2.1烷烃-高二化学讲义（人教版2019选择性必修3）

第二章烃第一节烷烃[学习目标]1.通过微观的化学键视角分析几种简单烷烃分子的结构,能依据甲烷的性质预测烷烃可能具有的化学性质。了解烷烃的两种命名方法掌握烷烃的系统命名法2.以甲烷的结构为模型，认识烷烃的结构。通过对典型烷烃代表物的部分物理性质的数据分析，认识烷烃同系物物理性质的递变性与其微观结构的关系。课前预习课前预习一、烷烃的结构和性质1．结构名称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________________________________2.化学性质：化学性质(与CH4相似)具体体现稳定性烷烃比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，与____、强碱、____________溶液等都不发生反应氧化反应烷烃燃烧通式：________________________________取代反应烷烃的特征反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学反应方程式：____________________3.物理性质及变化规律物理性质变化规律状态当碳原子数____________时，烷烃和烯烃在常温下呈气态，其他的烷烃和烯烃常温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态)溶解性都____于水，易溶于有机溶剂沸点随碳原子数的增加，熔沸点逐渐____。碳原子数相同的烃，支链越多，沸点越____密度随碳原子数的增加，相对密度逐渐____。烷烃、烯烃的相对密度____水的密度【答案】一、1.名称结构简式分子式碳原子杂化方式分子中共价键类型甲烷CH4CH4sp3单键乙烷CH3—CH3C2H6sp3单键丙烷CH3CH2CH3C3H8sp3单键正丁烷CH3—CH2—CH2—CH3C4H10sp3单键正戊烷CH3—(CH2)3—CH3C5H12sp3单键2.强酸溴的四氯化碳CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up15(点燃))nCO2＋(n＋1)H2OCH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光照))CH3CH2Cl＋HCl3．小于或等于4难溶升高低增大小于二、烷烃的命名(一)烃基1．概念：烃分子失去一个______后剩余的基团。2．烷基：烷烃分子失去一个______所剩余的基团。如甲基：______，乙基：________。CH3CH2CH3分子失去一个氢原子后所形成的原子团的结构简式为________或__________，其名称分别是______和______。3．烃基的特点(1)烃基中短线表示______________。(2)烷基组成通式为_______________，烃基是电中性的，不能独立存在。(二)烷烃的命名1．烷烃的习惯命名法(1)碳原子数在十以内的，从一到十依次用________________来表示。(2)碳原子数在十以上的用数字表示，如C15H32叫________。(3)当碳原子数相同时，在某烷(碳原子数)前面加“______”来区别，如C5H12的同分异构体有3种，用习惯命名法命名分别为：CH3CH2CH2CH2CH3________、______、______。2．烷烃的系统命名法(1)选主链：选定分子中____的碳链为主链，按主链中______数目对应的烷烃称为“某烷”。(2)编序号：选主链中离取代基________的一端为起点，用__________依次给主链上的各个碳原子编号定位，以确定取代基在主链中的位置。(3)写名称：①将____的名称写在____名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的____，并在数字与名称之间用短线隔开。②如果主链上有相同的取代基，可以将取代基合并，用__________表示取代基的个数(只有一个取代基时将取代基的个数省略)。两个表示取代基位置的阿拉伯数字之间需用____隔开。如：命名为____________；命名为____________。【答案】二、(一)1．氢原子2．氢原子—CH3—CH2CH3—CH2CH2CH3CH—CH3CH3丙基异丙基3．(1)未成键的单电子(2)—CnH2n＋1(二)1．(1)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸(2)十五烷(3)正、异、新正戊烷异戊烷新戊烷2．(1)最长碳原子(2)最近阿拉伯数字(3)取代基主链位置汉字数字逗号2,4­二甲基戊烷2,4­二甲基己烷知识点总结知识点总结知识点一：脂肪烃1．的分类、组成、结构特点和通式2．脂肪烃的物理性质性质变化规律状态常温下，含有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态沸点随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低相对密度随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小水溶性均难溶于水知识点二：烷烃1．烷烃的分子结构(1)几种简单烷烃的分子结构模型(2)烷烃的组成、结构相似性名称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CH4CH4sp3C—Hσ键乙烷CH3CH3C2H6sp3C—Hσ键、C—Cσ键丙烷CH3CH2CH3C3H8sp3C—Hσ键、C—Cσ键正丁烷CH3CH2CH2CH3C4H10sp3C—Hσ键、C—Cσ键正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3C5H12sp3C—Hσ键、C—Cσ键2．化学性质化学性质(与CH4相似)具体体现稳定性烷烃比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不发生反应氧化反应烷烃燃烧通式：CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O取代反应烷烃的特征反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学反应方程式：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl物理性质及变化规律物理性质变化规律状态烷烃常温下存在的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态溶解性都难溶于水，易溶于有机溶剂熔、沸点随碳原子数的增加，熔、沸点逐渐升高，同种烷烃的不同异构体中，支链越多，熔、沸点越低密度随碳原子数的增加，密度逐渐增大，但比水的小知识点三：烷烃的命名1．习惯命名法烷烃可以根据分子里所含碳原子的数目来命名，碳原子数后加“烷”字，就是简单烷烃的命名。2．系统命名法(1)命名的基本步骤①选主链，称某烷；②编号定位，定支链；③写出该烷烃的名称。(2)命名原则①最长、最多定主链a．选择最长碳链作为主链。如图所示，应选含6个碳原子的碳链为主链，如虚线所示。b．当存在多条等长的碳链时，选择含支链最多的碳链作为主链。如图所示，应选A为主链。[来源:学#科#网]②编号位要遵循“近”“简”“小”的原则a．以主链中离支链最近的一端为起点编号，即首先要考虑“近”。b．若有两个不同的支链，且分别处于距主链两端等长的位置，则从连接较简单支链的一端开始编号。即同“近”时考虑“简”。如c．若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端等长的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各位次和最小者即为正确的编号，即同“近”、同“简”时考虑“小”。如③写名称按主链的碳原子数称为相应的某烷，在其前写出支链的位号和名称，位号用阿拉伯数字表示。原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字之间用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字之间用“”连接。如【大招总结】1.烷烃的结构特点①烷烃的结构与甲烷相似，分子中的碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。分子中的共价键全部是单键。②它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个CH2原子团。像这些结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物称为同系物。同系物可用通式表示。③链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)。2.(1)烷烃的化学性质稳定是由其结构决定的。(2)烷烃与气态卤素单质在强光照射下发生取代反应，生成的取代产物不止一种。(3)烷烃不能被酸性KMnO4溶液氧化，故不能使酸性KMnO4溶液褪色，但烷烃能与O2发生氧化反应。3.【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CH4CH4sp3C—Hσ键乙烷CH3CH3C2H6sp3C—Hσ键、C—Cσ键丙烷CH3CH2CH3C3H8sp3C—Hσ键、C—Cσ键正丁烷CH3CH2CH2CH3C4H10sp3C—Hσ键、C—Cσ键正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3C5H12sp3C—Hσ键、C—Cσ键相似点：1.都是饱和烃；烷烃结构中，碳的四个键都接有原子或烃基；2.结构通式都是CnH2n+2；只有极性的CH键和非极性的CC键；3.碳原子都是sp杂化；4.都是由碳氢元素组成。4.(1)同系物的通式一定相同，但通式相同的有机物不一定互为同系物，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分子式，如已烷的分子式是C6H14。(3)同系物因组成和结构相似，化学性质相似，而物理性质一般呈规律性变化，如烷烃的熔点、沸点、密度等。5.【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）无色难溶于水易燃不反应不反应不反应取代反应（2）2C8H18＋25O216CO2＋18H2O（3）CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HCl上述反应属于取代反应，乙烷分子中C—H键断裂，其中的氢原子被氯原子代替，生成C—Cl键。（4）可能的产物：CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl、CH3CCl3、CH2ClCHCl2、CH2ClCCl3、CHCl2CHCl2、CHCl2CCl3、CCl3CCl3。6.①“基”是含有未成对电子的原子团，不显电性；②基团的电子式的写法：“—CH3”的电子式：；“—CH2CH3”的电子式：；③基团的质子数和电子数的算法：直接等于各原子的质子数和电子数之和；质子数电子数甲基(—CH3)99羟基(—OH)99(4)根和基的区别：“根”带电荷，“基”不带电荷；根能独立存在，而基不能单独存在7.=1\*GB3①取代基的位号必须用阿拉伯数字“2、3、4......”表示，位号没有“1”；=2\*GB3②相同取代基合并算，必须用中文数字“二、三、四......”表示其个数，“一”省略不写；=3\*GB3③表示取代基位号的阿拉伯数字“2，3，4......”等数字相邻时，必须用“，”相隔，不能用“、”；=4\*GB3④名称中阿拉伯数字与汉字相邻时，必须用短线“—”隔开；=5\*GB3⑤若有多种取代基，不管其位号大小如何，都必须把简单的写在前面，复杂的写在后面；=6\*GB3⑥在烷烃命名中不可能出现“1—甲基、2—乙基，3—丙基”这样的取代基。8.(1)两注意：①选择碳原子数最多的碳链为主链；②找出对称轴(2)四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间(3)取代基不能连在末端，否则与原直链时相同(4)从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数9.【思考与讨论p32】参考答案：（1）步骤结构简式名称先写有最长碳链的同分异构体CH3CH2CH2CH2CH2CH3己烷主链碳原子由6个减为5个，甲基有两种可能的位置CH3CH(CH3)CH2CH2CH32甲基戊烷CH3CH2CH(CH3)CH2CH33甲基戊烷主链碳原子由5个减为4个，两个甲基有两种可能的位置分布CH3C(CH3)2CH2CH32，2二甲基丁烷CH3CH(CH3)CH(CH3)CH32，3二甲基丁烷(2)4种丁基的结构：正丁基CH3CH2CH2CH2，异丁基CH3CH(CH3)CH2，仲丁基CH3CH2CH(CH3)，叔丁基CH3C(CH3)2。10.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折线形或锯齿状。11.(1)主链选取不当（不是主链最长，支链最多）。(2)支链编号过大（位号代数和不是最小）。(3)支链主次不分（不是先简后繁）。(4)名称书写不规范。规范书写的要求如下：①必须用2、3、4等表示支链位置编号且应使位次和最小，即使同一个碳原子上连两个相同支链也不能省略，数字之间用“，”隔开；②必须用二、三、四等汉字数字表示相同支链的数目；③名称中阿拉伯数字与汉字之间必须用“”隔开；④必须把简单支链写在前面。12.烷烃很稳定，与强酸、强碱不反应，也不能使溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液褪色。13.一元取代物种类的确定方法：烃分子中有多少中结构不同的氢原子，其一元取代物就有多少种同分异构体①根据烷基的种类确定一元取代物种类，如：丁基(—C4H9)的结构有4种，戊基(—C5H11)的结构有8种，则C4H9Cl有4种，C5H11Cl有8种。②等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物14.烷烃熔沸占的比较方法：随着烷烃分子中碳原子数增加，相对分子质量增大，范德华力逐渐增大，烷烃分子的熔、沸点逐渐升高；分子式相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低，如熔、沸点：正丁烷>异丁烷；15.由相对密度和元素质量分数确定烃的分子式的思路有两种：①先由相对密度计算出相对分子质量，再假设1oml烃，根据质量分数和相对分子质量计算出1oml烃中所含碳原子、氢原子的物质的量，然后直接写出分子式；②先由元素质量分数计算出烃的最简式，再由相对密度计算出相对分子质量，利用最简式的式量计算出基倍数，最后写出分子式。16．分子中全是碳碳单键的烃一定是烷烃。 ()×。环烷烃中碳原子也全是碳碳单键。17．C2H6、C3H8、C4H10的熔沸点依次升高。 ()√。烷烃随着碳原子数的增多熔沸点升高。18．丁烷如果和氯气发生取代反应生成一氯代物,会有多少种?四种。CH2(Cl)CH2CH2CH3,CH3CH(Cl)CH2CH3,C(Cl)(CH3)3,CH(CH3)2CH2Cl。19．烷烃的取代产物卤代烃是一类重要的有机化工原料,请问通过烷烃和卤素单质1∶1混合在光照的条件下能不能得到纯净的一卤代物?不能。不管比例如何,烷烃和卤素单质的反应都不能停留在第一步,所以得到的卤代烃是混合物。20．己烷能不能和溴水在光照下发生取代反应?如果把己烷和溴水混合在一起振荡后有什么现象?不能。卤素单质的水溶液不能和烷烃发生取代反应。如果把己烷和溴水混合,己烷能把溴单质从水中萃取出来,所以现象是液体分层,上层溶液为橙红色,下层无色。21．烷烃与卤素单质发生取代反应两个注意事项(1)烷烃只能与卤素单质在光照条件下发生取代反应,不能与其水溶液发生取代反应。取代反应得到的不只是一氯代物,烷烃分子中的所有氢原子都可被氯原子取代。(2)烷烃和氯气发生取代反应,有1molH原子被取代,生成1molHCl,消耗1molCl2,因此参加反应的Cl2的物质的量与生成的HCl的物质的量相等;生成物中HCl最多。22．氯乙烷还属于烷烃吗?不属于烷烃,氯乙烷中除含有碳、氢元素外,还含有氯元素,属于烃的衍生物。23．根据所学知识,探究以下制取氯乙烷的可行性。①乙烷和氯气发生取代反应。乙烷和氯气发生取代反应得到一氯乙烷到六氯乙烷及HCl的混合物。方案不可行。②乙烯和氯化氢发生加成反应。乙烯和氯化氢发生加成反应得到纯净的一氯乙烷,方案可行。24．利用烃类燃烧的通式进行计算时的注意点(1)水的状态是液态还是气态,从条件上看温度是在100℃以下还是以上。(2)气态烃完全燃烧前后,体积变化值也只与烃中的氢原子个数有关,根据体积差值可以求出氢原子的个数或氢原子的平均个数。(3)要注意检验氧气是否足量。25．等物质的量的甲烷、乙烷、丙烷完全燃烧消耗氧气的物质的量之比为多少?4∶7∶10。由烃类燃烧的通式CxHy+QUOTEO2xCO2+QUOTEH2O可知,等物质的量的烃完全燃烧时耗氧量的大小取决于QUOTE的数值大小,从而可得其比值为4∶7∶10。26．1mol的烷烃同系物分别充分燃烧时,其耗氧量有何特点?1mol有机物每增加一个“CH2”,耗O2量增加1.5mol。烷烃同系物在分子组成上若相差x个CH2原子团,耗氧量则相差1.5xmol。27．烷烃系统命名法的一般程序(1)表示取代基位置的数字必须用阿拉伯数字，表示取代基数目的数字必须用汉字。(2)用系统命名法对烷烃命名时，漏写阿拉伯数字间的“，”及“数”与“基”间的“－”是常出现的错误。28．同系物和烃基(1)同系物概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。(2)特点：①同系物具有相同的通式，但通式相同的不一定互为同系物。②同系物的化学性质相似，而物理性质则随着碳原子数的增加而有规律的变化。(3)烃基：烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部分叫做烃基，烃基一般用“R—”表示。如果这种烃是烷烃，那么烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫做烷基，如—CH3叫甲基。29．烷烃的物理性质烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增(或者相对分子质量的递增)，发生规律性的变化。(1)常温下，它们的状态由气态，液态到固态。(2)熔、沸点由低到高。(3)烷烃的密度由小到大，但小于1g·cm－3。(4)烷烃都不溶于水，易溶于有机溶剂。30．(1)不同烷烃之间不一定是同系物，因为同系物组成上应相差一个或多个“CH2”；(2)根和基的区别根基存在电解质的组成部分非电解质的组成部分制备电解质电离的产物非电解质中的共价键在高温或光照时发生断裂的产物状态存在于溶液或熔化状态中不能单独存在电性带电性不显电性实例OH－或[eq\o\al(·,×)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··)):H]－—OH或·eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··)):H31．烷烃的结构：烷烃又叫饱和链烃，其结构特点是碳原子间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和。烷烃的分子通式为CnH2n＋2(n≥1，n∈N*)。32．烷烃的化学性质烷烃的化学性质一般比较稳定，在通常状况下，跟酸、碱及氧化剂都不发生反应，也难与其他物质化合，但在特定条件下也能发生下列反应：①取代反应(光照条件下)；②氧化反应(点燃)；烷烃燃烧通式为：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O③分解反应。典型例题典型例题【例1】下列有关链状烷烃的叙述中，正确的是①在链状烷烃分子中，所有的化学键都是单键②链状烷烃中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色③通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而升高④所有的链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应⑤丙烷分子中的所有碳原子在一条直线上A．①③④ B．①③⑤ C．②③⑤ D．①②④【解析】①烷烃分子中，只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键，故①正确；②烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化，故②错误；③随碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点升高，故③正确；④烷烃的特征反应为取代反应，所有烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，故④正确；⑤丙烷分子中的碳原子都是饱和碳原子，与碳原子相连的4个原子形成像甲烷一样的四面体结构，所以丙烷分子中的所有碳原子不可能在一条直线上，故⑤错误；综合以上所述，①③④正确；答案选A。【答案】A【例2】下列烷烃的系统命名中，正确的是A．2，3，3三甲基丁烷 B．3，3甲基戊烷C．3甲基2乙基戊烷 D．2，3二甲基丁烷【解析】A．编号起点不对，应该是2，2，3三甲基丁烷，A错误；B．书写不正确，应该是3，3二甲基戊烷，B错误；C．主链碳原子个数不对，应该是3，4二甲基己烷，C错误；D．2，3二甲基丁烷的命名正确，D正确；答案选D。【答案】D【例3】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【解析】A．烷烃的性质：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，A正确；B．烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能和溴水反应，故不会使其褪色，B错误；C．烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键都是单键，C正确；D．烷烃跟纯净的卤素单质在光照条件下能发生取代反应，D正确；故选B。【答案】B【例4】有机物C5H11Cl的同分异构体中，含有2个—CH3结构的有机物共有A．2种 B．4种 C．6种 D．8种【解析】一氯戊烷的同分异构体可以视作正戊烷、异戊烷、新戊烷分子中的氢原子被氯原子取代所得结构，其中正戊烷、异戊烷的一氯代物中含有2个甲基的同分异构体各有2种，新戊烷的一氯代物中不可能含有2个甲基的同分异构体，则符合条件的同分异构体共有4种，故选B。【答案】B【例5】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【解析】烷烃中碳原子数越多，沸点越大，则有沸点：丙烷<丁烷<戊烷，碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低，则有沸点：异丁烷<正丁烷，新戊烷<异戊烷<正戊烷，综上分析，沸点由高到低的排列顺序为：正戊烷>异戊烷>新戊烷>正丁烷>异丁烷>丙烷，即③＞④＞⑤＞①＞②＞⑥，答案选A。【答案】A【例6】完全燃烧某脂肪烃，测得碳的质量分数为84%，氢的质量分数为16%，又测得其密度为相同条件下氢气的50倍。下列说法不正确的是A．该脂肪烃属于烷烃，其分子式为C7H16B．该脂肪烃能发生取代反应，不能发生加成反应C．该脂肪烃主链有4个碳原子的结构有2种D．该脂肪烃主链有5个碳原子的结构有5种【解析】设该脂肪烃的分子式为CxHy，其密度为相同条件下氢气的50倍，相对分子质量为250=100，则12x+y=100，碳的质量分数为84%，氢的质量分数为16%，有=84%，=16%，解得：x=7，y=16，该烃的分子式为：C7H16，为饱和烃，属于烷烃。A．由分析可知，该脂肪烃属于烷烃，其分子式为C7H16，A正确；B．由分析可知，该烃的分子式为：C7H16，属于烷烃，能发生取代反应，不能发生加成反应，B正确；C．该脂肪烃主链有4个碳原子的结构只有1种，为(CH3)3CCH(CH3)2，C错误；D．该脂肪烃主链有5个碳原子的结构有5种，分别为(CH3)3CCH2CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH(CH3)2、CH3CH2C(CH3)2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)2，D正确；答案选C。【答案】C强化训练强化训练1．下列说法中，有不正确表述的一项是A．化学，为了更美的生活。布料多姿多彩，其主要成分都是有机化合物B．化学，拯救了人类饥饿。农业生产中应推广使用有机肥促进粮食增产C．化学，让世界转动起来。可燃冰是清洁能源，主要成分是甲烷水合物D．化学，你我他的保护神。黑火药是炸药，其主要成分都是无机化合物【答案】D【解析】略2．下列各组物质中，互为同素异形体的一组是A．麦芽糖和蔗糖 B．乙烷和丙烷 C．12C和14C D．氧气和臭氧【答案】D【分析】由同种元素组成的性质不同的单质互为同素异形体。【详解】A．麦芽糖和蔗糖分子式均为C12H22O11，结构不同，二者互为同分异构体，A不符合题意；B．乙烷和丙烷同属烷烃，结构相似，分子组成相差一个“CH2”，二者互为同系物，B不符合题意；C．12C和14C属于质子数相同，中子数不同的碳的两种原子，二者互为同位素，C不符合题意；D．氧气和臭氧均是由C元素组成的性质不同的两种单质，二者互为同素异形体，D符合题意。答案选D。3．神舟十六号载人飞船顺利发射，我国航天航空事业再次迎来飞速发展。下列有关说法错误的是A．飞船采用的太阳能刚性电池阵：将太阳能转化为电能B．航天员的航天服使用的多种合成纤维：有机高分子材料C．飞船返回舱使用的高温结构陶瓷：新型无机非金属材料D．火箭燃料偏二甲肼(CH3)2N－NH2：属于烃类【答案】D【详解】A．载人飞船采用了太阳能刚性电池阵，是将太阳能转化为电能供飞船使用，A正确；B．航天员穿的航天服使用的多种合成纤维为有机合成高分子材料，B正确；C．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，其性能优良，C正确；

D．分子中含N元素，不属于烃类化合物，D错误；故选D。4．碳酰氯(COCl2)俗名光气，熔点为118℃，沸点为8.2℃，遇水迅速水解，生成氯化氢。光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成。下列说法错误的是A．装置的连接顺序应为B．装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢C．装置丁中发生反应的化学方程式为D．冰水混合物的作用是降温，防止挥发【答案】A【详解】A．碳酰氯(COCl2)遇水迅速水解，则合成时必须处于干燥环境中，则装置连接为乙甲丁甲丙、连在乙后的甲用于干燥氧气，连在丁后边的甲防止丙中的水蒸气进入丁中，故装置的各接口的连接顺序应为，A错误；B．制备光气时有HCl气体产生，因此装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢，B正确；C．装置丁中氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下生成碳酰氯、HCl，发生反应的化学方程式为，C正确；D．碳酰氯(COCl2)沸点为8.2℃，冰水混合物的作用是降温，防止挥发，D正确；故选A。5．下列物质互为同系物的是A．丙烯酸和油酸 B．和C．乙二醇和丙三醇 D．环丁烷和乙烯【答案】A【详解】A.丙烯酸CH2=CHCOOH和油酸C17H33COOH分子中都含有官能团羧基，它们的烃基中都只含有一个不饱和的碳碳双键，所以二者分子结构相似，并且在组成上相差15个CH2原子团，符合同系物的定义，二者属于同系物，故A选；B.为醇，为酚，结构不相似，二者不互为同系物，故B不选；C.乙二醇和丙三醇分子中羟基个数不同，分子组成上不相差CH2原子团，二者不互为同系物，故C不选；D.环丁烷为环烷烃，乙烯分子中含有碳碳双键，结构不相似，二者不互为同系物，故D不选；答案选A。6．下列表达方式错误的是A．CO2的分子模型示意图 B．甲烷的电子式C．硫原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p4 D．碳－12原子构成为【答案】A【详解】A．二氧化碳分子是直线型分子，不是V型，故A错误；B．甲烷的分子式为CH4，甲烷中的碳原子与氢原子形成4个共价单键，则电子式，故B正确；C．硫原子的核外有16个电子，核外电子排布式1s22s22p63s23p4，故C正确；D．原子符号的左上角表示原子质量数，左下角表示原子质子数，碳－12原子的质量数为12，质子数为6，则该原子构成为，故D正确；答案选A。7．下列关于甲烷的叙述正确的是A．甲烷是天然气、煤矿坑道气的主要成分，在煤矿中，闻到甲烷的气味就快速撤离B．甲烷可以与氯气发生取代反应，因此可以使氯水褪色C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此是矿井安全的重要威胁之一D．将甲烷与氯气按1∶1体积比混合，光照条件下就可得到比较纯净的CH3Cl【答案】C【详解】A．甲烷是无色无味的气体，A错误；B．甲烷必须与纯净的氯气才能发生取代反应，不能与氯水反应，不能是氯水褪色，B错误；C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此是矿井安全的重要威胁之一，C正确；D．甲烷与氯气光照条件下的取代反应产物是多种，难以得到比较纯净的CH3Cl，D错误；答案选C8．辛烷值是交通工具所使用的燃油抵抗震爆的指标。异辛烷(结构如图所示)用作抗爆性优良的标准，辛烷值为100，正庚烷用作抗爆性低劣的标准，辛烷值为0，下列说法错误的是A．沸点：正辛烷>异辛烷B．异辛烷的系统命名：2，4，4三甲基辛烷C．正庚烷和异辛烷的一氯代物种类均为4种D．1个异辛烷分子中含CH键个数为18【答案】B【详解】A．对于烷烃的同分异构体，支链越多，沸点越低，则沸点：正辛烷>异辛烷，故A正确；B．选择最长的碳链为主链，从支链最近的一端给主链编号，若支链离链段一样近，则满足取代基位次之和最小，所以异辛烷的主链上有5个碳原子，从右端开始编号，名称为：2，2，4三甲基戊烷，故B错误；C．正庚烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3，有四种不同化学环境的氢原子，一氯代物有4种；异辛烷2号碳原子上连的三个甲基上的氢原子等效，4号碳原子上连的两个甲基上的氢原子等效，所以异辛烷也有四种不同化学环境的氢原子，有四种一氯代物，故C正确；D．异辛烷的分子式为C8H18，每个氢原子都和碳原子结合，所以1个异辛烷分子中含CH键个数为18，故D正确；故选B。9．为实现减排，解决能源短缺问题，我国科研人员实现了在新型纳米催化剂和的表面将转化为烃类化合物，其过程如图。下列说法中不正确的是A．分子中心原子的杂化轨道类型为sp杂化 B．产物X、Y属于同系物C．产物X、Y均为手性分子 D．产物X、Y的核磁共振氢谱图上均有4组峰【答案】C【分析】由题中信息可知，在新型纳米催化剂NaFe3O4的作用下，二氧化碳先转化为一氧化碳，一氧化碳和氢气反应转化为乙烯和丙烯，乙烯和丙烯在HMCM22的表面转化为2—甲基丁烷和3—甲基戊烷。【详解】A．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，碳原子的杂化轨道类型为sp杂化，故A正确；B．2—甲基丁烷和3—甲基戊烷都属于烷烃，在分子组成上相差1个CH2，则两者互为同系物，故B正确；C．手性分子含有手性碳原子，手性碳原子为连有四个不同原子或原子团的饱和碳原子，2—甲基丁烷和3—甲基戊烷都不含有连有四个不同原子或原子团的饱和碳原子，都不是手性分子，故C错误；D．2—甲基丁烷和3—甲基戊烷都含有四种类型的氢原子，则核磁共振氢谱图上均有4组峰，故D正确；故选C。10．下列说法正确的是A．和互为同位素B．SO2和SO3互为同素异形体C．乙酸和硬脂酸属于同系物D．

和

互为同分异构体【答案】C【详解】A．和是H元素的两种同位素原子1H、2H与O原子形成的化合物分子，因此不能互为同位素，A错误；B．SO2和SO3是S元素形成的两种氧化物，不是单质，故不能互为同素异形体，B错误；C．乙酸和硬脂酸都属于饱和一元羧酸，结构相似，在分子组成上相差CH2的整数倍，故二者属于同系物，C正确；D．苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的化学键，六个碳原子形成正六边形结构，它们的键长、键能都相同，故二者都是邻二甲苯，属于同一物质，D错误；故选C。11．下列化学用语使用错误的是A．Ca2+的离子结构示意图：B．用箭头表示[Ag(NH3)2]+的配位键：[H3N→Ag←NH3]+C．2，4－二甲基己烷的键线式：D．用电子式表示Na2O的形成过程：【答案】D【详解】A．钙离子的核电荷数为20，核外3个电子层，最外层电子数为8，离子结构示意图为，故A正确；B．银氨络离子中中心离子为银离子，氨分子为配体，用箭头表示银氨络离子的配位键为[H3N→Ag←NH3]+，故B正确；C．2，4－二甲基己烷分子中最长碳链含有6个碳原子，侧链为2个甲基，键线式为，故C正确；D．氧化钠是离子化合物，表示氧化钠形成过程的电子式为，故D错误；故选D。12．实验小组探究甲烷与氯气的取代反应，装置、现象如下：现象ⅰ.光照后，产生白雾，混合气体颜色变浅ⅱ.试管内液面上升ⅲ.试管壁出现油状液滴下列说法不正确的是A．饱和溶液可以减少氯气的溶解B．出现油状液滴，说明全部转化为C．产生白雾以及试管内液面上升与的生成有关D．若用铝箔套住装满和的试管，一段时间后没有明显变化【答案】B【详解】A．氯气和水的反应是可逆反应：Cl2+H2O⇌HCl+HClO，饱和食盐水中的氯离子能使平衡左移，从而减少氯气的溶解，故A正确；B．CH4和Cl2混合后在光照条件下发生的取代反应是连续的：CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl，故油状液滴是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物，故B错误；C．氯化氢易溶于水，可产生白雾，导致试管内液面上升，故C正确；D．此反应是在光照条件下发生的，若为了探究反应条件，可用黑色纸套套住装满甲烷和氯气的试管，一段时间后进行观察，即可得出结论，故D正确。故选B。13．下列有关烷烃的叙述中，正确的是A．在烷烃分子中，可能会有碳碳双键B．烷烃中除甲烷外，很多都能使紫色KMnO4溶液褪色C．分子通式为的烃不一定是烷烃D．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应【答案】D【详解】A．烷烃指的是碳原子与碳原子间以单键的形式相连接，不包含碳碳双键，故A错误；B．烷烃属于饱和烃，不能被酸性高锰酸钾氧化，故B错误；C．有机物中符合分子通式为为饱和烃，一定属于烷烃，故C错误；D．烷烃的通性是饱和碳原子上的氢原子在一定条件下能与氯气发生取代反应，故D正确；答案选D。14．下列说法正确的是A．和互为同素异形体B．金刚石和石墨互为同位素C．和互为同系物D．和互为同分异构体【答案】D【详解】A．和的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A错误；B．金刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故B错误；C．同系物必须是结构相似，相差一个或若干个CH2原子团的同类物质，属于芳香醇，为醇，因此二者不是同系物，故C错误；D．和分子式都为C4H8O2，结构不同，互为同分异构体，故D正确;故选D选项。15．某有机物由烷烃取代而成，存在以下结构单元、、、、，各结构单元的数目分别用a、b、c、d、e、f表示，氢原子个数为N(H)，下列说法不正确的是A． B．C． D．【答案】A【分析】因为CH3、CH2、、Cl、OH含有的氢原子数各为3、2、1、0、0、1个，所以氢原子个数为N(H)=3a+2b+c+f；又因为烷烃的通式是，Cl取代的是氢原子，故Cl原子数等于取代的氢原子数，则烷烃的分子式为，则3a+2b+c+f+e=2(a+b+c+d)+2，a=2+c+2def；据此分析。【详解】A.由题意可知，结构单元中有Cl，而Cl取代的是氢原子，故Cl原子数等于取代的氢原子数，则烷烃的分子式为，根据烷烃的通式是，则3a+2b+c+f+e=2(a+b+c+d)+2，a=2+c+2def；故A错误；B.根据分析可知，a=2+c+2def；故B正确；C.由分析可知，CH3、CH2、、Cl、OH含有的氢原子数各为3、2、1、0、0、1个，所以氢原子个数为N(H)=3a+2b+c+f；故C正确；D.由分析可知，有机物的碳原子数为a+b+c+d，烷烃的通式是，则有机物的氢原子数为2(a+b+c+d)+2，此有机物中Cl结构单元，一个氯原子取代一个氢原子，故氢原子个数为N(H)=2(a+b+c+d)+2e；故D正确；故答案选A。16．在甲烷分子中，碳原子以最外层的个电子分别与氢原子形成个键。甲烷分子中的5个原子不在同一平面上，而是形成了的立体结构：碳原子位于，氢原子位于；分子中的4个CH的长度和强度，相互之间的夹角。【答案】44(极性)共价正四面体正四面体中心正四面体的4个顶点相同相等【详解】在甲烷分子中，碳原子以最外层的4个电子分别与氢原子形成4个(极性)共价键。甲烷分子中的5个原子不在同一平面上，而是形成了正四面体的立体结构：碳原子位于正四面体中心，氢原子位于正四面体的4个顶点；分子中的4个CH的长度和强度相同，相互之间的夹角相等。17．根据题意，完成下列有机试题的填空：(1)提纯固体有机物常采用法；提纯液体有机物常用的方法是。(2)有机物具有三种官能团：、和(填官能团的名称)。(3)化合物M分子式是C2H4Br2，M的核磁共振氢谱图如图所示，则M的结构简式为。(4)键线式表示的有机物的分子式为。(5)根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体的数目是。12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16(6)用系统命名法命名下列有机化合物(CH3)3C(CH2)5C(CH3)3；【答案】(1)重结晶蒸馏(2)羧基羟基醛基(3)BrCH2CH2Br(4)C6H14(5)3(6)2，2，8，8四甲基壬烷3甲基3乙基戊烷【详解】（1）提纯固体有机物根据溶解性采用分离，常采用重结晶法；提纯液体有机物可利用沸点差异分离，常采用蒸馏法，（2）该有机物中官能团有羧基、羟基、醛基；（3）化合物M分子式是C2H4Br2，根据M的核磁共振氢谱图知，该有机物中只有一种氢原子，则其结构对称，其结构简式为BrCH2CH2Br；（4）键线式中C、H原子个数依次是6、14，分子式为C6H14；（5）根据表知，1、2分子中氢原子个数是4；3、4分子中氢原子个数是8；7、8分子中氢原子个数是16；则5、6分子中氢原子个数是12，且碳原子个数是5，所以5的分子式为C5H12，其同分异构体的结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、(CH3)4C，所以戊烷有3种同分异构体；（6）(CH3)3C(CH2)5C(CH3)3的主链上含有9个碳原子且为烷烃，2个甲基位于2号碳原子上、2个甲基位于8号碳原子上，其名称为2，2，8，8四甲基壬烷；为烷烃，主链上含有5个碳原子，甲基和乙基都位于3号碳原子上，其名称为3甲基3乙基戊烷，18．(1)能源是当今社会发展的三大支柱之一。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，主要成分为甲烷，甲烷燃烧的化学方程式为：，标准状况下，11.2L甲烷燃烧时，转移电子的物质的量为mol。(2)钢铁的腐蚀现象非常普遍，电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因，某同学按下图进行钢铁腐