1、3.1.2 烷烃【典例导悟】【典例1】下列说法中错误的是 化学性质相似的有机物是同系物分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似 A.B.只有 C.只有D.只有 【规范解答】选A。互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，但反之不成立，错误；同系物的前提是结构相似，所以不能保证这点，错误；C2H4与C3H6具有相同 的最简式，当然碳、氢的质量分数相同，但C2H4只能为 CH2CH2，而C3H6若为时二者不是同系物，错 误；同分异构体之间物理性质有差别，若为同一类物 质，化学性质
2、相似，若为不同类物质，则化学性质不同，错误，故选A。 【变式训练】关于CH4和的叙述正 确的是（） A.均能用组成通式CnH2n+2来表示 B.与所有烷烃互为同素异形体 C.因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同 D.通常情况下它们都是气态烷烃 【解析】选A。A项，因二者均为烷烃，都符合通式CnH2n+2；B项，它们与其他烷烃互为同系物；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的烷烃常温下是气体。 【典例2】下列说法中不正确的是 A.相对分子质量相同的有机物是同分异构体 B.分子组成相同、结构不相同的有机物是同分异构体 C.每个碳原子的化合价都已“饱和”，
3、碳原子之间只以单键相结合的链烃一定是烷烃 D.分子式相同、结构相同的有机物一定是同一物质 【思路点拨】【自主解答】选A。分子组成相同（即分子式相同，相对分子质量也相同），结构不相同的有机物是同分异构体，若分子式相同，结构也相同则必为同一物质，故A错误，B、D正确；C项属烷烃的定义，正确。 【变式训练】有下列几组物质： A. 和B.甲烷和己烷 C.红磷和白磷D.正丁烷和异丁烷 其中，属于同分异构体的是_；属于同位素的是_ ；属于同素异形体的是_ ；属于同一种物质的是_ ；属于同系物的是_ 。 【解析】利用同位素、同素异形体、同系物及同分异构体的概念即可解答。 答案：D、FACEB 【学业达标训练
4、】1.（2010长春高一检测）下列物质属于烷烃的是（） A.C8H16B.CH3CH2CH2OH 【解析】选C。烷烃分子中碳原子之间全部以单键互相结合，其余价键全部与氢原子结合，符合通式CnH2n+2，故只有C是烷烃。 2.（2009湖南师大附中高一检测）正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是（） A.具有相似的化学性质 B.具有相同的物理性质 C.分子具有相同的空间结构 D.分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同 【解析】选D。分子式相同，结构不同的物质互称同分异构体，同分异构体空间结构不同，化学性质也不一定相似，物理性质不相同。 3.（2010南通高一检测）下列性质中，属于烷烃特征的是()
5、 A.完全燃烧产物只有二氧化碳和水 B.它们几乎不溶于水 C.分子的通式为CnH2n+2，与氯气发生取代反应 D.它们是非电解质 【解析】选C。分子通式为CnH2n+2，与Cl2发生取代反应是烷烃的特征，而满足A、B、D的不一定为烷烃，故选C。 4. 2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷。下列有关丙烷的叙述不正确的是（） A.分子中碳原子不在一条直线上 B.光照下能够发生氯代反应 C.比丁烷更易液化 D.是石油分馏的一种产品 【解析】选C。CH3CH2CH3分子中碳原子呈折线型，碳原子不可能在一条直线上，A项正确；丙烷是烷烃，光照下与氯气发生取代反应，B项正确；丙烷和丁烷
6、都是烷烃，随碳原子数增多，沸点逐渐升高，故丁烷更易液化，C项错误；石油产品是烃的混合物，分馏得到丙烷，D项正确。 5.（2010如东高一检测）有机化合物与人类生活水平的提高和人类社会的发展密不可分。下列对有机化合物的认识正确的是（） A.有机化合物都是共价化合物 B.有机化合物都含有碳、氢元素 C.有机化合物都具有同分异构现象 D.有机物种类多是由碳原子的成键特征决定的 【解析】选D。含有碳元素的化合物叫有机化合物，有的有机物如CCl4不含氢元素，绝大多数为共价化合物，但羧酸铵或氨基酸的铵盐等为离子化合物，A、B均错误；有很多有机物无同分异构体，如CH4、C2H6、C3H8等，C错误；碳原子的
7、成键特征决定了有机物种类繁多，D正确。 6.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.CH4B.C3H8C.C4H10D.C2H6 7.在1.013105 Pa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（） A.在标准状况时，新戊烷是气体 B.在1.013105 Pa、20 时，C5H12都是液体 C.烷烃随碳原子数增加，沸点降低 D.C5H12随支链增加，沸点降低 【解析】选D。新戊烷的沸点是9.5 ，标准状况下是液 体，20 时是气体，A、B均错误；烷烃随碳原子数的增 加，沸点升高，C错误；C5H12的三种同分异构体中
8、，随支 链数增加，沸点降低，D正确。 8.有A、B两种烃，含碳的质量分数相同，关于A、B的下列说法正确的是（） 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的实验式一定相同 D.各取1 mol A和B完全燃烧生成CO2的质量一定相同 【解析】选C。因A、B为两种烃，含碳的质量分数相同，则氢元素的质量分数也相同，因此A、B的实验式一定相同，C正确；实验式相同，不一定是同分异构体。如C2H2 与C6H6，A错误；若实验式为CH2，则与 互为同系物，B错误；若取等质量的A和B完全燃烧生成CO2的质量一定相同，但若等物质的量则完全燃烧后生成CO2不一定相同。 9.（2010宣城同步
9、检测）下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。 （1）图中属于烷烃的是_（填字母）。 （2）在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成_和_ ；不仅可以形成_ ，还可以形成碳环。（3）上图中互为同分异构体的是：A与_ ；B与_ ；D与_ （填字母）。 【解析】根据球棍模型的含义及碳原子的成键特点可知A 为CH3CH2CH2CH3，B为CH3CH=CHCH3， C为 ，D为CH3CCCH3，E为CH3CH2CH=CH2，F为 ， G为CH3CH2CCH，H为 ，故A、C属于烷烃，这些分子中，碳原子之间不
10、仅可以形成共价单键，还可形成 碳碳双键，碳碳三键，不仅可以形成碳链，还可形成碳 环。再根据同分异构体概念可判断出A与C，B与E、F或H， D与G分别互为同分异构体。 答案:（1）A、C（2）碳碳双键碳碳三键碳链 （3）CE、F、HG 10.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）1 L烷烃C的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L的水蒸气_ 。 （4）分子中含有22个共价键的烷烃D为_ 。 （5）0.1 mol烷烃E完全燃烧，消耗标准状况下的O2 11.2 L _ 。 （6）室温下相对分子质量最大的气
11、态直链烷烃F为_ 。 【解析】（1）M=2 g/mol43=86 g/mol,所以14n+2=86，n=6，即该烷烃的分子式为C6H14。 （2）由CnH2n+2得2n+2=200,n=99,该烷烃的分子式为C99H200。（3）由1 L烷烃完全燃烧产生同条件下的15 L水蒸气可知其分子中应含有30个氢原子，则其分子式为C14H30（4）由CnH2n+2可知：其中含有（2n+2）个CH键， （n-1）个CC键，所以（2n+2）+（n-1）=22，即n=7，所以该烷烃的分子式为C7H16。 （5）0.1 mol烷烃完全燃烧消耗O2为 。 所以 n=3 即E为C3H8 （6）室温下相对分子质量最大
12、的气态直链烷烃应为CH3CH2CH2CH3，分子式为C4H10。 答案：（1）C6H14（2）C99H200（3）C14H30（4）C7H16（5）C3H8 (6)C4H10 【素能综合检测】一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分） 1.（2010青岛高一检测）下列说法正确的是（） 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的烃一定是烷烃 C.正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上 D.新戊烷的一氯取代物有2种 【解析】选B。A项符合条件的烃为饱和烃，可为烷烃，也可为环烷烃，但分子组成符合CnH2n+2的烃一定为烷烃，故A错误
13、，B正确；在烷烃分子中与碳原子紧邻的四个原子构成四面体形，所以正戊烷分子中所有碳原子呈锯齿形，而非直线形，C错误；新戊烷分子完全对称，分子中只有一种氢原子，故一氯取代物只有一种，D错误。 2.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为 1.16 gL-1 ，则关于该混合物组成的说法正确的是() .一定有甲烷 B.一定有乙烷 C.不可能是甲烷和乙烷的混合物 D.可能是乙烷和丙烷的混合物 【解析】选A。两气态烷烃的平均相对分子质量为M=1.1622.4=2616，故混合气体中一定有甲烷，另一烷烃可能为乙烷、丙烷或丁烷，故A正确。 3.（2010长春高一检测）已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体，则
14、其六氯代物的同分异构体的数目为( ) A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 【解析】选C。丙烷的分子式为C3H8，故C3H6Cl2与C3H2Cl6具有相同的同分异构体数，故选C。 4.下列各组物质不属于同系物的是（ ） 【解析】选C。结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物，故A、B、D均符合，而C项两者结构不相似，并且相差不是整数个CH2原子团，所以不属于同系物。 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数目是（ ） A.3 B.4 C.5 D.6 【解析】选A。根据表中烃分子式排列规律，空格中烃分子式应为C5H12，其同分异构体有正戊烷、异戊烷
15、和新戊烷。 二、非选择题（本题包括3小题，共30分） 6.（6分）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，它的可能结构分别是_ 、 _ 、 _ 、 _ 。 【解析】根据烷烃通式为CnH2n+2，相对分子质量 =14n+2=72，故n=5。由于含有一个，说明含有一个 支链，支链可以是甲基，也可以是Cl原子。 7.（12分）现有A、B、C三种烃，其球棍模型如下图： （1）等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_ （填对应字母，下同）； （2）同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_ ； （3）等质量
16、的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是_ ，生成水最多的是_ 。 （4）在120 、1.01105Pa下时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是_ 。 实验探究 8.（12分）化学上常用燃烧法确定有机物组成，这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。图中所列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。（每一组仪器只能使用一次） 回答下列问题： （1）产生的氧气按从左到右流向，所选择的装置各导管的连接顺序是_ 。 （2）C装置中浓硫酸的作用是_ 。 （3）D装置中MnO2的作用是_ 。 （4）若准确称取7.
17、2 g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种），经充分燃烧后，A管质量增加22 g，B管质量增加10.8 g，则该有机物的最简式为_ 。 （5）要确定该有机物的分子式，则_ （填“是”或“不”）需要测定其他数据，若能确定其分子式，若其一氯代物只有一种，则其结构简式为_ 。 【解析】据实验目的和各装置的作用推知整套装置为DCEBA，各导管接口顺序为gf,eh,ic,da。 其中D为O2发生装置（MnO2作催化剂），C中浓H2SO4作用是吸收水分，得到干燥纯净的O2，E为有机物燃烧装置，B中CaCl2吸收反应生成的H2O，A中NaOH吸收反应生成的CO2。 m(CO2)=22 g，n(CO2)=0.5 mol，m(H2O)=10.8 g，则 n(H2O)=0.6 mol，则m(C)+m(H)=120.5+0.621= 7.2 g，所以该有机物的最简式为CH=0.5（0.62） =512，即C5H12，因最简式中氢原子数已达饱和，故C5H12就 是其分子式，若其一氯代物只有一种，则其结构简式为 。 答案：（1）gf,eh,ic,da（2）吸收水分，得到干燥纯净的O2（3）作催化剂，加快产生O2的速率 （4）C5H12（5）不