类。 2、特点： （1）有机物种类繁多，不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。 (2)熔点低（3)大多数不溶于水，易溶于汽油、苯、乙醇等有机溶剂。（4)大多数有机物易燃烧,受热会发生分解。 3、 有机物种类繁多的原因： （1） 碳原子的排列方式：有C-C、C=C、C≡C、可以成链状、还可以成环状，还可以接上不同的原子。 ①有机化合物中碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可以形成 （）、 （）或 （—C≡C—）。 ②多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。 直链 支链 ③碳原子还可以和 等多种非金属原子形成共价键 有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 含有相同碳原子数的有机物分子，可能因为碳原子间 或 不同 而具有多种结构。 （3）有同分异构现象：分子式相同、结构式不同。 答案：（1）①碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键 ③卤素原子、N、O（2）连接方式、成键方式 二、烃（tīng） 1、定义：只含有C、H元素的有机物。 2、分类：烷烃（C-C）、烯烃（C=C）、炔烃（C≡C）、芳香烃（含有苯环：）等。 三、碳原子： 四、有机物简单分类： 原子结构示意图 电子式 （二）甲烷 1、 甲烷： 分子式 电子式 结构式 空间构型 球棍模型 比例模型（填充模型） CH4 H 1、结构: 甲烷的空间结构为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点。分子中的4个C—H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等，HCH键角均为109°28′。 2、怎么证明是正四面体而不是平面正方形结构？ 解析：看邻二元取代物，比如二氯代物。 二氯代物种类 数目 平面正方形 2种 正四面体 1种 原因：由于甲烷的邻二氯代物只有一种，则甲烷为正四面体结构，而不是平面正方形结构。 3、【拓展】： ①若CH4分子中的4个氢原子全部被其他相同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。 ②若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2等。 ③CH2Cl2只有一种结构可证明CH4、CH2Cl2等不是平面结构而是四面体结构。 ④由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原子并不在一条直线上。 2、 物理性质: 1、 无色无味气体2、密度比空气小——向下排空气法3、难溶于水——排水法 4、植物残体（隔绝空气）→ 煤层气、沼气、坑道气、天然气的主要成分都是 CH4 。 5、【思考与交流】： （1）已知：甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L，其中含碳的质量分数为75％， 含氢质量分数为25％，求甲烷的分子式。 （2）实验室怎样收集甲烷? 答案：（1）甲烷的摩尔质量：M=ρV=0.717g/L×22.4L/mol=16g/mol 法1:C原子个数： H原子个数： 甲烷的分子式：CH4 法2:除12取余：16➗12=1 ……4 商1为C数，余数4为H数。甲烷的分子式：CH4 法3:除14取余：16➗14=1 ……2 商1为CH2数，余数2为H数。甲烷的分子式：CH4 三、化学性质： 【实验探究】：CH4通入酸性KMnO4溶液中，观察实验现象： 结论：在常温下，甲烷化学性质 稳定 ，跟强酸、强碱或强氧化剂都不能发生反应。 答案： 无明显现象、稳定、强酸、强碱、强氧化剂 1、可燃性（甲烷的氧化反应） （1）现象：甲烷燃烧时，火焰呈　　 ，放出 　 ， （2）化学方程式：CH4+ 2O2CO2 + 2H2O （3）注意事项：点燃甲烷要先 ，然后点燃甲烷时，将一个干而冷的烧杯罩着甲烷燃烧的火焰上方， 观察烧杯内壁有何现象？倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水又有何现象？ 1 ；② （4）烃燃烧通式：CxHy+ (x+)O2 xCO2 + H2O (5)烃含O衍生物燃烧通式：CxHyOZ+ (x+ - )O2 xCO2 + H2O 答案： （1）淡蓝色、热量（3）检验纯度、烧杯内壁有水珠出现、倒入石灰水变浑浊。 2、取代反应：【探究】甲烷与氯气的反应 【实验7-1】将一瓶甲烷与一瓶氯气混合，倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在室内光亮的地方， （1） 现象：光照时，氯气的黄绿色逐渐 ，瓶壁上有 生成，液面 , 水槽中有少量 。 答案： （1）变浅、出现油状液滴、上升、食盐晶体析出 （2）化学反应： 化学方程式 断键方式 1 CH4 + Cl2CH3Cl + HCl 2 CH3Cl + Cl2CH2Cl2 + HCl 3 CH2Cl + Cl2CHCl3 + HCl 4 CHCl3 + Cl2CCl4 + HCl (3) 注意事项： ①反应条件—— （室温下在暗处不发生反应）。 ②反应物质——纯卤素单质，例如甲烷与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。（与氯水、溴水不反应）。 ③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。 四种氯代产物中，　 　　为气体，　　 、　 、 　 为液体，其中 、 为常用溶剂， 是一种高效灭火剂 , 俗称氯仿。四种卤代物均 溶于水。 答案： （3）①光照③CH3Cl 、CH2Cl2、CHCl3 、CCl4 、CHCl3 、CCl4 、CCl4 、CHCl3 、难 3、高温分解：CH4C + 2H2 四、取代反应： 1、定义：有机物分子中某些原子和原子团被其他原子或原子团所替换的反应。 2、举例： 1 原子换原子 2 原子团换原子 3 原子团换原子团 五、实验室制取甲烷： 1.原理： 碱石灰：氢氧化钠和氧化钙的混合物 2、 装置：固体和固体加热装置 3、 收集： （1）密度比空气小——向下排空气法 （2）极难溶于水——排水法 4、 固体加热装置制取气体： 1 制取O2 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2 制取NH3 2NH4Cl+2Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O （3） 烷烃 1、 结构演变：技巧：摆凳子:竖着看，1个C就2个H，加头尾2个H，总共2n+2 甲烷 乙烷 丙烷 …… n烷 分子模型 …… / 结构式 …… / 分子式 CH4 C2H6 C3H8 …… CnH2n+2 结构简式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 …… / 1、结构式：用元素符号和短线（代表共价键）按照一定的顺序连接，表示有机物结构的式子。 2、结构简式：省略结构式中的部分或全部化学键并将同一个碳上相同的原子或原子团合并得到的式子。 二、烷烃： 1、通式：CnH2n+2 （n为正整数） 2、烷基：（取代基） 甲基 乙基 正丙基 异丙基 ——CH3 ——CH2CH3 ——CH2CH2CH3 三、五同： 定义 实例 1 同位素 质子数相同、中子数不同的同种原子互称。 ①\s\do 3(1) (1)H 、 \s\do 3(1) (2)H 、\s\do 3(1) (3)H ② \s\do 3(8) (16)O 、\s\do 3(8) (17)O、\s\do 3(8) (18)O ③ \s\do 3(6) (12)C 、\s\do 3(6) (13)C 、 \s\do 3(6) (14)C 2 同素异形体 同种元素形成的不同单质。 ①O2和O3 ② 红磷和白磷 ③ 金刚石、石墨、C60 3 同系物 结构相似，在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。 ①CH4和C2H6 ②所有烷烃 4 同分异构体 分子式相同，结构不同的物质 见后面同分异构体 5 同种物质 看起来不一样，其实一样。 ①H2、D2 ② H2O、D2 O 四、同系物： 1、注意： （1）同系物：分子式要符合相差n个CH2（设n不等于0） （2）结构要相似：A有几个C=C,B要有几个C=C；A有几个-COOH,B要有几个-COOH; A有几个-CHO,B要有几个-CHO; …… ，因此同系物化学性质相似。 （3）同系物一定相差n个CH2，相差n个CH2不一定式同系物（有可能结构不相似）。例如： C2H4 C3H6 C3H6 乙烯 丙烯 环丙烷 乙烯和丙烯互为同系物，乙烯与环丙烷不是同系物。 （4）所有烷烃都互为同系物。 2、 判断题： （1） CH4和C2H6是同系物； （ ） （2） 所有烷烃都互为同系物。（ ） （3） C2H4和是C3H6同系物；（ ） 答案：（1）对（2）对（3）错 5、 烷烃同分异构体： （1） 烷烃同分异构体数目： C数 3 4 5 6 7 异构体数 0 2 3 5 9 （2） 烷烃的同分异构体： 1、C3H8:——丙烷 无 2、C4H10——丁烷——2种 主链C数 结构 习惯命名法 系统命名法 数目 1 4 正丁烷 丁烷 2种 2 3 异丁烷 2-甲基丙烷 3、 C5H12——戊烷——3种 主链C数 结构 习惯命名法 系统命名法 数目 1 5 正戊烷 戊烷 3种 2 4 异戊烷 2-甲基丁烷 3 3 新戊烷 2，2-二甲基丙烷 3、C6H14——己烷——5种 主链C数 结构 系统命名法 数目 1 6 己烷 5种 2 5 2-甲基戊烷 3 5 3-甲基戊烷 4 4 2，2-二甲基丁烷 5 4 2，3-二甲基丁烷 4、C7H16——庚烷——9种 主链C数 结构 系统命名法 数目 1 7 己烷 9种 2 6 2-甲基己烷 3 3-甲基己烷 4 5 2，2-二甲基戊烷 5 3，3-二甲基戊烷 6 2，3-二甲基戊烷 7 2，4-二甲基戊烷 8 3-乙基戊烷 9 4 2，2，3-三甲基丁烷 练习1、C4H10同分异构体有 种，正丁烷的一氯代物的结构简式： 异丁烷的一氯代物的结构简式： 。 练习2、C4H9Cl有 种结构； 练习3、C5H11Cl有 种结构； 练习4、C4H8Cl2有 种结构； 练习5、C4H8ClBr有 种结构； 练习6、相对分子质量为100的烃，分子结构中有3个甲基有 种。 练习 1 2 3 4 5 6 答案 4 4 8 12 9 3 练习1答案: 正丁烷一氯代物 异丁烷一氯代物 6、 烷烃的命名: （一）习惯命名法： C数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 17 命名 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 十七 1、例如：C4H10 ——丁烷；C17H36 ——十七烷 2、常见的： 1 C4H10 正丁烷 异丁烷 2 C5H12 正戊烷 异戊烷 新戊烷 （二）系统命名法： 1、选主链：定某烷：“最长”——选择最长碳链为主链。主链几个C就叫什么烷。 3- 甲基己烷 2、 编号：给主链上碳原子编号 （1） ：“最近”——离支链近的一端开始编号，用数字1、2、3、4依次编号 2-甲基戊烷 （2）“最小”——在“最近”的基础上，如果两边第1个支链离两端一样近，就看第2个支链离哪边近，依次下去，使得编号总和最小。 从左往右 2，5，6 总和为13大一些 从右往左 2，3，6 总和为11更小 因此选择：从右往左编号。故名字为：2，3，6-三甲基庚烷 （3）“最简”——在依次符合“最近”、“最小”基础上，如果两边离支链一样近，总和一样小，我们选取代基C数较少的简单基（如：-CH3）编号作为小编号。 从左往右 3，4 3号为乙基，叫甲基复杂 从右往左 3，4 3号为甲基，相比简单一些 故选择：从右往左命名：3-甲基-4-乙基己烷 3、 命名： （1） 相同取代基要合并。 命名：2，3，4-三甲基己烷（ √） 不说：2-甲基-3-甲基-4-甲基己烷（ ×） （2） 当一个碳上连2个相同取代基时：编号要说两次。 结构 正确命名 错误命名 2，2，3-三甲基戊烷 2，3-三甲基戊烷 2，3，3-三甲基戊烷 2，3-三甲基戊烷 （3） 取代基：由简到繁。先说甲基，再说乙基，依次下去。 结构 正确命名 2，4，7-三甲基-5，7-二乙基癸烷 4、 连接符： （1） 数字与数字之间：用逗号“，”隔开； （2） 数字与汉字之间：用短横线“-”隔开； （3） 汉字与汉字之间：不用隔。 （四）专题1:气态烃燃烧规律： 专题一：气态烃完全燃烧的规律： 1         1、当温度： ，水为气体，反应前后气体体积增大： 2、当温度：，水为液态： 应前后，气体体积一定减小。 例题1、 时，1L 某气态烃与 9L O2（足量）充分反应后，容器气体体积为10L。该烃可能是（A） A. （甲烷） B. （乙烷） C. （丙烷） D. （乙火烷） 解析：由以上规律：H原子个数为4时，反应前后气体体积不变，故选A 例题2、，1L 某气态烃与 9L O2（足量）充分反应后，容器气体体积为10L。这两种气态烃可能是（A、D） A. 、（乙烯） B. 、 C. 、 D. （乙炔）、 解析：设两种烃的平均分子式为： 由以上规律：H原子个数为4时，反应前后气体体积不变。 A、 H原子平均个数为4； B、 H原子平均个数为4<y<6； C、 H原子平均个数为4<y<6； D、 H原子平均个数为2<y<8；故可能为4，则选AD 专题二：烃耗氧量规律 燃烧通式： 1 mol mol 规律：1. 等物质的量（等）的烃完全燃烧： 越大，耗氧量越多。 2. 等质量（等）的烃完全燃烧： 越大，耗氧量越多。 推导： 结论： 越大，耗氧量越多。 例 1： 等的下列烃完全燃烧，耗氧量最大的是（D） A. B. C. D. 解析：燃烧通式： 等物质的量时，耗氧量由 决定，值越大耗氧越多。 A. ： B. ： C. ： D. ： 比较得：，所以D选项耗氧量最大✅ 例 2： 等的下列烃完全燃烧，耗氧量最大的是（A） A. B. C. D. 解析：等质量时，耗氧量由 （氢碳比）决定，值越大耗氧越多。 A. ： B. ： C. ： D. ： 比较得：，所以A选项耗氧量最大✅ 专题3、等效H原子 规律：同一个碳原子上的氢等效，同一个碳原子上甲基上的等效。 结构 等效H数目 1 1 2 2 结构 等效H数目 3 2 4 1 小结：烷烃中：等效H原子=1情况 1、以 为母体展开： …… …… …… C5H12 C17H36 C53H108 C161H324 规律：第1个C上所有H换成C，总C数就是第2种烷烃的C数；第2个C上所有H换成C，总C数就是第3种烷烃的C数；…… ②H 成等比：；则：H数 = ；则C数 = 2、以 为母体展开： …… …… …… C2H6 C8H18 C26H54 C80H162 C242H486 规律：第1个C上所有H换成C，总C数就是第2种烷烃的C数；第2个C上所有H换成C，总C数就是第3种烷烃的C数；…… ②H 成等比：；则：H数 = ；则C数 = 精选练习： 一、有机物概述： 1．下列物质中，不属于有机物的是（ ） A．四氯化碳 B．碳酸钠 C．尿素 D．酒精 【答案】B 【详解】A．四氯化碳是甲烷的氯代物，属于卤代烃，是有机物，故A不选； B．碳酸钠性质和无机物类似，属于无机物，故B选； C．尿素是氨基化合物，属于有机物，故C不选； D．酒精是一种含碳的化合物，属于有机物，故D不选； 故选B。 2．下列关于有机物的说法正确的是（ ） A．有机物大多数易溶于水 B．有机物只含有碳、氢两种元素 C．含碳元素的化合物不一定属于有机物 D．有机物都易燃烧 【答案】C 【详解】A．有机物通常具有非极性或弱极性结构，如烃类、油脂等，大多数不易溶于水；只有少数极性有机物（如低级醇、羧酸）可溶于水，但并非大多数，A错误； B．有机物除含碳、氢外，还可能含有氧、氮、硫、卤素等多种元素，例如乙醇（C2H5OH）含氧、蛋白质含氮等，B错误； C．有机物一般指含碳化合物，但一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳酸盐等含碳物质被归类为无机物，因此含碳化合物不一定是有机物，C正确； D．虽然许多有机物（如甲烷、乙醇）易燃，但部分有机物如四氯化碳（CCl₄）不易燃烧，甚至可用作灭火剂，D错误；故选C。 二、有机物结构： 3．有机化合物中的每个碳原子与碳原子或其他原子能形成4个共价键。下图关于碳原子的成键特点错误的是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据碳原子成键特征，碳原子需要形成四条共价键，碳与碳之间可以形成单键，双键，可以形成链状，环状等，C中第一个碳原子形成5条共价键，故C错误； 故选C。 4．如图所示为4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合，下图属于烷烃的为（ ） A．①②③ B．①③ C．①③④ D．②③④ 【答案】B 【分析】碳原子之间全部为单键，属于烷烃，据此分析； 【详解】图中①为正丁烷，②为2-丁烯，③为2-甲基丁烷，④2-丁炔； 故选B。 5．键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物，“  ”这种键线式表示的物质是（ ） A．丁烷 B．异丁烷 C．异戊烷 D．新戊烷 【答案】C 【详解】  键线式中顶端和拐点是碳原子，每个碳原子形成四个共价键，依据所给键线式  得到物质的结构简式为CH3−CH2−CH(CH3)2；名称依据习惯命名该物质的名称为异戊烷，C项正确； 答案选C。 【点睛】键线式中用短线“-”表示化学键，端点、交点表示碳原子，C原子、H原子不需要标出，利用H原子补充C的四价结构，杂原子及杂原子上的H原子需要标出，学生要谨记。 6．几种烷烃分子的球棍模型如图： (1)B的名称为___________。 (2)D的一氯代物有___________种。 (3)B与E碳骨架不同，二者结构不相似，不属于同系物___________(填“正确”或“错误”)。 (4)等质量的上述气态烃A．B．C，充分燃烧时，消耗的量最多的是___________。(填标号) 【答案】(1)正丁烷 (2)4(3)错误(4)A 【详解】（1）B为直链烷烃，无支链，碳数为4，故名称为：正丁烷； （2）D的一氯代物就是看有几种等效氢，D中有四种H，故D的一氯代物为：4种； （3）结构相似指的是碳的连接方式，B、E都是呈链状且碳碳之间都是以单键相连，这就是结构相似，且分子式相差一个-CH2，所以二者属于同系物，故该说法错误； （4）等质量的烃（）燃烧时耗氧量取决于含氢量，即越大，耗氧量越多，A为C3H8，B为C4H10，C为C5H12，由此可知A耗的量最多，故选A。 三、烷烃命名： 7．完成下列填空 (1)表示方法 碳原子数(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 __烷 __烷 ___烷 ___烷 __烷 n＞10 相应汉字数字＋烷 (2)当碳原子数n相同，结构不相同时，用正、异、新表示。 如C4H10的两种分子的命名： 无支链时，CH3CH2CH2CH3称为___________； 有支链时，称为___________。 【答案】(1) 己 庚 辛 壬 癸 (2) 正丁烷 异丁烷 四、甲烷烷烃 8．按要求填空 (1)写出甲烷的结构式：___________，电子式：___________。 (2)写出烷烃的分子通式___________。 (3)含有30个氢原子的烷烃：___________。 【答案】(1) (2)CnH2n+2 (3)C14H30 【详解】（1） 甲烷分子式为CH4 ，甲烷分子中C原子与4个H原子各形成1对共用电子对，其电子式为： ，结构式为； （2）烷烃是只含碳、氢两种元素的饱和链烃，其分子通式为CnH2n+2； （3）烷烃的分子通式为CnH2n+2，含有30个氢原子的烷烃满足2n+2=30，即n=14，则该烷烃的分子式为C14H30。 9．烷烃 (1)概念：碳原子之间都以__________结合成__________，碳原子的剩余价键均与__________结合，这样的烃称为烷烃，也叫作饱和链烃。 (2)分子通式：_____________________。 【答案】(1) 单键 碳链 氢原子 (2)（且n为整数） 【详解】（1）烷烃的定义基于其分子结构特征：碳原子之间仅以单键相连，形成碳链结构（可以是直链或带支链），而每个碳原子剩余的价键则全部与氢原子结合，使得所有碳原子的四个价键都被充分利用，达到“饱和”状态，因此也称为饱和链烃。 （2）设碳原子数为 n ，每个碳原子形成4个单键，其中碳碳单键共用，因此氢原子数为 2n+2，即通式为 （且n为整数）。 10．煤层气的主要成分是 A．甲烷 B．一氧化碳 C．氢气 D．乙烯 【答案】A 【详解】A．煤层气俗称瓦斯，主要成分为甲烷，是煤形成过程中产生的气体，A正确； B．一氧化碳并非煤层气的主要成分，通常由不完全燃烧产生，B错误； C．氢气在煤层气中含量极低，不是主要成分，C错误； D．乙烯是石油化工产物，煤层气中几乎不含乙烯，D错误； 故选A。 11．下列分子中，属于烷烃的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】烷烃的通式为，符合通式的是烷烃；为烯烃，为丙烷，为醇类，为羧酸类； 故选B。 12．戊烷有三种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷。请参考图，写出它们的结构简式__________。 【答案】CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、、 【详解】由正丁烷为直链结构推知正戊烷的结构简式为CH3-CH2-CH2-CH2-CH3，异丁烷在2号碳上有个甲基、可推知异戊烷的结构简式为，则按“缩碳法”书写同分异构体的方法，新戊烷的结构简式为。 13．请写出甲烷在纯净的氧气中燃烧的化学方程式___________。 【答案】CH4+2O2CO2+2H2O 【详解】甲烷在纯净的氧气中燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O。 14．用日光灯照射装有氯气和甲烷混合气体(体积比为4∶1)的装置(如图所示)，不可能出现的现象是 A．试管内黄绿色逐渐消失 B．试管内液面上升 C．试管内最终充满液体 D．液面上的试管内壁有油状物生成 【答案】C 【分析】其中一氯甲烷是气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是油状液体 【详解】A．甲烷与氯气在光照条件下发生反应，氯气逐渐消耗，试管内黄绿色逐渐消失，故A正确； B．随反应进行，试管内气体体积减小，且生成的HCl易溶于水，液面上升，故B正确； C．产物一氯甲烷常温下是气体，难溶于水，所以液体最终不会充满试管，故C错误； D．该反应生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等油状液态产物，因此试管内壁有油状物生成，故D正确； 故答案为：C。 15．如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中不溶解。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，让混合气体缓慢的反应一段时间。 (1)下列关于甲烷结构的说法中正确的是___________。 a．甲烷的分子式是CH4，5个原子共面 b．甲烷中的任意三个原子都不共面 c．甲烷分子的空间构型属于正四面体结构 (2)1molCH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种产物的物质的量相等，则消耗氯气的物质的量是___________ a．1mol b．2.5mol c．4mol d．5mol (3)下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是___________。 a．CH3Cl只代表一种物质 b．CH2Cl2只代表一种物质 c．CHCl3只代表一种物质 d．CCl4只代表一种物质 (4)烃分子中的碳原子与氢原子结合的方式是___________。 a．通过1个共价键 b．通过2个共价键 c．形成4对共用电子对 d．通过离子键和共价键 【答案】 c b b a 【详解】(1)a．甲烷的分子式是CH4，为正四面体结构，5个原子不可能共面，a错误； b．甲烷的空间构型属于正四面体结构，其任意一面的3个原子共平面，b错误； c．甲烷的空间构型属于正四面体结构，氢原子位于四面体的顶点，碳原子位于体心，c正确； 答案选c； (2)1molCH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种产物的物质的量相等，即分别都是0.25mol，根据Cl原子守恒可知，消耗氯气的物质的量为0.25+0.25×2+0.25×3+0.25×4=2.5mol，故答案选b； (3)a．CH3Cl只代表一种物质，不能说明甲烷一定是正四面体结构，如果甲烷是平面四边形，其一氯代物也只有一种，a不选； b．CH2Cl2只代表一种物质，可以证明甲烷分子一定是以碳原子为中心的正四面体结构，如果甲烷是平面四边形结构，其二氯代物有2种，b选； c．CHCl3只代表一种物质，不能说明甲烷一定是正四面体结构，如果甲烷是平面四边形，其三氯代物也只有一种，c不选； d．CCl4只代表一种物质，不能说明甲烷一定是正四面体结构，如果甲烷是平面四边形，其四氯代物也只有一种，d不选； 答案选b； (4)烃分子中的碳原子与氢原子只形成一对共用电子对，即通过1个共价键相结合，故答案选a。 16．下列五种烃：①2—甲基丁烷　②2,2—二甲基丙烷　③戊烷　④己烷　⑤丁 烷，按它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是（ ） A．①>②>③>④>⑤ B．②>③>⑤>④>① C．③>①>②>⑤>④ D．④>③>①>②>⑤ 【答案】D 【详解】①2-甲基丁烷②2，2-二甲基丙烷③戊烷三者互为同分异构体，根据同分异构体分子中，烃含有的支链越多，分子间的作用力越小，熔沸点越小，则沸点③＞①＞②；烃类物质中，烃含有的C原子数目越多，相对分子质量越大，熔沸点越高，则沸点④最高，⑤最低，故有沸点由高到低的顺序排列的是④＞③＞①＞②＞⑤，故选D。 【点睛】知道有机物熔沸点的比较方法是解题的关键。烃类物质中，烃含有的C原子数目越多，相对分子质量越大，熔沸点越高，同分异构体分子中，烃含有的支链越多，分子间的作用力越小，熔沸点越小。 17．乙烷的结构简式为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．是乙烷的最简式，故A不选； B．是乙烷的分子式，故B不选； C．是乙烷的结构简式，故C选； D．是乙烷的球棍模型，故D不选； 答案选C。 四、同分异构、同系物 18．下列有机物具有同分异构现象的是（ ） A．CH4 B．C4Hl0 C．C3H8 D．C2H6 【答案】B 【详解】 A．CH4只有一种结构，故不选A； B．C4Hl0有CH3CH2CH2CH3、(CH3)3CH两种结构，故选B； C．C3H8只有CH3CH2CH3一种结构，故不选C； D．C2H6只有一种结构，故不选D； 选B。 19．乙苯的一氯代物的结构共有（　　） A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】C 【详解】乙苯乙基上氢原子环境有2种，苯环上氢原子环境有3种，所以乙苯的一氯代物共5种，C项正确。 点拨：本题考查常见有机物命名及同分异构体知识。难度较小。 20．根据下表中烃的分子式的排列规律，判断空格中烃的同分异构体的数目是（    ） 1 2 3 4 5 6 7 8 A．3 B．4 C．5 D．6 【答案】A 【详解】观察表格中化学式的特点可知，1、3、7项的化学式符合通式，2、4、6、8项的化学式符合通式，所以第5项的化学式为（戊烷），其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种。 答案选A。 21．在下列结构的有机物中，属于同分异构体的正确组合是（ ） ① ② ③ ④ ⑤ A．①和③ B．②和③ C．①和② D．③和④ 【答案】B 【详解】A．①和③分子式不同，都属于烷烃，分子组成相差1个原子团，互为同系物，不符合题意； B．②、③和⑤分子式相同，为，结构不同，为碳链异构，互为同分异构体，符合题意； C．①和②分子式不同，都属于烷烃，分子组成相差1个CH2原子团，互为同系物，不符合题意； D．③和④分子式不同，都属于烷烃，分子组成相差1个原子团，互为同系物，不符合题意； 故选B。 22．进行一氯取代反应后，只能生成二种沸点不同的产物的烷烃是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．有五种位置的氢，其一氯代物有五种，生成一氯代物有五种沸点不同的产物，故A不符合题意； B．有四种位置的氢，其一氯代物有四种，生成一氯代物有四种沸点不同的产物，故B不符合题意； C．有两种位置的氢，其一氯代物有两种，生成一氯代物有两种沸点不同的产物，故C符合题意； D．有三种位置的氢，其一氯代物有三种，生成一氯代物有三种沸点不同的产物，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 23．分子式为C5H12且仅含有2个—CH3的结构共有（ ） A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【答案】A 【详解】分子式为C5H12，该分子为戊烷，戊烷有三种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷、新戊烷，正戊烷分子中有两个甲基，异戊烷分子中有三个甲基，新戊烷分子中有四个甲基，故答案选A。 24．有机物的一氯取代物有（ ） A．17种 B．16种 C．15种 D．14种 【答案】A 【分析】C6H14存在的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3、、、、，据此分析； 【详解】 C6H14存在的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3(一氯代物有3种)、(一氯代物有5种)、(一氯代物有4种)、(一氯代物有3种)、(一氯代物有2种)，共有17种； 答案为A。 25．下列关于有机物的说法不正确的是（ ） A．和互为同系物 B．有4种一氯代物 C． 的名称是异丁烷 D． 和是同一种物质 【答案】C 【详解】A．和结构相似，分子式分别为C4H10和C5H12，分子式相差一个CH2，所以二者互为同系物，A正确； B．中有4种不同环境氢原子，即有4种一氯代物，B正确； C．的名称是异戊烷，C错误； D．甲烷是空间正四面体结构，所以和是同一种物质，D正确； 故选C。 26．有机物有几种结构（ ） A．11种 B．9种 C．12种 D．10种 【答案】B 【详解】机物的结构有1，2－二氯丁烷；1，3－二氯丁烷；1，4－二氯丁烷；1，1－二氯丁烷；2，2－二氯丁烷；2，3－二氯丁烷；1，1－二氯－2－甲基丙烷；1，2－二氯－2－甲基丙烷；1，3－二氯－2－甲基丙烷，共9种，选B。 27．按要求回答下列问题。 (1)乙烷的结构式为___________。 (2)丙烷的结构简式为___________。 (3)分子中含30个氢原子的烷烃的分子式为___________。 (4)相对分子质量为58的烷烃的同分异构体有___________种，分别写出它们的结构简式：___________。 (5)分子式为的直链烷烃的习惯命名为___________。 【答案】 2 、 正戊烷 【详解】(1)乙烷的分子式为，其结构式为； (2)丙烷的分子式为，其结构简式为； (3)由烷烃的分子通式（n为正整数）可知，，，其分子式为； (4)由烷烃的分子通式可知，，，的同分异构体有2种，分别为和； (5)分子式为的直链烷烃的习惯命名为正戊烷。 28．从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内： ①CH4和CH3CH2CH3 ②12C和14C　   ③金刚石和石墨　       ④H和D　 ⑤和　 ⑥和　⑦CH2=CHCH3和CH2=CH2 ⑧和　⑨蔗糖和麦芽糖 (1)互为同位素的是___________(填序号，下同)。 (2)互为同分异构体的是___________。 (3)互为同系物的是___________。 (4)为同一种物质的是___________。 (5)互为同素异形体的是___________。 【答案】(1)②④ (2)⑤⑨ (3)①⑦ (4)⑥⑧(5)③ 【分析】同素异形体是同一元素组成的不同性质的单质的互称，同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物的互称，同系物是通式相同、结构相似、组成上相差1个或若干个“CH2”的有机物的互称。 ①甲烷和丙烷通式相同、结构相似、组成上相差2个“CH2”， 互为同系物；②12C和14C是质子数相同均为6、质量数分别为12、14的碳元素的两种核素；互为同位素；③金刚石和石墨是碳的两种单质，互为同素异形体；④H和D是质量数不同的氢元素的两种核素；互为同位素；⑤异戊烷()和新戊烷()分子式都为C5H12，但结构不同；互为同分异构体；⑥和　均为四面体结构，属于同一种物质；⑦CH2=CHCH3和CH2=CH2，结构相似、组成上相差2个“CH2”， 互为同系物；⑧和　均为异戊烷，属于同一种物质；⑨蔗糖和麦芽糖分子式相同，但结构不同，互为同分异构体； 【详解】（1）互为同位素的是②④；（2）互为同分异构体的是⑤⑨；（3）互为同系物的是①⑦；（4）为同一种物质的是⑥⑧；（5）互为同素异形体的是③。 29．回答下列问题。 (1)观察下面几种烷烃的球棍模型： A的分子式为___________，B的最简式为___________。C的习惯命名法的名称为___________，D的结构简式为___________。 (2)写出乙烷生成一氯乙烷的化学方程式___________。 (3)某些有机物的结构简式可用“键线式”表示。如异丁烷的结构简式可用键线式表示为。“立方烷”是一种新合成的烃，其分子正方体结构如图所示： ①写出立方烷的分子式：___________。 ②该立方烷的二氯代物共有___________种同分异构体。 【答案】(1) C3H8 C2H5 正戊烷 (2)CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl (3) 3 【详解】（1）①由结构可知，A的分子式为C3H8； ②B的分子式为C4H10，则最简式为C2H5； ③C为5个碳原子的烷烃，则习惯命名法的名称为正戊烷； ④D的结构简式为； （2）乙烷与氯气在光照下发生取代反应生成一氯乙烷，化学方程式为：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl； （3）①正立方体为对称结构，有8个顶点，每个顶点为一个碳原子，每个碳原子均和相邻的三个顶点上的碳原子以单键结合，只剩1个价键用氢原子来饱和，故其分子式为C8H8； ②其二氯代物的同分异构体可知如下图所示：共有3种。 五、计算 30．将1molCH4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．0.5mol B．2 mol C．2.5 mol D．4mol 【答案】C 【详解】四种有机物的物质的量相等，即分别都是0.25mol，则消耗氯气的物质的量分别是0.25mol＋0.25mol×2＋0.25mol×3＋0.25mol×4＝2.5mol，答案选C。 31．一定量的甲烷燃烧产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体重49.6g，当其缓慢通过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g，则原混合气体中CO的质量为（    ） A．11.2g B．13.2g C．19.7g D．24.4g 【答案】A 【分析】无水氯化钙吸收的为水蒸气，即甲烷完全燃烧生成水的质量为25.2g，水的物质的量为：n(H2O)==1.4mol，生成一氧化碳和二氧化碳的质量为：49.6g-25.2g=24.4g，据此解答。 【详解】设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为ymol，则28x+44y=24.4，根据H原子、C原子守恒可知：CH4~2H2O，则n(C)=n(CO)+n(CO2)=n(CH4)==0.7mol，即x+y=0.7，解得：x=0.4，y=0.3，所以，m(CO)=0.4mol×28g/mol=11.2g，A正确。 答案选A。 32．为预防煤矿发生瓦斯爆炸事故，要随时检查坑道中瓦斯气的体积分数。甲烷和空气形成的混合气体发生最强烈爆炸时甲烷所占的体积分数约为 A．5.5% B．9.5% C． D． 【答案】B 【详解】A．5.5%是甲烷爆炸下限的近似值，此时甲烷浓度过低，爆炸强度较弱，A不符合题意； B．根据甲烷燃烧反应式（CH4+2O2CO2+2H2O），理论完全反应时甲烷与氧气的体积比为1：2。空气中氧气占21%，设甲烷体积分数为x，则氧气体积为0.21×(1-x)。由0.21×(1-x)=2x解得x≈9.5%，此时爆炸最剧烈，B正确； C．12.5%接近甲烷爆炸上限（约15%），此时氧气不足，爆炸强度减弱，C不符合题意； D．15.5%超过甲烷爆炸上限，此时甲烷浓度过高，爆炸强度减弱，D不符合题意； 故选B。 33．将1 mol两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到1.5 mol CO2和2 mol H2O。下列说法正确的是(　　) A．一定没有乙烷 B．可能有甲烷 C．一定没有甲烷 D．一定有乙烷 【答案】A 【详解】n（混合烃）：n（C）：n（H）=1mol：1.5mol：（2mol2）=1:1.5:4，该混合烃的平均分子式为C1.5H4，所有烃中碳原子数小于1.5的只有CH4，混合烃中一定有甲烷，B、C项错误；由于甲烷中H原子数为4，所以另一烃分子中H原子数一定为4，一定没有乙烷，A项正确，D项错误；答案选A。 34．烷烃广泛存在于自然界中，例如苹果表面的蜡状物质、蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含有烷烃。 (1)写出下列各烷烃的分子式。 ①烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：_______。 ②烷烃B的分子中含有200个氢原子：_______。 ③分子中含有22个共价键的烷烃C为_______。 ④0.1mol烷烃D完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L_______。 (2)下列关于烷烃的叙述中正确的是_______。 A．都是易燃物，燃烧产物一定为二氧化碳和水 B．在光照条件下，能使溴水褪色 C．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 D．能使酸性溶液褪色 (3)把下列物质的沸点按由高到低的顺序排列_______。(填入编号) ①   ②   ③2，3，三甲基戊烷    ④ (4)用系统命名法命名下面的烃A：_______；A的一氯代物有_______种。 (5)某烷烃的相对分子质量为114，与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种。写出该取代反应的化学方程式。(注意有机物要写结构简式)_______。 (6)某烷烃的系统命名为□，□-二乙基庚烷，写出所有符合的结构简式：_______。 【答案】(1) C6H14 C99H200 C7H16 C3H8 (2)C (3)③④①② (4) 2，2，6-三甲基-4-乙基辛烷 10 (5)(CH3)3C-C(CH3)3+Cl2  (CH3)3C-C(CH3)2CH2Cl+HCl (6)CH3CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3) CH2CH(CH2CH3) CH2CH3 【详解】（1）①密度之比=摩尔质量之比=等于相等分子量之比，烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍，则A的相对分子量为2×43=86，A的相对分子质量为：14n+2=86，n=6，即该烷烃的分子式为C6H14，故答案为：C6H14； ②令烷烃的组成为CnH2n+2，烷烃B的分子中含有200个氢原子，即2n+2=200,解得n=99，所以B的分子式为C99H200； ③令烷烃的组成为CnH2n+2，含有的共价键数目为3n+1，该烷烃有22个共价键，则：3n+1=22，解得，n=7，所以该烷烃中碳原子数目为7，分子式为C7H16； ④0.1mol烷烃D完全燃烧，消耗O2为=0.5mol，所以1mol该烃完全燃烧，消耗5mol氧气，根据反应 ，可知，，即D的分子式为C3H8； （2）A．烷烃中含有碳氢元素，完全燃烧产物为二氧化碳和水，氧气不足时，烷烃不完全燃烧，产物可能为一氧化碳和水，选项A错误； B．在光照条件下，烷烃不能与溴水反应，不能使溴水褪色，选项B错误； C．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物，一般会产生多种卤代烃，选项C正确； D．烷烃不含不饱和的碳碳双键或碳碳三键等，不能使酸性溶液褪色，选项D错误； 答案选C； （3）烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化，沸点逐渐升高；碳原子数相同的烃，支链越多，熔沸点越低，③2，3，三甲基戊烷中碳原子是8个，沸点最高；④中碳原子是6个，沸点次之；①、②中碳原子都是5个，且②中支键较多，沸点最低，故沸点按由高到低的顺序排列为③④①②； （4）A中最长碳链有8个碳，第二个碳上有2个甲基，第六个碳上有一个甲基，第四个碳上有一个乙基，用系统命名法命名为2，2，6-三甲基-4-乙基辛烷；分子中有10种不同化学环境的氢，一氯代物有10种； （5）烷烃的通式为CnH2n+2，根据相对分子质量可知12n+2n+2=114，则n=8，该烷烃的分子式应为C8H18，跟氯气反应生成的一氯代物只有一种，说明结构对称，分子中只含有一种H原子，符合条件的烷烃的结构简式为，该取代反应的化学方程式为(CH3)3C-C(CH3)3+Cl2 (CH3)3C-C(CH3)2CH2Cl+HCl； （6）某烷烃的系统命名为□，□-二乙基庚烷，符合乙基取代位置只能在第3、4、5个碳上，符合条件的有3，3-二乙基庚烷，结构简式为：CH3CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH2CH3；4，4-二乙基庚烷，结构简式为：CH3CH2CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH3；3，4-二乙基庚烷，结构简式为：CH3CH2CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3；3，5-二乙基庚烷，结构简式为：CH3CH2CH(CH2CH3) CH2CH(CH2CH3) CH2CH3。 35．(1)有四种烷烃①甲烷②乙烷③丙烷④丁烷，请回答下列问题(填序号)： ①相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗氧气的量最多的是___________。 ②等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗氧气的量最多的是___________。 【答案】 ④ ① 【详解】（1）①甲烷的分子式为CH4，乙烷的分子式为C2H6，丙烷的分子式为C3H8，丁烷的分子式为C4H10，相同状况下，等体积时，气体的物质的量相同，设烷烃通式为CnH2n+2，消耗氧气取决于，可知丁烷中n最大，即丁烷消耗O2的量最多，故答案为：④； ②最简式分别为CH4、CH3、CH2.6、CH2.5，显然甲烷中H的质量分数w(H)最大，则等质量时甲烷消耗O2的量最多，故答案为：①； 36．回答下列问题: (1)等质量的、、完全燃烧时耗去的量最多的是_______；在120℃、时，有上述两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是_______。 (2)相对分子质量为72的烷烃的分子式是_______；它可能的结构有_______种。 (3)一种有机物Y的键线式如图所示： Y的分子式为_______；Y的一氯代物有_______种。 【答案】(1) 、 (2) C5H12 3 (3) C8H8 2 【详解】（1）等质量的、、完全燃烧时，H的质量分数越大，耗去的量越多，最简式分别为CH4、CH2、CH3，可知甲烷中H的质量分数最大，则耗去的量最多的是；120℃、时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，水为气体，设烃为CxHy，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，则，解得y=4，可知这两种气体是、； （2）烷烃的通式为CnH2n+2，根据12n+2n+2=72，解得n=5，则相对分子质量为72的烷烃的分子式是C5H12；它可能的结构有CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)2、C(CH3)4以上3种； （3）根据有机物Y的键线式可知，Y的分子式为C8H8；Y有2种等效氢，则Y的一氯代物有2种。 37．某气态烃在密闭容器中与氧气混合完全燃烧，若燃烧前后容器压强保持不变(120℃)，则此气态烃是 A．C2H6 B．C2H4 C．C2H2 D．C3H8 【答案】B 【详解】某气态烃在密闭容器中与氧气混合完全燃烧，，若燃烧前后容器压强保持不变(120℃)，即1+x+ =x + ，解得y=4，即气态烃氢原子必须等于4，故B符合题意。 综上所述，答案为B。 【点睛】某气态烃在密闭容器中与氧气混合完全燃烧，若燃烧前后容器压强保持不变(120℃)，则此气态烃氢原子数等于4。 认识有机物 学科网（北京）股份有限公司 $必修2:第3章有机化学（一） ——认识有机物 （一）有机物： 一、有机物： 1.定义：一般把含有碳元素的化合物称为有机物。除去CO、CO2、碳酸（H2CO3）、碳酸盐：Na2CO3、NaHCO3 氰化物（CN⁻），如：HCN、金属碳化物。由于他们的性质与无机物相似，把他们归为无机物一类。 2、特点： （1）有机物种类繁多，不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。 (2)熔点低（3)大多数不溶于水，易溶于汽油、苯、乙醇等有机溶剂。（4)大多数有机物易燃烧,受热会发生分解。 3、 有机物种类繁多的原因： （1） 碳原子的排列方式：有C-C、C=C、C≡C、可以成链状、还可以成环状，还可以接上不同的原子。 ①有机化合物中碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可以形成 （）、 （）或 （—C≡C—）。 ②多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。 直链 支链 ③碳原子还可以和 等多种非金属原子形成共价键 有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 含有相同碳原子数的有机物分子，可能因为碳原子间 或 不同 而具有多种结构。 （3）有同分异构现象：分子式相同、结构式不同。 二、烃（tīng） 1、定义：只含有C、H元素的有机物。 2、分类：烷烃（C-C）、烯烃（C=C）、炔烃（C≡C）、芳香烃（含有苯环：）等。 三、碳原子： 四、有机物简单分类： 原子结构示意图 电子式 （二）甲烷 1、 甲烷： 分子式 电子式 结构式 空间构型 球棍模型 比例模型（填充模型） CH4 H 1、结构: 甲烷的空间结构为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点。分子中的4个C—H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等，HCH键角均为109°28′。 2、怎么证明是正四面体而不是平面正方形结构？ 解析：看邻二元取代物，比如二氯代物。 二氯代物种类 数目 平面正方形 2种 正四面体 1种 原因：由于甲烷的邻二氯代物只有一种，则甲烷为正四面体结构，而不是平面正方形结构。 3、【拓展】： ①若CH4分子中的4个氢原子全部被其他相同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为正四面体结构。 ②若CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子或原子团替代，则形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四面体，如CH3Cl、CH2Cl2等。 ③CH2Cl2只有一种结构可证明CH4、CH2Cl2等不是平面结构而是四面体结构。 ④由CH4的空间结构可推知CH3CH2CH3等有机物中的碳原子并不在一条直线上。 2、 物理性质: 1、 无色无味气体2、密度比空气小——向下排空气法3、难溶于水——排水法 4、植物残体（隔绝空气）→ 煤层气、沼气、坑道气、天然气的主要成分都是 CH4 。 5、【思考与交流】： （1）已知：甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L，其中含碳的质量分数为75％， 含氢质量分数为25％，求甲烷的分子式。 （2）实验室怎样收集甲烷? 三、化学性质： 【实验探究】：CH4通入酸性KMnO4溶液中，观察实验现象： 结论：在常温下，甲烷化学性质 稳定 ，跟强酸、强碱或强氧化剂都不能发生反应。 1、可燃性（甲烷的氧化反应） （1）现象：甲烷燃烧时，火焰呈　　 ，放出 　 ， （2）化学方程式：CH4+ 2O2CO2 + 2H2O （3）注意事项：点燃甲烷要先 ，然后点燃甲烷时，将一个干而冷的烧杯罩着甲烷燃烧的火焰上方， 观察烧杯内壁有何现象？倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水又有何现象？ 1 ；② （4）烃燃烧通式：CxHy+ (x+)O2 xCO2 + H2O (5)烃含O衍生物燃烧通式：CxHyOZ+ (x+ - )O2 xCO2 + H2O 2、取代反应：【探究】甲烷与氯气的反应 【实验7-1】将一瓶甲烷与一瓶氯气混合，倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在室内光亮的地方， （1） 现象：光照时，氯气的黄绿色逐渐 ，瓶壁上有 生成，液面 , 水槽中有少量 。 （2）化学反应： 化学方程式 断键方式 1 CH4 + Cl2CH3Cl + HCl 2 CH3Cl + Cl2CH2Cl2 + HCl 3 CH2Cl + Cl2CHCl3 + HCl 4 CHCl3 + Cl2CCl4 + HCl (3) 注意事项： ①反应条件—— （室温下在暗处不发生反应）。 ②反应物质——纯卤素单质，例如甲烷与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。（与氯水、溴水不反应）。 ③甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。 四种氯代产物中，　 　　为气体，　　 、　 、 　 为液体，其中 、 为常用溶剂， 是一种高效灭火剂 , 俗称氯仿。四种卤代物均 溶于水。 3、高温分解：CH4C + 2H2 四、取代反应： 1、定义：有机物分子中某些原子和原子团被其他原子或原子团所替换的反应。 2、举例： 1 原子换原子 2 原子团换原子 3 原子团换原子团 五、实验室制取甲烷： 1.原理： 碱石灰：氢氧化钠和氧化钙的混合物 2、 装置：固体和固体加热装置 3、 收集： （1）密度比空气小——向下排空气法 （2）极难溶于水——排水法 4、 固体加热装置制取气体： 1 制取O2 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2 制取NH3 2NH4Cl+2Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O （3） 烷烃 1、 结构演变：技巧：摆凳子:竖着看，1个C就2个H，加头尾2个H，总共2n+2 甲烷 乙烷 丙烷 …… n烷 分子模型 …… / 结构式 …… / 分子式 CH4 C2H6 C3H8 …… CnH2n+2 结构简式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 …… / 1、结构式：用元素符号和短线（代表共价键）按照一定的顺序连接，表示有机物结构的式子。 2、结构简式：省略结构式中的部分或全部化学键并将同一个碳上相同的原子或原子团合并得到的式子。 二、烷烃： 1、通式：CnH2n+2 （n为正整数） 2、烷基：（取代基） 甲基 乙基 正丙基 异丙基 ——CH3 ——CH2CH3 ——CH2CH2CH3 三、五同： 定义 实例 1 同位素 质子数相同、中子数不同的同种原子互称。 ①\s\do 3(1) (1)H 、 \s\do 3(1) (2)H 、\s\do 3(1) (3)H ② \s\do 3(8) (16)O 、\s\do 3(8) (17)O、\s\do 3(8) (18)O ③ \s\do 3(6) (12)C 、\s\do 3(6) (13)C 、 \s\do 3(6) (14)C 2 同素异形体 同种元素形成的不同单质。 ①O2和O3 ② 红磷和白磷 ③ 金刚石、石墨、C60 3 同系物 结构相似，在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。 ①CH4和C2H6 ②所有烷烃 4 同分异构体 分子式相同，结构不同的物质 见后面同分异构体 5 同种物质 看起来不一样，其实一样。 ①H2、D2 ② H2O、D2 O 四、同系物： 1、注意： （1）同系物：分子式要符合相差n个CH2（设n不等于0） （2）结构要相似：A有几个C=C,B要有几个C=C；A有几个-COOH,B要有几个-COOH; A有几个-CHO,B要有几个-CHO; …… ，因此同系物化学性质相似。 （3）同系物一定相差n个CH2，相差n个CH2不一定式同系物（有可能结构不相似）。例如： C2H4 C3H6 C3H6 乙烯 丙烯 环丙烷 乙烯和丙烯互为同系物，乙烯与环丙烷不是同系物。 （4）所有烷烃都互为同系物。 2、 判断题： （1） CH4和C2H6是同系物； （ ） （2） 所有烷烃都互为同系物。（ ） （3） C2H4和是C3H6同系物；（ ） 答案：（1）对（2）对（3）错 5、 烷烃同分异构体： （1） 烷烃同分异构体数目： C数 3 4 5 6 7 异构体数 0 2 3 5 9 （2） 烷烃的同分异构体： 1、C3H8:——丙烷 无 2、C4H10——丁烷——2种 主链C数 结构 习惯命名法 系统命名法 数目 1 4 正丁烷 丁烷 2种 2 3 异丁烷 2-甲基丙烷 3、 C5H12——戊烷——3种 主链C数 结构 习惯命名法 系统命名法 数目 1 5 正戊烷 戊烷 3种 2 4 异戊烷 2-甲基丁烷 3 3 新戊烷 2，2-二甲基丙烷 3、C6H14——己烷——5种 主链C数 结构 系统命名法 数目 1 6 己烷 5种 2 5 2-甲基戊烷 3 5 3-甲基戊烷 4 4 2，2-二甲基丁烷 5 4 2，3-二甲基丁烷 4、C7H16——庚烷——9种 主链C数 结构 系统命名法 数目 1 7 己烷 9种 2 6 2-甲基己烷 3 3-甲基己烷 4 5 2，2-二甲基戊烷 5 3，3-二甲基戊烷 6 2，3-二甲基戊烷 7 2，4-二甲基戊烷 8 3-乙基戊烷 9 4 2，2，3-三甲基丁烷 练习1、C4H10同分异构体有 种，正丁烷的一氯代物的结构简式： 异丁烷的一氯代物的结构简式： 。 练习2、C4H9Cl有 种结构； 练习3、C5H11Cl有 种结构； 练习4、C4H8Cl2有 种结构； 练习5、C4H8ClBr有 种结构； 练习6、相对分子质量为100的烃，分子结构中有3个甲基有 种。 6、 烷烃的命名: （一）习惯命名法： C数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 17 命名 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 十七 1、例如：C4H10 ——丁烷；C17H36 ——十七烷 2、常见的： 1 C4H10 正丁烷 异丁烷 2 C5H12 正戊烷 异戊烷 新戊烷 （二）系统命名法： 1、选主链：定某烷：“最长”——选择最长碳链为主链。主链几个C就叫什么烷。 3- 甲基己烷 2、 编号：给主链上碳原子编号 （1） ：“最近”——离支链近的一端开始编号，用数字1、2、3、4依次编号 2-甲基戊烷 （2）“最小”——在“最近”的基础上，如果两边第1个支链离两端一样近，就看第2个支链离哪边近，依次下去，使得编号总和最小。 从左往右 2，5，6 总和为13大一些 从右往左 2，3，6 总和为11更小 因此选择：从右往左编号。故名字为：2，3，6-三甲基庚烷 （3）“最简”——在依次符合“最近”、“最小”基础上，如果两边离支链一样近，总和一样小，我们选取代基C数较少的简单基（如：-CH3）编号作为小编号。 从左往右 3，4 3号为乙基，叫甲基复杂 从右往左 3，4 3号为甲基，相比简单一些 故选择：从右往左命名：3-甲基-4-乙基己烷 3、 命名： （1） 相同取代基要合并。 命名：2，3，4-三甲基己烷（ ） 不说：2-甲基-3-甲基-4-甲基己烷（ ） （2） 当一个碳上连2个相同取代基时：编号要说两次。 结构 正确命名 错误命名 2，2，3-三甲基戊烷 2，3-三甲基戊烷 2，3，3-三甲基戊烷 2，3-三甲基戊烷 （3） 取代基：由简到繁。先说甲基，再说乙基，依次下去。 结构 正确命名 2，4，7-三甲基-5，7-二乙基癸烷 4、 连接符： （1） 数字与数字之间：用逗号“，”隔开； （2） 数字与汉字之间：用短横线“-”隔开； （3） 汉字与汉字之间：不用隔。 （四）专题1:气态烃燃烧规律： 专题一：气态烃完全燃烧的规律： 1         1、当温度： ，水为气体，反应前后气体体积增大： 2、当温度：，水为液态： 应前后，气体体积一定减小。 例题1、 时，1L 某气态烃与 9L O2（足量）充分反应后，容器气体体积为10L。该烃可能是（A） A. （甲烷） B. （乙烷） C. （丙烷） D. （乙火烷） 解析：由以上规律：H原子个数为4时，反应前后气体体积不变，故选A 例题2、，1L 某气态烃与 9L O2（足量）充分反应后，容器气体体积为10L。这两种气态烃可能是（A、D） A. 、（乙烯） B. 、 C. 、 D. （乙炔）、 解析：设两种烃的平均分子式为： 由以上规律：H原子个数为4时，反应前后气体体积不变。 A、 H原子平均个数为4； B、 H原子平均个数为4<y<6； C、 H原子平均个数为4<y<6； D、 H原子平均个数为2<y<8；故可能为4，则选AD 专题二：烃耗氧量规律 燃烧通式： 1 mol mol 规律：1. 等物质的量（等）的烃完全燃烧： 越大，耗氧量越多。 2. 等质量（等）的烃完全燃烧： 越大，耗氧量越多。 推导： 结论： 越大，耗氧量越多。 例 1： 等的下列烃完全燃烧，耗氧量最大的是（D） A. B. C. D. 解析：燃烧通式： 等物质的量时，耗氧量由 决定，值越大耗氧越多。 A. ： B. ： C. ： D. ： 比较得：，所以D选项耗氧量最大✅ 例 2： 等的下列烃完全燃烧，耗氧量最大的是（A） A. B. C. D. 解析：等质量时，耗氧量由 （氢碳比）决定，值越大耗氧越多。 A. ： B. ： C. ： D. ： 比较得：，所以A选项耗氧量最大✅ 专题3、等效H原子 规律：同一个碳原子上的氢等效，同一个碳原子上甲基上的等效。 结构 等效H数目 1 1 2 2 结构 等效H数目 3 2 4 1 小结：烷烃中：等效H原子=1情况 1、以 为母体展开： …… …… …… C5H12 C17H36 C53H108 C161H324 规律：第1个C上所有H换成C，总C数就是第2种烷烃的C数；第2个C上所有H换成C，总C数就是第3种烷烃的C数；…… ②H 成等比：；则：H数 = ；则C数 = 2、以 为母体展开： …… …… …… C2H6 C8H18 C26H54 C80H162 C242H486 规律：第1个C上所有H换成C，总C数就是第2种烷烃的C数；第2个C上所有H换成C，总C数就是第3种烷烃的C数；…… ②H 成等比：；则：H数 = ；则C数 = 巩固练习: 一、有机物概述: 1．下列物质中，不属于有机物的是 （ ） A．四氯化碳 B．碳酸钠 C．尿素 D．酒精 2．下列关于有机物的说法正确的是 （ ） A．有机物大多数易溶于水 B．有机物只含有碳、氢两种元素 C．含碳元素的化合物不一定属于有机物 D．有机物都易燃烧 二、有机物结构: 3．有机化合物中的每个碳原子与碳原子或其他原子能形成4个共价键。下图关于碳原子的成键特点错误的是 （ ） A． B． C． D． 4．如图所示为4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合，下图属于烷烃的为 （ ） A．①②③ B．①③ C．①③④ D．②③④ 5．键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物，“  ”这种键线式表示的物质是 （ ） A．丁烷 B．异丁烷 C．异戊烷 D．新戊烷 6．几种烷烃分子的球棍模型如图: (1)B的名称为___________。 (2)D的一氯代物有___________种。 (3)B与E碳骨架不同，二者结构不相似，不属于同系物___________(填“正确”或“错误”)。 (4)等质量的上述气态烃A．B．C，充分燃烧时，消耗的量最多的是___________。(填标号) 三、烷烃命名: 7．完成下列填空 (1)表示方法 碳原子数(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 __烷 __烷 __烷 ___烷 __烷 n>10 相应汉字数字+烷 (2)当碳原子数n相同，结构不相同时，用正、异、新表示。 如C4H10的两种分子的命名: 无支链时，CH3CH2CH2CH3称为___________; 有支链时，称为___________。 四、甲烷烷烃 8．按要求填空 (1)写出甲烷的结构式:___________，电子式:___________。 (2)写出烷烃的分子通式___________。 (3)含有30个氢原子的烷烃:___________。 9．烷烃 (1)概念:碳原子之间都以__________结合成__________，碳原子的剩余价键均与__________结合，这样的烃称为烷烃，也叫作饱和链烃。 (2)分子通式:_____________________。 10．煤层气的主要成分是 A．甲烷 B．一氧化碳 C．氢气 D．乙烯 11．下列分子中，属于烷烃的是 A． B． C． D． 12．戊烷有三种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷。请参考图，写出它们的结构简式__________。 13．请写出甲烷在纯净的氧气中燃烧的化学方程式___________。 14．用日光灯照射装有氯气和甲烷混合气体(体积比为4∶1)的装置(如图所示)，不可能出现的现象是（ ） A．试管内黄绿色逐渐消失 B．试管内液面上升 C．试管内最终充满液体 D．液面上的试管内壁有油状物生成 15．如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1:4)的混合气体，假定氯气在水中不溶解。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，让混合气体缓慢的反应一段时间。 (1)下列关于甲烷结构的说法中正确的是___________。 a．甲烷的分子式是CH4，5个原子共面b．甲烷中的任意三个原子都不共面 c．甲烷分子的空间构型属于正四面体结构 (2)1molCH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种产物的物质的量相等，则消耗氯气的物质的量是___________ a．1mol b．2.5mol c．4mol d．5mol (3)下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构的是___________。 a．CH3Cl只代表一种物质b．CH2Cl2只代表一种物质 c．CHCl3只代表一种物质d．CCl4只代表一种物质 (4)烃分子中的碳原子与氢原子结合的方式是___________。 a．通过1个共价键b．通过2个共价键c．形成4对共用电子对d．通过离子键和共价键 16．下列五种烃:①2—甲基丁烷　②2,2—二甲基丙烷　③戊烷　④己烷　⑤丁烷，按它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是（ ） A．①>②>③>④>⑤ B．②>③>⑤>④>① C．③>①>②>⑤>④ D．④>③>①>②>⑤ 17．乙烷的结构简式为（ ） A． B． C． D． 五、同分异构、同系物: 18．下列有机物具有同分异构现象的是（ ） A．CH4 B．C4Hl0 C．C3H8 D．C2H6 19．乙苯的一氯代物的结构共有（　　） A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 20．根据下表中烃的分子式的排列规律，判断空格中烃的同分异构体的数目是（    ） 1 2 3 4 5 6 7 8 CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16 A．3 B．4 C．5 D．6 21．在下列结构的有机物中，属于同分异构体的正确组合是（ ） ①② ③④ ⑤ A．①和③ B．②和③ C．①和② D．③和④ 22．进行一氯取代反应后，只能生成二种沸点不同的产物的烷烃是 A． B． C． D． 23．分子式为C5H12且仅含有2个—CH3的结构共有（ ） A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 24．有机物的一氯取代物有（ ） A．17种 B．16种 C．15种 D．14种 25．下列关于有机物的说法不正确的是（ ） A．和互为同系物 B．有4种一氯代物 C． 的名称是异丁烷 D．和是同一种物质 26．有机物有几种结构（ ） A．11种 B．9种 C．12种 D．10种 27．按要求回答下列问题。 (1)乙烷的结构式为___________。 (2)丙烷的结构简式为___________。 (3)分子中含30个氢原子的烷烃的分子式为___________。 (4)相对分子质量为58的烷烃的同分异构体有___________种，分别写出它们的结构简式:___________。 (5)分子式为的直链烷烃的习惯命名为___________。 28．从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内: ①CH4和CH3CH2CH3 ②12C和14C　   ③金刚石和石墨　       ④H和D　 ⑤和　 ⑥和　⑦CH2=CHCH3和CH2=CH2 ⑧和　⑨蔗糖和麦芽糖 (1)互为同位素的是___________(填序号，下同)。 (2)互为同分异构体的是___________。 (3)互为同系物的是___________。 (4)为同一种物质的是___________。 (5)互为同素异形体的是___________。 29．回答下列问题。 (1)观察下面几种烷烃的球棍模型: A的分子式为___________，B的最简式为___________。C的习惯命名法的名称为___________，D的结构简式为___________。 (2)写出乙烷生成一氯乙烷的化学方程式___________。 (3)某些有机物的结构简式可用“键线式”表示。如异丁烷的结构简式可用键线式表示为。“立方烷”是一种新合成的烃，其分子正方体结构如图所示: ①写出立方烷的分子式:___________。 ②该立方烷的二氯代物共有___________种同分异构体。 六、烷烃计算: 30．将1molCH4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．0.5mol B．2 mol C．2.5 mol D．4mol 31．一定量的甲烷燃烧产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体重49.6g，当其缓慢通过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g，则原混合气体中CO的质量为（    ） A．11.2g B．13.2g C．19.7g D．24.4g 32．为预防煤矿发生瓦斯爆炸事故，要随时检查坑道中瓦斯气的体积分数。甲烷和空气形成的混合气体发生最强烈爆炸时甲烷所占的体积分数约为 A．5.5% B．9.5% C． D． 33．将1 mol两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到1.5 mol CO2和2 mol H2O。下列说法正确的是(　　) A．一定没有乙烷 B．可能有甲烷 C．一定没有甲烷 D．一定有乙烷 34．烷烃广泛存在于自然界中，例如苹果表面的蜡状物质、蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含有烷烃。 (1)写出下列各烷烃的分子式。 ①烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍:_______。 ②烷烃B的分子中含有200个氢原子:_______。 ③分子中含有22个共价键的烷烃C为_______。 ④0.1mol烷烃D完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L_______。 (2)下列关于烷烃的叙述中正确的是_______。 A．都是易燃物，燃烧产物一定为二氧化碳和水 B．在光照条件下，能使溴水褪色 C．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 D．能使酸性溶液褪色 (3)把下列物质的沸点按由高到低的顺序排列_______。(填入编号) ①   ②   ③2，3，三甲基戊烷    ④ (4)用系统命名法命名下面的烃A:_______;A的一氯代物有_______种。 (5)某烷烃的相对分子质量为114，与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种。写出该取代反应的化学方程式。(注意有机物要写结构简式)_______。 (6)某烷烃的系统命名为□，□-二乙基庚烷，写出所有符合的结构简式:_______。 35．(1)有四种烷烃①甲烷②乙烷③丙烷④丁烷，请回答下列问题(填序号): ①相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗氧气的量最多的是___________。 ②等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗氧气的量最多的是___________。 36．回答下列问题: (1)等质量的、、完全燃烧时耗去的量最多的是_______;在120℃、时，有上述两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是_______。 (2)相对分子质量为72的烷烃的分子式是_______;它可能的结构有_______种。 (3)一种有机物Y的键线式如图所示: Y的分子式为_______;Y的一氯代物有_______种。 37．某气态烃在密闭容器中与氧气混合完全燃烧，若燃烧前后容器压强保持不变(120℃)，则此气态烃是（ ） A．C2H6 B．C2H4 C．C2H2 D．C3H8 认识有机物 1 学科网（北京）股份有限公司 $