知识讲解甲烷烷烃教案

知识讲解甲烷烷烃教案知识讲解甲烷烷烃教案/知识讲解甲烷烷烃教案甲烷、烷烃要点一、有机物1、有机物的定义含碳元素的化合物叫有机化合物，简称有机物。

要点：①个别含碳的化合物如CO、CO2与碳酸和碳酸盐等结构与性质跟无机物相似，故仍属无机物。②有机物一定是含碳元素的化合物。③有机物除含有氢、氧元素外，还含有氮、硫、卤素、磷等。有机物与无机物的区别见下表所示性质和反应有机物无机物溶解性多数不溶于水，易溶于有机溶剂大多数溶于水，而不溶于有机溶剂耐热性多数不耐热，熔点较低，一般在400℃以下多数耐热，难熔化，熔点一般比较高可燃性多数可以燃烧多数不能燃烧电离性多数是非电解质多数是电解质2、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。3、烃的定义仅由碳和氢两种元素组成的一类有机物称为烃，也叫碳氢化合物。

要点二、甲烷

1、分子结构

在甲烷分子里，1个碳原子与4个氢原子形成4个C—H共价键。甲烷分子是正四面体形，C原子居于正四面体的中心，4个H原子位于4个顶点，4个C—H键的键长、键能相等，键角均为109°28′。

①分子式：CH4

②电子式：

③结构式：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。

3、化学性质

（1）稳定性：通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂一般都不发生反应，也不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。但在特定的条件下，也会发生某些反应。（2）取代反应：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。

要点：

①反应需在光照条件下进行，参加反应的物质必须是氯气不能是氯水。

②反应后生成的有机物中，常温下只有CH3Cl为气态，其余三种均为液体。四种产物均不溶于水。四氯甲烷也叫四氯化碳，是一种效率较高的灭火剂。

③在取代反应中，甲烷的四个氢原子可以依次逐步被取代，最终完全被取代，四级反应同时发生，无先后次序，产物是混合物，通常不能用于制取某卤代烃。④实验现象：Cl2的黄绿色逐渐变淡；管壁上有油状液滴生成；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近瓶口，能看见有白烟产生。⑤书写有机反应的化学方程式通常用“”，而不用“”。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（3）氧化反应：甲烷易燃，燃烧时发出蓝色火焰。1molCH4完全燃烧放出890kJ热量。

要点：甲烷在点燃前必须验纯。如果点燃甲烷和氧气或空气的混合物，就会立即发生爆炸。4、存在和用途

存在：是天然气、沼气、坑道气或瓦斯气的主要成分

用途：（1）高效清洁燃料；（2）化工原料——甲烷高温分解可得炭黑，用作颜料、油墨、油漆以与橡胶的添加剂等；氯仿和CCl4都是重要的溶剂。要点三、烷烃

1、结构特点和通式：

烃分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态，这种类型的烃叫饱和烃，也称为烷烃。若C-C连成环状，称为环烷烃。

烷烃的通式：CnH2n+2

(n≥1)2、物理性质

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；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。注意分析随着碳原子数增加，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。

3、化学性质

烷烃的化学性质与其代表物甲烷的相似。一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和酸性高锰酸钾等氧化剂都不起反应，也不跟其它物质化合。但在特定条件下也能发生下列反应：

①在光照条件下均可与氯气发生取代反应；

②氧化反应：均可点燃；

烷烃燃烧的通式为：

要点四、同系物同系物：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。

要点：（1）同系物必须结构相似，即组成元素相同、分子组成通式相同。

（2）同系物间相对分子质量相差14或14的整数倍。

（3）同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。

要点五、同分异构现象与同分异构体1、定义化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

要点：①同分异构体必须是分子式相同而结构不同的物质。它们可以是同一类（系列）物质，如：正丁烷和异丁烷，也可以是不同类（非同系物）的物质，如：丙烯和环丙烷。②同分异构体可以是有机物和有机物，还可以是无机物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。“四同”总结如下表：2、烷烃同分异构体的写法书写规律可概括为：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边。要点：①先写出碳原子数量最多的主链；②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。③写出少两个碳原子上的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上，以此类推。对由于碳原子的连接方式不同而产生异构的同分异构体，称为碳链异构。常常采用“碳链缩短法”来书写并确定异构体的数目。现以C6H14为例，具体说明如下：

先写出六个碳原子都在同一条线上，即主链上为6个碳原子：

CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3

缩减主链（注意主链位置的对称性）：去掉主链上一个碳原子，使主链为五个碳原子，将取下来的碳原子摆放在主链不同位置上，并由主链中间位置开始摆放，逐渐向外移，但不能移到端碳上。可形象的称为：去一个，挂中间；向外移，不靠边（只分叉，不拐弯）。

再去掉一个碳原子，使主链为四个碳原子，将两个碳原子摆放在主链不同位置上（去两个，同碳挂；去两个，肩并肩）：

不能再缩短碳链了，碳原子也没有可摆放的位置了（否则，会出现重复）。在书写同分异构体时一定要随时注意满足碳四价、氢一价的原则。因此C6H14共有5种同分异构体。要点七、等量的烃完全燃烧时耗氧量的计算一；有机物的质量一定时：等质量的烃完全燃烧耗氧量比较的规律：对于同质量的任意烃，完全燃烧，耗氧量的大小取决于(y/x)的值的大小，该值越大，耗氧量越多。生成二氧化碳的量与x/y

成正比，生成水的量则与y/x成正比。例1：等质量的CH4,C2H4,C2H6,C3H4,C3H6完全燃烧，耗氧量最大的是哪个？解：根据上述规律，得到结论(y/x)值越大，耗氧量越多，则对于质量的上述烃，完全燃烧CH4的耗氧量最多。例2下列各组化合物中，不论二者以什么比例混合，只要总质量一定，则完全燃烧时消耗O2的质量和生成H2O的质量不变的是（C）ACH4C2H6BC2H6C3H6CC2H4C3H6DC2H4C3H4例3、燃烧某混合气体，所产生的CO2的质量一定大于燃烧相同质量丙烯所产生的CO2的质量，该混合气体是（B）。A丁烯丙烷B乙炔乙烯C乙炔丙烷D乙烷环丙烷二.有机物的物质的量一定时：1对于等物质的量的任意烃(CxHy)，完全燃烧，耗氧量的大小取决于(x+y/4)的值的大小，该值越大，耗氧量越多。例1等物质的量的CH4,C2H4,C2H6,C3H4,C3H6完全燃烧，耗氧量最大的是哪个？解：根据等物质的量的任意烃，完全燃烧，耗氧量的大小取决于(x+y/4)的值的大小，该值越大，耗氧量越多。得到C3H6中，(x+y/4)的值最大，所以，C3H6的耗氧量最多。例2．(1)请写出烷烃CnH2n＋2(n≥1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：_______________________________________。有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答(2)～(5)题(填序号)：(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2的量最多的是________。(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是________。(4)在120℃、1.0×105Pa条件下，某气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为________。(5)10mL某气态烃，在50mLO2中充分燃烧，得到液态水，以与体积为35mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是________。答案(1)CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up15(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O(2)④(3)①(4)①(5)②例3．现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种有机物。同质量的以上物质中，在相同状况下体积最大的是__________；同质量的以上物质完全燃烧时，耗氧量最大的是__________；同状况、同体积的以上物质燃烧时，耗氧量最大的是__________；同质量的以上物质完全燃烧时，生成CO2的量最多的是__________，生成H2O的量最多的是__________。答案CH4CH4C3H6C3H4CH4解析相同质量的烃(CxHy)完全燃烧时的耗氧量由eq\f(y,x)决定，eq\f(y,x)越大，耗氧量越大，且生成H2O的量越多，生成CO2的量越少；相同物质的量的烃完全燃烧时的耗氧量由eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))决定，同碳(x)看氢(y)，同氢(y)看碳(x)，1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相同。【典型例题】1在1.013×105Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是（）物质名称沸点（℃）正丁烷CH3(CH2)2CH3－0.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.1异戊烷CH3CH2CH(CH3)227.8新戊烷C(CH3)49.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0A．在标准状况下，新戊烷是气体B．在1.013×105Pa、20℃时，C5H12都是液体C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低D．C5H12随着支链数的增加，沸点降低【答案】D【解析】新戊烷的沸点是9.5℃，标准状况下是液体，20℃时是气体，则A、B均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点逐渐升高；C5H12的3种同分异构体中，随支链数增加，沸点逐渐降低。2下列有关烷烃的叙述中，正确的是（）A．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键B．烷烃中除甲烷外，很多都能使紫色KMnO4溶液褪色C．分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃D．所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应【答案】AD【解析】烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达饱和，无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键。选项A说法正确；烷烃属饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂（如酸性KMnO4溶液）反应，选项B说法不正确；因分子通式CnH2n+2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n+2的有机物一定是烷烃，选项C说法不正确；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，选项D说法正确。3．（浙江九校联考）下列有关烷烃的叙述中，正确的是（）。A．烷烃分子中，所有碳原子都位于同一条直线上B．除甲烷外，大多数烷烃都能使KMnO4酸性溶液褪色C．在一定条件下，烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应D．烷烃在空气中都能燃烧，但不一定产生淡蓝色火焰【思路点拨】烷烃就是饱和链烃，结构和性质稳定。【答案】D【解析】烷烃分子中，碳原子间呈锯齿形排列（除甲烷、乙烷外），其分子中碳原子不可能位于同一条直线上；烷烃属于饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与强酸、强碱、强氧化剂（如KMnO4酸性溶液）反应；烷烃在空气中都能燃烧，甲烷、乙烷等燃烧时还产生淡蓝色必焰，但随着烷烃中碳原子数的增加，其含碳量升高，燃烧会越来越不充分，燃烧时火焰明亮，甚至伴有黑烟。4．（冀州期末）四川有丰富的天然气资源，天然气的主要成分是甲烷，还含有一定量的乙烷、丙烷等可燃性气体。下列有关说法不正确的是（）A．甲烷与丙烷互为同系物B．甲烷是烃类物质中氢的质量分数最高的化合物C．甲烷、乙烷、丙烷中的化学键都是极性共价键D．乙烷和氯气在光照的条件下可发生取代反应，生成多种氯代烃【答案】C【解析】A项甲烷与丙烷结构相似，在分子组成上相差一个CH2原子团，互称为同系物，故A正确；B项甲烷是烃类物质中氢的质量分数最高的化合物，故B正确；C项甲烷中只有碳氢键，属于极性共价键，乙烷、丙烷中既有碳氢键，也有碳碳键，所以既有极性共价键，也有非极性共价键，故C错误；D项乙烷和氯气在光照的条件下可以发生取代反应，生成一氯代乙烷、二氯代乙烷、三氯带乙烷直至六氯代乙烷等多种氯代烃，故D正确。故选C。5．有关烯烃的下列说法中，正确的是（）A．烯烃分子中所有的原子一定在同一平面上B．烯烃在适宜的条件下只能发生加成反应不能发生取代反应C．分子式是C4H8的烃分子中一定含有碳碳双键D．烯烃既能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色【答案】D【解析】烯烃分子中，与双键碳原子相连的6个原子处于同一平面上，而其他的原子则不一定处于该平面上，如丙烯CH3—CH＝CH2分子中—CH3上的氢原子最多只有一个处于其他6个原子所在的平面上，故选项A说法不正确；加成反应是不饱和键的特征反应，但若烯烃中还含有烷基等其他原子团时，一定条件下也可发生取代反应，选项B说法也不正确；分子式为C4H8的烃可以是烯烃，也可以是环烷烃，而环烷烃中并不含碳碳双键，选项C说法不正确；烯烃中的碳碳双键既可以与Br2加成而使溴水褪色，也可以被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，选项D说法正确。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．(CH3)2CHCH2CH3B．(CH3CH2)2CHCH3C．(CH3)2CHCH(CH3)2D．(CH3)3CCH2CH3【答案】D【解析】确定烃的一卤代物的同分异构体的数目，关键是找出烃中有多少种等效氢原子，有多少种氢原子就有多少种一卤代物。将本题各项分子式展开，然后进行判断：、、、，可见A、B中含四种等效氢原子，C中含两种，只有D中含三种，即能生成三种沸点不同的产物。7.（九江月考）从柑橘中可提炼出结构为的有机物，有关它的下列叙述中，不正确的是（）。A．分子式为C10H16B．常温下呈液态，难溶于水C．其一氯代物有8种D．能与溴水发生加成反应【答案】C【解析】由价键原则易知的分子式为C10H16；烃类都难溶于水，分子中碳原子数大于4时一般呈液态；该分子中有10个碳原子，其中只有1个碳原子上没有氢原子，且另外9个碳原子上的氢原子类型各不相同，故其一氯代物应有9种；该分子中含有碳碳双键，可与溴水发生加成反应。8.1mol乙烯与氯气发生加成反应后，再与氯气发生取代反应，整个过程中最多消耗氯气（）A．3molB．4molC．5molD．6mol【答案】C【解析】乙烯与Cl2按物质的量之比为1∶1加成；同时1mol乙烯的分子中有4mol氢原子，与Cl2发生取代反应时，需要消耗4molCl2，故总共需要5molCl2。【总结升华】单烯烃与卤素单质、H2等物质发生加成反应时，按物质的量之比为1∶1加成；卤素单质与烃发生取代反应时，1mol卤素单质只能取代1mol氢原子，同时生成1molHCl。13相同物质的量的下列有机物，充分燃烧，消耗氧气量相同的是A．C3H4和C2H6

B．C3H6和C3H8OC．C3H6O2和C3H8O

D．C3H8O和C4H6O2【答案】BD19．两种气态烃以一定比例混合，在105℃时，1L该混合烃与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体的体积为11L。下列各组混合烃中不符合此条件的是（）。A．C3H6、C4H10B．C3H8、C4H8C．C2H4、C4H10D．CH4、C3H819．D【解析】根据题给数据可求得混合烃的平均氢原子数是8，由平均值原理知，混合烃中要么两种烃的氢原子数都是8，要么一种烃的氢原子数少于8，而另一种烃的氢原子数大于8。仅有选项D不符合此条件。24．下列各种物质中，碳氢质量比为一定值的是（）A．甲烷和乙烷B．乙烯和丙烯C．苯和乙炔D．乙炔和丙炔24．BC【解析】碳氢质量比为一定值，如果都是烃，即最简式相同。【典型例题】1、（福建省建瓯二中期中考）下列有关有机物的组成和结构的叙述中，正确的是（）。A．仅由碳、氢两种元素组成B．仅由碳、氢、氧三种元素组成C．有机化合物中的碳原子只能以共价键形成碳链，不能形成碳环D．有机化合物分子中可存在碳碳单键，也可以存在碳碳双键或碳碳三键【思路点拨】有机物除了含有碳元素外，还含有其它多种元素；有机物中碳原子间可以以碳碳单键、双键或三键的形式形成碳链、碳环。【答案】D【解析】构成有机物的元素有C、H、O、N、P、S、卤素等，只含C、H两种元素的有机化合物称为烃，故A、B都不正确。有机化合物分子中的碳原子能以共价键结合成碳链，也可以形成碳环；可形成碳碳单键，也可形成碳碳双键或三键，故C不正确、D正确。2在人类已知的化合物中，种类最多的是（）。A．过渡元素的化合物B．第ⅡA族的化合物C．第ⅢA族的化合物D．第ⅣA族的化合物【答案】D【解析】种类最多的化合物是含碳化合物，碳位于元素周期表第ⅣA族。故选D。3、（内蒙古杭锦奋斗中学期中考）能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是（）。A．甲烷的4个碳氢键的键能相等B．甲烷的4个碳氢键的键长相等C．甲烷的一氯代物只有1种D．甲烷的二氯代物只有1种【思路点拨】关于甲烷的空间结构有两种说法，一种说法为平面型结构，一种说法为正四面体结构，根据两种结构的不同点作答。【答案】D【解析】A项，甲烷无论是正四面体结构，还是正方形，甲烷的4个碳氢键键能也相等，所以无法判断甲烷为正四面体结构，故A错误；B项，甲烷无论是正四面体结构，还是正方形，甲烷的4个碳氢键的键长都相等，无法判断甲烷的结构，故B错误；C项，甲烷无论是正四面体结构，还是正方形，其一氯代物只有1种，不能说明分子结构，故C错误；D项，若为平面正方形结构，二氯甲烷有2种同分异构体，只有甲烷分子为正四面体结构时，其二氯代物只有1种，故D正确。【总结升华】理解并掌握CH4的结构。4下列分子具有正四面体结构的是（）。【答案】A、D【解析】本题主要考查甲烷分子的正四面体结构。由甲烷分子的结构，推导其取代物的分子结构。同时应明确正面体结构中各键应完全一样。CH4为正四面体结构，若CH4分子中4个氢原子被氯原子取代后，与CH4分子结构相似，而CHCl3、CH2BrCl分子中各键不完全相同，均不属于正四面体结构。5、1molCH4与Cl2发生取代反应，等反应完成后测得四种取代物的物质的量相等，则消耗Cl2为（）。

A．0.5molB．2molC．2.5molD．4mol

【思路点拨】根据守恒定律，理清数量关系。【答案】C【解析】因为参加反应的CH4只有1mol，CH4与Cl2发生取代反应有4种产物，根据碳原子守恒，4种取代产物的物质的量相等，则每种取代物均为0.25mol，而取代物中的氯均来自于氯气，且有1mol氢原子被取代，消耗1mol氯气，则共需氯气的物质的量为：

0.25×（1mol+2mol+3mol+4mol）=2.5mol【总结升华】抓住守恒定律，根据取代反应的特征，找出数量关系。6（湖南省衡阳四中期中考）甲烷和氯气以物质的量1∶1混合，在光照条件下，得到的产物是（）。①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4⑤HClA．只有①⑤B．①②③④的混合物C．只有②⑤D．①②③④⑤的混合物【答案】D【解析】Cl2与CH4发生取代反应，无论按何种体积比混合，都有两种气体接触不均匀的现象，将会发生各步取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，不像无机反应那样可由反应物的比例关系确定生成物种类，无机反应易于控制，有机反应都不易控制在某一阶段。因此，各步取代反应的产物都7（四川眉山期末考）将甲烷与氯气按1∶3的体积比混合于一试管中，倒立于盛有饱和食盐水的水槽，置于光亮处（如图所地），下列有关此实验的现象和结论的叙述不正确的是（）。A．试管中气体的黄绿色逐渐变浅，水面上升B．生成物只有三氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体C．试管内壁有油状液滴形成D．试管内有少量白雾【答案】B【解析】A．氯气是黄绿色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化物，所以气体颜色变浅，氯化氢溶于水后导致试管内液面上升，故A正确；B．甲烷和氯气反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，标况下三氯甲烷为液态，故B错误；C．二氯甲烷、三氯甲烷和三氯甲烷都是液态有机物，所以瓶内壁有油状液滴生成，故C正确；D．该反应中有氯化氢生成，氯化氢与空气中的水蒸气形成白雾，故D正确。8、下列叙述错误的是（）。A．烷烃分子中的每个C原子都和其他原子形成四个共价键B．凡是烷烃，不论碳链长短都可视为结构相似C．符合通式为CnH2n＋2(n≥1)的烃一定为烷烃D．烷烃必须是直链的【思路点拨】烷烃的定义：烃分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态，这种类型的烃称为烷烃。【答案】D【解析】掌握烷烃的结构特点，每个碳原子都占四个共价键，且结构相似，可以是直链的，也可带支链。【总结升华】理解烷烃的结构特点，并能熟练应用。9.烷烃C4H10中的C—C键和C—H键的数目分别是（）。

A．4个，10个B．3个，10个C．4个，8个D．3个，8个【答案】B10、下列各组物质中，互为同系物的是（）。A．CH4和CH3ClB．CH4和C3H8C．C2H6和C6H12【思路点拨】结构相似，组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称同系物。【答案】B、D【解析】CH4和C3H8均属于烷烃，和CH3CH2CH2CH2CH3均为烷烃，它们互为同系物。11下列有机物中，不属于乙烷同系物的是（）。A．C2H4 B．(CH3)3CHC．CH4 D．(CH3)2CH2【答案】A【解析】同系物的特点：结构相似，通式相同，在分子组成上相差一个或多个CH2原子团。只有C2H4不属于乙烷同系物。12、在下列结构的有机化合物中，属于同分异构体的正确组合是（）。①CH3CH2CH2CH2CH3②CH3CH2CH2CH2CH2CH3A．①和③ B．②③⑤C．①和② D．③和④【思路点拨】同分异构体的特点：分子式相同，结构不同。【答案】B【解析】首先找出具有相同碳原子数的有机物，①和④都有5个碳原子，②③⑤都是6个碳原子，然后再看它们的结构，都是烷烃，但是结构不同，所以①和④互为同分异构体，②③⑤互为同分异构体。13下列物质进行一氯取代反应后，只能生成四种沸点不同的产物的烃是（）。

A．(CH3)2CHCH2CH2CH3B．(CH3CH2)2CHCH3

C．(CH3)2CHCH(CH3)2D．(CH3)3CCH2CH3【答案】B【解析】本题实际上是对有机物中一个氢分子被氯原子取代后得到的同分异构体的数目的考查，也可以从有机物中氢原子的种类进行考虑。A选项中有5种氢，被氯原子取代后有5种产物；B选项中有4种氢，被氯原子取代后有4种产物；C选项中有2种氢，被氯原子取代后有2种产物；D选项中有3种氢，被氯原子取代后有3种产物。14、在标准状况下，某气态烃112mL，燃烧后生成CO2和水蒸气的体积比是3∶4，把燃烧产物通过碱石灰，碱石灰增重1.02g。求气态烃的分子式。【答案】C3H8【解析】n（有机物）=碱石灰既吸收水又能吸收CO2，故1.02g为生成的CO2和H2O的质量之和。

因为同温同压下，设生成CO2为3xmol，H2O为4xmol

44×3x+18×4x=1.02解得x=0.005(mol)

所以n（有机物）∶n（CO2）∶n（H2O）=1∶3∶4

即1mol该烃分子中含3molC、8molH。此烃分子式为C3H8。15.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．C2H2D．C3H8【答案】B【解析】注意气态烃和氧气燃烧后在120℃条件下的产物是CO2和H2O(g)，燃烧前后容器压强保持不变说明反应前后气体的体积不变，即气体的物质的量不变。设该气态烃的分子式为CxHyCxHy+(x+y/4)O2xCO2+y/2H2O1x+y/4xy/21+x+y/4=x+y/2y/4=1y=4结果表明，只要氢原子数为4，都满足题中要求，而与碳原子数无关，故选B。【巩固练习】一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）1．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是（）。A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构B．CH4、CCl4都是正四面体结构C．CH4和CCl4中的化学键完全相同D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同2．（临沭县期中考）下列关于甲烷的说法正确的是（）。A．甲烷是含碳元素质量分数最高的有机物B．1mol甲烷与1molCl2反应恰好生成1mol一氯甲烷C．CH2Cl2有和两种同分异构体D．有机物中的碳原子之间能以共价键结合，形成多种链状和环状3．（山东省新泰市新汶中学期中考）等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关此实验的现象和结论中，不正确的是（）。A．瓶中气体的黄绿色变浅B．瓶内壁有油状液滴生成C．生成物只有CH3Cl和HClD．此反应生成物可能是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物4．（内蒙古包钢四中期中考）下列烷烃的沸点是：甲烷，-162℃；乙烷，-89℃；丁烷；-1℃；戊烷，+36℃。根据以上数字推断丙烷的沸点可能是（）。A．约-40℃B．低于-162℃

C．低于-89℃D．高于+36℃5．下列说法正确的是（）。A．分子组成相差1个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物B．相对分子质量相同的有机物是同分异构体C．碳原子之间只以单键相结合的链烃为烷烃D．分子式相同，结构相同的有机物一定是同一种物质6．下列各组内的物质不属于同系物的是（）。7．下列化学式只表示一种纯净物的是（）。A．C2H6 B．C4H10C．C2H4Cl2 D．C8．下列五种烃：①2－甲基丁烷、②2,2－二甲基丙烷、③戊烷、④丙烷、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>⑤B．②>③>⑤>④>①C．③>①>②>⑤>④D．④>⑤>②>①>③9．一定量CH4燃烧后得到的产物为CO、CO2、H2O(气)，此混合物的质量为49.6g，当其缓慢通过无水CaCl2时，CaCl2的质量增加25.2g，则原混合物中CO2的质量为（）。A．12.5gB．13.2gC．19.7gD．24.4g

10．将1mol由两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到1.5molCO2和2molH2O。下列有关该混合气体组成的说法中正确的是（）。A．一定有乙烷B．一定有甲烷

C．一定没有甲烷D．可能有乙烷

11．某无色混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压条件下，将此混合气体通过浓H2SO4时，总体积基本不变；通入过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，把剩余气体导出后，在O2中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO4粉末变色。则原混合气体的成分是（）。A．CH4和NH3 B．HCl、H2和COC．HCl和CO D．HCl、CO和CO212．（湖北省孝感高中期中考）将1molCH4与一定物质的量的Cl2混合均匀，以漫散光照射CH4与Cl2发生取代反应。反应后CH4与Cl2均无剩余，且生成等物质的量的四中氯代烃，参加反应的Cl2物质的量为（）。A．1.5molB．2molC．2.5molD．4mol二、计算题1．1mol某烷烃可与8molCl2完全取代，求此烷烃的分子式。

2．将标准状况的下CH4和过量O2的混合气体840mL点燃，再将燃烧后的气体用过量的碱石灰吸收，碱石灰增重0.600g。求：

（1）燃烧后的气体用碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)。

（2）原混合气体中CH4和O2的体积比。

三、填空题有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似。

（1）写出硅烷的通式：____________。

（2）写出乙硅烷在空气中自燃的化学方程式：__________________________________。

（3）甲硅烷的密度________(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷。

（4）甲硅烷的热稳定性________(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷。【答案与解析】一、选择题1．B【解析】CH4为正四面体结构，四个氢原子是完全等同的，分子中各键长相等。四个氢原子被氯原子取代后，CCl4与CH4分子结构相似，但是二者分子的化学键分别是C-Cl键和C-H键，常温下CCl4为液体而CH4为气体，性质不同，故C、D选项错，B选项对。而CH3Cl分子中C-H键长和C-Cl键长不相等，所以CH3Cl为四面体结构，而不是正四面结构，则A选项错。2．D【解析】A．有机物中C原子呈四价，1个C原子最多结合4个H原子，故甲烷是含氢质量分数最高的有机物，故A错误；B．1mol甲烷与1molCl2发生取代反应，伴随副反应的发生，同时生成多种烷的氯代物，生成的一氯甲烷小于1mol，故B错误；C．甲烷为正四面体结构，四个氢原子的空间位置只有一种，所以二氯代物只有1种，不存在同分异构体，故C错误；D．碳原子之间能以共价键结合，能形成多种链状和环状，故D正确。3．C【解析】A．甲烷和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，试管中气体颜色会变浅，故A正确；B．一氯四烷是气体，内壁出现油状液体，是甲烷和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，故B正确；C．甲烷和氯气发生取代反应，生成的是CH3Cl、CH3Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，故C错误；D．在甲烷和氯气发生一氯取代后，生成的一氯甲烷能继续和氯气取代生成二氯甲烷，一次继续，故最后得到的是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，故D正确。4．A【解析】根据同系物沸点的递变规律，可以推测出丙烷的沸点介于乙烷和丁烷之间，即比-89℃高，比-1℃低，符合要求的选项只有A。5．C、D【解析】同系物必须是结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。结构相似即强调必须是同一类有机物之间，才能互称同系物。所以A项不正确。相对分子质量相同的有机物不一定存在同分异构关系，如C10H8与C9H20的相对分子质量都是128，显然它们之间无同分异构关系。所以化合物之间要存在有同分异构关系，就必须具有相同的分子式，则B项也不正确。6．C【解析】C选项中的两种物质，一方面结构不相似，前者不属于烃类；另一方面组成上不仅不是相差CH2原子团，前者还多一个氧原子。其余各选项内的物质均符合同系物的定义。7．A【解析】C4H10、C2H4Cl2分别存在两种同分异构体；C既可以表示活性炭，又可以表示其他碳的单质；只有C2H6只表示一种分子。8．C【解析】掌握烷烃同系物的物理性质的递变规律是解答本题的关键。同类烃碳原子数越多，熔沸点越高；同类烃中碳原子数相同时，支链越多，其熔沸点越低。故它们的沸点顺序排列为：戊烷>2－甲基丁烷>2,2－二甲基丙烷>丁烷>丙烷。