优化方案化学课件(人教版必修2)：第3章第1节第2课时 烷烃

D．CH3CH2CH2CH2CH3、
【解析】 虽然A中的三种物质有的是直链结构， 有的是带支链的结构，但它们通式相同，都属于烷 烃，在分子组成上分别相差一个CH2原子团，故为 同系物；B选项中的三种物质均含一个碳碳双键， 也属于同系物；C中
分子式相同，是同分异构体；D中三种物质互为 同分异构体，因此选C、D。 【答案】 CD
光
5．烷烃的命名
烷烃中最简单的是甲烷，其余随碳原子数增加，
依次为乙烷、丙烷、丁烷等。碳原子数在十以内
时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、
汉字数字 癸来表示，碳原子数在十以上时，以_________ 表示，如十一烷。当碳原子数相同时，在某烷前 正、异、新 等加以区分。 面加_____________
下列有机化合物中，属于同分异构体的 正确组合是( )
例2
①CH3CH2CH2CH2CH3
②CH3CH2CH2CH2CH2CH3
A．①和③ B．②③⑤ C．①和② D．③和④ 【思路点拨】
【解析】
根据同分异构体的特点：分子式相同
，结构不同，首先找出具有相同碳原子数的有机
物：①④都有 5个碳原子，②③⑤都有 6个碳原子 ，然后再看它们的结构，都是烷烃，且结构不同 ，所以①④互为同分异构体，②③⑤互为同分异 构体。 【答案】 B
第一节
最简单的有机化合物——甲 烷
第2课时 烷烃
学习目标 课前自主学案 第 2 课 时
课堂互动讲练
探究整合应用 知能优化训练
学习目标
1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。 2.了解烷烃的物理性质和化学性质。 3.理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书
写简单烷烃的同分异构体。
课前自主学案
自主学习 一、烷烃
变式训练1 (2011年荆州高一检测)下列数据是有机物 的相对分子质量，可能互为同系物的一组是( )
A．16、30、58、72 C．16、32、48、54 B．16、28、40、52 D．16、30、42、56
解析：选A。因为同系物在分子组成上相差CH2原子 团，则其相对分子质量相差14或14的整数倍。A项4 种物质之间相对分子质量相差14n；B项中4种物质 之间相差12n；C项中相差16n；D项中相差14、12、 14，故B、C、D项不可能互为同系物。
1.30 g＋ 1.78 g n C n(CO2) ＝ ＝ 0.07 mol ， 所 以 ＝ －1 44 g· mol n H 0.07 mol 1 ＝ ，最简式为 CH4； 0.28 mol 4 乙方案先通过碱石灰，吸收 CO2 和 H2O，无法计 算 H2O 和 CO2 的 物 质 的 量 ， 也 无 法 计 算 n(C)∶ n(H)， 故无法求 A 的最简式。 本题不需要测 定其他数据，因为最简式符合 n(C)∶ n(H)＝ 1∶ 4 的烃只有甲烷。
【答案】
(1)甲方案。
1.30 g＋ 1.78 g －1 44 g· mol n C n CO2＋ n CO 1 (2) ＝ ＝ ＝ ， 即最 2.52 g 4 n H n H 2× －1 18 g· mol 简式为 CH4。 (3)不需要， 因为最简式符合 n(C)∶ n(H)＝1∶4 的烃 只有甲烷。
C．随碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高
D．随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比 例增加
解析：选D。随着碳原子数增加，烷烃的相对分
子质量增加，烷烃沸点逐渐升高。由于正庚烷的
相对分子质量大于戊烷，所以正庚烷在常温、常
压下不是气体；烷烃燃烧热和其所含碳原子数呈
线性关系，烷烃沸点和燃烧热都增加，但是并不
是成比例增加。
C．C2H6与C3H8 D．O2与O3
解析：选B。本题考查对同分异构体概念的理解
和实际应用能力，首先清楚同分异构体是指具有
相同分子式但不具有相同结构的物质，A、C、D
项中两组物质的分子式都不同，所以被排除。而
B项中两种物质分子式相同，但结构不相同是同
分异构体。
2 ．有关简单烷烃的叙述：①都是易燃物；②特 征反应是取代反应；③相邻两个烷烃分子在组成 上相差一个甲基，其中正确的是( ) A．①③
(2)同系物的结构相似，并不是相同。例如
和 CH3CH2CH3 ，前者有支链， 而后者无支链，结构不尽相同，但两者的碳原子 均以单键结合，结构相似，故为同系物。 (3)同系物的组成元素必相同。
(4)同系物必符合同一通式。但符合同一通式，且 分子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团的物质 不一定是同系物，如CH2===CH2(乙烯)和
思考感悟
1 ． CH3CH2CH2CH3 分子中碳原子在同一直线上
吗？
【提示】
烷烃分子中的碳原子以单键与其他原
子相连，因此与之成键的四个原子构成四面体结
构，碳原子一定不在同一条直线上，直链烷烃中
碳原子的排列呈锯齿形。
4．化学性质
烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，与强 酸、强碱及强氧化剂不反应，但一定条件下可燃 烧，与氯气等发生取代反应。 (1)烷烃的燃烧通式为
变式训练2
(2011年开封高一检测)进行一氯取代
反应后，只能生成三种沸点不同有机产物的烷烃 是( )
A．(CH3)2CHCH2CH3 B．(CH3CH2)2CHCH3 C．(CH3)2CHCH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH3
解析：选D。关键是找出烃中有多少种等效氢原
子，就有多少种一卤代物。等效氢的判断方法：
和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案，均认为根
据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数
据如下(箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气
已排尽)：
甲：燃烧产物― ― →增重 2.52 g― ― →增重 1.30 g― ― →生成 CO21.78 g 乙：燃烧产物― ― →增重 5.60 g ― ― → 减轻 0.64 g― ― →增重 4 g
(2)不一定。同分异构体的前提是分子式相同。而
相对分子质量相同的物质，分子式不一定相同，
如CO、N2、C2H4相对分子质量相同，但组成不
同，分子式不同，不属于同分异构体。再如
CH3CH2OH和HCOOH相对分子质量相同，分子
式不同，也不是同分异构体。
自主体验 1．(2011年华师大附中高一检测)下列物质中属于同 分异构体的是( ) A．CH4与C2H4 B．CH3—CH2—CH2—CH3与
(2)实例：CH3—CH2—CH2—CH3(正丁烷)与 (异丁烷)是同分异构体。
思考感悟
2 ． (1) 互为同系物的物质，其物理性质和化学性 质相同吗？ (2)同分异构体的相对分子质量相同，那么相对分 子质量相同的物质一定是同分异构体吗？
【提示】 (1)互为同系物的物质，结构相似，分 子组成上相差一个或若干个CH2原子团，属于同 一类物质，其化学性质相似，但物理性质不同。
①同一碳原子上的氢原子等效；②同一碳原子所
连甲基上的氢原子等效；③处于镜面对称位置上
的氢原子等效。将本题各项分子展开，然后按上
述原则判断。
可见A、B中各含四种等效氢原子，C中含两种，
只有D中含三种，即只能生成三种沸点不同的产
物。
探究整合应用
为了测定一种气态烃A的分O2
C．仅①
B．②③
D．①②
解析：选D。烷烃属碳氢化合物，容易燃烧生成 CO2和H2O；烷烃的特征反应是取代反应，如可 在光照条件下与Cl2等发生取代反应；相邻的两个 烷烃分子在组成上相差一个CH2原子团，而不是 甲基(—CH3)。
3．含有2～5个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热 的数据见下表：
烷烃名称
乙烷
如CH3CH2CH2CH3、 正丁烷 二、同系物、同分异构体
1．同系物
(1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若
CH2原子团 的物质。 干个__________
(2)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
2．同分异构体 (1)概念
分子式 ， 同分异构现象：化合物具有相同的 _________ 结构 的现象。 但具有不同_______ 同分异构现象 的化合物。 同分异构体：具有_______________
课堂互动讲练
同系物的判断 1．判断标准 (1)分子结构相似即属于同一类物质； (2)分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。 2．互为同系物的有机化合物的组成与结构特点 (1)同系物的结构相似，主要指化学键类型相似， 分子中各原子的结合方式相似。对烷烃而言就是指 碳原子之间以共价单键相连，其余价键全部结合氢 原子。
1．结构特点
烷烃分子结构为链状结构(可能存在支链)，以任意 一个碳原子为中心，都是四面体结构。 CnH2n＋2 (n≥1)。 2．烷烃的通式：___________ 3．物理性质 随分子中碳原子数的增加： 升高 ； (1)熔、沸点：逐渐________ (2)状态：由气态→液态→固态，其中常温常压下碳 4 的烷烃为气态(新戊烷例外)； 原子数小于或等于___ 增大 且均比水的密度_____ 小 ，____ 难 (3)密度：逐渐_______ 溶于水。
3n＋1 点燃 CnH2n＋2＋ O2 ― ― →nCO2＋(n＋1)H2O。 2 ________________________________________
(2)取代反应 乙烷在光照下与氯气发生取代反应的化学方程式 为(生成一氯代物)：
CH3CH3＋Cl2― ― →CH3CH2Cl＋HCl。 __________________________________
(2)再写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子形 成甲基接在主链某碳原子上。
(3)再写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子形 成乙基或两个甲基接在主链碳原子上，依次类推 。
3．烷烃的一元取代产物同分异构体的判断 取代产物同分异构体的判断——等效氢法 烃分子中等效氢原子的种类有多少，其一氯代物 种类就有多少，判断等效氢原子的方法有： (1)同一碳原子上所连的氢原子是等效的。 (2)同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的 。 (3)同一分子中处于轴对称或镜面对称位置上的氢 原子是等效的。 同时，若烃CxHy的m(m＜y)元取代物有n种同分异 构体，则其(y－m)元取代物也有n种同分异构体。