烷烃习题及答案剖析.docx

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1、甲烷烷烃1复习重点1甲烷的结构、化学性质；2烷烃的定义、命名、同系物、同分异构体及典型的取代反应。2难点聚焦1.有机物：含碳化合物叫做有机化合物，简称有机物。(除 CO、 CO2、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)它们虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物。也就是说，有机物一定含碳元素， 但含碳元素的物质不一定是有机物。 而且有机物都是化合物， 没有单质。那么究竟哪些物质是有机物，哪些物质是无机物，有什么判断依据呢？我们可以通过有机物与无机物的主要区别加以判断。2有机物与无机物的主要区别性质和反应有机物无机物多数不溶于水，易溶于有机溶剂，多数溶于水， 而不溶于有机溶解

2、性如油脂溶于汽油，煤油溶于苯。溶剂，如食盐、明矾溶于水。多数不耐热；熔点较低， （ 400 C多数耐热难熔化； 熔点一般以下）。如淀粉、蔗糖、蛋白质、脂很高。如食盐、明矾、氧化耐热性肪受热分解； C20H 42 熔点 36.4 C,铜加热难熔， NaCl 熔点尿素 132 C。801 C。多数可以燃烧，如棉花、汽油、天多数不可以燃烧，如可燃性然气都可以燃烧。CaCO3、MnCl 2 不可以燃烧。多数是非电解质，如酒精、乙醚、多数是电解质，如盐酸、氢电离性苯都是非电解质、溶液不电离、不氧化钠、 氯化镁的水溶液是导电。强电解质。一般复杂，副反应多，较慢，如生一般简单，副反应少，反应化学反应成乙酸乙

3、酯的酯化反应在常温下要快，如氯化钠和硝酸银反应16 年才达到平衡。石油的形成更久瞬间完成。3.有机物的组成C、 H、 O、 N、 S、P、卤素等元素。构成有机物的元素只有少数几种，但有机物的种类确达三千多种？几种元素能构几千万种有机物质？(学生自学后概括)有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：碳原子最外电子层上有4 个电子，可形成4 个共价键；有机化合物中，碳原子不仅可以与其他原子成键，而且碳碳原子之间也可以成键；碳与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键或叁键，可以形成链状化合物，也可形成环状化合物；( 结构图 5 1)相同组成的分子，结构可能多种多样。(举几个同分异构体)在有机物中

4、，有一类只含C、H 两种元素的有机物。4.烃：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又叫烃在烃中最简单的是甲烷，所以我们就先从甲烷开始学起。甲烷一、甲烷的物理性质(学生回答 )无色、无味，难溶于水的，比空气轻的，能燃烧的气体，天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。收集甲烷时可以用什么方法？(1.向下排空气法，2.排水法 )二、甲烷的分子结构已知甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L ，其中含碳的质量分数为75，含氢质量分数为25，求甲烷的分子式。(平行班提示：M= V m)a. 计算甲烷的摩尔质量因为摩尔质量 =气体摩尔体积密度=22.4L/mol O.7179/L=16 g/m

5、ol所以甲烷的分子量为16 。b. 按分子量和质量分数计算一个甲烷分子中C 、H 原子的个数C 原子数： 16 75 12=1H 原子数： 16 25 1=4所以甲烷的分子式为CH 4。甲烷的分子式：CH 4电子式：结构式：用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式。上述结构式都不能表明甲烷分子的真实构型模型展示甲烷分子的球棍模型和比例模型。得出结论：以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体结构。甲烷是非极性分子，所以甲烷极难溶于水，这体现了相似相溶原理。CH4：正四面体NH 3：三角锥形三、甲烷的化学性质1.甲烷的氧化反应点燃CH 4+2O 2CO 2+2H 2 Oa.方程式的中间 用的是 “

6、 ”（箭头）而不是 “ =”（等号），主要是因为有机物参加的反应往往比较复杂，常有副反应发生。b.火焰呈淡蓝色：CH 4 、 H 2、 CO 、 H 2S我们知道酸性KMnO 4 具有很强的氧化性，若遇到一般的还原性物质时常常会发生氧化还原反应，且自身被还原而褪色 ，那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化呢？我们通过下面的实验来验证。演示实验51观察、记录、思考实验现象：经过一段时间后，酸性颜色无任何变化，即不褪色。结论：甲烷气体不能被酸性KMnO 4 溶液氧化。KMnO4 溶液的在通常条件下，甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不反应，而且与强酸、强碱也不反应，所以可以说甲烷的化学性质是比较稳定的。但稳

7、定是相对的，在一定条件下也可以与一些物质如 Cl 2 发生某些反应。 （承上启下，并对学生进行辩证唯物主义的教育）2.甲烷的取代反应演示实验52现象：量筒内Cl 2 的黄绿色逐渐变浅，最后消失。量筒内壁出现了油状液滴。量筒内水面上升。量筒内产生白雾投影显示甲烷与氯气的反应过程说明 在反应中CH 分子里的41 个H 原子被Cl 分子里的21 个Cl原子所代替 ，但是反应并没有停止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷，反应如下：a.注意 CH 4 和 Cl 2 的反应不能用日光或其他强光直射，否则会因为发生如下剧烈的反应：CH4+2Cl 2强光而爆炸。C+4HCl

8、b.在常温下，一氯甲烷为气体，其他三种都是液体，三氯甲烷（氯仿）和四氯甲烷（四氯化碳）是工业重要的溶剂，四氯化碳还是实验室里常用的溶剂、灭火剂，氯仿与四氯化碳常温常压下的密度均大于1 g cm 3，即比水重。c.分析甲烷的四种氯代物的分子极性。但它们均不溶于水。(实验班 )取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应3.甲烷的受热分解CH 4高温C+2H 2这么高的温度才分解，说明甲烷的热稳定性很强。小结：本节课我们开始了对有机物的系统学习，介绍了有机物、烃的概念，解释了有机物种类繁多的主要原因；认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性质：氧化反应、取代反应、受

9、热分解反应，学习中重点应对甲烷和 Cl 2 的取代反应加以理解，当然也要树立结构和性质紧密相关的观点。教学说明本章是学习有机物的开始，俗话说：万事开头难。因此在教学中注重了以周围熟悉的有机物引入有机物的概念，从有机物的重要用途来激发学生学习有机物的兴趣。为了让学生对甲烷的分子结构有一个正确的认识，采用了模型展示的方法；通过实验演示甲烷的取代反应和不能被酸性高锰酸钾溶液氧化的事实以及投影分析取代反应的过程，不仅提高了广大学生的分析思考问题、动手的能力，同时还帮助学生树立科学的学习和分析方法。二、烷烃的结构和性质1. 烷烃的概念a.分子里碳原子都以单键结合成链状；b.碳原子剩余的价键全部跟氢原子结

10、合.2. 烷烃的结构式和结构简式甲烷乙烷丙烷丁烷结 构 式：结构简式： CH 4CH3CH 3CH 3CH 2CH 3CH3CH2CH 2CH3 /CH 3(CH 2 )2CH 3这种式子，书写起来是比较方便的，我们称之为有机物的结构简式。当然，在书写有机物分子的结构简式时，若遇到像丁烷分子中有两个（或多个）相同的成分时，还可以写成CH 3(CH 2)2CH 3。由于结构简式书写方便，且仍能表示出分子结构的简况，所以更多情况下常使用结构简式。既然甲烷的结构和其他的烷烃分子很相似，那么它们在性质上是否也很相似呢？3. 烷烃的物理性质学生自学 P116 思考、分析表中数据，讨论，并得出一些规律。（

11、 a）随着分子里含碳原子数的增加，熔点、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大；（ b）分子里碳原子数等于或小于4 的烷烃。在常温常压下都是气体，其他烷烃在常温常压下都是液体或固体；（ c）烷烃的相对密度小于水的密度。 （评价学生的回答，然后补充说明）（ 1）表中所列烷烃均为无支链的烷烃，常温常压下是气体的烷烃除了上述碳原子数小于或等于4 的几种分子之外，还有一种碳原子数为5 的分子， 但分子中含有支链的戊烷，（2）烷烃分子均为非极性分子，故一般不溶于水，而易溶于有机溶剂，液态烷烃本身就是良好的有机溶剂。设疑烷烃分子的熔沸点为什么会随着碳原子数的增大即相对分子质量的提高而升高呢？由于随着相对分子质量的

12、增大， 分子之间的范德华力逐渐增大， 从而导致烷烃分子的熔沸点逐渐升高。甲烷与其他烷烃结构的相似不仅表现在物理性质上的规律性变化，而且化学性质上也具有极大的相似性。4. 的化学性 （ 1）通常状况下，它 很 定，跟酸、碱及氧化物都不 生反 ，也 与其他物 化合；（ 2）在空气中都能点燃；（ 3）它 都能与 气 生取代反 。 （ 价并 充 明）（ 1） 与 气也可以是溴在光照条件下 生的取代反 ，由于碳原子数的增多而使生成的取代 物的种 将更多；例如：甲 的 代物有：一 甲 、二 甲 、三 甲 、四 甲 共四种 代物。同学 算乙 的 代物有几种？答案： 9 种。 ( 班可以 律 )（ 2）在空气

13、或氧气中点燃 ，完全燃 的 物 CO2 和 H2O，相同状况下随着 分子里碳原子数的增加往往会燃 越来越不充分，使燃 火焰明亮，甚至伴有黑烟；（ 3） 分子也可以分解，但 物不一定 炭黑和 气， 在以后的石油裂化 裂解的学 中就将学到。5. 的通式 ： Cn H2n+2CH4C2H6C3H8C4H10C5H 12若 分子的碳原子数 n，那么 原子的数目就可表示 2n+2， 的分子式就可以表示 CnH2 n+2。大家再比 一下相 碳原子数的 在分子 成上有何特点，当然也可以用通式来推算。（可以通 察表 5 1 中的 构 式，也可以用通式推算，用CnH2n+2 减去 Cn1H2(n1)+2，都可以

14、得到相同的 ） ：在分子 成上相差一个或若干个CH2 原子 。6. 同系物概念分子 构相似 ，在分子 成上相差一个或若干个CH 原子 的物 ，互称 同系物。2 下列各 内的物 不属于同系物的是（）3例题精讲一、烷烃1、烷烃的概念：碳原子跟碳原子都以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合。这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都已达到“饱和” ，这种结合的链烃叫做饱和链烃，或称烷烃。2、烷烃的通式：CnH 2n+2 (n 1)3、烷烃物理性质：（ 1）状态：一般情况下， 1 4 个碳原子烷烃为气态， 5 16 个碳原子为液态， 16 个碳原子以上为固态。（ 2）溶解性：烷烃不

15、溶于水，易溶于有机溶剂。（ 3）熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐升高。（ 4）密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐增加。4、烷烃的化学性质（ 1）一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都不起反应。（ 2）取代反应：在光照条件下能跟卤素发生取代反应。（ 3）氧化反应：在点燃条件下，烷烃能燃烧，CnH 2n+2+3n 1 O2点燃nCO 2 ( n 1) H 2O2（ 4）分解反应：在高温下，烷烃能分解成小分子。二、同系物1、同系物的概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的物质相互称为同系物。2、掌握概念的三个关键： （ 1）通式相同；（2）结构相似；（ 3）组成上

16、相差n 个（ n 1）CH2 原子团。例 1、 下列化合物互为同系物的是：A O2 和 O3B 、C2H 6 和 C4H10HBrCH3C、Br C Br 和 Br C HD 、 CH3CH2CH3 和 CH 3CH CH 3HH三、同分异构现象和同分异构物体1、同分异构现象：化合物具有相同的化学式，但具有不同结构的现象。2、同分异构体：化合物具有相同的化学式，不同结构的物质互称为同分异构体。3、同分异构体的特点：分子式相同，结构不同，性质也不相同。例 2、 有一种 AB 2C2 型分子，在该分子中以A 为中心原子，下列关于它的分子构型和有关同分异构体的各种说法正确的是（）A 、 假如为平面四

17、边形，则有两种同分异构体；B、 假如为四面体，则有二种同分异构体；C、 假如为平面四边形，则无同分异构体；D、 假如为四面体，则无同分异构体。例 3、进行一氯取代后，只能生成三种沸点不同产物的烷烃是（A 、 (CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3B 、 (CH 3)3CCH 2CH 3C、(CH 3)2CHCH(CH 3)2D、 (CH 3)2CHCH 3BC）BC四、烷烃的系统命名法1、选主链碳原子最多的碳链为主链；2、编号位定支链，要求取代基所在的碳原子的编号代数和为最小；3、写名称支链名称在前，母体名称在后；先写简单取代基，后写复杂取代基；相同的取代基合并起来，用二、三等数字表示。例

18、 3、 下列烷烃的命名是否正确？若有错误加以改正，把正确的名称填在横线上：（ 1）CH 3 CH CH 2 CH 32乙基丁烷CH 2CH 3（ 2）CH 3 CH CH CH 33， 4二甲基戊烷CH 3 CH 2CH3CH 3 CH2 CH2CH 2 CH 3（ 3）CH 3 CH2 C CH CH CH 35甲基 4， 6 三乙基庚烷CH2 CH 3CH3五、同系物、同位素、同分异构体、同素异形体的比较：同系物同位素同分异构体同素异形体研究对象有机化合物之间元素、原子之间化合物之间单质之间相似点结构相似通式相同质子数相同分子式相同同种元素不同点相差 n 个 CH 2 原子团（n中子数不同

19、原子排列不同组成或结构不同 1）例 4、 有下列各组微粒或物质：CH 3A 、 O2 和 O3B、 126 C 和 136 CC、 CH 3CH2CH2CH3 和 CH 3CH 2CHCH 3HClCH 3D、 Cl C Cl 和 Cl C HE、CH 3CH 2CH2CH 3 和 CH 3 CH CH 3HH（ 1）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。例 5 甲烷和氯气以物质的量11 混合，在光照条件下，得到的产物是（） CH3Cl2 2 CHCl3 CCl4CH ClA 只有 B

20、和 的混合物C只有 D 的混合物4实战演练5 分，共 45 分）一、选择题（每小题1.（ 2001年高考理综题）已知天然气的主要成分CH 4 是一种能产生温室效应的气体。等物质的量的CH4 和 CO2 产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述：天然气与煤、煤油相比是比较清洁的能源；等质量的CH 4 和 CO2 产生的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是A. 是B. 只有C.是和D. 只有2.在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合，得到产物的物质的量最多的是A CH3ClB CHCl 3CCCl 4 HCl3.若要使 05 mol 甲烷完全和 Cl 2 发

21、生取代反应， 并生成相同物质的量的四种取代物，则需要 Cl 2 的物质的量为A 2 5 molB 2 molC1 25mol 0 5mol4.用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构如图，它属于A. 无机物B. 烃C.高分子化合物D. 有机物5.甲烷分子的空间构型是正四面体，下列事实可以证明这一观点的是 A.CH 3 Cl 没有同分异构体B.CH 2Cl 2 没有同分异构体C.甲烷分子中 C H 键键角均相等D. 甲烷分子可以发生取代反应6.进行一氯取代反应后，只能生成3 种沸点不同的产物的烷烃是A.(CH 3） 2CHCH 2CH 2CH 3B（CH 3CH 2）2CH

22、CH 3C（CH 3） 2CHCH （ CH 3） 2（CH 3） 3CCH2CH37.1， 2， 3三苯基环丙烷的3 个苯基可以分布在环丙烷平面的上下，因此有如下2 个异构体。(是苯基，环用键线表示，C、 H 原子都未画出 )据此，可判断1，2， 3， 4， 5五氯环戊烷(假定五个碳原子也处于同一平面上)的异构体数是A 4B 5C 6 78.某植物中（ C6H 10O5） n 的含量为10%，若在一定条件下，微生物将（C6H 10O5)n 转化成 CH4 ：（ C6 H10O5） n nH2O微生物3nCH4 3nCO2某沼气池，当加入该植物162 ，可得 CH 4 在标况下的体积为A.6

23、72 3B.6 72LC.224 3.4 48 39.已知化合物 B3N3H6（硼氮苯）与C6H6（苯）的分子结构相似，如下图：则硼氮苯的二氯取代物B3N 3H4Cl 2 的同分异构体的数目为A.2B.3C.4D.6二、非选择题（共55分）10.(10 分 )按系统命名法填写下列有机物的名称及有关内容：名称是，它的一卤代物有种同分异构体；(2)名称是，1mol 该烃完全燃烧需消耗 O2mol 。11.(10 分 )下图是德国化学家李比希1831 年测定烃类化合物(只含 C、H 两元素 )组成的装置。瓷舟内的烃样品经加热分解或气化后用纯O2 流驱赶经过红热的 C O，这里烃类化合物反应变成 CO

24、2 和 H 2O，再经吸收管吸收。已知下表数据。瓷舟吸收管吸收管小舟样品小舟吸收前吸收后吸收前吸收后A B C D E F (1)烃样品在反应过程中所用的氧化剂是。(2) 吸 收 管 应 装 的 吸 收 剂 是， 应 装 的 吸 收 剂是。(3)样品中碳的质量分数的数学表达式是。12.(10 分 )在 1 01 105 a、120时， 1 L A 、 B 两种烷烃组成的混合气体，在足量O2中充分燃烧后，得到同温同压下2 5 L CO2 和 3 5L 水蒸气，且 A 分子中比 B 少 2个碳原子，试确定A 和 B 的分子式及体积比。13.(15 分）化学上常用燃烧法确定有机物的组成。这种方法是在

25、电炉上加热纯O2 氧化管内样品， 根据产物的质量确定有机物的组成。下图所列装置是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。回答下列问题：（ 1 ） 若 产 生 的 O2按 从 左 到 右 的 流 向 ， 则 所 选 装 置 各 导 管 的 连 接 顺 序是。（ 2）装置 C 中浓 H2 SO4 的作用是。（ 3）装置 D 中 MnO 2 的作用是。（ 4）燃烧管中 CuO 的作用是。（ 5）若准确称取0.90 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 1.32 g ， B 管 质 量 增 加0.54 g ， 则 该 有 机 物 的 最 简

26、式是。（ 6）若要确定该有机物的分子式，则还需要。14.（ 10 分）（ 2003 年春季高考题）取标准状况下CH 4 和过量 O2 的混合气体840 mL ，点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.600 g，计算：（ 1）碱石灰吸收后所剩气体的体积（标准状况）。（ 2）原混合气体中CH4 和 O2 的体积比。实战演练答案： 1.A2.D3.B 4.D 5.B 6.D7.A 8.A 9.C11.O2CuO（2） CaCl2P2O5 或者碱石灰12（F-E ） /44（ B-A ）13.g-f-e-h-i-c吸收水分，干燥氧气使有机物更充分氧化为二氧化碳和水二氧化锰为分解制备氧气的催化剂CH2O有机物的相对分子质量