第03课烷烃的结构和性质（原卷版）

第03课烷烃的结构和性质1．认识烷烃的结构、通式和主要性质。2．认识烷烃同系物物理性质的递变性与其微观结构的关系。一、烷烃的结构特点【思考与讨论p28】参考答案：名称球棍模型结构简式分子式碳原子的杂化方式分子中共价键的类型甲烷乙烷丙烷正丁烷正戊烷1.烷烃的概念：有机化合物中只含有和两种元素，分子中的碳原子之间都以键结合，碳原子的剩余价键均与原子结合，使碳原子的化合价都达到“”，称为烃，又称烃。2.烷烃的结构特点①碳碳单键(C—C)：烷烃分子中碳原子都采取杂化，以伸向四面体4个顶点方向的杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成键。分子中的共价键全部是键。②呈链状(直链或带支链)：多个碳原子相互连接成状，而不是封闭式状结构③“饱和”：每个碳原子形成个共价键，碳原子剩余价键全部跟原子结合=4\*GB3④烷烃空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃中的碳原子空间构型是形或状。3.烷烃的同系物①同系物的概念：结构相似，分子组成上相差一个或若干个原子团的化合物的互称。②烷烃的通式：链状烷烃中的碳原子数为n，氢原子数就是2n＋2，分子通式可表示为，所含共价键（σ键）数为。【易错提醒】(1)同系物的通式一定同，但通式同的有机物互为同系物，如CnH2n(n为正整数)既是烯烃(n≥2)的通式，也是环烷烃(n≥3)的通式。(2)由同系物的通式可以写出相应碳原子数的该系列有机物的，如已烷是C6H14。(3)同系物因组成和结构相似，化学性质，而物理性质一般呈变化，如烷烃的熔点、沸点、密度等。【思考与讨论p29】参考答案：（1）颜色溶解性可燃性与酸性高锰酸钾溶液与溴的四氯化碳溶液与强酸、强碱溶液与氯气（在光照下）二、烷烃的物理性质1.状态：一般情况下，1～4个碳原子烷烃(烃)为态，5～16个碳原子为态，17个碳原子及以上为态；2.溶解性：都溶于水，溶于有机溶剂；3.熔沸点：随着烷烃分子中碳原子数增加，相对分子质量，范德华力逐渐，烷烃分子的熔、沸点逐渐；分子式相同的烷烃，支链越，熔、沸点越，如熔、沸点：正丁烷异丁烷；4.密度：随着碳原子数的，密度逐渐，但比水的。三、烷烃的化学性质1.稳定性：常温下烷烃很，与强酸、强碱、强氧化剂(酸性高锰酸钾)、溴的四氯化碳溶液等都反应，原因：烷烃之所以很，是因为烷烃分子中化学键全是键，不易。2.烷烃的氧化反应——可燃性=1\*GB3①烷烃燃烧的通式：=2\*GB3②丙烷的燃烧：，辛烷的燃烧方程式为③在空气或氧气中点燃烷烃，完全燃烧的产物为CO2和H2O，但在相同状况下随着烷烃分子里碳原子数的增加往往会燃烧越来越，使燃烧火焰，甚至伴有。3.烷烃的特征反应——取代反应=1\*GB3①烷烃的取代反应：，CnH2n＋1X可与X2继续发生反应②光照条件下，乙烷与氯气发生取代反应：(只要求写一氯取代)a．原因：之所以可以发生取代反应，是因为C—H有性，可，CH3CH2Cl会继续和Cl2发生反应，生成更多的有机物。b．化学键变化情况：断裂键和键，形成键和键。=3\*GB3③烷烃与氯气也可以是溴蒸气在光照条件下发生的反应，随着烷烃碳原子数的增多，产物越将会越来越，但HCl最；而生成的取代产物的种类将会更，如：甲烷的氯代物有：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷共四种氯代物，乙烷的氯代物产物将会更多(9种)。④烷烃与X2取代反应为连锁反应，烷烃中的氢原子被氯原子逐步，各步反应进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即。⑤烷烃与X2取代反应的数量关系：每取代mol氢原子，消耗molCl2，生成molHCl4.烷烃的分解反应(高温裂化或裂解)——应用于石油化工和天然气化工生产中烷烃受热时会分解，生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：四、烷烃的存在：天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等，它们的主要成分都是。五、环烷烃1.概念：含有脂环结构的烃。有环脂环和环脂环，环烷烃既属于烃，也属于烃。2.环烷烃的结构：与链状烷烃相似，环烷烃分子中碳原子都采取杂化，每个碳原子与其连接的4个原子构成空间结构，分子中仅有σ键和σ键。最小的环烷烃是环丙烷（△）。虽然环烷烃和链状烷烃的碳骨架不同，但由于二者的共价键类型相同，故化学性质。3.环烷烃的通式：含有1个脂环的环烷烃，分子通式为，所含共价键（σ键）数为。相同碳原子数的链状烷烃和单环烷烃相比较，CC健数：单环烷烃比链状烷烃多：CH键数：单环烷烃比链状烷烃少；H原子数：单环烷烃比链状烷烃少。4.环烷烃的物理性质随碳原子数的增加，环烷烃同系物的熔、沸点逐渐，密度逐渐，但都于水的密度，都溶于水。5.环烷烃的化学性质与链状烷烃相似，环烷烃的化学性质比较稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂反应；能在光照下发生反应、能在空气或02中等。►问题一烷烃的取代反应【典例1】烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应，原理如图所示：某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例，结果如图：下列说法正确的是A．异丁烷的二溴代物有两种B．反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定C．丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，1溴丙烷含量更高D．光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤【变式11】乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应，得到乙烷的氯代产物最多有A．10种 B．9种 C．8种 D．7种【变式12】1mol丙烷在光照情况下，最多消耗氯气A．4mol B．8mol C．10mol D．2mol►问题二烷烃熔沸点的比较【典例2】①正丁烷；②异丁烷；③正戊烷；④异戊烷；⑤新戊烷；⑥丙烷，物质的沸点由高到低的排列顺序是A．③＞④＞⑤＞①＞②＞⑥ B．③＞④＞⑤＞②＞①＞⑥C．④＞③＞⑤＞①＞②＞⑥ D．⑥＞③＞⑤＞①＞②＞④【变式21】下列烷烃的沸点按由低到高的顺序排列正确的是①

②③④A．①②③④ B．④③①② C．③④①② D．②①③④【变式22】下列物质：①正丁烷、②正戊烷、③异丁烷、④庚烷，其沸点排列顺序正确的是A．③>①>②>④ B．④>②>③>①C．④>③>①>② D．④>②>①>③1．以下说法正确的是A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B．分子组成符合CnH2n+2的烃不一定是烷烃C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D．随着碳原子数的增大，烷烃的熔沸点通常会逐渐增高2．由沸点数据：甲烷146℃，乙烷89℃，正丁烷0.5℃，戊烷36℃，可以判断异丁烷的沸点可能是A．低于89℃ B．低于0.5℃ C．高于0.5℃ D．高于36℃3．下列关于链状烷烃的说法正确的有①在链状烷烃分子中，所有的化学键都是单键②分子组成上满足通式CnH2n+2(n≥1)③分子组成上满足CnH2n+2(n≥1)的有机物一定是链状烷烃④碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式CnH2n+2⑤链状烷烃的同系物的最简式肯定不同A．1个 B．2个 C．3个 D．4个4．下列有关烷烃的叙述中，错误的是A．烷烃又称饱和烃，分子内部只含有单键B．烷烃在光照条件下能与发生取代反应C．甲基是甲烷去掉一个氢原子之后剩下的基团，含有四个共价键D．随着碳原子数的增加，烷烃的熔点、沸点逐渐升高5．关于烷烃性质的叙述中，不正确的是A．烷烃同系物的熔沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态，再递变到固态B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递变到比水重C．烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应D．烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色6．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

④1．下列说法不正确的是A．所有碳氢化合物中，甲烷中碳的质量分数最低B．所有烷烃中，甲烷的沸点最低C．甲烷分子中最多有4个原子共平面D．甲烷、乙烷和丙烷都能在光照下与氯气发生取代反应2．有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子结构与烷烃相似。下列有关说法中错误的是A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2 B．甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水C．甲硅烷(SiH4)的密度小于甲烷(CH4) D．甲硅烷的热稳定性弱于甲烷3．烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷与氯气反应的部分历程如下：①引发：等；②链反应：，等；③终止：，等以下说法错误的是A．引发时可以通过热辐射、光照等条件 B．链反应可以反复进行C．反应产物只有四种 D．产物中可能出现4．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，很多都能使酸性溶液的紫色褪去C．分子通式为的烃不一定是烷烃D．有些烷烃能发生加成反应5．下列关于烷烃性质的叙述不正确的是A．烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高，常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态B．烷烃都能使溴水、酸性溶液褪色C．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键D．烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应6．有机物是生命产生的物质基础，所有的生命体都含有机化合物。有机化合物不仅与人类的衣、食、住、行密切相关，而且还是揭示生命现象及其规律的钥匙。(1)下列物质属于有机物的是(填编号)。①乙醇；②食盐；③石墨；④甲烷；⑤蔗糖：⑥水；⑦一氧化碳；⑧碳酸钙；⑨乙酸钠；⑩碳酸。(2)有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是(单选)。A．只形成π键 B．只形成非极性键C．一定形成四对共用电子对 D．形成离子键和共价键(3)一款环保汽车使用的燃料是压缩甲烷气体。下列有关甲烷的叙述正确的是(单选)。A．甲烷点燃前必须验纯B．甲烷分子的空间构型是正四面体，所以CH2Cl2也是正四面体C．甲烷很稳定，不能分解D．甲烷可以与氯气发生取代反应，因此可以使氯水褪色(