高中化學人教必修二教師用書：第三章 第一節(jié) 第2課時 烷烴含解析

第2課時烷煌

圈罪給凰盍閶——揚帆起航退刃款,去

「學習目標令＞」

1.了解烷煌的組成和結構，了解簡單烷煌的命名。

2.理解同系物、同分異構體的概念。

「基礎盤點應

一'烷煌

1.結構特點

(1)單鍵：碳原子之間以碳碳單鍵結合成鏈狀。

(2)飽和碳原子剩余價鍵全部跟氫原子結合,是飽和燃。

2.組成通式：C?H2M+2(H^1)0

3.物理性質(隨分子中碳原子數增加)

(1)熔、沸點：逐漸升高。

(2)狀態(tài)：由氣態(tài)一液態(tài)一固態(tài)，其中常溫、常壓下碳原子數小

于或等于4的烷煌為公態(tài)。

(3)密度：逐漸增大且均比水的密度小,難溶于水。

4.化學性質(與甲烷相似)

(1)穩(wěn)定性：通常狀態(tài)下烷/與強酸、強堿、強氧化劑不反應。

3；74-1占燃

(2)可燃性：烷燃都能燃燒，燃燒通式為端包必土『=5=蘭二

“CO2+5+DH2O。

(3)取代反應：烷燒都能與鹵素單質發(fā)生取代反應。乙烷(CH3cH3)

與Cl2在光照條件下反應生成一氯代物的化學方程式為CH3cH3+

光

Cb—二—CH3cH2cl+HC1。

5.習慣命名

(1)碳原子數不同時

碳原子數(〃)及表示

12345678910

“W10甲乙丙丁戊己庚辛壬癸

烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷

?>10相應漢字數字+烷

如C8H18命名為辛烷，G6H34命名為十六烷。

(2)碳原子數n相同結構不同時，用正、異、新表示，如C4HIO

的兩種分子的命名：

無支鏈時，CH3cH2cH2cH3正丁烷;

CH,—CH—CH；

有支鏈時，I異丁烷。

CH:i

二'同系物'同分異構體

1.同系物

⑴概念：結構相似,在分子組成上相差一個或若干個CH2原子

團的物質互稱為同系物。

(2)實例：碳原子個數不同的烷燒互為同系物，如CH4與C2H6、

C3H8等互為同系物。

2.同分異構體

(1)概念

①同分異構現(xiàn)象：化合物具有相同的分子式,但具有不同結構的

現(xiàn)象。

②同分異構體：分子式相同而結構不同的化合物互稱同分異構體。

(2)實例

①正丁烷和異丁烷互為同分異構體。

②C5H12的3種同分異構體的結構簡式分別為

CH,

CH.CIICII^'IL；cu—c—cn：i

(11C11

CH3cH2cH2cH2cH3、o

i自主訓練3」

1.下列有機物中，屬于烷煌的是()

A.CH2=CH2

B.CH式2cH2cH2。

C.('H2—CII2

CH2—CH2

I).CH3cH2cHeH?

CH3

解析：烷姓是只有碳碳單鍵和碳氫單鍵的鏈燒，A項含有碳碳雙

鍵；B項含有氯元素，不屬于燒；C項含有環(huán)狀結構，不屬于鏈燒；

只有D項屬于燒燒。

答案：D

2.（2018?云南民族大學附中期中）正丁烷與異丁烷互為同分異構

體的依據是（）

A.具有相同的物理性質

B.具有相似的化學性質

C.分子具有相同的空間結構

D.分子式相同，但分子內碳原子的連接方式不同

解析：同分異構體結構不同，物理性質不同，A錯誤；同分異構

體可能具有相似化學性質，也可能不相似，B錯誤；正丁烷與異丁烷

的空間結構不同，C錯誤；正丁烷與異丁烷分子式相同，分子內碳原

子的連接順序不同，屬于碳鏈異構，D正確。

答案：D

3.判斷正誤（正確的打“，錯誤的打“X”）

（1）正丁烷（C%—CH2—CH2YH3）中碳原子連成的碳鏈是直線

形的。（）

（2）符合通式C"H2n+2（〃》l）的炫一定屬于烷崎。（）

（3）相對分子質量相同的有機物一定是同分異構體。（）

（4）烷煌一定條件下能與CL發(fā)生取代反應。（）

（5）烷次仝燃燒的產物只有水和二氧化碳。（）

答案：(1)X(2)J(3)x(4)V(5)X

核心戛感翳微我市童直深化理解

知識點

1.判斷標準

（1）分子結構相似，即兩種物質均屬于同一類物質（同類）。

（2）分子組成上相差一個或若干個CH2原子團（不同碳）。

2.互為同系物的有機化合物的組成與結構特點

（1）同系物結構相似，主要指化學鍵類型相同，官能團（種類和數

目）相同，分子中各原子的結合方式相似，屬于同一類物質。如

（.'H.CHCII；

和CH3cH2cH3,前者有支鏈，后者無支鏈，但均為碳與碳

<,11.

以單鍵相連，其余價鍵全部結合氫原子，所以結構相似，故稱為同系

物。

（2）同系物組成元素必相同。

（3）同系物必符合同一通式。但符合同一通式，且分子組成上相

差一個或若干個CH2原子團的物質也不一定是同系物，如

CII9

CH2=CH2（乙烯）和（環(huán)丙烷）不是同系物。

III9III1>

（4）同系物一定具有不同的分子式（碳原子數不同）。

（5）同系物一定具有不同的相對分子質量（相差14%〃21）。

,國下列敘述錯誤的是（）

A.同系物之間在化學性質上相似

B.同系物不可能是同分異構體

C.同系物之間的物理性質隨分子里碳原子數的遞增，呈規(guī)律性

的變化

D.分子組成相差一個或幾個CH2原子團的物質互稱為同系物

【解析】同系物的結構相似，有相同的通式，故同系物的化學

性質相似，A項正確；同系物分子組成上相差一個或若干個CH2原子

團，故同系物的分子式不同，不可能是同分異構體，B項正確；同系

物的物理性質隨碳原子遞增而有規(guī)律性的變化，C項正確；同系物的

CH-

結構必須相似，如CH2=CH2與/7二者分子組成上相差一個

(II,-(,1L

CH2原子團，但結構不相似，二者不互稱為同系物，D項錯誤。

【答案】D

卒變式訓練1,(2018?成都市航天中學期末)下列物質中一定互

為同系物的是()

A.CH2=CH2CH2=CH—CH=CH2

B.C2H6和C6H14

C.C2H4和C4H8

CH—CH-CHCHi-Md,HJ.CHCFHCH,),

D.(

CI1.3CH3

解析：結構相似，分子組成相差若干個CH2原子團的同一類有機

物，互稱為同系物。A、C中不是同一類有機物，均錯誤；B中都是

烷燒，且碳原子數不同，互為同系物，正確；D中分子式相同，結構

相同，屬于同一種物質，錯誤。

答案：B

知識點口同分異構體的判斷

1.判斷標準

“同”——分子式相同；

“異”——結構不同。

2.正確理解同分異構體

(1)分子式相同

①同分異構體一定具有相同的相對分子質量，反之，不一定成立。

如C2H4、N2的相對分子質量均為28,但二者不屬于同分異構體。

②同分異構體一定具有相同的組成元素，反之，不一定成立。如

CH4、C2H6組成元素均為C、H,但二者不是同分異構體。

③同分異構體中各元素的質量分數一定相同，最簡式相同，反之,

不一定成立。如C2H4與C3H6分子中C、H的質量分數均分別相同,

最簡式相同，但二者不是同分異構體。

(2)結構不同

①原子或原子團的連接順序不同；②原子的空間排列不同；③同

分異構體物理性質不同，化學性質不同或相似。

3.一鹵代煌的同分異構體的判斷——等效氫法

要判斷某煌的一鹵取代物的同分異構體的數目，首先要觀察煌的

結構是否具有對稱性。

(1)連在同一碳原子上的氫原子等效，如甲烷中的4個氫原子等

效；

(2)連在同一碳原子上的甲基(一CH3)上的氫原子等效；

CHLCH—('II('ll,

(3)處于對稱位置上的氫原子等效，如I?有兩種等

(H?C%

效氫，一元取代產物有兩種。

煌分子中等效氫原子有幾種，則該一元取代物就有幾種同分異構

體。

麗下列結構簡式代表了種不同的烷燒，互為同分

異構體的是O

CH3('H：?

①CH2rH2r②CI1-CH

IIII

CII3CIl;iCII:iC1I3

③CH：；—CH—CH?一。%CH2—CH_.

CH：；CH?—CH3

CH

I：!

⑤CHL('H—CH>@CII—LCH,

IIIS

CH3CH3CH3

【解析】①和④為同一物質，③和⑤也為同一物質，所以共4

種有機物。①③⑥三種有機物結構不同，分子式均為C5H12,故互稱

同分異構體。

【答案】4①③⑥(或④⑤⑥)

核變式訓練當（2018?湖南師大附中期中）下圖是立方烷（cubane）

的球棍模型，下列有關說法不正確的是（）

A.其一氯代物只有一種

B.其二氯代物有三種

C.立方烷是乙烷的同系物

D.它與苯乙烯（C6H5—CH=CH2）互為同分異構體

解析：立方烷整個分子的結構是立方體形，且分子結構是對稱的，

只有1種氫原子，立方烷的一氯代物只有一種，A正確；立方烷二氯

代物有三種，即兩個氯原子在立方體同邊有一種情況，兩個氯原子的

位置在對角有兩種情況，所以同分異構體有三種，B正確；結構相似，

分子組成相差若干個CH2原子團的有機物互為同系物，因此立方烷不

可能是乙烷的同系物，C錯誤；分子式相同而結構不同的化合物互為

同分異構體，苯乙烯的分子式與立方烷的分子式相同，但結構不同，

所以它們互為同分異構體，D正確。

答案：C

執(zhí)考執(zhí)用小鍬身孑

1.（2018?湖南五市十校期中）下列有關烷煌的敘述中，正確的是

①在烷煌分子中，所有的化學鍵都是單鍵②烷炫能使酸性

KMnCU溶液褪色③分子通式為C〃H2〃+2的垃不一定是烷短④所有

的烷燒在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應⑤光照條件下，乙烷

通入溪水中，可使溪水褪色

A.①③⑤B.②③

C.①④D.①②④

解析：在烷燒分子中，碳原子之間以單鍵結合，碳原子剩余的價

鍵全部與氫原子結合，故所有的化學鍵都是單鍵，①正確；烷燒的化

學性質非常穩(wěn)定，不能使酸性KMnCX溶液褪色，②錯誤；分子通式

為C〃H2〃+2的煌一定是燒姓，③錯誤；所有的烷燒在光照條件下都能

與氯氣發(fā)生取代反應，④正確；光照條件下，乙烷通入澳水中不能發(fā)

生反應，故不能使澳水褪色，⑤錯誤。

答案：C

2.1mol乙烷在光照條件下，最多可以與多少摩爾Cb發(fā)生取代

反應（）

A.4molB.8mol

C.2molD.6mol

解析：乙烷的分子式為C2H6,與CL反應時，ImolCb只能取代

燒燒中的1mol氫原子，則1mol乙烷最多可與6moicL發(fā)生取代反

應。

答案：D

3.某烷燒一個分子中含有200氫原子，則該燒的分子式是（）

A.C97H200B.C98H200

C.C99H200D.C100H200

解析：設烷燒的化學式為C”H2〃+2,故2〃+2=200,n=99,故

選C項。

答案：C

4.(2018.南陽市第一中學月考)下列化合物的一氯代物的數目排

列順序正確的是()

①CH3cH2cH2cH2cH2cH3(2)(CH3)2CHCH(CH3)2

③(CH3XCCH2cH3@(CH3)3CC(CH3)3

A.①〉②四>④B.②>③二①〉④

C.③>②>@>①D.③二①>②〉④

解析：①CH3cH2cH2cH2cH2cH3中有3種H原子，其一氯代物

有3種；②(CH3)2CHCH(CH3)2中有2種H原子,其一氯代物有2種;

③(CH3XCCH2cH3中有3種H原子，其一氯代物有3種；

④(CH3)3CC(CH3)3中有1種H原子，其一氯代物有1種；所以一氯代

物同分異構體數為①=③>②>④。

答案：D

5.某烷燒的相對分子質量為30,請回答以下問題：

(1)該烷煌的結構簡式為。

(2)該烷燃與氯氣在光照條件下生成一氯代物，請寫出該反應的

化學方程式,該反應的反應類型為o

解析：設該烷姓的化學式為C"H2”+2,可知12X〃+lX（2〃+2）

=30,故〃=2,故其為乙烷。

答案：（1）CH3cH3

光昭

（2）CH3cH3+CI2—S*CH3cH20+HC1取代反應

馥蹦躡解施蒯加怩檢涮全面梃升

「基礎達標3」

1.下列關于甲烷及烷煌的說法中錯誤的是（）

A.乙烷和丙烷互為同系物

B.光照條件下，甲烷與CL的反應屬于取代反應

C.甲烷能使酸性高鎰酸鉀溶液褪色

D.烷短的通式為C”H2〃+2（”為正整數）

解析：甲烷不能與酸性KMnO4溶液反應，不能使酸性KMnO4

溶液褪色，C項錯誤。

答案：C

2.（2018?北京101中學期中）2008年北京奧運會的“祥云”火

炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有關丙烷的敘述正確的是（）

A.丙烷的分子式是C3H6

B.丙烷分子中的碳原子在一條直線上

C.丙烷在光照條件下能夠與氯氣發(fā)生取代反應

D.丙烷的沸點比乙烷低

解析：丙烷屬于烷燒，丙烷的分子式為C3H8,A錯誤；丙烷分

子中的碳原子不在一條直線上，B錯誤；丙烷屬于燒燒，丙烷在光照

條件下能與Cb發(fā)生取代反應，C正確；丙烷的相對分子質量大于乙

烷，丙烷分子間作用力大于乙烷，丙烷的沸點比乙烷高，D錯誤。

答案：C

3.（2018?桂林市第十八中學期中）下列關于甲烷的說法錯誤的是

（）

A.與氯乙烷是同系物

B.屬于飽和燒

C.是共價化合物

D.能與鹵素單質發(fā)生取代反應

解析：結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的

物質互稱為同系物，氯乙烷含有氯元素，與甲烷的結構不相似，不能

互為同系物，A錯誤；甲烷屬于烷燒，屬于飽和燒，B正確；甲烷分

子中只有共價鍵，屬于共價化合物，C正確；甲烷在一定條件下能與

鹵素單質發(fā)生取代反應生成鹵代運，D正確。

答案：A

4.下列關于同系物的敘述中，正確的是（）

A.某有機物的組成可用通式CH2.+4表示

B.CsHiz表示的一定是純凈物

C.同系物之間具有相同的化學性質

D.兩個同系物之間相對分子質量相差14或14的整數倍

解析：烷燒是飽和燒，也就是說碳原子結合的H原子最多，分

子通式為C〃H2"+2,故燒的通式不可能為C〃H2"+4；C5H12有3種同分

異構體，故分子式為C5H12的有機物可能是混合物；同系物之間化學

性質相似；同系物分子組成上差一個或若干個CH2原子團，相對分子

質量差14或14的整數倍。

答案：D

5.在下列結構的有機化合物中，屬于同分異構體的正確組合是

()

①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3

②CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3

@CII—cib—CH—C1I3

CII:i

CH,

■I

CH3

CII

I3

⑤C【L；—CCH

CII3

A.①③B.①③⑤

C.②④⑤D.③④

解析：所給物質中③④為同一物質,①③④⑤分子式均為C5H⑵

②的分子式為C6H14。

答案：B

6.(2018?南寧三中期末)下列分子式只能表示一種物質的是

()

A.CH2cbB.C4H10

C.C5H12D.C6H12

解析：CH202只有一種結構，只表示一種物質，A正確；C4HIO>

C5H12>C6H12均存在同分異構體，不能表示一種物質。

答案：A

7.(2018?北京101中學期中)有下列各組微?；蛭镔|：

A.02和。3

B.EC和虞

ciii

I

C.CII；.CH，CII?(.'Il：i和CH.1CH?CHCH：i

HIHI

和

I).Cl—CI(.'ICl—CIII

HCl

CIH：；

E.CH3cH2cH2cH3和CH3cHeH：；

(1)互為同位素的是(填序號，下同)；屬于同系物的是

；屬于同一種物質的是；互為同分異構體的是

(2正組中的兩種物質的名稱分別是、o

解析：(1)02和。3是O元素形成的兩種不同的單質，兩者互為同

素異形體；SC和NC是質子數相同、中子數不同的兩種核素，兩者互

為同位素；CH3cH2cH2cH3和的結構相似、分子組成上

相差1個“CH2”原子團，兩者互為同系物；二氯甲烷為四面體結構，

（,山

I

兩者為同一物質；CH3cH2cH2cH3和CH（'HCH的分子式都是C4H10,

結構不同，兩者互為同分異構體。（2）CH3cH2cH2cH3的名稱為正丁

CII.3

I

烷，CHCHCIk的名稱為異丁烷。

答案：（1）BCDE（2）正丁烷異丁烷

8.（2018?贛州第一中學期末）如圖表示4個碳原子相互結合的方

式。小球表示碳原子，小棍表示化學鍵，假如碳原子上其余的化學鍵

都是與氫結合。

（/V°0Ao

ABCD

AV=<sQ

EFGH

（1）圖中互為同分異構體的是：A與；B與；D

與（填編號）O

（2）在如圖的有機化合物中，碳原子與碳原子之間不僅可以形成

共價單鍵，還可以形成和；不僅可以形成,

還可以形成碳環(huán)。

（3）圖中屬于烷煌的是（填編號）。

解析：（1）分子式相同，結構不同的有機物互為同分異構體，A為

丁烷，A與C分子式都是C4H10,結構不同，互為同分異構體；B與

E、F、H的分子式均是C4H8,結構不同，互為同分異構體；D與G

的分子式均為C4H6,結構不同，互為同分異構體。（2）碳原子之間成

鍵方式具有多樣性，碳原子與碳原子之間不僅可以形成共價單鍵，還

可以形成碳碳雙鍵、碳碳三鍵，不僅可以形成碳鏈還可以形成碳環(huán)。

（3）按照碳碳間成鍵方式燒可分為燒燒、烯燒、烘,涇,烷燒分子中，

碳原子和其他原子均以單鍵成鍵，燒燒只含單鍵，成鏈狀，烯燒含有

碳碳雙鍵，煥燒含有碳碳三鍵，根據圖示的球棍模型可以看出，B、

E、F屬于烯燒，D、G屬于烘燒，H屬于環(huán)烷燒，只有A、C中碳原

子和其他原子以共價單鍵結合，屬于燒燒。

答案：（1）CEFHG（2）碳碳雙鍵碳碳三鍵碳鏈（3）AC

1能力提升3」

L（2018?湖南師大附中期中）下列是四種烷煌分子的球棍模型或

結構簡式，其中沸點最高的是（）

B.CH3cH2cH2cH2cH2cH3

C.CH3cH2cH2cH2cH3

D.CH3CH2CH3

解析：A為新戊烷，B為正己烷，C為正戊烷，D為丙烷，這幾

種物質都是烷燒，且都是分子晶體，烷煌中碳原子個數越多其熔沸點

越高，同分異構體中支鏈越多其熔沸點越低，A、C屬于同分異構體，

A中支鏈大于C,所以沸點高低順序是B>C>A>D,則沸點最高的

是正己烷。

答案：B

2.烷燒分子可以看作由以下基團組合而成：一CH3、一CH2—、

、c。如某烷煌分子中同時存在這四種基團，則該烷煌最少含

有的碳原子數應是（）

A.6B.7

C.8D.9

解析：符合條件的燒燒，其中一種燒燒的結構簡式為

cn：；ni:i

（'llCH（'（'llCH,故其碳原子數最少為8個，選C項。

CII3

答案：C

3.（2018?南昌市第二中學月考）C5H10CI2分子中含有一個甲基的

同分異構體有多少種（）

A.5B.6

C.7D.8

解析：C5H10CI2二氯代物的同分異構體可以采用“定一移二”法

解題，先找出所有的同分異構體，再找出只含1個“一CH3”的同分

異構體。丫,移動氯原子有四種符合條件的同分異構體，

cm,一CH：；

Cl

[：,（'CIL移動氯原子有兩種符合條件的同分異構體，所以符合題意

CI

的同分異構體共有6種。

答案：B

4.0.2mol某烷燒完全燃燒后，將生成的氣體緩慢通過盛有0.5L

2mol-L-1的NaOH溶液中，生成的Na2co3和NaHCO.3的物質的量之

比為1：3,則該烷燒為（）

A.甲烷B.乙烷

C.丙烷D.丁烷

解析：由題干知烷燒燃燒生成