2018版高中化学选修五导学案：第二章烃和卤代烃第一节第1课时烷烃含答案精品.pdf

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1、第一节脂肪烃 第 1 课时烷烃 目标定位 1.知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。2.能以典型代表物为 例，理解烷烃的化学性质。3.认识烷烃的特征结构。 一脂肪烃的类别与通式 1.甲烷的分子式是CH4，结构式是 ，空间构型是正四面体型。 2.有下列三种有机物：CH3CH3 CH3 CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 (1)它们共同的结构特点是碳原子间都以碳碳单键形成碳链、碳原子剩余的价键全部被氢原子 饱和，其类别是烷烃(饱和链烃 )。 (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，其通式是 CnH2n2(n1)。 3.分析比较下列两组有机物，回答下列问题：

2、A 组： CH2=CH2 CH2=CHCH3 CH3CH=CH CH3 B 组： CHCHCH3CCH CHC CH2CH3 (1)A 组有机物的官能团是，类别是烯烃，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，其通式是CnH2n(n2)。 (2)B 组有机物在分子结构上的相同点是都含有一个CC，在分子组成上的主要差别是相 差一个或若干个CH2原子团，其通式是CnH2n2(n 2)。 1.常见脂肪烃的结构特点和通式 (1)烷烃 碳原子之间全部以单键结合的饱和链烃通式 CnH2n2(n1)。 (2)单烯烃 含一个碳碳双键的不饱和链烃通式 CnH2n(n2)。 (3)单炔烃 含一个

3、碳碳三键的不饱和链烃通式 CnH2n2(n2)。 2.同系物的概念 结构相似 ，组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物。 3.同系物的判断要点 (1)一差 (分子组成至少相差一个CH2原子团；相对分子质量相差14 或 14 的整数倍 )。 (2)二(相)似(结构相似 ，化学性质相似)。 (3)三相同 (即组成元素相同，官能团种类 、个数与连接方式相同，分子组成通式相同)。 1.下列说法不正确的是() A.分子式为 CH4和 C5H12的两种烃互为同系物 B.分子式为C2H4和 C3H6的两种烃一定互为同系物 C.等碳烷烃和炔烃，在分子组成上，相差4 个氢原子 D.若 C2H2和 C

4、4H6互为同系物，则 C4H6分子中一定含有一个三键 答案B 解析CH4和 C5H12的通式相同 ，且均为饱和烃，二者互为同系物，A 项正确；分子式符合 C3H6的结构可能为 CH2=CHCH3，也可能为 “环丙烷 ”，与 C2H4不互为同系物 ，B 项错误； 结合烷烃和炔烃的分子通式可知，当碳原子数相等时，氢原子数相差4，C 项正确；互为同系 物的物质含有相同的官能团，且个数相同 ， D 项正确 。 2.下列说法不正确的是() A.分子式为 C3H8与 C6H14的两种有机物一定互为同系物 B.具有相同通式的有机物不一定互为同系物 C.两个相邻同系物的相对分子质量数值一定相差14 D.分子组

5、成相差一个或几个CH2原子团的化合物必定互为同系物 答案D 解析判断两种有机物是否是同系物时， 必须从两方面考虑：分子结构是否相似，即必须 为同一类物质，且符合同一通式；分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 ， 即同系物相 对分子质量相差14 的整数倍 。选项 A 中 C3H8和 C6H14都为烷烃 ，一定为同系物 ，选项 A 正 确；环烷烃和烯烃通式相同(CnH2n)，但结构特点不同 ，二者不是同系物， 选项 B 正确；选项 D 中的化合物结构特点不一定相似，选项 D 不正确 。 二烷烃的性质 1.甲烷是最简单的烷烃，具有以下性质： (1)通常状况下，甲烷性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都

6、不反应，但在特定条件下，甲烷 也能发生某些反应。 (2)甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色， 反应的化学方程式：CH42O2 点燃 CO22H2O。 (3)甲烷与 Cl2在光照条件下发生反应的化学方程式： CH4Cl2 光照 CH3ClHCl( 只写第一步 )，该反应为取代反应。甲烷与 Cl2发生反应的产物有 5 种，其中常温下为气态的有2 种，具有正四面体结构的物质是CCl4，产物中量最多的是HCl 。 2.阅读教材表2-1 并结合你已学知识内容，填写下表： 物理性质变化规律 状态 当碳原子数小于或等于4 时，烷烃在常温下呈气态，其他的烷烃常 温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态) 溶解性

7、都难溶于水，易溶于有机溶剂 沸点 随碳原子数的增加，沸点逐渐升高。 碳原子数相同的烃，支链越多， 沸点越低 相对密度随碳原子数的增加，相对密度逐渐增大。烷烃的密度小于水的密度 3.物质的组成、结构决定物质性质，这个规律在有机物中体现的更为明显。烷烃的化学性质与 甲烷相似： (1)稳定性：常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条 件下 (如光照或高温)才能发生某些反应。 (2)特征反应 取代反应 烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如乙烷与氯气反应生成一氯 乙烷，化学方程式为CH3CH3Cl2 光照 CH3CH2ClHCl 。 (3)氧化反应 可

8、燃性 烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和 H2O，燃烧的通式为 CnH2n2 3n1 2 O2 点燃 nCO2(n 1)H2O。 (4)分解反应 高温裂化或裂解 烷烃受热时会分解生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：C16H34 催化剂 高温 C8H16C8H18。 烷烃的性质 1 物理性质 状态：标准状况下气态碳原子数 4 液态 固态 熔点、沸点：随碳原子数的增加，逐渐升高 密度：液态时的相对密度随碳原子个数的增 多而增大，但都小于水的密度 溶解性：都难溶于水，易溶于有机溶剂 2 化学性质 稳定性：与强酸、强碱、强氧化剂不发生反应 氧化反应：能燃烧 取代反应：在光照条件下，与卤素单质能发生

9、取代反应 热分解反应：高温下发生裂化或裂解 3.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是() A.甲烷与氯气的物质的量之比为11，混合发生取代反应只生成CH3Cl B.甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物中CH3Cl 最多 C.甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物为混合物 D.1 mol CH4完全生成 CCl4，最多消耗 2 mol Cl 2 答案C 解析甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步， 故得不到纯净的CH3Cl，A 错误 、 C 正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol 氢原子 ，消耗 1 mol 氯气 ，生成 1 mol HCl ，故产 物中 HCl 最多 ，B 错误； 1 mol

10、 CH4完全生成 CCl4，最多消耗4 mol Cl2，D 错误 。 4.液化气的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是() A.丙烷是链状烷烃，但分子中碳原子不在同一直线上 B.在光照条件下能够与Cl2发生取代反应 C.丙烷比其同分异构体丁烷易液化 D.1 mol 丙烷完全燃烧消耗5 mol O2 答案C 解析丙烷是直链烷烃，其中碳原子为饱和碳原子，三个碳原子构成锯齿状的链状结构，故 3 个碳原子不在同一直线上，A 正确；丙烷在光照条件下与Cl2发生取代反应 ，B 正确；丙烷与 丁烷互为同系物，C 错误； 1 mol 丙烷完全燃烧消耗5 mol O2，D 项正确 。 (1)判断两种有机

11、物互为同系物的关键：一看是否是同类物质；二看是否结构相似；三看是否 至少相差一个CH2原子团。 (2)比较烷烃的熔、沸点的思路 (3)烷烃的分子结构特点：碳原子以单键形成链状结构；烷烃的主要性质：取代反应(光照 )、 氧化反应 (点燃 )、分解反应 (高温 )。 1.下列物质的沸点由高到低排列顺序正确的是() 丁烷2-甲基丙烷戊烷2-甲基丁烷 2,2-二甲基丙烷 A.B. C.D. 答案C 解析对于烷烃 ，碳原子数越多，沸点越高；对于碳原子数相同的烷烃，支链越多 ，沸点越 低；因此 ，综合排序为 。 2.在光照条件下，将1 mol CH4与 Cl2反应， 得到等物质的量的 4 种取代产物， 则

12、消耗 Cl2的物 质的量为 () A.1 mol B.2 mol C.2.5 mol D.10 mol 答案C 解析由于CH4 Cl2h ,CH3ClHCl ， CH4 2Cl2h ,CH2Cl2 2HCl ， CH4 3Cl2h ,CHCl 3 3HCl， CH44Cl2 h CCl44HCl 。 1 mol CH4生成 CH3Cl、 CH2Cl2、 CHCl3、 CCl4各为 0.25 mol， 则消耗 Cl2的物质的量为0.25 mol 0.25 mol20.25 mol 30.25 mol 42.5 mol。 3.下列有关烷烃的叙述中，正确的是() A.在烷烃分子中，所有的化学键都是碳

13、碳单键 B.烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 C.分子通式为CnH2n2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D 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，故烷烃中的化学键并不都是碳碳单键，选项 A 说法不正确；烷烃属于饱和 链烃 ，其化学性质比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂 (如酸性KMnO 4溶液 )反应 ，选项 B 说法不正确；因分子通式CnH2n2中的碳原子已达完全饱和的状态 ，因此符合通式CnH2n2 的有机物一定是烷烃，选项 C 说法不正确；烷烃在光照条件下都能与氯气发

14、生取代反应，这 是烷烃的主要特征性质，选项 D 说法正确 。 4.有 4 种碳骨架如下的烃，下列说法正确的是() a 和 d 是同分异构体b 和 c 是同系物a 和 b 都能发生加成反应只有 b 和 c 能发 生取代反应 A.B. C.D. 答案A 解析a 为，d 为，a 和 d 分子式相同结构不同，互为同分异构 体， 正确； b 为 CH3CH2CH2CH3，c 为，b 和 c 都是烷烃 ，互为同系物 ， 正确； a 可以发生加成反应，b 不可以发生加成反应， 不正确； a 中 CH3上的 H 原子可以发 生取代反应 ， 烷烃和环烷烃都能发生取代反应， 不正确 。 5.已知烷烃 A 的密度是

15、相同条件下H2密度的 36 倍。 (1)该烷烃 A 的分子式为 _ 。 (2)写出 A 可能存在的结构简式：_ _ 。 (3)若 A 的某种同分异构体B 的一氯代物只有一种。 用系统命名法命名，B 的名称为 _ 。 B 与 Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为_ _ 。 B 燃烧的化学方程式为_ 。 答案(1)C5H12 (2)CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、 CH3C(CH3)2CH3 (3)2,2-二甲基丙烷 CH3C(CH3)2CH3Cl2 h CH3C(CH3)2CH2ClHCl C5H128O2 点燃 5CO26H2O 解析根据 A 的密度是相同

16、条件下H2密度的 36 倍，推知其相对分子质量为72， 设分子式为 CnH2n2， 求得 n5，则分子式为 C5H12。 40 分钟课时作业 基础过关 1.已知直链烷烃A 和 B，A 比 B 多一个碳原子，则下列说法正确的是() A.A 的沸点比B 高 B.A 的相对密度比B 小 C.一般情况下，同碳原子数的烷烃的沸点和密度低于烯烃 D.已知 A 在常温下为液态，则B 也一定为液态 答案A 2.在 1.01310 5 Pa 下，测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析，各项说法正确的是 () 物质名称沸点 / 正丁烷 CH3(CH2)2CH3 0.5 正戊烷 CH3(CH2)3CH3 36.1 异

17、戊烷 27.8 新戊烷 9.5 正己烷 CH3(CH2)4CH3 69.0 A.在标准状况时，新戊烷是气体 B.在 1.01310 5 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 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 ，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， 随支链数增加 ， 沸点逐渐降 低，D 正确 。 3.下列说法中正确的是() A.丙烯分子中所有原子在同一平面上 B.丙烷分子中所有碳原子在同一条直线上 C.分子式为C4H8的烃分子中一定

18、含有碳碳双键 D.光照条件下，将一定物质的量的CH4与 Cl2充分反应，所得产物中， HCl 的物质的量最多 答案D 解析丙烯分子中 ，CH3上的所有原子不在同一平面上，A 项不正确；丙烷分子中，由于 键的夹角为109 28， 丙烷分子中3 个碳原子不在一条直线上，B 项不正确；分 子式为C4H8的烃可以是烯烃，也可以是环烷烃， C 项不正确；甲烷与Cl2发生取代反应，每 生成 1 mol CCl 键，则生成 1 mol HCl ， D 项正确 。 4.下列反应中，属于取代反应的是() CH3CHCH2 Br2 CCl4 CH3CHBrCH2Br CH3CH2OH 浓H2SO4 CH2=CH2

19、H2O CH3COOH CH3CH2OH 浓H2SO4 CH3COOCH2CH3H2O C6H6HNO 3 浓H2SO4 C6H5NO2H2O A.B.C.D. 答案B 解析反应 为加成反应 ，反应 为消去反应 ，反应 为酯化反应 ， 反应 为硝化反应 ，酯 化反应和硝化反应都属于取代反应，B 项正确 。 5.根据以下数据推断丙烷的沸点可能是() 物质甲烷乙烷丁烷戊烷 沸点 162 89 1 36 A.约 40 B.低于 160 C.低于 89 D.高于 36 答案A 解析烷烃的熔 、沸点随分子中碳原子数的增加而升高，丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷之间， 答案为 A。 6.燃烧 0.1 mol 两

20、种气态烃的混合物，生成3.58 L CO2(标准状况 )和 3.60 g H2O，则混合气体中 () A.一定有甲烷B.一定有乙烷 C.一定无甲烷D.一定有丙烷 答案A 解析生成 n(CO2) 3.58 L 22.4 Lmol 10.16 mol ，生成 n(H2O) 3.60 g 18 g mol 10.2 mol， 因此两种 气态烃的平均组成为C1.6H4，根据混合物的平均组成可知，碳原子数小于1.6 的烃只有甲烷 ， 而另一种烃中氢原子数必为4， 且碳原子数大于或等于2。 7.等质量的下列有机物完全燃烧，消耗O2最多的是 ( ) A.CH4B.CH3CH3 C.C2H2D.C5H12 答

21、案A 解析方法一： 根据化学方程式进行计算， 然后通过比较得到答案。 方法二 ：碳氢比法：烃中H 元素的质量分数越大，即烃中碳氢比 (可以是质量比 ， 也可以是物 质的量或原子个数比)越小 ，烃的耗 O2量越大 。 方法三 ：CHx法：将烃转化为“最简式 ”CHx的形式 ，等质量的烃完全燃烧耗O2量的大小可 由 x 决定 ，x 越大耗 O2量越大 ，x 越小耗 O2量越小 。CHx法是解决本题的快捷方法。 8.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是() A.C3H8B.C4H10C.C5H12D.C6H14 答案C 解析题给各选项均为烷烃，且其一氯代物只有一种， 这表明烷

22、烃分子中只有一种类型的氢 原子 。结合烷烃的结构简式，其主链末端只能连有甲基(CH3)，可得出 “若烷烃的一氯代物 只有 1 种 ，则除甲烷外 ，其他烷烃中的氢原子数必定是6 的倍数 ” 的规律性结论，据此分析 题给各选项中烷烃的氢原子数，可知只有选项C 符合题设要求 。 9.一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物的质量为9 g，其密度是相同条件下氢气密度的11.25 倍，当混合气体通过足量溴水时，溴水增重4.2 g，则这两种气态烃是() A.甲烷和乙烯B.乙烷和乙烯 C.甲烷和丙烯D.甲烷和丁烯 答案C 解析根据已知条件，先求出混合气体的平均相对分子质量，即 11.25222.5。由于烷烃中 只

23、有甲烷的相对分子质量小于22.5， 则该混合物中一定含有甲烷。 混合气体通过溴水时溴水 增重 ，说明该混合气体中烯烃的质量为4.2 g，则甲烷的质量为9 g4.2 g4.8 g，即 n(CH4) 0.3 mol。 设该不饱和烃的物质的量为x，则有 9 g 0.3 molx22.5 g mol 1，解得： x0.1 mol， 即该不饱和烃的摩尔质量为42 gmol 1，为丙烯 。 10.丙烷的分子结构可简写成键线式结构，有机物A 的键线式结构为，有机物B 与等物质的量的H2发生加成反应可得到有机物A。下列有关说法错误的是() A.有机物 A 的一氯取代物只有4 种 B.用系统命名法命名有机物A，

24、名称为 2,2,3-三甲基戊烷 C.有机物 A 的分子式为C8H18 D.B 的结构可能有3 种，其中一种名称为3,4,4-三甲基 -2-戊烯 答案A 解析根据信息提示，A 的结构简式为 ， 有 5 种不同化学环境的氢原子， 所以 A 的一氯取代物有5种； A 是 B 和 H2等物质的量加成后的产物 ，故 A 中相邻碳原子上有氢原子的位置都可以是双键， 则B可 能 的 结 构 简 式 有 三 种 ： ，依次命名为3,3-二甲基 -2-乙基 -1-丁烯 、3,4,4-三甲基 -2-戊烯 、3,4,4- 三甲基 -1-戊烯 。 能力提升 11.AG 是几种烃的分子球棍模型(如图 )，据此回答下列问

25、题： (1)常温下含碳量最高的气态烃是_( 填字母 )。 (2)能够发生加成反应的烃有_种。 (3)写出 F 发生硝化反应的化学方程式：_ _ 。 答案(1)D(2)4 (3)H2O 解析由 A G 的分子球棍模型可知A 为 CH4、 B 为 CH3CH3、 C 为 CH2= CH2、 D 为 CHCH、 E 为 CH3CH2CH3、F 为 、G 为。 其中乙炔的最简式是CH，是含碳量最高的气态烃；含有碳碳双键、碳碳三键以及含苯环的分 子能发生加成反应；苯发生硝化反应的化学方程式是(浓) 浓硫酸 5060 H2O。 12.有 A、 B、 C 三种烃，已知： B 完全燃烧的产物n(CO2)n(H

26、 2O)23。 C 为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种。 A 是 B 分子中的氢原子全部被C 分子中的最简单的烃基取代的产物；A 遇 Br2的 CCl4溶液 不褪色，其一氯代物只有一种。 试回答下列问题： (1)B 的最简式为 _，分子式为 _，其二溴代物有_种。 (2)C 的三种二氯代物的结构简式分别为_、_、_。 (3)A 的结构简式为 _ 。 答案(1)CH3C2H62(2)C (3) 解析(1)由 B 的燃烧产物可推出B 分子中 n(C)n(H) 1 3，B 的最简式为CH3，故 B 的分 子式只能是C2H6，为乙烷 ，其二溴代物有两种。 (2)气态烷烃中只有异丁烷的二氯代

27、物有三种，可推断 C 应为异丁烷 。 (3)异丁烷中最简单的烃基为甲基，甲基取代乙烷中的所有氢原子生成2,2,3,3-四甲基丁烷 ，其 分子式为C8H18。 13.现有 CH4、C3H4、C2H4、C2H6、C3H6五种有机物。同质量的以上五种物质中，在相同状况 下体积最大的是_； 同质量的以上五种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 _； 同状况、同体积的以上五种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_；同质量的以上五 种物质燃烧时， 生成 CO2最多的是 _，生成水最多的是_。在 120 、1.01 105 Pa 的状态下，有三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

28、生变化，这三种气体是 _ 。 答案CH4CH4C3H6C3H4CH4CH4、C3H4、C2H4 解析相同质量的烃(CxHy)的耗氧量由 y x 决定 ， y x的值越大 ， 耗氧量越大 ， 且生成 H 2O 的量越多 ， 生成 CO2的量越少；相同物质的量的烃(CxHy)的耗氧量由 (x y 4)的值决定 ，同碳 (x)看氢 (y)，同 氢(y)看碳 (x)，1 个碳原子与4 个氢原子耗氧量相同；在温度大于100 的条件下 ，反应前后气 体体积不变 ， 需满足 y 410，即 y4。 14.(1)某烷烃的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2。 该烷烃的名称是_。该烷烃可用不饱和烃与

29、足量氢气反应得到。 若不饱和烃为烯烃A，则烯烃的结构简式可能有_种。 若不饱和烃为炔烃B，则炔烃的结构简式可能有_种。 有一种烷烃C 与上述烷烃是同分异构体，它却不能由任何烯烃催化加氢得到。则C 的结构 简式为 _ _ 。 (2)某烷烃的相对分子质量为114，与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种的是 _ 。 答案(1)2-甲基 -3-乙基戊烷41 (2) 解析(1)根据烷烃命名原则，该烃最长碳链为5 个碳原子 ，命名为 2-甲基 -3-乙基戊烷 。该烷 烃若由烯烃加氢而成，则凡是相邻碳原子上都有氢原子的位置均可插入双键，这样的位置有4 种， ，故烯烃有4 种。该烷烃若由炔烃加氢而成，则凡是相邻碳原子上 都有两个氢原子的位置均可插入三键，这样的位置有1 种，故 炔烃有 1 种。烷烃 C 与 CH3CH(CH 3)CH(C2H5)2互为同分异构体 ， 且不能由任何烯烃加氢而成， 说明 C 与 CH3CH(CH 3)CH(C2H5)2含有相同的碳原子数 ，且 C 中相邻的碳原子上至少有一个碳 原子上没有氢原子，故 C 的结构高度对称，结构简式为。 (2)设该烷烃的分子式为CnH2n2，则 14n2114，n8，该烷烃分子式为 C8H18，由于该烷 烃的一氯代物只有一种，故该烃分子中只有一种氢原子，其结构简式为。 精品推荐强力推荐值得拥有