1、第2课时烷烃学习目标定位1.了解烷烃的组成、结构、通式及烷烃的主要性质(物理性质和化学性质)。2.知道同系物、同分异构体的概念，能根据结构式或结构简式判断它们是否为同分异构体或同系物。一烷烃1.下面是乙烷、丙烷、丁烷的结构式回答下列问题：(1)每个碳原子形成4个共价键，且原子之间只以单键相连成链状，碳原子的剩余价键均与氢原子结合。(2)烃分子中碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，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”，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。其分子通式为CnH2n2(n1且n为整数)。烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃空间构型是折线形或锯
2、齿状。2.教材表31列举了部分烷烃的物理性质。阅读分析表31可知：烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的增多，呈规律性的变化。如(1)常温下其状态由气态变到液态又变到固态，熔、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大。(2)常温下，碳原子数小于或等于4时，均为气态(新戊烷常温下也为气态)。3.物质的组成、结构决定物质的性质，这个规律在有机物中体现得尤其明显。烷烃的化学性质与甲烷相似，请写出下列反应的化学方程式(有机物写结构简式)：(1)丙烷的燃烧：CH3CH2CH35O23CO24H2O。(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)：CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl。(3)用通式表示
3、烷烃的完全燃烧及卤代反应(用X2表示)CnH2n2O2nCO2(n1)H2O；CnH2n2X2CnH2n1XHX，CnH2n1X可与X2继续发生取代反应。归纳总结活学活用1.下列属于烷烃特有性质的是()A.在空气中完全燃烧的产物为二氧化碳和水B.它们几乎不溶于水C.可与氯气在光照下发生取代反应D.可与溴水中的溴发生取代反应，可使酸性高锰酸钾溶液褪色答案C解析烃类化合物完全燃烧的产物均为二氧化碳和水，因此A不是烷烃的特有性质；烃类化合物几乎都不溶于水，所以B也不正确；烷烃与溴水、酸性高锰酸钾均不反应，故D不正确。2.下列关于CH4和的叙述正确的是()A.均能用CnH2n2组成通式来表示B.与所有
4、烷烃互为同素异形体C.因为它们的结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同D.通常状况下，它们都是气态烷烃答案A解析B项，它们与其他碳原子数不同的烷烃互为同系物；C项，化学性质相似，但物理性质不同；D项，碳原子数小于或等于4的烷烃及新戊烷在通常状况下是气体。故选A。二同系物同分异构体1.填表甲烷乙烷丙烷分子式CH4C2H6C3H8结构简式CH4CH3CH3CH3CH2CH3根据上表回答下列问题(1)相邻烷烃分子在组成上均相差一个CH2原子团。(2)同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，烷烃同系物的通式为CnH2n2。2.对比两种物质的结构回答下列问题(1)分子式
5、均为C4H10，它们不是同系物，二者结构相似，碳碳之间都是以单键结合成链状，但结构并不相同，正丁烷无支链，异丁烷有支链。(2)具有相同的分子式而具有不同结构的现象称为同分异构现象。具有相同的分子式而结构不同的化合物互称同分异构体。(3)判断下列有关同分异构体的叙述是否正确同分异构体具有相同的组成元素()组成元素相同的化合物互为同分异构体()同分异构体具有相同的相对分子质量()相对分子质量相同的化合物互为同分异构体()互为同分异构体的化合物也可能互为同系物()(4)与是否为同分异构体并说明理由。答案不是同分异构体，由于二者均为四面体结构，为同一种物质。(5)用结构简式写出戊烷(C5H12)的同分
6、异构体。(6)判断下列说法是否正确，据此理解同分异构现象是有机物种类繁多的又一重要原因。分子式不同的物质一定为不同物质，分子式相同的物质也可能为不同物质()分子中含3个及3个以下碳原子的有机物一定不存在同分异构现象()随着碳原子数增多，烷烃的同分异构体数目有增多的趋势()归纳总结1.同系物的判断2.烷烃同分异构体的书写规律烷烃同分异构体的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，排列对、邻到间。选择最长的碳链为主链；找出中心对称线；碳原子必须满足四个键；主链上的链端不能接甲基，主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基，否则主链会改变，而容易出现重复结构。例如，书写戊烷(
7、C5H12)同分异构体的方法：(1)先写出碳链最长的直链烃：CH3CH2CH2CH2CH3。(2)从主链上减少一个CH3作为取代基(支链)，在所得主链上依次移动可能的位置，得。(3)再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基，得。故C5H10的同分异构体共有三种，依次称为正戊烷、异戊烷、新戊烷。活学活用3.下列叙述正确的是()A.含5个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成4个CC单键B.正丁烷中四个碳原子在同一条直线上C.所有烷烃中都存在碳碳单键D.二氯甲烷只有一种结构答案D解析含5个碳原子的有机物，如果为环烷烃()，则可形成5个CC单键；正丁烷中的碳原子排列成锯齿状；甲烷中只有一个碳原子，
8、无法形成CC单键，而甲烷为正四面体结构，任意二个氢原子之间的距离相等。故正确答案为D。4.有下列结构的物质：CH3(CH2)3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，属于同系物的是_；属于同分异构体的是_；属于同种物质的是_。A. B.C. D.E. F.答案BDEAF解析7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为C5H12C5H12C6H14C6H14C6H14C6H14C6H14。所以中任一物质与中任一物质均属于同系物；结构相同，属于
9、同种物质，结构相同，属于同种物质；或互为同分异构体。当堂检测1.以下结构表示的物质中是烷烃的是()A.CH3OHB.CH2=CH2答案C2.下列关于同系物的说法中，错误的是()A.同系物具有相同的实验式B.同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍C.同系物符合同一通式D.同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化答案A3.下列说法正确的是()A.凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物B.两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则二者一定是同分异构体C.相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体D.组成元素的质量分数相同，且相对分子质量
10、也相同的不同化合物互称为同分异构体答案D解析仅分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，其分子结构不一定相似，如氢气(H2)和甲烷(CH4)分子组成上相差一个CH2，但二者不是同系物，A不对；两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，只能确定它们的实验式相同，实验式相同的化合物分子式不一定相同，所以不一定是同分异构体，B不对；相对分子质量相同的物质很多，有些分子组成不同，所以不一定是同分异构体，C不对；当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式一定相同，因此这样的不同化合物互称为同分异构体。故正确答案为D。4.有下列各组微粒或物质：A.O2和O3B.C和C(1)
11、_组两种微粒互为同位素。(2)_组两种物质互为同素异形体。(3)_组两种物质属于同系物。(4)_组两物质互为同分异构体。(5)_组两物质是同一物质。答案(1)B(2)A(3)C(4)E(5)D5.写出下列烷烃的分子式(1)同温同压下，烷烃的蒸气密度是H2的43倍：_。(2)分子中含有22个共价键的烷烃：_。(3)分子中含有30个氢原子的烷烃：_。(4)室温下相对分子质量最大的直链气态烷烃：_。答案(1)C6H14(2)C7H16(3)C14H30(4)C4H1040分钟课时作业基础过关一、烷烃的结构与性质1.有关烷烃的叙述：都是易燃物；特征反应是取代反应；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，
12、其中正确的是()A.和 B.和C.只有 D.和答案D解析相邻烷烃在分子组成上相差一个CH2，而不是CH3。2.下列数值都是烃的相对分子质量值，其对应的烃一定为烷烃的是()A.44 B.42 C.54 D.128答案A解析用CnH2n2的Mr14n2进行判断，44对应的烃是C3H8,42对应的烃是C3H6,54对应的烃是C4H6,128对应的烃是C9H20。由于1个C原子与12个H原子的式量之和相等，所以C9H20与C10H8的相对分子质量相等，则128对应的烃不一定是烷烃。3.下列有关烷烃的叙述中，不正确的是()A.烷烃几乎不溶于水B.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应C.烷烃的分
13、子通式为CnH2n2，符合该通式的烃不一定是烷烃D.随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高答案C解析烷烃不溶于水，A正确；烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应，这是烷烃的结构特征和特征反应，B正确；由于烷烃分子的通式CnH2n2中的H原子已达饱和，所以符合CnH2n2的有机物只可能为烷烃，C错；随着碳原子数的增加，烷烃的相对分子质量增大，分子间作用力增大，其熔、沸点逐渐升高，D正确。4.下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是()A.氯气 B.溴水C.氯水 D.酸性高锰酸钾溶液答案A解析类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液均不反应。
14、二、烷烃燃烧的计算5.在烷烃分子中，每增加一个碳原子，每摩尔该烷烃完全燃烧需要多消耗氧气()A.1 mol B.1.5 mol C.2 mol D.2.5 mol答案B解析烷烃分子中，每增加一个碳原子，就增加一个CH2原子团，则1 mol烷烃增加1 mol CH2原子团，完全燃烧多消耗1.5 mol O2。6.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下，其密度为1.16 gL1，则关于此混合物组成的说法正确的是()A.一定有甲烷B.一定有乙烷C.可能是甲烷和己烷的混合物D.可能是乙烷和丙烷的混合物答案A解析标准状况下该混合物的平均摩尔质量为M1.16 gL122.4 Lmol126 gmol1，气态
15、烷烃中只有甲烷摩尔质量小于26 gmol1，其他烷烃摩尔质量都大于26 gmol1，所以一定有甲烷，另一种可以为其他任意气态烷烃。7.在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C2H6答案C解析设此气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHyO2xCO2H2O，则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为 mol，将上述选项分别代入，比较可知C4H10耗氧量最多。三、同系物、同分异构体的判断8.下列叙述正确的是()A.分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质B.通式相同的不同物质一定属于同
16、系物C.分子式相同的不同物质一定是同分异构体D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体答案C解析分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6，因此不一定是同分异构体。9.下列物质之间的相互关系错误的是()A.CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体B.干冰和冰为同一种物质C.CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物D.12C和14C互为同位素答案B解析干冰是二氧化碳晶体，冰是固态的水。10.有A、B两种烃，含碳的质量分数相等。关于A和B的下列叙述正确的是
17、()A.A和B一定是同分异构体B.A和B不可能是同系物C.A和B的实验式相同D.A和B各1 mol完全燃烧后生成CO2的质量一定相等答案C解析因为A、B都是烃，碳的质量分数相同，则氢的质量分数也一定相同，则C、H的个数比相同，即实验式相同，可能是同系物，例如C2H4和C3H6，但分子式不一定相同。能力提升11.(1)乙烷的电子式为_，分子式为CmH20的烷烃中m为_，分子式为C8Hn的烷烃中n为_，与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为_，若上述四种烃各为1 mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是_。(2)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 g，在足量O2中燃烧，消耗
18、O2最多的是_。答案(1) 918C3H8C9H20(2)CH4解析(1)根据烷烃通式为CnH2n2可求出m为9，n为18，密度与CO2相同的烷烃式量为44，由14n244可求出n为3，即分子式为C3H8。若同为1 mol烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“x”的大小，“x”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是C9H20。(2)若同为1 g烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小，“”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是CH4。12.已知某烷烃分子中电子数为42。(1)该烷烃的分子式为_。(2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式：_。(3)上述同分异构体中，在相同
19、条件下沸点最低的是_(写结构简式)。答案(1)C5H12解析(1)烷烃分子通式为CnH2n2，则其分子中电子数为6n(2n2)42，n5，烷烃分子式为C5H12。(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CHCH3CH2CH3、CCH3CH3CH3CH3。(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12三种同分异构体中，CCH3CH3CH3CH3沸点最低。13.观察下面几种烷烃的球棍模型(1)与C互为同系物的是_，与C互为同分异构体的是_。(2)在烷烃的同系物中，随碳原子数增加，其熔、沸点依次_(其中碳原子数满足_
20、条件的烷烃常温下呈气态)，液态时密度依次_。答案(1)ABD(2)升高小于或等于4增大解析理解同系物、同分异构体的概念，会判断同系物、同分异构体。了解随碳原子数增加，烷烃熔点、沸点、密度的递变规律。14.相对分子质量为72的烷烃，其分子式是_。若此有机物的一氯代物分子中有两个CH3，两个CH2，一个和一个Cl，它们的可能结构分别是_、_、_、_。答案C5H12拓展探究15.已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体
21、完全被吸收)。实验前实验后(干燥剂U形管)的质量101.1 g102.9 g(石灰水广口瓶)的质量312.0 g314.2 g根据实验数据求：(1)实验完毕后，生成物中水的质量为_ g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为_ g。(2)生成的水中氢元素的质量为_ g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为_ g。(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为_。答案(1)1.85(2)0.2(3)0.6(4)31解析(1)生成水的质量为102.9 g101.1 g1.8 g，生成正盐即CaCO3的质量为100 gmol15 g。(2)生成的水中氢元素的质量为2 gmol10.2 g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为12 gmol10.6 g。(4)碳元素与氢元素的质量比为0.60.231。