2023学年完整版《烷烃》学案

《烷烃》学案1．了解烷烃的概念、通式及结构特点。2．了解烷烃的物理性质和化学性质。3．理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。要点一eq\a\vs4\al(烷烃)1．结构特点。(1)烷烃定义：烃分子中的碳原子之间只以单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”的烃叫做饱和烃，也叫烷烃。(2)结构特点：碳原子间以单键结合，其余价键与氢原子结合，每个碳原子均处于四面体中心，直链烷烃为锯齿状或折线状。其通式为：CnH2n＋2(n≥1)。2．物理性质(随分子中碳原子数增加)。3.化学性质。(1)稳定性：通常状态下烷烃性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不反应。(2)可燃性：烷烃都能燃烧，燃烧通式为CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O。(3)取代反应：烷烃都能与卤素单质发生取代反应。写出乙烷(CH3CH3)与Cl2在光照条件下生成一氯代物的化学方程式：CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HCl。4．习惯命名法。(1)当碳原子数N≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；若N>10，用数字表示。如C8H18命名为辛烷，C18H38命名为十八烷。(2)当碳原子数N相同时，用正、异、新来区别。如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，CH3CHCH2CH3CH3称为异戊烷，CCH3CH3H3CCH3称为新戊烷。【应用思考】1．多碳原子烷烃(如CH3—CH2—CH2—CH3)分子中，碳链是直线状吗？提示：不是，CH3CH2CH2CH3分子中，C原子与其相连的4个原子在空间形成四面体结构，因此多碳原子烷烃分子中的碳链应为锯齿状。要点二eq\a\vs4\al(同系物、同分异构体)1．同系物。(1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2的物质。(2)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。2．同分异构体。(1)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。(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物。(3)实例：CH3—CH2—CH2—CH3(正丁烷)与CH3—CH—CH3CH3(异丁烷)互为同分异构体。【应用思考】2．互为同系物的物质，其物理性质和化学性质相同吗？提示：互为同系物的物质，结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，属于同一类物质，其化学性质相似，但物理性质不同。3．同分异构体的相对分子质量相同，那么相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗？提示：不一定。同分异构体的前提是分子式相同。而相对分子质量相同的物质，分子式不一定相同，如CO、N2、C2H4相对分子质量相同，但组成不同，分子式不同，不属于同分异构体。再如CH3CH2OH和HCOOH相对分子质量相同，分子式不同，也不是同分异构体。1．下列物质中不属于烷烃的是(C)A．CH4B．C3H8C．C4H8D．C5H122．下列性质不属于烷烃性质的是(A)A．它们都溶于水B．它们都能跟卤素发生取代反应C．它们燃烧时生成CO2和H2OD．通常情况下，它们跟酸、碱和氧化剂都不反应3．在常温常压下，取下列四种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是(C)A．CH4B．C3H8C．C4H10D．C2H6eq\x(基)eq\x(础)eq\x(训)eq\x(练)1．下列说法中正确的是(C)A．相对分子质量相同的有机物是同分异构体B．烷烃分子中，相邻的三个碳原子有可能在同一条直线上C．每个碳原子的化合价都已“饱和”，碳原子之间只以单键相结合的链烃一定是烷烃D．分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，互为同系物解析：同分异构体特点是分子式相同，结构不同，所以A选项是错误的；烷烃的结构是锯齿状的，并不在同一直线上，所以B选项是错误的；同系物是指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，因此D选项是错误的；C显然正确；答案为C。丁烷(C4H10)失去1个氢原子后得到丁基(—C4H9)，丁基的结构共有(C)A．2种B．3种C．4种D．5种3．下列说法正确的是(B)A．相对分子质量相同的物质是同种物质B．分子式相同的不同有机物一定是同分异构体C．具有同一通式的物质属于同系物D．同分异构现象只存在于有机物中解析：同系物的特点是结构相似，在分子组成上相差一个或多个CH2原子团(即通式相同)，为同一类物质。同分异构体的特点是具有相同的分子组成，不同分子结构。相对分子质量相同的有机物可能既不是同种物质，也不是同分异构体。同分异构现象不但在有机物中存在，在无机物中也存在。4．下列说法正确的是(D)A．甲烷与乙烯互为同系物B．32S与33S是同种核素C．正丁烷与异丁烷互为同素异形体D．乙醇和二甲醚(CH3—O—CH3)互为同分异构体解析：A.甲烷是烷烃，乙烯是烯烃，二者不是同系物，错误；与33S是质子数相同，而中子数不同，是同一元素的不同种原子，二者互称同位素，错误；C.正丁烷与异丁烷分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，错误；D.乙醇和二甲醚(CH3－O－CH3)分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确；答案为D。A．1种B．2种C．3种D．4种解析：该分子可以看成是在第2位C原子上连接有2个甲基和1个乙基，所以该分子中有4种不同位置的C原子，由于第2位C原子上没有H原子可以被取代，所以只有3种不同位置的H原子，因此其一氯代物有3种。6．在光照的条件下，氯气跟乙烷发生化学反应，下列叙述中正确的是(A)A．发生的是取代反应B．发生的是燃烧C．生成的产物有8种D．生成的主要产物是一氯乙烷解析：乙烷和氯气发生的是取代反应，其产物有10种(9种有机物和1种无机物)，很难确定生成的主要产物是哪一种。eq\x(能)eq\x(力)eq\x(提)eq\x(升)7．主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有(D)A．5种B．4种C．3种D．2种8．一氯取代物的同分异构体有2种，二氯取代物的同分异构体有4种的烷烃是(A)A．丙烷B．乙烷C．正丁烷D．正戊烷解析：A.丙烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，为CH3CH2CH2Cl、CH3CH(Cl)CH3，二氯代物有CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl，故A选；B.乙烷分子中只有1种H原子，一氯代物有1种，故B不选；C.正丁烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，二氯代物有CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、ClCH2CH2CH2CH2Cl、CH3CHClCHClCH3，故C不选；D.正戊烷分子中含有3种H原子，其一氯代物有3种，故D不选；故答案选A。9．烷烃完全燃烧都可以生成CO2和H2O，现以甲烷、乙烷、丙烷三种物质燃烧为例，进行燃烧分析。(1)取等物质的量的三种物质，在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是________，生成H2O最多的是________，消耗O2最多的是________。由此可以得出结论：等物质的量的烷烃完全燃烧，生成CO2、H2O以及消耗O2的量随着________________的增多而变大。(2)取等质量的三种物质，在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是________，生成H2O最多的是________，消耗O2最多的是________。由此可以得出结论：等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着的________增大而变大，生成水的量随着________的增大而变大，消耗O2的量随着________的增大而变大。答案：(1)丙烷丙烷丙烷分子中碳原子数(2)丙烷甲烷甲烷分子中碳的质量分数分子中氢的质量分数分子中氢的质量分数10．(1)写出下列各种烷烃的分子式：在标准状况下，相对分子质量最大的气态烷烃是________；相对分子质量最小的液态烷烃是________；相对分子质量最小的固态烷烃是________。(2)写出下列各种烷烃的分子式：含碳质量分数最低的烷烃是________；和CO2密度相同的烷烃是________；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。(3)含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃的分子式是________，其同分异构体的结构简式是_____________________。(4)等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；等质量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；若耗氧量相同，则二者的物质的量之比n(CH4)∶n(C3H8)＝________。解析：(1)相对分子质量最大的气态烷烃是丁烷，相对分子质量最小的液态烷烃是戊烷，相对分子质量最小的固态烷烃是十七烷。(2)在CnH2n＋2中，随着n的不断增大，碳的质量分数也逐渐增大，故含碳质量分数最低的是甲烷；与CO2密度相同的烷烃，其相对分子质量与CO2必须相同，丙烷的相对分子质量为44；由CnH2n＋2知，12n∶(2n＋2)＝5∶1，则n＝5，为戊烷。(3)甲烷、乙烷、丙烷均不存在同分