高中化学 专题3 常见的烃 第一单元 脂肪烃 第1课时学案 苏教版选修5

第1课时脂肪烃的类别烷烃

知识内容必考要求加试要求

1.脂肪烃和芳香烃、饱和烃和不饱和烃

的概念及判断。

2.烷烃的物理性质。

3.烷烃的化学性质。

b

a

c 目标定位

1.熟知脂肪烃的类别及各类烃的通式、结构特点。

2.知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。

3.知道烷烃的化学性质。

一、烃的分类和脂肪烃的类别与通式

1．烃的分类

(1)根据分子中是否含有苯环

??

?

??脂肪烃：不含苯环

芳香烃：含有苯环

(2)脂肪烃的分类

??

?

??

不饱和烃：含有双键或叁键等

不饱和键的脂肪烃

饱和烃：不含不饱和键的脂肪烃，如烷烃

(3)链状烃：烃分子中碳和碳之间的连接呈链状，可以含有支链。

(4)环状烃：烃分子中含有碳环。分子中含有的碳环不是苯环的烃，称为脂环烃，如环己烷

；分子中含有一个或多个苯环的一类碳氢化合物，称为芳香烃，如苯。2．烷烃的结构特点与通式

(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：a.CH3—CH3b．CH3—CH2—CH3c．CH3—CH2—CH2—CH3

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C n H2n＋2(n≥1)。3．烯烃、炔烃的结构特点与通式

分析比较下列两组有机物，回答下列问题：

A组：①CH2===CH2②CH2===CH—CH3

③CH3—CH===CH—CH3

B组：①CH≡CH②CH3—C≡CH

③CH≡C—CH2—CH3

(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C n H2n(n≥2)。

(2)B组有机物在分子结构上的相同点是都含有一个—C≡C—，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C n H2n－2(n≥2)。

同系物的概念与判断

(1)概念：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物。

(2)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)。

例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．若C2H2和C4H6互为同系物，则C4H6分子中一定含有一个三键

C．具有相同通式的有机物不一定互为同系物

D．分子组成相差一个或几个CH2原子团的化合物必定互为同系物

答案 D

解析CH4和C5H12的通式相同，且均为饱和烃，二者互为同系物，A正确；互为同系物的物质含有相同的官能团，且个数相同，B正确；环烷烃和烯烃通式相同(C n H2n)，但结构特点不同，二者不是同系物，C正确；选项D中的化合物结构特点不一定相似。

【考点】烃的组成与结构

【题点】烃的分子结构与组成

例2某烃的化学式为C4H m，下列关于C4H m的说法中正确的是( )

A．当m＝8时，该烃一定与乙烯互为同系物

B．当m＝4时，该烃一定含有碳碳双键

C．该烃不可能同时含有碳碳双键和碳碳叁键

D．1 mol C4H m完全燃烧，不可能生成3.5 mol H2O

答案 D

解析 当m ＝8时，该烃分子式为C 4H 8，满足该分子组成的烃可能为环丁烷或丁烯，由于不能确定其结构，所以与乙烯不一定互为同系物；当m ＝4时，该烃分子式为C 4H 4，该烃的分子中不一定含有碳碳双键，可能含有碳环和碳碳叁键；当m ＝4时，该烃分子中可能含有1个碳碳双键和1个碳碳叁键；1 mol C 4H m 完全燃烧，若生成3.5 mol H 2O ，则该烃的分子中含有7个H ，烃分子中含有的氢原子数都是偶数，所以不可能含有7个氢原子。 【考点】脂肪烃的类别和通式 【题点】烃的通式及结构 二、烷烃的性质

1．烷烃的物理性质及递变规律

阅读教材并结合已学知识内容，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 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

2.烷烃的化学性质

(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CH 3CH 3＋Cl 2――→光照

CH 3CH 2Cl ＋HCl 。

(3)氧化反应——可燃性

烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO 2和H 2O ，燃烧的通式为C n H 2n ＋2＋3n ＋12O 2――→点燃n CO 2＋(n ＋

1)H 2O 。

(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：C 16H 34――→催化剂

高温C 8H 16＋C 8H 18。 例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1∶1，混合发生取代反应只生成CH 3Cl

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 Cl2

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 CH4完全生成CCl4，最多消耗4 mol Cl2，D错误。

【考点】烷烃的化学性质

【题点】烷烃的取代反应

例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正确。

【考点】烷烃的结构与性质综合分析

【题点】烷烃结构与性质的综合考查

(1)判断两种有机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：①取代反应(光照)、

②氧化反应(点燃)、③分解反应(高温)。

1．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C n H2n＋2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

解析烷烃中的化学键除了碳碳单键之外，还含有碳氢键；烷烃化学性质比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应；分子通式C n H2n＋2中的碳原子已达完全饱和的状态，符合通式C n H2n＋2的有机物一定是烷烃；烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特征反应。

【考点】烷烃的结构与性质综合分析

【题点】烷烃结构与性质的综合考查

2．下列物质的沸点由高到低排列顺序正确的是( )

①丁烷②2-甲基丙烷③戊烷④2-甲基丁烷

⑤2,2-二甲基丙烷

A．①＞②＞③＞④＞⑤ B．⑤＞④＞③＞②＞①

C．③＞④＞⑤＞①＞② D．②＞①＞⑤＞④＞③

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③＞④＞⑤＞①＞②。

【考点】烷烃的物理性质与用途

【题点】烷烃的物理性质与递变规律

3．有4种碳骨架如下的烃，下列说法正确的是( )

①a和d是同分异构体②b和c是同系物③a和b都能发生加成反应④只有b和c能发生取代反应

A．①② B．①④

C．②③ D．②④

答案 A

解析 a 为，d 为，a 和d 分子式相同但结构不同，互为同分异

构体，①正确；b 为CH 3CH 2CH 2CH 3，c 为，b 和c 都是烷烃，互为同系物，②

正确；a 可以发生加成反应，b 不可以发生加成反应，③不正确；a 中—CH 3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，④不正确。 【考点】烷烃的结构与性质综合分析 【题点】烷烃结构与性质的综合考查

4．在光照条件下，将1 mol CH 4与Cl 2反应，得到等物质的量的4种取代产物，则消耗Cl 2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CH 4＋Cl 2――→hνCH 3Cl ＋HCl ，CH 4＋2Cl 2――→hνCH 2Cl 2＋2HCl ，CH 4＋3Cl 2――→hν

CHCl 3＋3HCl ，CH 4＋4Cl 2――→hν

CCl 4＋4HCl 。1 mol CH 4生成CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4各为0.25 mol ，则消耗Cl 2的物质的量为0.25 mol ＋0.25 mol×2＋0.25 mol×3＋0.25 mol×4＝2.5 mol 。 【考点】烷烃的化学性质 【题点】烷烃的取代反应

5．已知烷烃A 的密度是相同条件下H 2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。

①用系统命名法命名，B 的名称为__________________________________________________。 ②B 与Cl 2发生反应生成一氯代物的化学方程式为_________________________________ ________________________________________________________________________。 ③B 燃烧的化学方程式为_____________________________________________。 答案 (1)C 5H 12

(2)CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3、CH 3CH(CH 3)CH 2CH 3、C(CH 3)4 (3)①2,2-二甲基丙烷

②C(CH 3)4＋Cl 2――→h νC(CH 3)3CH 2Cl ＋HCl ③C 5H 12＋8O 2――→点燃

5CO 2＋6H 2O

解析 根据A 的密度是相同条件下H 2密度的36倍，推知其相对分子质量为72，设分子式为C n H 2n ＋2，求得n ＝5，则分子式为C 5H 12。 【考点】烷烃的结构与性质综合分析 【题点】烷烃结构与性质的综合考查

[对点训练]

题组一 烷烃的分子结构和通式

1．下列关于烷烃的叙述中正确的是( ) A ．燃烧产物一定为二氧化碳和水 B ．烷烃分子中碳原子不可能在同一平面上 C ．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键 D ．任何烷烃分子中碳氢原子个数之比都是相同的 答案 C

解析 烷烃中含有碳、氢元素，完全燃烧的产物为二氧化碳和水，但如果氧气不足，烷烃不完全燃烧，产物有可能为一氧化碳和水；烷烃中的乙烷2个C 原子可以在同一直线上，除此之外，多碳烷烃主链是锯齿形，碳原子可能在同一平面内；烷烃属于饱和链烃，不存在不饱和键，分子中所有的化学键都为单键；烷烃的通式为C n H 2n ＋2，C 、H 原子个数之比＝n ∶(2n ＋2)，碳原子数不同时碳氢原子个数之比不同。 【考点】烷烃的组成与结构 【题点】烷烃的分子结构与组成 2．下列说法中正确的是( )

A ．分子式为C 7H 16的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有2种

B ．烷烃的通式为

C n H 2n ＋2，随n 值增大，碳元素的质量百分含量逐渐减小 C ．分子通式为C n H 2n ＋2的烃一定是烷烃

D ．异戊烷与2-甲基丁烷互为同系物 答案 C

解析 分子式为C 7H 16的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有3种，A 项错误；烷烃的通式为C n H 2n ＋2，C 元素的质量分数为

12n 14n ＋2＝12

14＋

2

n

，则随n 值增大，碳元素的质量百分含量逐渐增大，B 项错误；异戊烷与2-甲基丁烷为同一种物质，D 项错误。