高中化學(xué)同步講義（選擇性必修三）第03講 烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（學(xué)生版）

④烷烴空間結(jié)構(gòu)中，碳原子(大于等于3時)不在一條直線上，直鏈烷烴中的碳原子空間構(gòu)型是形或狀。3.烷烴的同系物①同系物的概念：結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差一個或若干個原子團(tuán)的化合物的互稱。②烷烴的通式：鏈狀烷烴中的碳原子數(shù)為n，氫原子數(shù)就是2n＋2，分子通式可表示為，所含共價鍵（σ鍵）數(shù)為?！疽族e提醒】(1)同系物的通式一定同，但通式同的有機(jī)物互為同系物，如CnH2n(n為正整數(shù))既是烯烴(n≥2)的通式，也是環(huán)烷烴(n≥3)的通式。(2)由同系物的通式可以寫出相應(yīng)碳原子數(shù)的該系列有機(jī)物的，如已烷是C6H14。(3)同系物因組成和結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)，而物理性質(zhì)一般呈變化，如烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度等。【思考與討論p29】參考答案：（1）顏色溶解性可燃性與酸性高錳酸鉀溶液與溴的四氯化碳溶液與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液與氯氣（在光照下）二、烷烴的物理性質(zhì)1.狀態(tài)：一般情況下，1～4個碳原子烷烴(烴)為態(tài)，5～16個碳原子為態(tài)，17個碳原子及以上為態(tài)；2.溶解性：都溶于水，溶于有機(jī)溶劑；3.熔沸點(diǎn)：隨著烷烴分子中碳原子數(shù)增加，相對分子質(zhì)量，范德華力逐漸，烷烴分子的熔、沸點(diǎn)逐漸；分子式相同的烷烴，支鏈越，熔、沸點(diǎn)越，如熔、沸點(diǎn)：正丁烷異丁烷；4.密度：隨著碳原子數(shù)的，密度逐漸，但比水的。三、烷烴的化學(xué)性質(zhì)1.穩(wěn)定性：常溫下烷烴很，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑(酸性高錳酸鉀)、溴的四氯化碳溶液等都反應(yīng)，原因：烷烴之所以很，是因?yàn)橥闊N分子中化學(xué)鍵全是鍵，不易。2.烷烴的氧化反應(yīng)——可燃性=1\*GB3①烷烴燃燒的通式：=2\*GB3②丙烷的燃燒：，辛烷的燃燒方程式為③在空氣或氧氣中點(diǎn)燃烷烴，完全燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2O，但在相同狀況下隨著烷烴分子里碳原子數(shù)的增加往往會燃燒越來越，使燃燒火焰，甚至伴有。3.烷烴的特征反應(yīng)——取代反應(yīng)=1\*GB3①烷烴的取代反應(yīng)：，CnH2n＋1X可與X2繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)②光照條件下，乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)：(只要求寫一氯取代)a．原因：之所以可以發(fā)生取代反應(yīng)，是因?yàn)镃—H有性，可，CH3CH2Cl會繼續(xù)和Cl2發(fā)生反應(yīng)，生成更多的有機(jī)物。b．化學(xué)鍵變化情況：斷裂鍵和鍵，形成鍵和鍵。=3\*GB3③烷烴與氯氣也可以是溴蒸氣在光照條件下發(fā)生的反應(yīng)，隨著烷烴碳原子數(shù)的增多，產(chǎn)物越將會越來越，但HCl最；而生成的取代產(chǎn)物的種類將會更，如：甲烷的氯代物有：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷共四種氯代物，乙烷的氯代物產(chǎn)物將會更多(9種)。④烷烴與X2取代反應(yīng)為連鎖反應(yīng)，烷烴中的氫原子被氯原子逐步，各步反應(yīng)進(jìn)行，即第一步反應(yīng)一旦開始，后續(xù)反應(yīng)立即。⑤烷烴與X2取代反應(yīng)的數(shù)量關(guān)系：每取代mol氫原子，消耗molCl2，生成molHCl4.烷烴的分解反應(yīng)(高溫裂化或裂解)——應(yīng)用于石油化工和天然氣化工生產(chǎn)中烷烴受熱時會分解，生成含碳原子數(shù)較少的烷烴和烯烴，如：四、烷烴的存在：天然氣、液化石油氣、汽油、柴油、凡士林、石蠟等，它們的主要成分都是。五、環(huán)烷烴1.概念：含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的\t"/item/%E7%8E%AF%E7%83%B7%E7%83%83/_blank"烴。有環(huán)脂環(huán)和\t"/item/%E7%8E%AF%E7%83%B7%E7%83%83/_blank"環(huán)脂環(huán)，環(huán)烷烴既屬于烴，也屬于烴。2.環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)：與鏈狀烷烴相似，環(huán)烷烴分子中碳原子都采取雜化，每個碳原子與其連接的4個原子構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)，分子中僅有σ鍵和σ鍵。最小的環(huán)烷烴是環(huán)丙烷（△）。雖然環(huán)烷烴和鏈狀烷烴的碳骨架不同，但由于二者的共價鍵類型相同，故化學(xué)性質(zhì)。3.環(huán)烷烴的通式：含有1個脂環(huán)的環(huán)烷烴，分子通式為，所含共價鍵（σ鍵）數(shù)為。相同碳原子數(shù)的鏈狀烷烴和單環(huán)烷烴相比較，C-C健數(shù)：單環(huán)烷烴比鏈狀烷烴多：C-H鍵數(shù)：單環(huán)烷烴比鏈狀烷烴少；H原子數(shù)：單環(huán)烷烴比鏈狀烷烴少。4.環(huán)烷烴的物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)的增加，環(huán)烷烴同系物的熔、沸點(diǎn)逐漸，密度逐漸，但都于水的密度，都溶于水。5.環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)與鏈狀烷烴相似，環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑反應(yīng)；能在光照下發(fā)生反應(yīng)、能在空氣或02中等。?問題一烷烴的取代反應(yīng)【典例1】烷烴(以甲烷為例)在光照條件下發(fā)生鹵代反應(yīng)，原理如圖所示：某研究人員研究了異丁烷發(fā)生溴代反應(yīng)生成一溴代物的比例，結(jié)果如圖：下列說法正確的是A．異丁烷的二溴代物有兩種B．反應(yīng)過程中異丁烷形成的自由基比穩(wěn)定C．丙烷在光照條件下發(fā)生溴代反應(yīng)，生成的一溴代物中，1-溴丙烷含量更高D．光照條件下鹵素單質(zhì)分子中化學(xué)鍵斷裂是引發(fā)鹵代反應(yīng)的關(guān)鍵步驟【變式1-1】乙烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，得到乙烷的氯代產(chǎn)物最多有A．10種 B．9種 C．8種 D．7種【變式1-2】1mol丙烷在光照情況下，最多消耗氯氣A．4mol B．8mol C．10mol D．2mol?問題二烷烴熔沸點(diǎn)的比較【典例2】①正丁烷；②異丁烷；③正戊烷；④異戊烷；⑤新戊烷；⑥丙烷，物質(zhì)的沸點(diǎn)由高到低的排列順序是A．③＞④＞⑤＞①＞②＞⑥ B．③＞④＞⑤＞②＞①＞⑥C．④＞③＞⑤＞①＞②＞⑥ D．⑥＞③＞⑤＞①＞②＞④【變式2-1】下列烷烴的沸點(diǎn)按由低到高的順序排列正確的是①

②③④A．①②③④ B．④③①② C．③④①② D．②①③④【變式2-2】下列物質(zhì)：①正丁烷、②正戊烷、③異丁烷、④庚烷，其沸點(diǎn)排列順序正確的是A．③>①>②>④ B．④>②>③>①C．④>③>①>② D．④>②>①>③1．以下說法正確的是A．碳碳間以單鍵結(jié)合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結(jié)合的烴一定是飽和鏈烴B．分子組成符合CnH2n+2的烴不一定是烷烴C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上D．隨著碳原子數(shù)的增大，烷烴的熔沸點(diǎn)通常會逐漸增高2．由沸點(diǎn)數(shù)據(jù)：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃，可以判斷異丁烷的沸點(diǎn)可能是A．低于-89℃ B．低于-0.5℃ C．高于-0.5℃ D．高于36℃3．下列關(guān)于鏈狀烷烴的說法正確的有①在鏈狀烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵②分子組成上滿足通式CnH2n+2(n≥1)③分子組成上滿足CnH2n+2(n≥1)的有機(jī)物一定是鏈狀烷烴④碳原子間以單鍵結(jié)合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結(jié)合的烴一定符合通式CnH2n+2⑤鏈狀烷烴的同系物的最簡式肯定不同A．1個 B．2個 C．3個 D．4個4．下列有關(guān)烷烴的敘述中，錯誤的是A．烷烴又稱飽和烴，分子內(nèi)部只含有單鍵B．烷烴在光照條件下能與發(fā)生取代反應(yīng)C．甲基是甲烷去掉一個氫原子之后剩下的基團(tuán)，含有四個共價鍵D．隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高5．關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述中，不正確的是A．烷烴同系物的熔沸點(diǎn)隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增多逐漸升高，常溫下的狀態(tài)由氣態(tài)遞變到液態(tài)，再遞變到固態(tài)B．烷烴同系物的密度隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增多而逐漸增大，從比水輕遞變到比水重C．烷烴跟鹵素單質(zhì)在光照下能發(fā)生取代反應(yīng)D．烷烴同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色6．烷烴廣泛存在于自然界中，例如蘋果表面的蠟狀物質(zhì)、螞蟻分泌的信息素、石蠟和凡士林等物質(zhì)中都含有烷烴。(1)寫出下列各烷烴的分子式。①烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是H2的43倍：。②烷烴B的分子中含有200個氫原子：。③分子中含有22個共價鍵的烷烴C為。④0.1mol烷烴D完全燃燒，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O211.2L。(2)下列關(guān)于烷烴的敘述中正確的是_______。A．都是易燃物，燃燒產(chǎn)物一定為二氧化碳和水 B．在光照條件下，能使溴水褪色C．烷烴的鹵代反應(yīng)很難得到純凈的產(chǎn)物 D．能使酸性溶液褪色(3)把下列物質(zhì)的沸點(diǎn)按由高到低的順序排列。(填入編號)①

②

③2，3，三甲基戊烷

④1．下列說法不正確的是A．所有碳?xì)浠衔镏?，甲烷中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低B．所有烷烴中，甲烷的沸點(diǎn)最低C．甲烷分子中最多有4個原子共平面D．甲烷、乙烷和丙烷都能在光照下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)2．有一類組成最簡單的有機(jī)硅化合物叫硅烷，它的分子結(jié)構(gòu)與烷烴相似。下列有關(guān)說法中錯誤的是A．硅烷的分子通式可表示為SinH2n＋2 B．甲硅烷燃燒生成二氧化硅和水C．甲硅烷(SiH4)的密度小于甲烷(CH4) D．甲硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷3．烷烴與氯氣的取代反應(yīng)屬于常見的自由基反應(yīng)，其中甲烷與氯氣反應(yīng)的部分歷程如下：①引發(fā)：等；②鏈反應(yīng)：，等；③終止：，等以下說法錯誤的是A．引發(fā)時可以通過熱輻射、光照等條件 B．鏈反應(yīng)可以反復(fù)進(jìn)行C．反應(yīng)產(chǎn)物只有四種 D．產(chǎn)物中可能出現(xiàn)4．下列有關(guān)烷烴的敘述中，正確的是A．在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵B．烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性溶液的紫色褪去C．分子通式為的烴不一定是烷烴D．有些烷烴能發(fā)生加成反應(yīng)5．下列關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述不正確的是A．烷烴的沸點(diǎn)隨著相對分子質(zhì)量的增大而逐漸升高，常溫下烷烴的狀態(tài)隨碳原子數(shù)的增加由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)B．烷烴都能使溴水、酸性溶液褪色C．在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵D．烷烴和鹵素單質(zhì)在光照條件下能發(fā)生取代反應(yīng)6．有機(jī)物是生命產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，所有的生命體都含有機(jī)化合物。有機(jī)化合物不僅與人類的衣、食、住、行密切相關(guān)，而且還是揭示生命現(xiàn)象及其規(guī)律的鑰匙。(1)下列物質(zhì)屬于有機(jī)物的是(填編號)。①乙醇；②食鹽；③石墨；④甲烷；⑤蔗糖：⑥水；⑦一氧化碳；⑧碳酸鈣；⑨乙酸鈉；⑩碳酸。(2)有機(jī)物分子中的碳原子與其他原子的結(jié)合方式是(單選)。A．只形成π鍵 B．只形成非極性鍵C．一定形成四對共用電子對 D．形成離子鍵和共價鍵(3)一款環(huán)保汽車使用的燃料是壓縮甲烷氣體。下列有關(guān)甲烷的敘述正確的是(單選)。A．甲烷點(diǎn)燃前必須驗(yàn)純B．甲烷分子的空間構(gòu)型是正四面體，所以CH2Cl2也是正四面體C．甲烷很穩(wěn)定，不能分解D．甲烷可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，因此可以使氯水褪色(4)現(xiàn)有新戊烷、異丁烷、異戊烷