烷烃【知识点1】分子结构特点及命名1、定义碳原子间只以①单键结合,剩余价键均与②氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”,这样的烃叫作饱和烃,也称为③烷烃。
烷烃的通式为④C n H2n+2,丙烷的分子式为⑤C3H8,其结构简式为⑥CH3CH2CH3。
2、命名(2)烷烃可以根据碳原子数的多少进行命名,当碳原子数在十以内时,常以甲、乙、丙、丁、⑦戊、⑧己、⑨庚、⑩辛、壬、癸依次代表碳原子数,其后加烷字,如五个碳原子的烷烃称为戊烷。
当碳原子数在十以上时,以汉字数字代表,如十二个碳原子的烷烃分子式为C12H26,可命名为十二烷。
【知识点2】烷烃的性质1、物理性质随着碳原子数的递增,烷烃的熔沸点依次升高,相对密度逐渐增大,但其密度均比水小,状态依次由气态、液态到固态。
一般来说,碳原子数在4及以内的烷烃常温下为气态。
随着碳原子数的增多,烷烃的含碳量逐渐增大。
2、化学性质烷烃的化学性质与甲烷相似,常温下,不能与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液、溴水等物质反应,在光照条件下可与氯气发生取代反应,如1 mol丙烷最多可与8 mol氯气发生取代反应。
烷烃均能在空气中燃烧,用烷烃的通式表示烷烃燃烧的化学方程式为C n H2n+2+O2n CO2+(n+1)H2O。
【知识点3】同系物及同分异构体1.同系物的定义:结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,如甲烷、乙烷、丙烷等互为同系物。
2.同分异构体(1)互为同分异构体的物质具有相同的分子式,不同的结构。
(2)丁烷有两种同分异构体,其结构简式分别为正丁烷、异丁烷。
戊烷有三种同分异构体,其结构简式分别为、、。
【思考】1.有同学认为正丁烷的碳链上无支链,所以是直线形的分子,你同意该观点吗?谈谈你的看法。
2.相对分子质量相同的不同物质一定互为同分异构体吗?请举例说明。
【随堂小练】1．下列烷烃：①正己烷②丙烷③正戊烷④正丁烷⑤癸烷中，沸点由高到低的顺序正确的是（）A．①②③④⑤B．⑤③④①②C．⑤①③④②D．③④⑤②①1．下列烷烃，常温下呈气态的是( )A．戊烷B．丁烷C．庚烷D．十二烷2．下列叙述正确的是( )A．分子式相同，各元素含量也相同的物质是同种物质B．通式相同的不同物质一定属于同系物C．分子式相同的不同物质一定是同分异构体D．相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体3．(多选)下列化学性质中，烷烃不具备的是( )A．可以在空气中燃烧B．可以与Cl2在光照下发生取代反应C．可以与溴水中的溴反应而使溴水褪色D．能使高锰酸钾溶液褪色4．下列有关饱和链烃的叙述正确的是( )①都是易燃物②特征反应是取代反应③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基A．①②③B．只有①C．①②D．只有③5．下列说法正确的是( )A．凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质。
彼此一定是同系物关系B．两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则二者一定是同分异构体C．相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体D．组成元素质量分数相同，且相对分子质量也相同不同化合物，互为同分异构体6．天然气、液化石油气(主要成分看作C3H8)燃烧的化学方程式分别是现有一套以天然气为燃料的灶具，改烧液化石油气，应采取的正确措施是( )A．空气和燃气的进气量都减小B．增大空气进入量或减少液化石油气进入量C．两种气体的进入量都增大D．减小空气进入量或增大液化石油气进入量7．(多选)下列说法不正确的是( )A．烷烃的同系物可用通式C n H2n+2表示B．同系物的化学性质相似C．同系物的物理性质相同D．同分异构体的化学性质一定不相似8．1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代反应( )A．4 mol B．8 mol C．2 mol D．6 mol9．下列说法正确的是( )A．相对分子质量相同的物质是同种物质B．相对分子质量相同的不同有机物不一定是同分异构体C．具有同一通式的物质属于同系物D．分子中含有碳和氢的化合物是烃类10．有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子结构与烷烃相似。
下列有关说法错误的是( )A．硅烷的分子通式可表示为Si n H2n+2B．硅甲烷燃烧生成二氧化硅和水C．相同条件下，甲硅烷的密度小于甲烷D．硅甲烷与乙硅烷的相对分子质量相差3011．(多选)下列化学式仅代表一种物质的是( )A．CH4B．C3H8C．C4H10D．C5H1212．某种烷烃11 g完全燃烧时，需要28 L氧气(标准状况下)，该烷烃是( )A．C5H l2B．C4H10C．C3H8D．C2H6【难点1】同系物及同分异构体概念的辨析【例1】有下列各组微粒或物质:A.O2和O3BC和C C.CH3CH2CH2CH3和 D.和E.CH3CH2CH2CH3和(1)组两种微粒互为同位素;(2)组两种物质互为同素异形体;(3)组两种物质属于同系物;(4)组两物质互为同分异构体;(5)组两物质是同一物质。
【例2】甲烷的一氯代物、二氯代物、三氯代物、四氯代物均不存在同分异构体,若甲烷是平面正四边形结构,甲烷的四种取代物中,哪种会存在同分异构体?【难点2】同分异构体的判断【例2】分子式为C4H9Cl的同分异构体有()。
A.1种B.2种C.3种D.4种【典例1】乙烷、丙烷、正丁烷的一氯取代物分别有几种?【典例2】C6H14的同分异构体有几种?如何分析其结构?【总结】1.烷烃同分异构体的写法书写规律可概括为主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边。
①先写出碳原子数最多的主链。
②写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上,以此类推。
2.“三同”的比较(1)同位素①适用对象:原子。
②判断依据:质子数相同,中子数不同。
③性质:化学性质几乎一样,物理性质有差异。
④实例:H、D、T;16O与18O。
(2)同系物①适用对象:有机物。
②判断依据:a.结构相似的同一类物质;b.符合同一通式;c.相对分子质量不同(相差14n)。
③性质:化学性质相似,熔沸点、密度呈规律性变化。
④实例:甲烷与丁烷。
(3)同分异构体①适用对象:有机物、无机物。
②判断依据:a.分子式相同;b.结构不同;c.不一定是同一类物质。
③性质:化学性质可能相似也可能不同,物理性质不同。
④实例:正戊烷、异戊烷、新戊烷。
课堂练习1.下列关于同系物的说法中错误．．的是()。
A.同系物具有相同的通式B.同系物的化学性质基本相似C.同系物的组成一定相差n个CH2原子团(n>0)D.正丁烷和异丁烷互为同系物2.下列化合物互为同系物的是()。
A.一氯甲烷和二氯甲烷B.C2H6和C4H8C.C2H4和C2H6D.CH3CH2CH3和3.下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代物的是()。
A.CH3CH2CH2CH3B.C. D.4.下列是某同学书写的C5H12的同分异构体的结构简式:①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3②③④⑤这些结构简式中出现重复的是(填序号)。
1.下列烷烃中常温下呈气态的是()。
A.戊烷B.丁烷C.庚烷D.十二烷2.下列说法不正确．．．的是()。
A.烷烃的同系物可用通式C n H2n+2表示B.同系物的化学性质相似C.同系物的物理性质相同D.同分异构体的化学性质一定不相同3.下列说法正确的是()。
A.相对分子质量相同的物质是同种物质B.分子式相同的不同有机物一定是同分异构体C.具有同一通式的物质属于同系物D.分子中含有碳与氢元素的化合物是烃类4.下列4组数字,代表有机物同系列的4个同系物相对分子质量的是()。
A.16、32、48、64B.16、17、18、19C.16、30、44、58D.16、28、40、525.下列5种烃:①CH3CH2CH(CH3)2②CH3C(CH3)3③丙烷④戊烷⑤CH3CH(CH3)2,其沸点按由高到低的顺序排列正确的是()。
A.①②③④⑤B.②③④⑤①C.⑤②①③④D.④①②⑤③【解析】碳原子越多的烷烃,沸点越高;碳原子数相同时,支链越多,沸点越低。
6.下列关于丙烷结构、性质的推断中正确的是()。
A.丙烷能使溴水、酸性KMnO4溶液都褪色B.丙烷可与氯水发生取代反应C.丙烷的3个碳原子不在同一直线上D.丙烷可与强酸或强碱反应7.已知二氯丁烷的同分异构体有9种,则八氯丁烷的同分异构体有()。
A.7种B.8种C.9种D.10种8.丁烷(C4H10)失去1个氢原子后得到丁基(),丁基的结构共有()。
A.2种B.3种C.4种D.5种9.下列各组物质中,属于同系物的是(填字母,下同);属于同分异构体的是;属于同素异形体的是;属于同位素的是;属于同一种物质的是。
A.白磷和红磷 B.16O和18O C.CH4和CCl4 D.正丁烷和异丁烷E.和F.丙烷和十一烷G.C60和N6010.烃A与含氢量最高的烃B属于同系物。
在光照条件下1体积A最多能与6体积氯气完全反应(同温同压),则A的结构简式是。
11.烷烃(C n H2n+2)完全燃烧的产物都是CO2和H2O。
(1)写出烷烃完全燃烧的化学方程式:。
(2)相同条件下的等体积甲烷、乙烷、丙烷,分别在O2中完全燃烧,生成CO2最多的是;等质量的甲烷、乙烷、丙烷,分别在O2中完全燃烧,消耗O2最多的是。
(3) 一定质量的甲烷在不足量氧气中燃烧后,得到CO、CO2和水蒸气共49.6 g,将该混合气体缓慢通过无水CaCl2时,无水CaCl2增重25.2 g,则原混合气体中CO2的质量为。
12.分子式为C5H10Cl2且含有2个甲基的同分异构体共有(不含立体异构)()。
A.8种B.9种C.10种D.11种13.某气态烷烃20 mL,完全燃烧时,正好消耗同温同压下的氧气100 mL,该烃的化学式是()。
A.C2H6B.C3H8C.C4H10D.C5H1214.在1.01×105 Pa、120 ℃条件下,将1 L丙烷和一定量O2混合点燃,燃烧后,恢复到原来的状态,测得混合气体的体积为m L,将燃烧后的气体再通过碱石灰,气体剩余n L,已知m-n=a,请分析后回答下列问题:(1)若a=6,则n L气体成分只能是。
(2)若燃烧前后始终保持 1.01×105Pa、120 ℃,则a的最大值为,确定该最大值的理是。
15.为测定某烃的组成,可将该烃与足量的氧气反应,并使产生的气体全部通入如图所示的装置(试剂足量),得到如下表所列的实验数据。
实验前实验后(干燥剂+U形管)的质量101.10 g102.72 g(石灰水+广口瓶)的质量312.00 g313.76 g(1)干燥剂可选择,广口瓶中的现象是。
(2)生成物中水的质量为,二氧化碳的质量为。