人教版高中化学选择性必修3第二章烃第1课时烷烃的结构和性质课件（48页ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选择性必修3第二章烃第1课时烷烃的结构和性质课件（48页ppt） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-09 20:43:20 | ||
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文档简介
(共48张PPT)
第1课时 烷烃的结构和性质
第二章 第一节 烷烃
1．知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。
2．认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。
3．了解同系物的概念，学会判断物质是否互为同系物。
学习目标
任务一 烷烃的结构
新知构建
1．烷烃的结构
(1)杂化方式：碳原子均采取____杂化，以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成___键。
(2)键的类型：烷烃分子中的共价键全部是___键(C—C、C—H)。
(3)空间结构：以___原子为中心形成若干四面体空间结构，碳链(C≥3)呈________排列。
sp3
σ
单
碳
锯齿状
2．链状烷烃的通式：______________。
3．同系物
(1)概念：结构相似、分子组成上相差一个或若干个_____原子团的化合物互称为同系物。
(2)性质：同系物因组成和结构相似，化学性质_____，而物理性质一般呈_______变化。
CnH2n＋2(n≥1)
CH2
相似
规律性
典例应用
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)烷烃的碳原子均采取sp3杂化。
(2)分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃。
(3)烷烃分子中的所有原子不可能共平面。
(4)同系物一定具有相同的通式，官能团的种类、数目也相同。
答案：正确
答案：正确
答案：正确
答案：正确
2．(2024·南昌高二段考)下列叙述正确的是
A．甲烷分子的空间结构是正四面体，所以CH2Cl2有两种不同的结构
B．C3H6、C5H10、C7H16都属于链状烷烃
C．正丁烷属于直链烷烃，分子中所有的碳原子均可在同一条直线上
D．烷烃的含碳量随着分子组成中碳原子数的增多逐渐升高
√
甲烷分子的空间结构是正四面体，所以CH2Cl2只有一种结构，A项错误；C3H6、C5H10不满足链状烷烃的通式，B项错误；根据烷烃的结构可知，正丁烷分子中所有的碳原子呈锯齿状连接，不在同一条直线上，C项错误。
3．(2024·北京石景山高二期末)下列物质互为同系物的是
A．C2H6和C6H14
B．CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl
√
C2H6和C6H14都为烷烃，结构相似，分子组成上相差4个CH2原子团，二者互为同系物，故A正确；CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl含有的氯原子数目不同，二者结构不相似，不互为同系物，故B错误； 和，
前者属于酚类，后者属于醇类，二者结构不相似，不互为同系物，故C错误；CH2==CHCH2CH3和 的结构不同，前者
含碳碳双键，后者不含碳碳双键，二者不互为同系物，故D错误。
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任务二 烷烃的性质
新知构建
1．物理性质
(1)状态：常温常压下，当碳原子数≤4时的烷烃为___态(新戊烷常温下为气态)。
(2)熔、沸点：随分子中碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐_____；相同碳原子时，支链越多，熔、沸点越___。
(3)溶解性：都难溶于水，___溶于有机溶剂。
(4)密度：随分子中碳原子数的增加，烷烃的密度______，但均比水的密度___。
气
升高
低
易
增大
小
2．化学性质
烷烃化学性质比较稳定。常温下___能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也_____与
强酸、强碱溶液及溴的四氯化碳溶液反应。
(1)氧化反应(可燃性)
①C8H18完全燃烧的化学方程式：_________________________________。
②链状烷烃完全燃烧的通式：_______________________________________。
不
不能
2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O
CnH2n＋2＋ O2 nCO2＋(n＋1)H2O
(2)取代反应
烷烃可与卤素单质在_____条件下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如
乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式为________________________
__________________。
(3)分解反应——高温裂化或裂解
①甲烷高温下可分解成碳和氢气：CH4 C＋2H2；
②长链烷烃高温下可分解成短链烷烃和烯烃。如：C16H34
C8H16＋______ 。
光照
CH3CH3＋Cl2 CH3CH2Cl＋HCl
C8H18
交流研讨
若反应CH3CH3＋Cl2 CH3CH2Cl＋HCl中两种反应物以物质的量1∶1反应，是否会只得到CH3CH2Cl
提示：不会。因为该反应是连锁反应，生成的CH3CH2Cl分子中仍含有可取代的氢原子，会进一步发生取代反应。
归纳总结
烷烃发生的取代反应特点
1．反应条件：在光照条件下与纯净的卤素单质反应。
2．连锁反应：反应过程不会停留在某一步，所以产物较为复杂，不适合制备物质。
3．定量关系：1 mol卤素单质只能取代1 mol H，同时生成1 mol HX。
典例应用
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色。
(2)1 mol丙烷与氯气发生取代反应，最多能消耗Cl2的物质的量为8 mol。
(3)标准状况下，11.2 L己烷所含共价键的数目为9.5NA。
(4)戊烷的三种同分异构体中，沸点最低的是新戊烷。
答案：错误。乙烷不与溴水反应，乙烷不能使溴水褪色
答案：正确
答案：错误。标准状况下己烷呈液态，无法计算11.2 L己烷的物质的量
答案：正确
2．(2024·上海嘉定高二期中)下列烷烃的沸点是：甲烷：－162 ℃，乙烷：－89 ℃，丁烷：－1 ℃，戊烷：＋36 ℃。根据以上数据，推断丙烷的沸点可能是
A．－42 ℃ B．－185 ℃
C．－128 ℃ D．＋78 ℃
√
由烷烃沸点数据可以看出，烷烃中碳原子个数越多，沸点越高，故丙烷的沸点应高于乙烷、低于丁烷，即介于－89 ℃～－1 ℃之间，故选A。
3．(2024·厦门高二期末)甲基环戊烷( )常用作溶剂及色谱分析标准物质，也可用于有机合成。下列有关该有机化合物的说法错误的是
A．分子式为C6H12
B．光照下可以与Cl2发生取代反应
C．易溶于水及苯
D．不能使酸性KMnO4溶液褪色
√
甲基环戊烷的分子式为C6H12，光照下可以与Cl2发生取代反应，A、B
项正确； 不能使酸性KMnO4溶液褪色，D项正确；环烷烃均
难溶于水，C项错误。
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随堂达标演练
1．(2024·上海崇明高二校考)在一定条件下能与甲烷发生反应的是
A．溴蒸气 B．氢氧化钠溶液
C．浓硫酸 D．酸性高锰酸钾溶液
√
光照条件下，甲烷能和溴蒸气发生取代反应，故A正确；氢氧化钠属于强碱，甲烷和氢氧化钠不反应，故B错误；浓硫酸属于强酸，甲烷和浓硫酸不反应，故C错误；酸性高锰酸钾属于强氧化剂，甲烷较稳定，甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应，故D错误；故选A。
2．(2024·湖北黄冈高二校考期中)下列说法不正确的是
A．CH4的一氯代物和三氯代物只有1种
B．1 mol CH4与Cl2反应若生成等物质的量的4种有机物，需要Cl2的物质的量为2.5 mol
C．CH4的二氯代物有2种
D．1 mol CH4完全氯代需要4 mol Cl2
√
CH4为正四面体结构，只有1种H原子，则一氯代物和三氯代物只有1种，A正确。反应完全后，得四种有机物，物质的量相等，根据碳原子守恒知，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量都是0.25 mol，CH4与Cl2发生取代反应消耗的氢原子和氯气分子的个数比是1∶1；生成0.25 mol CH3Cl需要Cl2的物质的量为0.25 mol，生成0.25 mol CH2Cl2需要Cl2的物质的量为0.25 mol×2＝0.5 mol，生成0.25 mol CHCl3需要Cl2的物质的量为0.25 mol×3＝0.75 mol，生成0.25 mol CCl4需要Cl2的物质的量为0.25mol×4＝1 mol，所以总共消耗的氯气的物质的量n(Cl2)＝(0.25＋0.5＋0.75＋1)mol＝2.5 mol，B正确。CH4为正四面体结构，只有1种H原子，则二氯代物有1种，C错误。甲烷和氯气发生取代反应时是甲烷上的H被Cl取代，1 mol CH4完全氯代需要4 mol Cl2，D正确。故选C。
3．(2024·陕西延安高二校考期末)下列关于烷烃性质的叙述不正确的是
A．烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高，常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B．烷烃都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
C．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
D．烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应
√
烷烃的性质：烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高，常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态，A正确；烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能和溴水反应，故不会使其褪色，B错误；烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部和氢原子相结合而达到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键都是单键，C正确；烷烃和纯净的卤素单质在光照条件下能发生取代反应，D正确；故选B。
4．已知链状烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。
(1)链状烷烃A的分子式为______。
(2)写出A可能存在的结构简式：_____________________________________
_________。
(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。
①B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为____________________
___________________。
②B完全燃烧的化学方程式为_________________________________。
C5H12
CH3CH2CH2CH2CH3、H3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
C(CH3)4＋Cl2
C(CH3)3CH2Cl＋HCl
C(CH3)4＋8O2 5CO2＋6H2O
根据A的密度是相同条件下H2密度的36倍，推知其相对分子质量为72，设其分子式为CnH2n＋2，求得n＝5，则分子式为C5H12。
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课时测评
题点一 烷烃的结构及同系物的概念
1．下列关于甲烷、乙烷、丙烷的说法正确的是
A．它们的分子空间结构都是正四面体
B．都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．光照条件下，都能与氯气发生取代反应
D．乙烷的熔点、沸点比丙烷的高
√
乙烷和丙烷的分子空间结构都不是正四面体，A错误；烷烃都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；光照条件下都能与氯气发生取代反应，C正确；乙烷分子中的碳原子数比丙烷的少，因此熔点、沸点比丙烷的低，D错误。
2．(2023·上海宝山高二期中)在烷烃分子中，
中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。n1＝5，n2＝n3＝n4＝1的烷烃共有
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
√
由题干信息可知，符合条件的烷烃共有：(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3、(CH3)3CCH2CH(CH3)2、(CH3)2CHC(CH3)2CH2CH3，故答案为B。
3．(2023·上海黄浦高二期末)CH3CH2CH2CH3和 互为
A．同位素 B．同素异形体
C．同系物 D．同分异构体
√
CH3CH2CH2CH3和 的分子结构相似，分子组成上相差1
个CH2，故互为同系物，故选C。
题点二 烷烃的性质
4．(2024·上海金山中学高二期中)乙烷和戊烷是同系物，下列说法中错误的是
A．戊烷比乙烷多3个CH2原子团
B．戊烷的熔、沸点比乙烷的高
C．戊烷的性质比乙烷活泼
D．戊烷和乙烷都能和氯气发生取代反应
√
A．戊烷和乙烷属于同系物，戊烷比乙烷多3个CH2原子团，A正确；B.烷烃的熔沸点随碳原子数的增加逐渐升高，戊烷的熔、沸点比乙烷的高，B正确；C．戊烷为液态，乙烷为气态，相同条件下乙烷更活泼，C错误；D.戊烷和乙烷都能和氯气发生取代反应，D正确。
5．在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是
A．CH4 B．C3H8
C．C4H10 D．C2H6
√
根据燃烧通式CxHy＋(x＋0.25y)O2 xCO2＋0.5yH2O进行计算，气态烃各1 mol，甲烷燃烧需要2 mol氧气，丙烷燃烧需要5 mol氧气，丁烷燃烧需要6.5 mol氧气，乙烷燃烧需要3.5 mol氧气，故消耗氧气最多的是丁烷。
6．(2024·青海西宁高二期末)下列有关链状烷烃的叙述正确的是
A．在链状烷烃分子中可能含有不饱和键
B．链状烷烃中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而降低
D．所有的链状气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
√
A．烷烃分子中，只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键，不可能含有不饱和键，A错误；B.烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化，B错误；C．通常链状烷烃的熔、沸点随碳原子数的增加而升高，C错误；D.烷烃的特征反应为取代反应，气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，D正确。
题点三 烷烃的一卤代物的种数
7．(2024·云南红河高二期末)下列烷烃的一溴取代物只有一种的是
A．丙烷 B．乙烷
C．异丁烷 D．正丁烷
√
A．丙烷含有2种氢，一溴取代物有2种，A不符合题意；B.乙烷含有1种氢，一溴取代物有1种，B符合题意；C．异丁烷含有2种氢，一溴取代物有2种，C不符合题意；D.正丁烷含有2种氢，一溴取代物有2种，D不符合题意。
8．(2024·南京师大附中高二期中)碳原子数小于20的烷烃中，一氯代物不存在同分异构体的烷烃有
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
√
9．(2023·长沙高二开学考试)1 mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗标准状况下的氧气246.4 L，它在光照的条件下与氯气反应能生成4种不同的一氯代物(不考虑立体异构)，该烃的结构简式是
A．(CH3)3CCH2CH2CH3
B．CH3CH2CH(CH3)2
C．CH3CH2CH2CH2CH3
D．(CH3CH2)2C(CH3)2
√
链状烷烃分子通式为CnH2n＋2(n≥1)，在氧气中充分燃烧的化学方程式
为CnH2n＋2＋ O2 nCO2＋(n＋1)H2O。由题可知，O2的物质
的量为 ＝11 mol，可得n＝7，该烷烃的分子式为C7H16，故
B、C错误；(CH3)3CCH2CH2CH3分子中含有4种不同化学环境的H，其一氯代物有4种，故A正确；(CH3CH2)2C(CH3)2分子中含有3种不同化学环境的H，其一氯代物有3种，故D错误。
√
10．已知有一种烃的结构类似自行车(如图 )，简称“自行车
烃”，下列关于它的叙述正确的是
A．易溶于水
B．可以发生取代反应
C．其密度大于水的密度
D．与环己烷互为同系物
烃都难溶于水且密度比水小，A、C项错误；“自行车烃”属于饱和烃，具有类似甲烷的化学性质，光照下能与卤素单质发生取代反应，B项正确；环己烷(C6H12)分子中只含有1个碳环，而“自行车烃”(C16H30)分子中含有2个碳环，在分子组成上相差C10H18，不满足相差若干个CH2原子团的条件，二者不互为同系物，D项错误。
11．(2024·吉林四平高二期末)关于有机物 的说法不正确的是
A．分子式为C11H22
B．与环己烷互为同系物
C．既能发生取代反应，又能发生加成反应
D．核磁共振氢谱有6组吸收峰
√
A．由结构简式可知分子式为C11H22，A正确；B.该物质与环己烷结构相似，分子组成上相差5个CH2原子团，满足同系物的两个条件，B正确；C．该有机物中不含双键、三键等能加成的官能团，不能发生加成反应，C错误；D.分子中有6种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有6组吸收峰，D正确。
12．某烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7。现取两支试管，分别加入适量溴水，实验操作及现象如图：
下列有关X的说法正确的是
A．相同条件下，X的密度比水大
B．X的分子式为C5H12
C．X能与Br2发生加成反应使溴水褪色
D．实验后试管2中的有机层是上层还是下层，可通过加水确定
√
烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7，则
C、H原子数目之比为 ＝3∶7，故X
分子式为C6H14，故B错误；烷烃X能萃取
溴水中的溴，上层呈橙红色，说明X的密
度比水小，故A错误；X为烷烃，不能与溴发生加成反应使溴水褪色，故C错误；C6H14能发生取代反应得到溴代烃，溴代烃不溶于水，向试管中加水，若上层液体体积变大，则说明试管2中的有机层在下层，故D正确。
13．某化学学习小组欲探究己烷的性质，用己烷进行下列实验：
实验1：溴水 分层，下层为几
乎无色的液体 橙色溶液。
实验2：将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶
中。过一段时间，溶液颜色变浅，打开瓶盖瓶口出现白雾。
实验3：利用如图所示实验装置在一定条件下分解己烷生成丙烷和丙烯(CH3CH==CH2)，且丙烯能被酸性KMnO4溶液氧化。
(1)实验1中用到的玻璃仪器主要有_______________(填名称)。
烧杯、分液漏斗
实验1的主要操作是分液，需要的玻璃仪器主要是烧杯和分液漏斗。
(2)由实验1可知，己烷的物理性质有
________________________________。
密度比水小，难溶于水，可溶解溴
溴水和己烷混合后，下层几乎是无色的，且分液后得到橙色溶液，这说明己烷密度比水小，难溶于水，可溶解溴。
(3)实验2中的橙色溶液颜色逐渐变浅的原因是
_____(填字母)。
A．己烷与溴发生了取代反应
B．溴己烷为无色物质
C．液溴向外挥发浓度降低
D．己烷与液溴发生了加成反应
E．液溴与己烷分层，密度大的液溴在下层
AB
由于打开瓶盖瓶口出现白雾，这说明有溴化氢生成。己烷是烷烃，能和溴发生取代反应生成溴己烷和溴化氢。
(4)实验3中装置Ⅱ的作用是_______________________。
(5)试管C中的现象是_____________________________。
冷凝己烷分解产生的气体
酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去
实验3的装置Ⅱ为冰水浴，所以该装置的作用是冷凝己烷分解产生的气体。
己烷裂化有气态的烯烃生成，烯烃含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此看到试管C中酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去。
(6)试写出装置Ⅰ中发生反应生成丙烷和丙烯的化学
方程式：____________________________________
___________________________。
CH3(CH2)4CH3 CH3CH2CH3↑＋H3CH==CH2↑
在一定条件下，己烷裂化生成丙烷和丙烯，反应的化学方程式是CH3(CH2)4CH3 CH3CH2CH3↑＋CH3CH==CH2↑。
14．环丙烷可作为全身麻醉剂，
环己烷是重要的有机溶剂。下
面是部分环烷烃及烷烃衍生物
的结构简式、键线式和某些有
机化合物的反应式(其中Pt、Ni
是催化剂)。
①
② ③
④
① ② ③
回答下列问题：
(1)从反应①～③可以看出，最容易发生开环加成反应的环烷烃是________(填名称)，判断依据为____________________________。
(2)环烷烃还可与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应，如环丁烷与HBr在一定条件下反应，其化学方程式为__________________________
(不需注明反应条件)。
(3)写出鉴别环丁烷与丁烯的一种方法： ____________________________
________________________________________________________________
________________。
环丙烷
环丙烷与H2反应所需温度最低
＋Br→
CH3CH2CH2CH2Br
利用酸性KMnO4溶液，能使酸性KMnO4溶液褪色的为丁烯，不能使酸性KMnO4溶液褪色的为环丁烷(答案合理即可)
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第1课时 烷烃的结构和性质
第二章 第一节 烷烃
1．知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。
2．认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。
3．了解同系物的概念，学会判断物质是否互为同系物。
学习目标
任务一 烷烃的结构
新知构建
1．烷烃的结构
(1)杂化方式：碳原子均采取____杂化，以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成___键。
(2)键的类型：烷烃分子中的共价键全部是___键(C—C、C—H)。
(3)空间结构：以___原子为中心形成若干四面体空间结构，碳链(C≥3)呈________排列。
sp3
σ
单
碳
锯齿状
2．链状烷烃的通式：______________。
3．同系物
(1)概念：结构相似、分子组成上相差一个或若干个_____原子团的化合物互称为同系物。
(2)性质：同系物因组成和结构相似，化学性质_____，而物理性质一般呈_______变化。
CnH2n＋2(n≥1)
CH2
相似
规律性
典例应用
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)烷烃的碳原子均采取sp3杂化。
(2)分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃。
(3)烷烃分子中的所有原子不可能共平面。
(4)同系物一定具有相同的通式，官能团的种类、数目也相同。
答案：正确
答案：正确
答案：正确
答案：正确
2．(2024·南昌高二段考)下列叙述正确的是
A．甲烷分子的空间结构是正四面体，所以CH2Cl2有两种不同的结构
B．C3H6、C5H10、C7H16都属于链状烷烃
C．正丁烷属于直链烷烃，分子中所有的碳原子均可在同一条直线上
D．烷烃的含碳量随着分子组成中碳原子数的增多逐渐升高
√
甲烷分子的空间结构是正四面体，所以CH2Cl2只有一种结构，A项错误；C3H6、C5H10不满足链状烷烃的通式，B项错误；根据烷烃的结构可知，正丁烷分子中所有的碳原子呈锯齿状连接，不在同一条直线上，C项错误。
3．(2024·北京石景山高二期末)下列物质互为同系物的是
A．C2H6和C6H14
B．CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl
√
C2H6和C6H14都为烷烃，结构相似，分子组成上相差4个CH2原子团，二者互为同系物，故A正确；CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl含有的氯原子数目不同，二者结构不相似，不互为同系物，故B错误； 和，
前者属于酚类，后者属于醇类，二者结构不相似，不互为同系物，故C错误；CH2==CHCH2CH3和 的结构不同，前者
含碳碳双键，后者不含碳碳双键，二者不互为同系物，故D错误。
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任务二 烷烃的性质
新知构建
1．物理性质
(1)状态：常温常压下，当碳原子数≤4时的烷烃为___态(新戊烷常温下为气态)。
(2)熔、沸点：随分子中碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐_____；相同碳原子时，支链越多，熔、沸点越___。
(3)溶解性：都难溶于水，___溶于有机溶剂。
(4)密度：随分子中碳原子数的增加，烷烃的密度______，但均比水的密度___。
气
升高
低
易
增大
小
2．化学性质
烷烃化学性质比较稳定。常温下___能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也_____与
强酸、强碱溶液及溴的四氯化碳溶液反应。
(1)氧化反应(可燃性)
①C8H18完全燃烧的化学方程式：_________________________________。
②链状烷烃完全燃烧的通式：_______________________________________。
不
不能
2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O
CnH2n＋2＋ O2 nCO2＋(n＋1)H2O
(2)取代反应
烷烃可与卤素单质在_____条件下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如
乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式为________________________
__________________。
(3)分解反应——高温裂化或裂解
①甲烷高温下可分解成碳和氢气：CH4 C＋2H2；
②长链烷烃高温下可分解成短链烷烃和烯烃。如：C16H34
C8H16＋______ 。
光照
CH3CH3＋Cl2 CH3CH2Cl＋HCl
C8H18
交流研讨
若反应CH3CH3＋Cl2 CH3CH2Cl＋HCl中两种反应物以物质的量1∶1反应，是否会只得到CH3CH2Cl
提示：不会。因为该反应是连锁反应，生成的CH3CH2Cl分子中仍含有可取代的氢原子，会进一步发生取代反应。
归纳总结
烷烃发生的取代反应特点
1．反应条件：在光照条件下与纯净的卤素单质反应。
2．连锁反应：反应过程不会停留在某一步，所以产物较为复杂，不适合制备物质。
3．定量关系：1 mol卤素单质只能取代1 mol H，同时生成1 mol HX。
典例应用
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色。
(2)1 mol丙烷与氯气发生取代反应，最多能消耗Cl2的物质的量为8 mol。
(3)标准状况下，11.2 L己烷所含共价键的数目为9.5NA。
(4)戊烷的三种同分异构体中，沸点最低的是新戊烷。
答案：错误。乙烷不与溴水反应，乙烷不能使溴水褪色
答案：正确
答案：错误。标准状况下己烷呈液态，无法计算11.2 L己烷的物质的量
答案：正确
2．(2024·上海嘉定高二期中)下列烷烃的沸点是：甲烷：－162 ℃，乙烷：－89 ℃，丁烷：－1 ℃，戊烷：＋36 ℃。根据以上数据，推断丙烷的沸点可能是
A．－42 ℃ B．－185 ℃
C．－128 ℃ D．＋78 ℃
√
由烷烃沸点数据可以看出，烷烃中碳原子个数越多，沸点越高，故丙烷的沸点应高于乙烷、低于丁烷，即介于－89 ℃～－1 ℃之间，故选A。
3．(2024·厦门高二期末)甲基环戊烷( )常用作溶剂及色谱分析标准物质，也可用于有机合成。下列有关该有机化合物的说法错误的是
A．分子式为C6H12
B．光照下可以与Cl2发生取代反应
C．易溶于水及苯
D．不能使酸性KMnO4溶液褪色
√
甲基环戊烷的分子式为C6H12，光照下可以与Cl2发生取代反应，A、B
项正确； 不能使酸性KMnO4溶液褪色，D项正确；环烷烃均
难溶于水，C项错误。
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随堂达标演练
1．(2024·上海崇明高二校考)在一定条件下能与甲烷发生反应的是
A．溴蒸气 B．氢氧化钠溶液
C．浓硫酸 D．酸性高锰酸钾溶液
√
光照条件下，甲烷能和溴蒸气发生取代反应，故A正确；氢氧化钠属于强碱，甲烷和氢氧化钠不反应，故B错误；浓硫酸属于强酸，甲烷和浓硫酸不反应，故C错误；酸性高锰酸钾属于强氧化剂，甲烷较稳定，甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应，故D错误；故选A。
2．(2024·湖北黄冈高二校考期中)下列说法不正确的是
A．CH4的一氯代物和三氯代物只有1种
B．1 mol CH4与Cl2反应若生成等物质的量的4种有机物，需要Cl2的物质的量为2.5 mol
C．CH4的二氯代物有2种
D．1 mol CH4完全氯代需要4 mol Cl2
√
CH4为正四面体结构，只有1种H原子，则一氯代物和三氯代物只有1种，A正确。反应完全后，得四种有机物，物质的量相等，根据碳原子守恒知，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量都是0.25 mol，CH4与Cl2发生取代反应消耗的氢原子和氯气分子的个数比是1∶1；生成0.25 mol CH3Cl需要Cl2的物质的量为0.25 mol，生成0.25 mol CH2Cl2需要Cl2的物质的量为0.25 mol×2＝0.5 mol，生成0.25 mol CHCl3需要Cl2的物质的量为0.25 mol×3＝0.75 mol，生成0.25 mol CCl4需要Cl2的物质的量为0.25mol×4＝1 mol，所以总共消耗的氯气的物质的量n(Cl2)＝(0.25＋0.5＋0.75＋1)mol＝2.5 mol，B正确。CH4为正四面体结构，只有1种H原子，则二氯代物有1种，C错误。甲烷和氯气发生取代反应时是甲烷上的H被Cl取代，1 mol CH4完全氯代需要4 mol Cl2，D正确。故选C。
3．(2024·陕西延安高二校考期末)下列关于烷烃性质的叙述不正确的是
A．烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高，常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B．烷烃都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
C．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
D．烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应
√
烷烃的性质：烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高，常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态，A正确；烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能和溴水反应，故不会使其褪色，B错误；烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部和氢原子相结合而达到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键都是单键，C正确；烷烃和纯净的卤素单质在光照条件下能发生取代反应，D正确；故选B。
4．已知链状烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。
(1)链状烷烃A的分子式为______。
(2)写出A可能存在的结构简式：_____________________________________
_________。
(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。
①B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为____________________
___________________。
②B完全燃烧的化学方程式为_________________________________。
C5H12
CH3CH2CH2CH2CH3、H3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
C(CH3)4＋Cl2
C(CH3)3CH2Cl＋HCl
C(CH3)4＋8O2 5CO2＋6H2O
根据A的密度是相同条件下H2密度的36倍，推知其相对分子质量为72，设其分子式为CnH2n＋2，求得n＝5，则分子式为C5H12。
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课时测评
题点一 烷烃的结构及同系物的概念
1．下列关于甲烷、乙烷、丙烷的说法正确的是
A．它们的分子空间结构都是正四面体
B．都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．光照条件下，都能与氯气发生取代反应
D．乙烷的熔点、沸点比丙烷的高
√
乙烷和丙烷的分子空间结构都不是正四面体，A错误；烷烃都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；光照条件下都能与氯气发生取代反应，C正确；乙烷分子中的碳原子数比丙烷的少，因此熔点、沸点比丙烷的低，D错误。
2．(2023·上海宝山高二期中)在烷烃分子中，
中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。n1＝5，n2＝n3＝n4＝1的烷烃共有
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
√
由题干信息可知，符合条件的烷烃共有：(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3、(CH3)3CCH2CH(CH3)2、(CH3)2CHC(CH3)2CH2CH3，故答案为B。
3．(2023·上海黄浦高二期末)CH3CH2CH2CH3和 互为
A．同位素 B．同素异形体
C．同系物 D．同分异构体
√
CH3CH2CH2CH3和 的分子结构相似，分子组成上相差1
个CH2，故互为同系物，故选C。
题点二 烷烃的性质
4．(2024·上海金山中学高二期中)乙烷和戊烷是同系物，下列说法中错误的是
A．戊烷比乙烷多3个CH2原子团
B．戊烷的熔、沸点比乙烷的高
C．戊烷的性质比乙烷活泼
D．戊烷和乙烷都能和氯气发生取代反应
√
A．戊烷和乙烷属于同系物，戊烷比乙烷多3个CH2原子团，A正确；B.烷烃的熔沸点随碳原子数的增加逐渐升高，戊烷的熔、沸点比乙烷的高，B正确；C．戊烷为液态，乙烷为气态，相同条件下乙烷更活泼，C错误；D.戊烷和乙烷都能和氯气发生取代反应，D正确。
5．在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是
A．CH4 B．C3H8
C．C4H10 D．C2H6
√
根据燃烧通式CxHy＋(x＋0.25y)O2 xCO2＋0.5yH2O进行计算，气态烃各1 mol，甲烷燃烧需要2 mol氧气，丙烷燃烧需要5 mol氧气，丁烷燃烧需要6.5 mol氧气，乙烷燃烧需要3.5 mol氧气，故消耗氧气最多的是丁烷。
6．(2024·青海西宁高二期末)下列有关链状烷烃的叙述正确的是
A．在链状烷烃分子中可能含有不饱和键
B．链状烷烃中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而降低
D．所有的链状气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
√
A．烷烃分子中，只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键，不可能含有不饱和键，A错误；B.烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化，B错误；C．通常链状烷烃的熔、沸点随碳原子数的增加而升高，C错误；D.烷烃的特征反应为取代反应，气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，D正确。
题点三 烷烃的一卤代物的种数
7．(2024·云南红河高二期末)下列烷烃的一溴取代物只有一种的是
A．丙烷 B．乙烷
C．异丁烷 D．正丁烷
√
A．丙烷含有2种氢，一溴取代物有2种，A不符合题意；B.乙烷含有1种氢，一溴取代物有1种，B符合题意；C．异丁烷含有2种氢，一溴取代物有2种，C不符合题意；D.正丁烷含有2种氢，一溴取代物有2种，D不符合题意。
8．(2024·南京师大附中高二期中)碳原子数小于20的烷烃中，一氯代物不存在同分异构体的烷烃有
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
√
9．(2023·长沙高二开学考试)1 mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗标准状况下的氧气246.4 L，它在光照的条件下与氯气反应能生成4种不同的一氯代物(不考虑立体异构)，该烃的结构简式是
A．(CH3)3CCH2CH2CH3
B．CH3CH2CH(CH3)2
C．CH3CH2CH2CH2CH3
D．(CH3CH2)2C(CH3)2
√
链状烷烃分子通式为CnH2n＋2(n≥1)，在氧气中充分燃烧的化学方程式
为CnH2n＋2＋ O2 nCO2＋(n＋1)H2O。由题可知，O2的物质
的量为 ＝11 mol，可得n＝7，该烷烃的分子式为C7H16，故
B、C错误；(CH3)3CCH2CH2CH3分子中含有4种不同化学环境的H，其一氯代物有4种，故A正确；(CH3CH2)2C(CH3)2分子中含有3种不同化学环境的H，其一氯代物有3种，故D错误。
√
10．已知有一种烃的结构类似自行车(如图 )，简称“自行车
烃”，下列关于它的叙述正确的是
A．易溶于水
B．可以发生取代反应
C．其密度大于水的密度
D．与环己烷互为同系物
烃都难溶于水且密度比水小，A、C项错误；“自行车烃”属于饱和烃，具有类似甲烷的化学性质，光照下能与卤素单质发生取代反应，B项正确；环己烷(C6H12)分子中只含有1个碳环，而“自行车烃”(C16H30)分子中含有2个碳环，在分子组成上相差C10H18，不满足相差若干个CH2原子团的条件，二者不互为同系物，D项错误。
11．(2024·吉林四平高二期末)关于有机物 的说法不正确的是
A．分子式为C11H22
B．与环己烷互为同系物
C．既能发生取代反应，又能发生加成反应
D．核磁共振氢谱有6组吸收峰
√
A．由结构简式可知分子式为C11H22，A正确；B.该物质与环己烷结构相似，分子组成上相差5个CH2原子团，满足同系物的两个条件，B正确；C．该有机物中不含双键、三键等能加成的官能团，不能发生加成反应，C错误；D.分子中有6种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有6组吸收峰，D正确。
12．某烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7。现取两支试管，分别加入适量溴水，实验操作及现象如图：
下列有关X的说法正确的是
A．相同条件下，X的密度比水大
B．X的分子式为C5H12
C．X能与Br2发生加成反应使溴水褪色
D．实验后试管2中的有机层是上层还是下层，可通过加水确定
√
烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7，则
C、H原子数目之比为 ＝3∶7，故X
分子式为C6H14，故B错误；烷烃X能萃取
溴水中的溴，上层呈橙红色，说明X的密
度比水小，故A错误；X为烷烃，不能与溴发生加成反应使溴水褪色，故C错误；C6H14能发生取代反应得到溴代烃，溴代烃不溶于水，向试管中加水，若上层液体体积变大，则说明试管2中的有机层在下层，故D正确。
13．某化学学习小组欲探究己烷的性质，用己烷进行下列实验：
实验1：溴水 分层，下层为几
乎无色的液体 橙色溶液。
实验2：将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶
中。过一段时间，溶液颜色变浅，打开瓶盖瓶口出现白雾。
实验3：利用如图所示实验装置在一定条件下分解己烷生成丙烷和丙烯(CH3CH==CH2)，且丙烯能被酸性KMnO4溶液氧化。
(1)实验1中用到的玻璃仪器主要有_______________(填名称)。
烧杯、分液漏斗
实验1的主要操作是分液，需要的玻璃仪器主要是烧杯和分液漏斗。
(2)由实验1可知，己烷的物理性质有
________________________________。
密度比水小，难溶于水，可溶解溴
溴水和己烷混合后，下层几乎是无色的，且分液后得到橙色溶液，这说明己烷密度比水小，难溶于水，可溶解溴。
(3)实验2中的橙色溶液颜色逐渐变浅的原因是
_____(填字母)。
A．己烷与溴发生了取代反应
B．溴己烷为无色物质
C．液溴向外挥发浓度降低
D．己烷与液溴发生了加成反应
E．液溴与己烷分层，密度大的液溴在下层
AB
由于打开瓶盖瓶口出现白雾，这说明有溴化氢生成。己烷是烷烃，能和溴发生取代反应生成溴己烷和溴化氢。
(4)实验3中装置Ⅱ的作用是_______________________。
(5)试管C中的现象是_____________________________。
冷凝己烷分解产生的气体
酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去
实验3的装置Ⅱ为冰水浴，所以该装置的作用是冷凝己烷分解产生的气体。
己烷裂化有气态的烯烃生成，烯烃含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此看到试管C中酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去。
(6)试写出装置Ⅰ中发生反应生成丙烷和丙烯的化学
方程式：____________________________________
___________________________。
CH3(CH2)4CH3 CH3CH2CH3↑＋H3CH==CH2↑
在一定条件下，己烷裂化生成丙烷和丙烯，反应的化学方程式是CH3(CH2)4CH3 CH3CH2CH3↑＋CH3CH==CH2↑。
14．环丙烷可作为全身麻醉剂，
环己烷是重要的有机溶剂。下
面是部分环烷烃及烷烃衍生物
的结构简式、键线式和某些有
机化合物的反应式(其中Pt、Ni
是催化剂)。
①
② ③
④
① ② ③
回答下列问题：
(1)从反应①～③可以看出，最容易发生开环加成反应的环烷烃是________(填名称)，判断依据为____________________________。
(2)环烷烃还可与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应，如环丁烷与HBr在一定条件下反应，其化学方程式为__________________________
(不需注明反应条件)。
(3)写出鉴别环丁烷与丁烯的一种方法： ____________________________
________________________________________________________________
________________。
环丙烷
环丙烷与H2反应所需温度最低
＋Br→
CH3CH2CH2CH2Br
利用酸性KMnO4溶液，能使酸性KMnO4溶液褪色的为丁烯，不能使酸性KMnO4溶液褪色的为环丁烷(答案合理即可)
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