学案1：3.1.2 烷 烃

第2课时烷烃
知识梳理
一、烷烃
1．概念：分子中碳原子之间只以__________结合，剩余的价键全部跟__________结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫__________，也叫______。

2．通式：__________________。

3．烷烃的结构特点
①烷烃分子里的碳原子间都以______相连接，每个碳原子最多能以____个共价单键与其他碳(或氢)原子相连接。

每个碳原子的化合价都得到充分的利用。

②烷烃都是______结构，非平面或直线结构，碳原子______一条直线上，而是呈______ 型或______状。

碳碳单键可以旋转，因此烷烃(主链的碳原子数≥4)的碳链形状可以改变。

4．物理性质
递变熔、沸
点
烷烃的熔、沸点较低，且随碳原子数的增加而____；碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低
状态
碳原子数____的烷烃在常温常压下是____，其他烷烃在常温常压下是__________
相对密
度
烷烃的相对密度都较小，且随碳原子数的增加而____
相似性烷烃难溶于____而易溶于________；液态烷烃的密度均小于1 g·cm－3
5.化学性质
稳定性
烷烃通常较稳定，不能被__________________________氧化，也不能与______ 、______发生反应
氧化
反应
①在空气或氧气中点燃，完全燃烧时生成______
②在相同情况下，随着烷烃分子里碳原子数的增加，往往燃烧越来越不
充分，燃烧火焰明亮，甚至伴有黑烟
③烷烃的燃烧通式为__________________________________________
取代
反应
在________条件下，烷烃与________________________发生取代反应，生成种类更多的有机物和相应的卤化氢气体。

可简单表示如下：
C n H 2n ＋2＋X 2――→光
C n H 2n ＋1X ＋HX
6.简单烷烃的命名——习惯命名法
(1)n ≤10时，从一到十依次用________________________________________表示为“某 烷”，如C 8H 18命名为______。

(2)n ＞10时，用汉字数字表示，如C 18H 38命名为________。

(3)对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称之前再加“____”、“____”、
“____”等字加以区别。

如
命名为____________。

二、同系物、同分异构现象和同分异构体 1．同系物
结构______，在分子组成上相差________________________的物质互称为同系物。

(1)同系物概念的内涵有两个：一是分子结构______，二是分子组成上相差一个或若干个
____________。

两者要联系在一起，缺一不可。

同系物的外延是有机物，也就是说，不 仅在烷烃类物质内存在同系物关系，在其他类有机物中也存在同系物关系；
(2)同系物具有相同的______，但是通式相同的有机物________互为同系物，同系物的前
提是________物质且分子组成上相差一个或若干个CH 2原子团；
(3)同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差______(n ＝1,2,3，……)。

(4)同系物的判断规律：①一差(分子组成至少相差一个____________)；②一同(具有相同
的______)；③二相似(______相似，__________相似)。

2．同分异构现象和同分异构体 (1)同分异构现象
化合物具有相同________，但具有不同______的现象。

(2)同分异构体
具有相同分子式而结构不同的化合物互称为同分异构体。

(3)常见烷烃同分异构体的数目
随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也逐渐增加。

只有______、______、______
仅有一种结构，没有同分异构体。

其他烷烃如戊烷有____种、己烷有____种、庚烷有9 种，而癸烷则有75种之多。

(4)同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较见下表：
概念定义分子式结构性质
同位素
______相
同，______不同
的________元素
的不同原子
元素符号表
示式不同，如：11
H、21H、31H
________相
同，
____________不
同
________性
质不同，
________性质几
乎相同
同素异形体
______元素
形成的________
单质
________相
同，________不
同。

如O2和O3
单质的组成
与结构________
________性
质不同，
________性质基
本相同
同系物
____相似，
分子组成相差一
个或若干个
____________的
有机物
______不
同，但具有相同
的________
__________
性质不同，
__________性质
相似
同分异构体
______相
同，______不同
的化合物
__________
性质不同，
______性质不一
定相同
(5)有机化合物种类繁多的原因是什么
①有机物中每个碳原子可与其他____个原子形成____个共价键；而且碳碳之间也能相互
形成共价键，不仅可以形成______，还可形成______或______。

②多个碳原子可相互结合形成长长的______，还可形成______结构。

③有机物中可含______碳原子，也可含有__________个碳原子，并且在分子组成相同时，
还可以有众多的____________。

每课一练
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.（2011·株洲高一检测）下列说法正确的是( )
A.饱和烃就是烷烃
B.随着碳原子数的递增，烷烃的熔沸点逐渐降低
C.取代反应中可能有单质生成
D.任何烷烃分子都不可能为平面结构
2.（2011·聊城高一检测）正丁烷与异丁烷互为同分异构体是因为( )
A.具有相似的化学性质
B.具有不同的物理性质
C.分子式相同
D.分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
3.（双选）关于CH4和的叙述正确的是( )
A.均能用通式C n H2n+2来表示
B.与所有烷烃互为同分异构体
C.它们结构相似，物理、化学性质相同
D.通常情况下它们都是气态烷烃
4.由沸点数据：甲烷—146℃，乙烷—89℃，正丁烷—0.5 ℃，可以判断丙烷的沸点可能是( ) A．高于－0.5℃B．约是＋30℃
C．约是－40℃D．低于－89℃
5.（2011·新课标全国卷）分子式为C5H11Cl的同分异构体共有（不考虑立体异构）（
）
A.6种
B.7种
C.8种
D.9种
二、非选择题（本题包括3小题，共30分）
6.（8分）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的碳原子数是5，__________。

（3）分子中含有26个电子的烷烃D，________。

（4）室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F，_________。

7.（10分）（2011·天水高一检测）下列几组物质中，互为同位素的有_______，互为同素异形体的有________，互为同系物的有________，互为同分异构体的有_______，属于同种物质的有________。

①O2和O3 ②35Cl和37Cl
③CH3CH3和CH3CH2CH3
④和
⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3
8.（12分）(挑战能力）某气态烃在标准状况下密度为2.59 g/L。

（1）其相对分子质量等于________，
（2）该烃的含碳量为82.8%，则分子中碳、氢原子的个数比是________，分子式是________。

（3）可能的结构简式及名称是________。

参考答案
知识梳理
一、
1．碳碳单键氢原子饱和烃烷烃
2．C n H2n＋2(n≥1)
3．①单键四②立体不在折线锯齿
4．升高≤4气体液体或固体增大水有机溶剂5．酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂强酸强碱
①CO2和H2O③C n H2n＋2＋3n＋1
2O2――→
点燃
n CO2＋(n＋1)H2O光照Cl2、Br2等卤素
单质的气体
6．(1)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸辛烷
(2)十八烷(3)正异新异丁烷
二、
1．相似一个或若干个CH2原子团(1)相似CH2原子团(2)通式不一定同一类(3)14n(4)①CH2原子团②通式③结构化学性质
2．(1)分子式结构(3)甲烷乙烷丙烷3 5
(4)从左到右，从上到下：质子数中子数同一种电子层结构原子核结构物理化学同种不同元素符号分子式不同物理化学结构CH2原子团分子式通式相似物理化学分子式结构相同不同物理化学(5)①四4单键双键三键②碳链环状③一个成千上万同分异构体
每课一练
答案解析
1.【解析】选D。

饱和链烃是烷烃，随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高，据CH4的分子结构可知，烷烃分子不可能是平面结构，A、B错误，D正确；由取代反应的定义可知C错误。

2.【解析】选D。

分子式相同，但结构不同的物质互为同分异构体，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.【解析】选A、D。

A项，因二者均为烷烃，都符合通式C n H2n+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
常温下是气态。

4.【解析】选C。

不同碳原子数的烷烃，其沸点随碳原子数的增多而逐渐升高，故丙烷的沸点高于－89℃，低于－0.5℃，C正确。

5.【解析】选C。

此题首先找出C5H12有三种同分异构体：正戊烷、异戊烷和新戊烷，然后用一个Cl原子取代氢原子可得：CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、
CH3CH2CHClCH2CH3、CH2ClCH（CH3）CH2CH3、CH3CCl（CH3）CH2CH3、CH3CH（CH3）CHClCH3、
CH3CH（CH3）CH2CH2Cl、C（CH3）3CH2Cl，一共8种同分异构体。

独具【方法技巧】快速判断同分异构体的数目——等效氢法
（1）同一碳原子上的氢原子是等效的。

如：—CH2—上氢原子，—CH3上氢原子都是等效的。

（2）同一碳原子上所连甲基上的氢原子也是等效的。

如异丁烷
分子中的三个甲基上的氢是等效的。

（3）处于对称位置上的氢原子是等效的。

如：正丁烷分子：CH3CH2CH2CH3，其中1号与4号，2号与3号碳上的氢原子是等效的。

6.【解析】（1）M=2 g/mol×43=86 g/mol,所以14n+2=86，n=6，即该烷烃的分子式为C6H14。

（2）由C n H2n+2，n=5, 得2n+2=12,该烷烃的分子式为C5H12。

（3）由C n H2n+2可知：6n＋2n＋2＝26,n＝3。

该烷烃的分子式为C3H8。

（4）室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃应为CH3CH2CH2CH3，分子式为C4H10。

答案：（1）C6H14 （2）C5H12（3）C3H8（4）C4H10
7.【解析】①是氧元素的两种单质，互为同素异形体；②是氯元素的两种不同原子，互为同位素；③中乙烷与丙烷互为同系物；④属同一种物质；⑤两者分别为正丁烷与异丁烷，互为同分异构体。

答案:②①③⑤④
8.【解析】（1）M＝2.59 g/L×22.4 L/mol＝58 g/mol。

（2）N（C）∶N（H）＝82.8%182.8%
121
∶＝2∶5，
则烃的最简式为C2H5。

设其分子式为(C2H5)x，
则有(12×2＋5)·x＝58，x＝2，所以烃的分子式为C4H10。

（3）可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3（正丁烷）、（异丁烷）。

答案：（1）58 （2）2∶5 C4H10
（3）CH3CH2CH2CH3（正丁烷）、（异丁烷）。