2025年高二化學寒假銜接講練 (人教版)寒假預習-第10講 烷烴教師版

第10講烷烴模塊一思維導圖串知識模塊二基礎知識全梳理（吃透教材）模塊三核心考點精準練模塊四小試牛刀過關測1．認識烷烴的組成和結構特點，能夠列舉烷烴的典型代表物的主要性質。2．了解烷烴的系統(tǒng)命名法，能對簡單烷烴進行系統(tǒng)命名。3．認識取代反應的特點和規(guī)律，了解有機反應類型和有機化合物組成結構特點的關系?！緦W習新知】知識點一烷烴的結構和性質1．烷烴的結構(1)結構特點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)鏈狀烷烴的通式：CnH2n＋2(n≥1)。2．烷烴的物理性質(1)常溫常壓下的狀態(tài)：碳原子數(shù)≤4的烷烴為氣態(tài)，其他為液態(tài)或固態(tài)(注意：新戊烷常溫下為氣態(tài))。(2)熔、沸點：隨著分子中碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔、沸點逐漸升高；相同碳原子數(shù)時，支鏈越多，熔、沸點越低。(3)密度：相對密度隨碳原子數(shù)的增加而逐漸增大，但均小于1。(4)溶解性：難溶于水，易溶于有機溶劑。3．烷烴的化學性質常溫下烷烴很不活潑，與強酸、強堿、強氧化劑等都不發(fā)生反應，只有在特殊條件下(如光照或高溫)才能發(fā)生某些反應。(1)燃燒反應①寫出汽油的成分之一辛烷(C8H18)完全燃燒的化學方程式：2C8H18＋25O2eq\o(――→,\s\up7(點燃),\s\do5())16CO2＋18H2O。②烷烴完全燃燒的通式：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(――→,\s\up7(點燃),\s\do5())nCO2＋(n＋1)H2O。(2)取代反應烷烴可與純鹵素單質在光照下發(fā)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和氯化氫，化學方程式為CH3—CH3＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光),\s\do5())CH3CH2Cl＋HCl。(3)分解反應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：C16H34eq\o(――→,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫))C8H18＋C8H16。4．同系物結構相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物互稱為同系物。知識點二烷烴的命名1．烴基烴分子中去掉1個氫原子后剩余的基團稱為烴基。如甲基(—CH3)、乙基(—CH2CH3)、正丙基(—CH2CH2CH3)、異丙基()。2．習慣命名法(1)以烴分子中碳原子數(shù)目命名。按分子中的碳原子數(shù)稱為“某烷”，碳原子數(shù)在10以內的分別用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸來表示。碳原子數(shù)在10以上的用漢字數(shù)字來表示，如“十一烷”。(2)將直鏈的烷烴，稱為“正某烷”；把帶有一個支鏈甲基()的烷烴，稱為“異某烷”；把具有結構的烷烴，稱為“新某烷”。3．系統(tǒng)命名法(1)第一步——定主鏈：遵循“長”“多”原則。“長”，即主鏈必須是最長的；“多”，即同“長”時，考慮含支鏈最多(支鏈即取代基)。如：主鏈最長(7個碳)時，選主鏈有a、b、c三種方式，其中，a有3個支鏈、b有2個支鏈、c有2個支鏈，所以方式a正確。(2)第二步——編位號：遵循“近”“簡”“小”原則。①優(yōu)先考慮“近”：即從離支鏈最近的一端開始編號，定為1號位。如：②同“近”考慮“簡”：若有兩個取代基不同，且各自離兩端等距離，從簡單支鏈的一端開始編號(即：基異、等距選簡單)。如：③同“近”、同“簡”考慮“小”：就是使支鏈位置號碼之和最“小”。若有兩個取代基相同(等“簡”)，且各自離兩端有相等的距離(等“近”)時，才考慮“小”。如：方式一：方式二：方式一的位號和為2＋5＋3＝10，方式二的位號和為2＋5＋4＝11，10<11，所以方式一正確。(3)第三步——寫名稱，要按照如下格式：如：可命名為3-甲基-4-乙基己烷。即：先寫小基團，再寫大基團——不同基，簡到繁。核心考點一：烷烴的結構和性質【例1】丁烷有兩種不同結構，分別為正丁烷和異丁烷，均可用作制冷劑，下列關于丁烷的說法正確的是()A．異丁烷的沸點高于正丁烷的沸點B．正丁烷和異丁烷中碳原子均不可能共平面C．可以通過酸性KMnO4溶液鑒別正丁烷和異丁烷D．丁烷的一氯取代物共有4種結構(不包含立體異構)答案：D解析：正丁烷和異丁烷互為同分異構體，烷烴的同分異構體中支鏈越多，熔、沸點越低，A錯誤；正丁烷和異丁烷中所有碳原子都為飽和碳原子，飽和碳原子的空間結構為四面體形，通過碳碳單鍵旋轉正丁烷中所有碳原子可能共平面，異丁烷中最多有三個碳原子共平面，B錯誤；正丁烷和異丁烷都不能與酸性高錳酸鉀溶液反應，C錯誤；正丁烷和異丁烷分子中都含有2種氫原子，一氯取代物各有2種，則丁烷的一氯取代物共有4種，D正確。【歸納小結】烷烴取代反應需注意的5個方面(1)反應的條件——光照。(2)反應物狀態(tài)——鹵素單質(F2、Cl2、Br2、I2)而不是其水溶液。(3)反應的特點——氫原子被鹵素原子逐步取代，多步反應同時進行。(4)反應產物——混合物(多種鹵代烴)，不適宜制備鹵代烴。(5)定量關系——n(X2)＝n(一鹵代物)＋2n(二鹵代物)＋3n(三鹵代物)＋…＝n(HX)?！咀兪接柧?】某有機化合物的結構簡式為，下列說法中不正確的是()A．該有機化合物屬于烷烴B．1mol該烴最多能與14mol氯氣發(fā)生取代反應C．該烴的密度大于CH3—CH3，但小于水的密度D．該烴的最簡單同系物的二氯取代物有兩種答案：D解析：由結構簡式可知，該有機化合物屬于烷烴，A正確；該烴的分子式為C6H14,1mol該烴最多能與14mol氯氣發(fā)生取代反應，B正確；烷烴的密度小于水，烷烴分子中碳原子數(shù)越多，密度越大，則該烴的密度大于乙烷，小于水，C正確；該烴的最簡單同系物為甲烷，甲烷為正四面體結構，二氯取代物只有1種，D錯誤?！咀兪接柧?】下列物質屬于同系物的是()A．CH3CH2CH2OH與CH3OHB．C．HCOOH與HCOOCH3D．CH3CH2Cl與CH3CH2CH2Br答案：A解析：二者結構相似，分子組成上差2個CH2，所以是同系物，A正確；羥基種類不同，結構不相似，不屬于同系物，B錯誤；二者結構不相似，分別是羧酸、酯，不屬于同系物，C錯誤；結構不相似，不屬于同系物，D錯誤。核心考點二：烷烴的命名【例2】用系統(tǒng)命名法命名下列烷烴。(1)_____________________。

(2)_____________________。

(3)_____________________。

(4)_____________________。

答案：(1)2，4-二甲基己烷(2)2，5-二甲基-3-乙基己烷(3)3，5-二甲基庚烷(4)2，4-二甲基-3-乙基己烷【歸納小結】烷烴命名五原則(1)最長碳鏈原則：應選最長的碳鏈作為主鏈。(2)最多支鏈原則：若存在多條等長碳鏈時，應選擇含支鏈最多的碳鏈作為主鏈。(3)最近編號原則：應從離支鏈最近的一端對主鏈碳原子進行編號。(4)最簡原則：若不同的支鏈距主鏈兩端距離相等時，應從靠近簡單支鏈的一端對主鏈碳原子進行編號。(5)最小編號原則：若相同的支鏈距主鏈兩端距離相等時，應以支鏈編號之和最小為原則，對主鏈碳原子編號?！咀兪接柧?】有關烷烴的命名正確的是()答案：A解析：該分子中最長的碳鏈上含有4個碳原子，甲基位于2號碳原子上，其名稱為2-甲基丁烷，故A正確；該分子中最長的碳鏈上含有5個碳原子，甲基分別位于2、2、4號碳原子上，其名稱為2，2，4-三甲基戊烷，故B錯誤；該分子中最長的碳鏈上含有5個碳原子，甲基位于2號碳原子上，其名稱為2-甲基戊烷，故C錯誤；根據(jù)球棍模型，名稱為2-甲基戊烷，或者異己烷，故D錯誤。【變式訓練2】烷烴分子中可能存在以下結構單元：—CH3、—CH2—、—CH—、。其中的碳原子分別被稱為伯、仲、叔、季碳原子，數(shù)目分別用n1、n2、n3、n4表示。請根據(jù)不同烷烴的組成和結構，分析烷烴(除甲烷外)中各種原子數(shù)的關系。(1)某有機物的結構簡式為①該分子中的n1＝________，n2＝______，n3＝______，n4＝________。②該分子的系統(tǒng)命名為________________，其一氯代物有________種。(2)烷烴分子中的氫原子數(shù)為N(H)，則N(H)與n1、n2、n3、n4的關系是N(H)＝________________或N(H)＝________________。(3)若某烷烴的n2＝n3＝n4＝1，寫出滿足此等式可能的結構簡式，并用系統(tǒng)命名法對其進行命名：答案：(1)①6121②2，3，4，4-四甲基己烷7(2)2(n1＋n2＋n3＋n4)＋23n1＋2n2＋n3(3)：2，2，3-三甲基戊烷；：2，2，4-三甲基戊烷；：2，3，3-三甲基戊烷解析：(1)①在分子中，含有6個—CH3，1個—CH2—，2個—CH—，1個，所以n1＝6，n2＝1，n3＝2，n4＝1。②該分子的主鏈上有6個碳原子，在2、3、4三個主鏈碳原子上分別連有1、1、2個甲基，系統(tǒng)命名為2，3，4，4-四甲基己烷，其分子中有7種不同性質的氫原子，所以其一氯代物有7種。(2)烷烴分子中的氫原子數(shù)為N(H)，伯、仲、叔、季碳原子數(shù)分別為n1、n2、n3、n4，則依據(jù)公式CnH2n＋2，可求出N(H)＝2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2；依據(jù)伯碳原子上有3個H原子、仲碳原子上有2個H原子，叔碳原子上有1個H原子，季碳原子上沒有H原子，可求出N(H)＝3n1＋2n2＋n3。(3)某烷烴的n2＝n3＝n4＝1，則表示分子中有1個—CH2—，1個—CH—，1個，另外還有5個—CH3，其可能結構簡式和名稱分別為：2，2，3-三甲基戊烷；：2，2，4-三甲基戊烷；：2，3，3-三甲基戊烷。【基礎練】1．下列物質中，在常溫和光照的條件下可以與乙烷發(fā)生化學反應的是()A．稀硫酸 B．NaOH溶液 C． D．酸性溶液答案：C2．下列說法不正確的是()A．所有碳氫化合物中，甲烷中碳的質量分數(shù)最低B．所有烷烴中，甲烷的沸點最低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)生取代反應答案：C解析：甲烷是正四面體結構，碳原子位于正四面體的中心，甲烷中最多3個原子共面。3．下列分子式只表示一種物質的是()A． B． C． D．答案：D解析：存在正丁烷和異丁烷2種結構；存在正戊烷、異戊烷和新戊烷3種結構；存在和2種結構。4．下列物質中，與2-甲基丁烷互為同系物的是()A． B．C． D．答案：A解析：2-甲基丁烷的分子式為，A的分子式為，B、C、D的分子式均為，所以只有A與2-甲基丁烷互為同系物。5．下列物質中，與2，2-二甲基丁烷互為同分異構體的是()A．2-甲基丁烷 B．3-甲基戊烷 C．2-甲基己烷 D．2，2-二甲基丙烷答案：B解析：2，2-二甲基丁烷的分子式為，A的分子式為，C的分子式為，D的分子式為。6．天然氣的主要成分是甲烷，還含有一定量的乙烷、丙烷等可燃性氣體。下列有關說法不正確的是()A．甲烷與丙烷互稱為同系物B．甲烷是烴類物質中氫的質量分數(shù)最高的化合物C．甲烷、乙烷、丙烷中的化學鍵都是極性共價鍵D．乙烷和氯氣在光照的條件下可發(fā)生取代反應，生成多種氯代烴答案：C解析：甲烷與丙烷結構相似，在分子組成上相差兩個原子團，互稱為同系物，A正確；甲烷是烴類物質中氫的質量分數(shù)最高的化合物，B正確；甲烷中只有碳氫鍵，只含極性共價鍵，乙烷、丙烷中既有碳氫鍵，也有碳碳單鍵，所以既有極性共價鍵，也有非極性共價鍵，C錯誤；乙烷和氯氣在光照的條件下可以發(fā)生取代反應，生成一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等多種氯代烴，D正確。7下列有關丙烷的敘述不正確的是()A．是直鏈烴，但分子中碳原子不在一條直線上B．在光照條件下能夠與氯氣發(fā)生取代反應C．丙烷的球棍模型為D．1mol丙烷完全燃燒消耗5mol答案：C解析：是鏈烴，其中的碳原子為飽和碳原子，飽和碳原子和與之相連的四個原子形成四面體結構，故3個碳原子不在一條直線上，A項正確；在光照時能與發(fā)生取代反應，B項正確；丙烷的球棍模型為，C項錯誤；1mol丙烷完全燃燒消耗5mol，D項正確。8．下列有關烷烴的敘述中，正確的是()①在烷烴分子中，所有的化學鍵都是單鍵②烷烴中除甲烷外，都能使酸性溶液褪色③分子通式為的烴不一定是烷烴④所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應⑤光照條件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色A．①③⑤ B．①④ C．②③ D．①②④答案：B解析：①烷烴為飽和鏈烴，每個碳原子都形成四個單鍵，正確；②烷烴性質穩(wěn)定，不能使酸性溶液褪色，錯誤；③分子通式為的烴一定是烷烴，錯誤；④烷烴在光照條件下都能和氯氣發(fā)生取代反應，正確；⑤乙烷與溴水不能發(fā)生化學反應，錯誤。9．下列系統(tǒng)命名正確的是()A．2-甲基-4-乙基戊烷 B．3，3，4-甲基己烷C．2，4-二甲基辛烷 D．3，5-二甲基己烷答案：C解析：主鏈不是最長碳鏈，正確的命名為2，4-二甲基己烷，A錯誤；相同取代基個數(shù)未注明，正確的命名為3，3，4-三甲基己烷，B錯誤；2，4-二甲基辛烷符合系統(tǒng)命名規(guī)則，C正確；取代基所在碳原子的編號和不是最小，正確的命名為2，4-二甲基己烷，D錯誤。10．（1）烹調油煙中含有十一烷，該烷烴的分子式是_________。（2）烷烴的分子式為_________，它與甲烷的關系是_________。請用系統(tǒng)命名法對其命名：_________。（3）2,2,3,3-四甲基丁烷的結構簡式為_________，其一氯代物有_________種。（4）的名稱是_________，其一氯代物有_________種。答案：（1）（2）；互為同系物；2,4-二甲基己烷（3）；1（4）2,3,3-三甲基戊烷；5【提升練】1．烴分子中，碳原子連三個氫原子時稱為伯碳原子，連兩個氫原子時稱為仲碳原子，連一個氫原子時稱為叔碳原子，不連氫原子時稱為季碳原子。某烷烴分子中有m個伯碳原子，n個仲碳原子，a個季碳原子，則該烷烴分子中叔碳原子的數(shù)目是()A．m-n-a B．m-n-3a C．m-2-2a D．m-2-n-a答案：C解析：設該烷烴分子中含有x個叔碳原子，則碳原子總數(shù)為m+n+x+a，該烷烴分子中有m個伯碳原子，n個仲碳原子，x個叔碳原子，a個季碳原子，則該烷烴分子氫原子總數(shù)為：3m+2n+x，又因為烷烴分子的通式為CnH2n+2，所以3m+2n+x=2(m+n+x+a)+2，則x=m-2-2a，所以C正確；答案選C。2．主鏈上有6個碳原子，有甲基、乙基兩個支鏈的烷烴有 ()A．2種B．3種C．4種D．5種答案：C解析：主鏈有6個C原子，則乙基只能在3號C上，甲基可以連在除端點碳原子的所有碳原子上，該分子不對稱，甲基可分別連在中間4個碳原子上，共有4種烷烴，如圖：。3．實驗小組探究甲烷與氯氣的取代反應，裝置、現(xiàn)象如下：現(xiàn)象?。庹蘸螅a生白霧，混合氣體顏色變淺ⅱ．試管內液面上升至試管的2/3；試管壁和液面上出現(xiàn)少量油狀液滴下列說法不正確的是 ()A．飽和食鹽水可以減少氯氣的溶解B．油狀液滴的主要成分是一氯甲烷C．產生白霧以及試管內液面上升證明有氯化氫生成D．為了探究反應條件，可用黑色紙?zhí)滋鬃⊙b滿甲烷和氯氣的試管，一段時間后進行觀察答案：B解析：氯氣和水的反應是可逆反應：Cl2+H2OHCl+HClO，飽和食鹽水中的氯離子能使平衡左移，從而減少氯氣的溶解，故A正確；CH4和Cl2混合后在光照條件下發(fā)生的取代反應是連續(xù)的：CH4+Cl2eq\o(,\s\up7(光照))CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2eq\o(,\s\up7(光照))CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2eq\o(,\s\up7(光照))CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2eq\o(,\s\up7(光照))CCl4+HCl，故油狀液滴是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物，故B錯誤；氯化氫易溶于水，可產生白霧，導致試管內液面上升，故C正確；此反應是在光照條件下發(fā)生的，若為了探究反應條件，可用黑色紙?zhí)滋鬃⊙b滿甲烷和氯氣的試管，一段時間后進行觀察，即可得出結論，故D正確。4．(1)按照系統(tǒng)命名法寫出下列烷烴的名稱：①_____________________________；②______________________________；③_________________________；④________________________________；⑤______________________________。(2)根據(jù)下列有機物的名稱，寫出相應的結構簡式：①2，4-二甲基戊