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 [学习目标定位] 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—CH3 b．CH3—CH2—CH3 c．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CnH2n＋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===CH2 ②CH2===CH—CH3 ③CH3—CH===CH—CH3 B组：①CH≡CH ②CH3—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CnH2n(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CnH2n－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 (2017·泰州中学高二期中)下图是CH4、CCl4、CH3Cl (沸点：－24.2 ℃)的球棍模型图。下列说法正确的是( )

A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 B．标准状况下，2.24 L一氯甲烷含有的分子数为6.02×1022 C．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多 D．四氯化碳是一种常见的有机溶剂，密度比水小 答案 B 解析 CH3Cl中C—H键与C—Cl键的键长不等，是四面体结构，但不是正四面体结构，A项错误；标准状况下，2.24 L一氯甲烷的物质的量为0.1 mol，含有的分子数为6.02×1022，B项正确；甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中HCl最多，C项错误；四氯化碳的密度比水大，D项错误。 【考点】烷烃的化学性质 【题点】烷烃的取代反应 例2 某烃的化学式为C4Hm，下列关于C4Hm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 C4Hm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C4H8，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C4H4，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 C4Hm完全燃烧，若生成3.5 mol H2O，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CH3CH3＋Cl2――→光照CH3CH2Cl＋HCl。 (3)氧化反应——可燃性

烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和H2O，燃烧的通式为CnH2n＋2＋3n＋12O2――→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C8H16＋C8H18。 例3 (2018·邗江中学高二期末)下列关于烷烃的说法正确的是( ) A．正丁烷和异丁烷均有两种一氯取代物 B．1 mol乙烷在光照条件下最多能与3 mol Cl2发生取代反应 C．C6H14的同分异构体有4种，其熔点各不相同 D．甲烷性质稳定，在高温下不能分解 答案 A 解析 正丁烷和异丁烷中都有两种等效氢原子，所以均有两种一氯取代物，A项正确；1 mol乙烷中含有6 mol氢原子，在光照条件下最多能与6 mol Cl2发生取代反应，B项错误；C6H14

的同分异构体有正己烷 CH3CH2CH2CH2CH2CH3、2­甲基­戊烷 CH3CH(CH3)CH2CH2CH3、3­甲基­戊烷

CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、2,3­二甲基丁烷 (CH3)2CHCH(CH3)2、2,2­二甲基丁烷CH3C(CH3)2CH2CH3共5种，其熔点各不相同，C项错误；甲烷属于烷烃，性质比较稳定，但在高温下可以分解生成碳和氢气，D项错误。 【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 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．(2017·泰州中学高二期中)下列说法中错误的是( ) ①分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物 ②符合通式CnH2n＋2的烃，它们必定是同系物 ③化学式相同，结构不同的纯净物互称为同分异构体 ④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似 A．只有①②③ B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④ 答案 D 解析 同系物的前提是结构相似，分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物不一定是同系物，如乙烯和环丙烷，①错误；符合通式CnH2n＋2的烃是烷烃，同系物需要分子式不同，②错误；化学式相同，结构不同的纯净物不一定为同分异构体，如金刚石和石墨，③错误；互为同分异构体的两种有机物化学性质不一定相似，如丙烯和环丙烷，④错误；选D项。 【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CH3CH2CH2CH3，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—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，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 CH4与Cl2反应，得到等物质的量的4种取代产物，则消耗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＋Cl2――→hνCH3Cl＋HCl，CH4＋2Cl2――→hνCH2Cl2＋2HCl，CH4＋3Cl2――→hνCHCl3＋3HCl，CH4＋4Cl2――→hνCCl4＋4HCl。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 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。 ①用系统命名法命名，B的名称为__________________________________________________。 ②B与Cl2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)C5H12 (2)CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4