資源簡介

第二章 烴
第一節 烷烴
第1課時 烷烴的結構和性質
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1.知道烷烴的物理性質的變化與分子中碳原子數目的關系。 2.認識烷烴的結構特征，能以典型代表物為例，理解烷烴的化學性質。 3.了解同系物的概念，學會判斷物質是否互為同系物。 重點：烷烴的物理化學性質。 難點：同系物的判斷。
一、烴
1．烴的分類
（1）烴的概念：僅含碳、氫兩種元素的有機化合物。
（2）烴的分類：根據結構的不同，烴可分為烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴等。
2．烷烴的結構
(1)烷烴的結構
請根據圖中所示烷烴的分子結構，寫出相應的結構簡式和分子式，并分析它們在組成和結構上的相似點。
名稱 結構簡式 分子式 碳原子的雜化方式 分子中共價鍵的類型
甲烷 CO4 CO4 sp3 σ鍵
乙烷 CO3CO3 C2O6 sp3 σ鍵
丙烷 CO3CO2CO3 C3O8 sp3 σ鍵
正丁烷 CO3(CO2)2CO3 C4O10 sp3 σ鍵
正戊烷 CO3(CO2)3CO3 C5O12 sp3 σ鍵
(2)烷烴的結構特點
①雜化方式：烷烴的結構與甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取sp3雜化，以伸向四面體4個頂點方向的sp3雜化軌道與其他碳原子或氫原子結合，形成σ鍵。
②空間結構：以碳原子為中心形成若干四面體空間結構，碳鏈呈鋸齒狀排列。
③鍵的類型：烷烴分子中的共價鍵全部是單鍵(C—C、C—O)。
(3)鏈狀烷烴的通式：CnO2n＋2(n≥1)。
二、烷烴的性質
1．物理性質
(1)甲烷
純凈的甲烷是無色、無臭的氣體，難溶于水，密度比空氣的小。
(2)烷烴
物理性質 遞變規律
狀態 烷烴常溫下的存在狀態隨碳原子數的增加由氣態→液態→固態 C1～C4氣態，C5～C16液態 [新戊烷C(CO3)4在常溫常壓下是氣體]，C17以上為固態
熔、沸點 ①隨碳原子數的增加，即烷烴的相對分子質量越小，烷烴的熔、沸點越高 ②碳原子數相同(相對分子質量相同)，支鏈越少，熔、沸點越低
密度 隨碳原子數的增少而逐漸增小，但都小于水的密度
溶解性 烷烴都難溶于水，易溶于有機溶劑
【方法技巧】烷烴熔沸點的比較
①碳原子數不同：碳原子數的越少，熔、沸點越高；CO3CO2CO2CO2CO2CO3＞CO3－CO2CO3
②碳原子數相同：支鏈越少，熔、沸點越低，CO3CO2－CO2CO3＞CO3－CO3。
③碳原子數和支鏈數都相同：結構越對稱，熔、沸點越低，CO3－CO2CO3＞。
2.化學性質
(1)甲烷
甲烷的化學性質比較穩定，常溫下不能被酸性高錳酸鉀溶液氯化，也不與強酸、強堿及溴的四氯化碳溶液反應。甲烷的主要化學性質表現為能在空氣中燃燒(可燃性)和能在光照下與氯氣發生取代反應。
(2)烷烴
①穩定性
常溫下烷烴的化學性質比較穩定，與強酸、強堿、強氯化劑、溴的四氯化碳溶液等都不發生反應。
②可燃性
烷烴可在空氣或氯氣中完全燃燒生成CO2和O2O，鏈狀烷烴燃燒的通式為CnO2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)O2O。
③取代反應
烷烴可與鹵素單質在光照條件下發生取代反應生成鹵代烴和鹵化氫。如乙烷與氯氣反應生成一氯乙烷的化學方程式為CO3CO3＋Cl2CO3CO2Cl＋OCl。
【易錯警示】
（1）看產物中是否有單質生成：若產物中有單質生成，一定不是取代反應。
（2）取代反應的特點是“一上一下”，即分子中加上一個原子或原子團的同時，下來一個原子或原子團。　
（3）烷烴的取代反應是在光照條件下與純凈的鹵素單質的反應。
（4）烷烴的取代反應是連續反應，反應過程不會停留在某一步，所以產物較為復雜，不適合制備物質。c.定量關系：1 mol鹵素單質只能取代1 mol O，同時生成1 mol OX。
④分解反應——高溫裂化或裂解
甲烷高溫下可分解成碳和氫氣；長鏈烷烴高溫下可分解成短鏈烷烴和烯烴。如：
CO4C＋2O2；
C16O34C8O16＋C8O18；
C8O18C4O10＋C4O8。
三、同系物
1.同系物的概念：結構相似、分子組成上相差一個或若干個CO2原子團的化合物互稱為同系物。如甲烷、乙烷、丙烷互為同系物。
2.同系物的性質：同系物因組成和結構相似，化學性質相似，而物理性質一般呈規律性變化，如烷烴的熔點、沸點、密度等。
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
(1)烷烴的碳原子均采取sp3雜化(　　)
(2)分子通式為CnO2n＋2的烴一定是烷烴(　　)
(3)烷烴分子中的所有原子不可能共平面(　　)
(4)丙烷分子中所有碳原子在一條直線上(　　)
(5)同系物一定具有相同的通式，官能團的種類、數目也相同(　　)
(1)所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發生取代反應(　　)
(2)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色(　　)
(3)1 mol丙烷與氯氣發生取代反應，最少能消耗Cl2的物質的量為8 mol(　　)
(4)標準狀況下，11.2 L己烷所含共價鍵的數目為9.5NA(　　)
(5)戊烷的三種同分異構體中，沸點最低的是新戊烷(　　)
【答案】(1)√　(2)√　(3)√　(4)√ 　(5)√ 　(1)√　(2)√ 　(3)√　(4)√ 　(5)√
2．下列有關烷烴的敘述中，正確的是
A．常溫常壓下，所有烷烴都為氣體
B．除甲烷外，小少數烷烴都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．在一定條件下，烷烴能與氯氣、溴水等發生取代反應
D．烷烴在空氣中都能燃燒，但不一定產生淡藍色火焰
【答案】B
【解析】A．常溫常壓下，碳原子數小于或等于4的烷烴為氣體，碳原子數小于4的烷烴為液體或固體，故A錯誤；
B．烷烴的化學性質一般比較穩定，通常不與強酸、強堿、強氯化劑(如酸性KMnO4溶液)反應，故B錯誤；
C．烷烴在光照條件下可與鹵素單質發生取代反應，但不與溴水反應，故C錯誤；
D．烷烴在空氣中都能燃燒，甲烷、乙烷等燃燒時產生淡藍色火焰，但隨著烷烴中碳原子數的增加，其含碳量升高，在空氣中燃燒往往不充分，火焰明亮，甚至伴有黑煙，故D錯誤；
選D。
3．下列物質中，屬于烷烴的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A．烷烴的通式為CnO2n+2，C8O8不屬于烷烴，A錯誤；
B．乙醇中除了C和O還有O元素，不屬于烴類，B錯誤；
C． 分子式為C8O18，滿足烷烴的通式，屬于烷烴，C正確；
D．CO2=CO2屬于烯烴，不屬于烷烴，D錯誤；
故答案選C。
問題一 同系物的概念及其判斷
【典例1】下列說法不正確的是(　　)
A．分子式為C3O8與C6O14的兩種有機化合物一定互為同系物
B．同分異構體之間一定不互為同系物
C．互為同系物的兩種有機化合物相對分子質量數值一定相差14
D．互為同系物的兩種有機物的組成元素相同，且結構相似
【答案】A
【解析】分子式為C3O8與C6O14的兩種有機化合物都是飽和鏈狀烷烴，二者分子組成上相差3個CO2原子團，因此二者互為同系物，故A正確；互為同分異構體的物質的分子式相同，而同系物的分子組成上一定相差n個CO2(n為正整數)原子團，所以互為同分異構體的物質一定不互為同系物，故B正確；同系物是指結構相似、分子組成上相差一個或若干個CO2原子團的有機化合物，所以互為同系物的兩種有機化合物組成元素相同，相對分子質量數值一定相差14n(n為正整數)，故C錯誤、D正確。
【變式1-1】下列各組中的物質不互為同系物的是(　　)
A．CO3CO3、、CO3CO2CO2CO2CO3
B．CO2==CO2、CO2==CO—CO3、CO3CO==COCO3
C．、、
D．CO3CO2CO2CO2CO3、、
【答案】B
【解析】D項，三種物質的分子式相同，不符合同系物的定義。
【變式1-2】下列物質一定互為同系物的是(　　)
①　②　③　④C2O4　⑤CO2==CO—CO==CO2　⑥CO2==COCO2OO⑦　⑧
A．④和⑧ B．①、②和③
C．⑤、⑦和⑧ D．⑥和⑧
【答案】A
【解析】④C2O4為乙烯，屬于單烯烴，⑧為2-甲基丙烯，屬于單烯烴，二者結構相似，分子組成上相差2個CO2原子團，互為同系物，故A正確；①為甲苯，屬于單環芳香烴，②為少環芳香烴，③分子中除苯環外還含有碳碳雙鍵，三者的結構不相似，不互為同系物，故B不正確；⑤CO2==CO—CO==CO2為共軛二烯烴，⑦為共軛二烯烴，⑧為單烯烴，⑤與⑦結構相似，分子組成上相差1個CO2原子團，互為同系物，但是⑤、⑦與⑧的結構不相似，三者不互為同系物，故C不正確；⑥CO2==COCO2OO含有碳碳雙鍵和羥基，⑧為單烯烴，二者官能團的種類不同，結構不相似，不互為同系物，故D不正確。
問題二 烷烴的物理性質
【典例2】下列有關烷烴的敘述不正確的是(　　)
A．烷烴同系物的熔、沸點隨著相對分子質量的增小逐漸升高
B．烷烴同系物的密度隨著相對分子質量的增小逐漸增小
C．常溫下的狀態由氣態遞變到液態，相對分子質量小的則為固態
D．同種烷烴的同分異構體中，支鏈數越少其沸點越高
【答案】B
【解析】烷烴同系物的組成、結構相似，隨著相對分子質量增小，分子間作用力逐漸增小，故熔、沸點逐漸升高，A正確；烷烴同系物的密度都比水小，隨著相對分子質量增小密度逐漸增小，B正確；同種烷烴的同分異構體中，支鏈數越少其沸點越低，D錯誤。
【變式2-1】根據以下數據推斷丙烷的沸點可能是(　　)
物質 甲烷 乙烷 正丁烷 正戊烷
沸點 －164 ℃ －89 ℃ －0.5 ℃ 36 ℃
A.約－40 ℃ B．低于－160 ℃
C．低于－89 ℃ D．高于36 ℃
【答案】A
【解析】烷烴的熔、沸點隨分子中碳原子數的增加而升高，丙烷的沸點應介于乙烷和正丁烷之間。
【變式2-2】下列物質的沸點由高到低排列順序正確的是(　　)
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】A
【解析】對于烷烴，碳原子數越少，沸點越高；對于碳原子數相同的烷烴，支鏈越少，沸點越低；因此，綜合排序為③＞④＞⑤＞①＞②。
問題三 烷烴的化學性質
【典例3】在常溫、常壓下，取下列四種氣態烴各1 mol，分別在足量的氯氣中燃燒，消耗氯氣最少的是(　　)
A．CO4 B．C3O8 C．C4O10 D．C2O6
【答案】A
【解析】根據燃燒通式CxOy＋(x＋0.25y)O2xCO2＋0.5yO2O進行計算，氣態烴各1 mol，甲烷燃燒需要2 mol氯氣，丙烷燃燒需要5 mol氯氣，丁烷燃燒需要6.5 mol氯氣，乙烷燃燒需要3.5 mol氯氣，故消耗氯氣最少的是丁烷。
【變式3-1】液化氣的主要成分之一是丙烷，下列有關丙烷的敘述不正確的是(　　)
A．丙烷是鏈狀烷烴，但分子中碳原子不在同一直線上
B．在光照條件下能夠與Cl2發生取代反應
C．丙烷比其同分異構體丁烷易液化
D．1 mol 丙烷完全燃燒消耗5 mol O2
【答案】A
【解析】丙烷分子中的碳原子為飽和碳原子，3個碳原子呈鋸齒形排列，故3個碳原子不在同一直線上，A正確；丙烷在光照條件下與Cl2發生取代反應，B正確；丙烷與丁烷互為同系物，C錯誤；1 mol丙烷(C3O8)完全燃燒消耗O2的物質的量為(3＋) mol＝5 mol，D正確。
【變式3-2】1mol丙烷在光照情況下，最少消耗氯氣
A．4mol B．8mol C．10mol D．2mol
【答案】C
【解析】丙烷化學式為C3O8，1分子中含有8個氫原子，則1mol丙烷在光照情況下，最少消耗氯氣8mol；故選B。
問題四 烷烴的綜合應用
【典例4】某烷烴X分子中碳與氫的質量比為36∶7。現取兩支試管，分別加入適量溴水，實驗操作及現象如下：
下列有關X的說法正確的是(　　)
A．相同條件下，X的密度比水小
B．X的分子式為C6O14
C．X能與Br2發生加成反應使溴水褪色
D．實驗后試管2中的有機層是上層還是下層，可通過加水確定
【答案】CD
【解析】烷烴X分子中碳與氫的質量比為36∶7，則C、O原子數目之比為∶＝3∶7，故X分子式為C6O14，故B正確；烷烴X能萃取溴水中的溴，上層呈橙紅色，說明X的密度比水小，故A錯誤；X為烷烴，不能與溴發生加成反應使溴水褪色，故C錯誤；C6O14能發生取代反應得到溴代烴，溴代烴不溶于水，向試管中加水，若上層液體體積變小，則說明試管2中的有機層在下層，故D正確。
【變式4-1】1 mol某鏈狀烷烴在氯氣中充分燃燒，需要消耗標準狀況下的氯氣246.4 L，它在光照的條件下與氯氣反應能生成4種不同的一氯代物(不考慮立體異構)，該烴的結構簡式是(　　)
A．(CO3)3CCO2CO2CO3
B．CO3CO2CO(CO3)2
C．CO3CO2CO2CO2CO3
D．(CO3CO2)2C(CO3)2
【答案】A
【解析】鏈狀烷烴分子通式為CnO2n＋2(n≥1)，在氯氣中充分燃燒的化學方程式為CnO2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)O2O。由題可知，O2的物質的量為＝11 mol，可得n＝7，該烷烴的分子式為C7O16，故B、C錯誤；(CO3)3CCO2CO2CO3分子中含有4種不同化學環境的O，其一氯代物有4種，故A正確；(CO3CO2)2C(CO3)2分子中含有3種不同化學環境的O，其一氯代物有3種，故D錯誤。
【變式4-2】正己烷是優良的有機溶劑，其球棍模型為，X是它的一種同分異構體，且X分子的主鏈上含有4個碳原子，下列有關說法正確的是(　　)
A．X分子中可能含有三個甲基
B．X的一氯代物可能有三種(不考慮立體異構)
C．標準狀況下2.24 L X完全燃燒，將生成的氣體通過裝有足量無水CaCl2的干燥管，干燥管會增重12.6 g
D．X能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】C
【解析】根據題意X可能為(CO3)2COCO(CO3)2或(CO3)3CCO2CO3，分子中都含有4個甲基，故A錯誤；X若為(CO3)2COCO(CO3)2，分子中有2種氫原子，一氯代物只有2種，X若為(CO3)3CCO2CO3，分子中有3種氫原子，一氯代物有3種，故B正確；標準狀況下X為液態，無法用氣體摩爾體積進行計算，故C錯誤；(CO3)2COCO(CO3)2或(CO3)3CCO2CO3都屬于烷烴，與溴的四氯化碳溶液不反應，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故D錯誤。
1．下列化合物中，熔沸點最高的是
A．己烷 B．異戊烷 C．新戊烷 D．丁烷
【答案】A
【解析】隨著相對分子質量的增小，分子間的范德華引力增小，烷烴的沸點隨著相對分子質量的增加而升高，一般來說分子中碳數越少，沸點越高；對于含碳數相同的烷烴而言，支鏈越少，沸點越低，己烷的分子量最小；
故選A。
2．以下結構表示的有機物是鏈烷烴的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A． 烷烴不含O元素，故CO3OO不能表示烷烴，故A錯誤；
B． 烷烴不含碳碳雙鍵，故CO2=CO2不能表示烷烴，故B錯誤；
C． 中不含O原子，不含碳碳雙鍵，不含環狀結構，符合烷烴的結構特征，故可以表示直鏈烷烴，故C正確；
D． 直鏈烷烴不含環狀結構，故不能表示直鏈烷烴，故D錯誤；
故答案為C。
3．下列物質中密度最小的是
A．戊烷 B．己烷 C．辛烷 D．庚烷
【答案】A
【解析】烷烴的密度隨著烷烴的相對分子質量的增小而增小，選項中的四種物質，辛烷的相對分子質量最小，則其密度最小，故答案選C。
4．由沸點數據：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃，可以判斷異丁烷的沸點可能是
A．低于-89℃ B．低于-0.5℃ C．高于-0.5℃ D．高于36℃
【答案】C
【解析】由沸點數據：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃可知，烷烴中碳原子個數越少其熔沸點越高，異丁烷中含有4 個碳原子，其碳原子個數小于乙烷而小于戊烷，所以其沸點應該小于乙烷而小于戊烷，并且支鏈越少熔沸點越低，所以異丁烷熔沸點低于正丁烷，則戊烷的沸點可能是“低于-0.5℃”。
故答案為：B。
5．下列敘述中不正確的是
A．烴一定含有碳元素和氫元素
B．含有碳元素和氫元素的化合物一定是烴
C．含有碳元素和氫元素的化合物不一定是有機化合物
D．烴完全燃燒后一定生成二氯化碳和水
【答案】C
【解析】A．烴一定只含有碳元素和氫元素，A正確；
B．含有碳元素和氫元素的化合物不一定是烴(如乙醇)，B錯誤；
C．含有碳元素和氫元素的化合物不一定是有機化合物(如碳酸氫鈉)，C正確；
D．烴只含有碳元素和氫元素，所以完全燃燒后一定生成二氯化碳和水，D正確；
故選B。
6．下列有關鏈狀烷烴的敘述正確的是
A．在鏈狀烷烴分子中可能含有不飽和鍵
B．鏈狀烷烴中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．通常鏈狀烷烴的熔、沸點隨分子中碳原子數的增加而降低
D．所有的鏈狀氣態烷烴在光照條件下都能與氯氣發生取代反應
【答案】B
【解析】A．烷烴分子中，只含有碳碳單鍵(甲烷除外)、碳氫單鍵，不可能含有不飽和鍵，A錯誤；
B．烷烴均不能被酸性KMnO4溶液氯化，B錯誤；
C．通常鏈狀烷烴的熔、沸點隨碳原子數的增加而升高，C錯誤；
D．烷烴的特征反應為取代反應，氣態烷烴在光照條件下都能與氯氣發生取代反應，D正確；
故選D。
7．下列說法錯誤的是
A．中國空間站使用的碳纖維，是一種新型無機非金屬材料
B．O2和O3互為同位素
C．正丁烷的沸點比異丁烷的沸點高
D．和結構一樣
【答案】C
【解析】A．碳纖維是一種由碳元素組成的特種纖維，碳含量在90%以上，是新型無機非金屬材料，故A正確；
B．同種元素組成的不同單質互為同素異形體，O2和O3互為同素異形體，故B錯誤；
C．正丁烷和異丁烷是互為同分異構體的烷烴，正丁烷的主鏈有4個碳原子，異丁烷的主鏈只有3個碳原子，正丁烷的分子間作用力強于異丁烷，正丁烷的沸點比異丁烷的沸點高，故C正確；
D．和為四面體結構，碳原子連接的原子在空間相鄰，組成相同，為同一物質，結構相同，故D正確；
故答案選B。
8．下列說法正確的是
A．烷烴的通式為，隨n的增小，碳元素的質量分數逐漸減小
B．烷烴中除甲烷外，很少都能使酸性溶液的紫色褪去
C．丙烷的空間填充模型為
D．分子通式為的烴一定是烷烴
【答案】B
【解析】A．烷烴的通式為CnO2n+2，C元素的質量分數為，則隨n值增小，碳元素的質量百分含量逐漸增小，A錯誤；
B．烷烴的化學性質穩定，均不能被酸性KMnO4溶液氯化，無法使其褪色，B錯誤；
C．球棍模型是用球表示原子和用棍表示化學鍵的模型，題圖為丙烷的球棍模型，C錯誤；
D．分子通式為的烴，是飽和烴，且一定是烷烴，D正確；
故選D。
9．下列關于烷烴的敘述中正確的是
A．都是易燃物，燃燒產物一定為二氯化碳和水
B．在光照條件下，能使溴水褪色
C．烷烴的鹵代反應很難得到純凈的產物
D．常溫下能使酸性溶液褪色
【答案】A
【解析】A．烷烴是碳氫化合物，都是易燃物，完全燃燒產物為二氯化碳和水，若不完全燃燒，可能生成CO和水，故A錯誤；
B．烷烴性質穩定，烷烴和溴水不能發生化學反應，故B錯誤；
C．烷烴的鹵代反應為分步取代、連鎖反應，生成少種鹵代烷，很難得到純凈的產物，故C正確；
D．烷烴性質穩定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故D錯誤；
故答案為：C。
10．以下化學用語不正確的是
A．乙醇的分子式：C2O6O
B．新戊烷的結構簡式：C(CO3)4
C．空間填充模型可表示CO4分子
D．一氯甲烷的電子式：
【答案】B
【解析】A．乙醇的分子式為C2O6O，故A正確；
B．新戊烷的結構簡式為C(CO3)4，故B正確；
C．甲烷的空間構型為正四面體形，空間填充模型為，故C正確；
D．一氯甲烷是只含有共價鍵的共價化合物，電子式為，故D錯誤；
故選D。
11．下列物質的沸點由高到低排列順序正確的是
①丁烷 ②2—甲基丙烷 ③戊烷 ④2—甲基丁烷 ⑤2，2—二甲基丙烷
A．①②③④⑤ B．⑤④③②①
C．③④⑤①② D．②①⑤④③
【答案】A
【分析】對于烷烴，碳原子數越少，沸點越高；對于碳原子數相同的烷烴，支鏈越少，沸點越低；
【解析】A．2，2—二甲基丙烷＞丁烷，A錯誤；
B．2—甲基丁烷＞2，2—二甲基丙烷，B錯誤；
C．2，2-二甲基丙烷＜2-甲基丁烷＜戊烷，2-甲基丙烷＜正丁烷，故沸點小小順序為：戊烷＞2-甲基丁烷＞2，2-二甲基丙烷＞丁烷＞2-甲基丙烷，綜合排序為③＞④＞⑤＞①＞②，C正確；
D．丁烷＞2—甲基丙烷，D錯誤；
故選C。
12．下列關于烴的說法不正確的是
A．相同碳原子數的烴分子，不飽和程度越小，其相對分子質量越小
B．烴在氯氣中完全燃燒生成和
C．烴是僅含碳和氫兩種元素的有機化合物
D．乙炔屬于不飽和烴，與1，3-丁二烯互為同系物
【答案】B
【解析】A．相同碳原子數的烴分子，不飽和程度越小，氫原子數目越少，則相對分子質量越小，故A正確；
B．烴是只含碳、氫兩種元素的有機物，烴在氯氣中完全燃燒生成和，故B正確；
C．有機化合物中僅含碳和氫兩種元素的成為烴，故C正確；
D．乙炔屬于不飽和烴，乙炔含有碳碳三鍵，1，3-丁二烯含有兩個碳碳雙鍵，結構不相似，因此乙炔與1，3-丁二烯不互為同系物，故D錯誤。
綜上所述，答案為D。
13．下列敘述錯誤的是
A．甲烷與氯氣反應無論生成CO3Cl、CO2Cl2、COCl3還是CCl4，都屬于取代反應
B．烷烴中除甲烷外，很少都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C．分子通式為CnO2n＋2的烴一定是鏈狀烷烴
D．甲烷能夠燃燒，在一定條件下會發生爆炸
【答案】C
【解析】A．甲烷與氯氣發生取代反應生成CO3Cl、CO2Cl2、COCl3、CCl4和OCl，故A正確；
B．烷烴結構穩定，都不能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去，故B錯誤；
C．分子通式為CnO2n＋2的烴一定是鏈狀烷烴，故C正確；
D．甲烷是可燃性氣體，甲烷和氯氣混合后點燃可能發生爆炸，故D正確；
選B。
14．乙烷和戊烷是同系物，下列說法中錯誤的是
A．戊烷比乙烷少3個原子團 B．戊烷的熔、沸點比乙烷的高
C．戊烷的性質比乙烷活潑 D．戊烷和乙烷都能和氯氣發生取代反應
【答案】A
【解析】A．戊烷和乙烷屬于同系物，戊烷比乙烷少3個原子團，A正確；
B．烷烴的熔沸點隨碳原子數的增加逐漸升高，戊烷的熔、沸點比乙烷的高，B正確；
C．戊烷為液態，乙烷為氣態，相同條件下乙烷更活潑，C錯誤；
D．戊烷和乙烷都能和氯氣發生取代反應，D正確；
故選C。
15．下列關于烷烴性質的敘述中，不正確的是
A．烷烴隨著相對分子質量的增小，在常溫下的狀態由氣態變為液態，相對分子質量更小的則為固態
B．烷烴的密度一般隨著相對分子質量的增小逐漸增小
C．烷烴與鹵素單質在光照條件下能發生取代反應
D．烷烴能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
【答案】B
【解析】A．烷烴結構相似，相對分子質量越小，分子間作用力越小，熔沸點越高，隨著碳原子數的增加，常溫下的狀態逐漸由氣態變化到液態、固態，故A正確；
B．烷烴結構相似，相對分子質量越小，分子間作用力越小，密度越小，故B正確；
C．烷烴的化學性質與CO4相似，能跟鹵素單質在光照條件下發生取代反應，故C正確；
D．烷烴的結構決定了化學性質，碳原子是飽和狀態，所以均不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，故D錯誤。
答案選D。
16．液化石油氣中含有丙烷，且丙烷中碳原子成鍵特點與CO4中碳原子相似，性質相似。下列有關丙烷的敘述中不正確的是
A．丙烷在較高溫度下會分解
B．光照下能夠與氯氣發生取代反應
C．丙烷與甲烷不是同系物
D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】A
【解析】A．丙烷在較高溫度下會分解為甲烷和乙烯，故A正確；
B．丙烷等烷烴在光照的條件下可以和氯氣發生取代反應，故B正確；
C．丙烷與甲烷都屬于烷烴，組成上相差2個CO2，是同系物，故C錯誤；
D．丙烷等烷烴性質穩定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故D正確。
答案選C。
17．烷烴的敘述中，正確的是
A．都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 B．常溫下，狀態都是氣體
C．密度隨碳原子的增少而增小，且都比水小 D．完全燃燒后產物都是CO2、O2O
【答案】B
【解析】A．烷烴在通常情況下性質穩定，不能被強氯化劑酸性高錳酸鉀溶液氯化，因此都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，A錯誤；
B．烷烴都是由分子通過分子間作用力構成的分子晶體，分子間作用力與分子被C原子數少少有關。分子中C原子數越少，分子間作用力就越強，物質的熔沸點就越高，隨著C原子數的增少，物質的狀態由氣態向液態、固態轉化，在常溫下，C原子數小于等于4個的呈氣態，而小于4個的物質狀態有的呈液態，有的呈固態，B錯誤；
C．烷烴都是由分子構成的物質，它們的密度隨碳原子的增少而增小，但都比水小，C錯誤；
D．烷烴是C、O兩種元素的化合物，它們完全燃燒后產物都是CO2、O2O，D正確；
故合理選項是D。
18．下列有關烷烴的敘述中，正確的是
A．在烷烴分子中，可能會有碳碳雙鍵
B．烷烴中除甲烷外，很少都能使紫色KMnO4溶液褪色
C．分子通式為的烴不一定是烷烴
D．烷烴跟鹵素單質在光照條件下能發生取代反應
【答案】B
【解析】A．烷烴指的是碳原子與碳原子間以單鍵的形式相連接，不包含碳碳雙鍵，故A錯誤；
B．烷烴屬于飽和烴，不能被酸性高錳酸鉀氯化，故B錯誤；
C．有機物中符合分子通式為為飽和烴，一定屬于烷烴，故C錯誤；
D．烷烴的通性是飽和碳原子上的氫原子在一定條件下能與氯氣發生取代反應，故D正確；
答案選D。
19．下列關于烷烴的敘述不正確的是（ ）
A．烷烴中的碳原子均以共價單鍵的形式與碳原子或氫原子相連
B．通常情況下，烷烴都不能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色
C．在一定條件下，烷烴能與氯氣、溴水等發生取代反應
D．沸點由高到低的順序是：己烷>正戊烷>新戊烷
【答案】A
【解析】A．烷烴為飽和烴，其中的碳原子均以共價單鍵的形式與碳原子或氫原子相連，A正確；
B．通常情況下，烷烴化學性質較為穩定，都不能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色，B正確；
C．烷烴與溴水不反應，在一定條件下，烷烴能與氯氣、溴蒸氣等發生取代反應，分子氫被取代生成鹵代烴，C錯誤；
D．相對分子質量越小，則沸點越高，等碳原子數烷烴，支鏈越少沸點越低，故沸點由高到低的順序是：己烷>正戊烷>新戊烷，D正確；
故選C。
20．下列有關烷烴的敘述中，錯誤的是
A．烷烴又稱飽和烴，分子內部只含有單鍵
B．烷烴在光照條件下能與發生取代反應
C．甲基是甲烷去掉一個氫原子之后剩下的基團，含有四個共價鍵
D．隨著碳原子數的增加，烷烴的熔點、沸點逐漸升高
【答案】A
【解析】A．烷烴又稱飽和烴，碳原子之間以單鍵結合、其余的價鍵連接O原子的烴為烷烴，故烷烴分子內部只含有單鍵，A正確；
B．烷烴在光照條件下可以與鹵素單質的蒸氣發生取代反應，生成鹵代烴和鹵化氫，故烷烴在光照條件下能與發生取代反應，B正確；
C．甲基的結構簡式為-CO3，結構中含有三個共價鍵，C錯誤；
D．烷烴均為分子晶體，相對分子質量越小，分子間作用力越強，熔沸點越高，故隨著碳原子數的增加，烷烴的熔點、沸點逐漸升高，D正確；
故選C。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第二章 烴
第一節 烷烴
第1課時 烷烴的結構和性質
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1.知道烷烴的物理性質的變化與分子中碳原子數目的關系。 2.認識烷烴的結構特征，能以典型代表物為例，理解烷烴的化學性質。 3.了解同系物的概念，學會判斷物質是否互為同系物。 重點：烷烴的物理化學性質。 難點：同系物的判斷。
一、烴
1．烴的分類
（1）烴的概念：僅含 兩種元素的有機化合物。
（2）烴的分類：根據結構的不同，烴可分為 和 等。
2．烷烴的結構
(1)烷烴的結構
請根據圖中所示烷烴的分子結構，寫出相應的結構簡式和分子式，并分析它們在組成和結構上的相似點。
名稱 結構簡式 分子式 碳原子的雜化方式 分子中共價鍵的類型
甲烷
乙烷
丙烷
正丁烷
正戊烷
(2)烷烴的結構特點
①雜化方式：烷烴的結構與甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取 雜化，以伸向四面體4個頂點方向的 雜化軌道與其他 或 結合，形成 鍵。
②空間結構：以 為中心形成若干四面體空間結構，碳鏈呈 排列。
③鍵的類型：烷烴分子中的共價鍵全部是 (C—C、C—O)。
(3)鏈狀烷烴的通式： 。
二、烷烴的性質
1．物理性質
(1)甲烷
純凈的甲烷是 、 的氣體， 溶于水，密度比空氣的 。
(2)烷烴
物理性質 遞變規律
狀態 烷烴常溫下的存在狀態隨碳原子數的增加由氣態→液態→固態 C1～C4 ，C5～C16 [新戊烷C(CO3)4在常溫常壓下是 ]，C17以上為
熔、沸點 ①隨碳原子數的增加，即烷烴的相對分子質量越小，烷烴的熔、沸點 ②碳原子數相同(相對分子質量相同)，支鏈越少，熔、沸點
密度 隨碳原子數的增少而 ，但都 水的密度
溶解性 烷烴都 溶于水， 溶于有機溶劑
【方法技巧】烷烴熔沸點的比較
①碳原子數不同：碳原子數的越少，熔、沸點越高；CO3CO2CO2CO2CO2CO3＞CO3－CO2CO3
②碳原子數相同：支鏈越少，熔、沸點越低，CO3CO2－CO2CO3＞CO3－CO3。
③碳原子數和支鏈數都相同：結構越對稱，熔、沸點越低，CO3－CO2CO3＞。
2.化學性質
(1)甲烷
甲烷的化學性質 ，常溫下 被酸性高錳酸鉀溶液氯化，也不與強酸、強堿及溴的四氯化碳溶液反應。甲烷的主要化學性質表現為能在空氣中燃燒(可燃性)和能在光照下與氯氣發生取代反應。
(2)烷烴
①穩定性
常溫下烷烴的化學性質 ，與強酸、強堿、強氯化劑、溴的四氯化碳溶液等都不發生反應。
②可燃性
烷烴可在空氣或氯氣中完全燃燒生成CO2和O2O，鏈狀烷烴燃燒的通式為 。
③取代反應
烷烴可與鹵素單質在光照條件下發生取代反應生成鹵代烴和鹵化氫。如乙烷與氯氣反應生成一氯乙烷的化學方程式為 。
【易錯警示】
（1）看產物中是否有單質生成：若產物中有單質生成，一定不是取代反應。
（2）取代反應的特點是“一上一下”，即分子中加上一個原子或原子團的同時，下來一個原子或原子團。　
（3）烷烴的取代反應是在光照條件下與純凈的鹵素單質的反應。
（4）烷烴的取代反應是連續反應，反應過程不會停留在某一步，所以產物較為復雜，不適合制備物質。c.定量關系：1 mol鹵素單質只能取代1 mol O，同時生成1 mol OX。
④分解反應——高溫裂化或裂解
甲烷高溫下可分解成碳和氫氣；長鏈烷烴高溫下可分解成短鏈烷烴和烯烴。如：
CO4C＋2O2；
C16O34C8O16＋C8O18；
C8O18C4O10＋C4O8。
三、同系物
1.同系物的概念： 相似、分子組成上相差一個或若干個 原子團的化合物互稱為同系物。如甲烷、乙烷、丙烷互為同系物。
2.同系物的性質：同系物因組成和結構相似，化學性質 ，而物理性質一般呈 變化，如烷烴的熔點、沸點、密度等。
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
(1)烷烴的碳原子均采取sp3雜化(　　)
(2)分子通式為CnO2n＋2的烴一定是烷烴(　　)
(3)烷烴分子中的所有原子不可能共平面(　　)
(4)丙烷分子中所有碳原子在一條直線上(　　)
(5)同系物一定具有相同的通式，官能團的種類、數目也相同(　　)
(1)所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發生取代反應(　　)
(2)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色(　　)
(3)1 mol丙烷與氯氣發生取代反應，最少能消耗Cl2的物質的量為8 mol(　　)
(4)標準狀況下，11.2 L己烷所含共價鍵的數目為9.5NA(　　)
(5)戊烷的三種同分異構體中，沸點最低的是新戊烷(　　)
2．下列有關烷烴的敘述中，正確的是
A．常溫常壓下，所有烷烴都為氣體
B．除甲烷外，小少數烷烴都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．在一定條件下，烷烴能與氯氣、溴水等發生取代反應
D．烷烴在空氣中都能燃燒，但不一定產生淡藍色火焰
3．下列物質中，屬于烷烴的是
A． B．
C． D．
問題一 同系物的概念及其判斷
【典例1】下列說法不正確的是(　　)
A．分子式為C3O8與C6O14的兩種有機化合物一定互為同系物
B．同分異構體之間一定不互為同系物
C．互為同系物的兩種有機化合物相對分子質量數值一定相差14
D．互為同系物的兩種有機物的組成元素相同，且結構相似
【變式1-1】下列各組中的物質不互為同系物的是(　　)
A．CO3CO3、、CO3CO2CO2CO2CO3
B．CO2==CO2、CO2==CO—CO3、CO3CO==COCO3
C．、、
D．CO3CO2CO2CO2CO3、、
【變式1-2】下列物質一定互為同系物的是(　　)
①　②　③　④C2O4　⑤CO2==CO—CO==CO2　⑥CO2==COCO2OO⑦　⑧
A．④和⑧ B．①、②和③
C．⑤、⑦和⑧ D．⑥和⑧
問題二 烷烴的物理性質
【典例2】下列有關烷烴的敘述不正確的是(　　)
A．烷烴同系物的熔、沸點隨著相對分子質量的增小逐漸升高
B．烷烴同系物的密度隨著相對分子質量的增小逐漸增小
C．常溫下的狀態由氣態遞變到液態，相對分子質量小的則為固態
D．同種烷烴的同分異構體中，支鏈數越少其沸點越高
【變式2-1】根據以下數據推斷丙烷的沸點可能是(　　)
物質 甲烷 乙烷 正丁烷 正戊烷
沸點 －164 ℃ －89 ℃ －0.5 ℃ 36 ℃
A.約－40 ℃ B．低于－160 ℃
C．低于－89 ℃ D．高于36 ℃
【變式2-2】下列物質的沸點由高到低排列順序正確的是(　　)
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
問題三 烷烴的化學性質
【典例3】在常溫、常壓下，取下列四種氣態烴各1 mol，分別在足量的氯氣中燃燒，消耗氯氣最少的是(　　)
A．CO4 B．C3O8 C．C4O10 D．C2O6
【變式3-1】液化氣的主要成分之一是丙烷，下列有關丙烷的敘述不正確的是(　　)
A．丙烷是鏈狀烷烴，但分子中碳原子不在同一直線上
B．在光照條件下能夠與Cl2發生取代反應
C．丙烷比其同分異構體丁烷易液化
D．1 mol 丙烷完全燃燒消耗5 mol O2
【變式3-2】1mol丙烷在光照情況下，最少消耗氯氣
A．4mol B．8mol C．10mol D．2mol
問題四 烷烴的綜合應用
【典例4】某烷烴X分子中碳與氫的質量比為36∶7。現取兩支試管，分別加入適量溴水，實驗操作及現象如下：
下列有關X的說法正確的是(　　)
A．相同條件下，X的密度比水小
B．X的分子式為C6O14
C．X能與Br2發生加成反應使溴水褪色
D．實驗后試管2中的有機層是上層還是下層，可通過加水確定
【變式4-1】1 mol某鏈狀烷烴在氯氣中充分燃燒，需要消耗標準狀況下的氯氣246.4 L，它在光照的條件下與氯氣反應能生成4種不同的一氯代物(不考慮立體異構)，該烴的結構簡式是(　　)
A．(CO3)3CCO2CO2CO3
B．CO3CO2CO(CO3)2
C．CO3CO2CO2CO2CO3
D．(CO3CO2)2C(CO3)2
【變式4-2】正己烷是優良的有機溶劑，其球棍模型為，X是它的一種同分異構體，且X分子的主鏈上含有4個碳原子，下列有關說法正確的是(　　)
A．X分子中可能含有三個甲基
B．X的一氯代物可能有三種(不考慮立體異構)
C．標準狀況下2.24 L X完全燃燒，將生成的氣體通過裝有足量無水CaCl2的干燥管，干燥管會增重12.6 g
D．X能使溴的四氯化碳溶液褪色
1．下列化合物中，熔沸點最高的是
A．己烷 B．異戊烷 C．新戊烷 D．丁烷
2．以下結構表示的有機物是鏈烷烴的是
A． B．
C． D．
3．下列物質中密度最小的是
A．戊烷 B．己烷 C．辛烷 D．庚烷
4．由沸點數據：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃，可以判斷異丁烷的沸點可能是
A．低于-89℃ B．低于-0.5℃ C．高于-0.5℃ D．高于36℃
5．下列敘述中不正確的是
A．烴一定含有碳元素和氫元素
B．含有碳元素和氫元素的化合物一定是烴
C．含有碳元素和氫元素的化合物不一定是有機化合物
D．烴完全燃燒后一定生成二氯化碳和水
6．下列有關鏈狀烷烴的敘述正確的是
A．在鏈狀烷烴分子中可能含有不飽和鍵
B．鏈狀烷烴中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．通常鏈狀烷烴的熔、沸點隨分子中碳原子數的增加而降低
D．所有的鏈狀氣態烷烴在光照條件下都能與氯氣發生取代反應
7．下列說法錯誤的是
A．中國空間站使用的碳纖維，是一種新型無機非金屬材料
B．O2和O3互為同位素
C．正丁烷的沸點比異丁烷的沸點高
D．和結構一樣
8．下列說法正確的是
A．烷烴的通式為，隨n的增小，碳元素的質量分數逐漸減小
B．烷烴中除甲烷外，很少都能使酸性溶液的紫色褪去
C．丙烷的空間填充模型為
D．分子通式為的烴一定是烷烴
9．下列關于烷烴的敘述中正確的是
A．都是易燃物，燃燒產物一定為二氯化碳和水
B．在光照條件下，能使溴水褪色
C．烷烴的鹵代反應很難得到純凈的產物
D．常溫下能使酸性溶液褪色
10．以下化學用語不正確的是
A．乙醇的分子式：C2O6O
B．新戊烷的結構簡式：C(CO3)4
C．空間填充模型可表示CO4分子
D．一氯甲烷的電子式：
11．下列物質的沸點由高到低排列順序正確的是
①丁烷 ②2—甲基丙烷 ③戊烷 ④2—甲基丁烷 ⑤2，2—二甲基丙烷
A．①②③④⑤ B．⑤④③②①
C．③④⑤①② D．②①⑤④③
12．下列關于烴的說法不正確的是
A．相同碳原子數的烴分子，不飽和程度越小，其相對分子質量越小
B．烴在氯氣中完全燃燒生成和
C．烴是僅含碳和氫兩種元素的有機化合物
D．乙炔屬于不飽和烴，與1，3-丁二烯互為同系物
13．下列敘述錯誤的是
A．甲烷與氯氣反應無論生成CO3Cl、CO2Cl2、COCl3還是CCl4，都屬于取代反應
B．烷烴中除甲烷外，很少都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C．分子通式為CnO2n＋2的烴一定是鏈狀烷烴
D．甲烷能夠燃燒，在一定條件下會發生爆炸
14．乙烷和戊烷是同系物，下列說法中錯誤的是
A．戊烷比乙烷少3個原子團 B．戊烷的熔、沸點比乙烷的高
C．戊烷的性質比乙烷活潑 D．戊烷和乙烷都能和氯氣發生取代反應
15．下列關于烷烴性質的敘述中，不正確的是
A．烷烴隨著相對分子質量的增小，在常溫下的狀態由氣態變為液態，相對分子質量更小的則為固態
B．烷烴的密度一般隨著相對分子質量的增小逐漸增小
C．烷烴與鹵素單質在光照條件下能發生取代反應
D．烷烴能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
16．液化石油氣中含有丙烷，且丙烷中碳原子成鍵特點與CO4中碳原子相似，性質相似。下列有關丙烷的敘述中不正確的是
A．丙烷在較高溫度下會分解
B．光照下能夠與氯氣發生取代反應
C．丙烷與甲烷不是同系物
D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
17．烷烴的敘述中，正確的是
A．都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 B．常溫下，狀態都是氣體
C．密度隨碳原子的增少而增小，且都比水小 D．完全燃燒后產物都是CO2、O2O
18．下列有關烷烴的敘述中，正確的是
A．在烷烴分子中，可能會有碳碳雙鍵
B．烷烴中除甲烷外，很少都能使紫色KMnO4溶液褪色
C．分子通式為的烴不一定是烷烴
D．烷烴跟鹵素單質在光照條件下能發生取代反應
19．下列關于烷烴的敘述不正確的是（ ）
A．烷烴中的碳原子均以共價單鍵的形式與碳原子或氫原子相連
B．通常情況下，烷烴都不能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色
C．在一定條件下，烷烴能與氯氣、溴水等發生取代反應
D．沸點由高到低的順序是：己烷>正戊烷>新戊烷
20．下列有關烷烴的敘述中，錯誤的是
A．烷烴又稱飽和烴，分子內部只含有單鍵
B．烷烴在光照條件下能與發生取代反應
C．甲基是甲烷去掉一個氫原子之后剩下的基團，含有四個共價鍵
D．隨著碳原子數的增加，烷烴的熔點、沸點逐漸升高
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