第1节 认识有机化合物
第1课时 有机化合物的一般性质 碳原子的成键特点
1.下列关于碳原子成键的说法正确的是（ ）
A.有机化合物中每个碳原子均与氢原子形成4个共价键
B.碳原子与氢原子以及碳原子与碳原子之间只能形成单键
C.多个碳原子之间可以结合成链状结构，也可以结合成环状结构
D.碳原子性质活泼，可以与多种元素的原子形成共价键
2.下列关于有机化合物的叙述不正确的是（ ）
A.碳原子性质较活泼，除了C原子之间可以成键外，与其他元素的原子也可形成化学键
B.碳原子间能形成单键，也能形成双键或三键，还能形成碳链或碳环
C.易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质不一定是有机化合物
D.有机化合物所发生的反应，一般比较复杂，速度缓慢，并且还常伴有副反应发生
3.以下结构表示的有机物不属于烷烃的是（ ）
A. B.
C. D.
4.下列反应不属于取代反应的是（ ）
A.CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl
B.C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O
C.C2H5Br＋NaOHC2H5OH＋NaBr
D.CaCl2＋Na2CO3CaCO3↓＋2NaCl
5.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是（ ）
A.甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合时只生成CH3Cl
B.甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多
C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
6.下列关于CH4和的叙述不正确的是（ ）
A.均能用组成通式CnH2n＋2来表示
B.二者均为烷烃，在光照条件下均可与Cl2发生取代反应
C.分子中的碳原子可能共平面
D.二者都是饱和烃
7.下列叙述正确的是（ ）
A.含5个碳原子的有机物分子中最多有4个 C—C 键
B.正戊烷分子中所有碳原子在同一条直线上
C.碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式CnH2n＋2
D.分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物
8.如果使0.5 mol甲烷完全跟Cl2发生取代反应并生成等物质的量的四种氯代物，则需要消耗氯气（ ）
A.0.5 mol B.1 mol
C.1.5 mol D.1.25 mol
9.下列关于CH4和CCl2F2（名称为氟利昂-12）的叙述正确的是（ ）
A.CH4和CCl2F2都是正四面体形结构的分子
B.CH4为正四面体形结构，CCl2F2为平面形结构
C.CH4和CCl2F2都只有一种结构
D.CH4和CCl2F2都是易燃易爆物质
10.如图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型。下列说法正确的是（ ）
A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体形结构
B.CH4、CCl4和CH3Cl在常温下的状态不完全相同
C.CH4中的化学键和CCl4中的化学键完全相同
D.CH4、CCl4和CH3Cl中所有原子均共平面
11.把纯净的甲烷和氯气混合，用玻璃片盖住瓶口，放在光亮的地方，片刻后移动玻璃片，留一条缝，此时观察到的现象有：①发生爆炸；②瓶口有白雾；③瓶内气体颜色变浅；④瓶内有油状物。其中正确的是（ ）
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
12.下列关于同系物的说法中正确的是（ ）
①C3H8和C5H12的关系一定是同系物
②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们不一定是同系物
A.② B.③
C.①③ D.②③
13.下列事实中能证明甲烷分子具有以碳原子为中心的正四面体形结构的是（ ）
A.CH3Cl只代表一种物质
B.CH2Cl2只代表一种物质
C.CHCl3只代表一种物质
D.CCl4只代表一种物质
14.如图所示的装置是某次实验最初的情况（夹持装置省略），烧瓶内盛有等体积的甲烷和Cl2（忽略Cl2在水中的溶解），用光照射烧瓶一段时间，下列说法不正确的是（ ）
A.只能生成CH3Cl一种有机化合物
B.烧瓶内液面可能上升
C.大试管内的液体可能会分层
D.向水中加入紫色石蕊试液后变红
15.如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1∶4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。
（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机化合物，请写出化学方程式： 。
（2）若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为 （填字母）。
A.CH3Cl HCl
B.CCl4 HCl
C.CH3Cl CH2Cl2
D.CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl
（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是 （填字母）。
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
（4）若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到 。右端玻璃管的作用是 。
16.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：
根据设计要求回答问题：
（1）B装置有三个作用：①控制气流速度；②均匀混合气体；③ 。
（2）设＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应 。
（3）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是 。
（4）E装置的作用是 （填字母）。
A.收集气体 B.吸收氯气
C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
（5）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分为 （填字母）。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
第1课时 有机化合物的一般性质 碳原子的成键特点
1.C CH3CH3中每个碳原子分别与3个氢原子和1个碳原子形成共价键，A错误；碳原子与氢原子之间只能形成单键，碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键或三键，B错误；碳元素的原子最外层有4个电子，既不易失电子，也不易得电子，碳原子性质不活泼，D错误。
2.A 碳原子除了彼此间可以成键外，还可以与其他元素的原子成键，形成烃的衍生物，但碳元素的非金属性较弱，碳原子性质不活泼，A错误。
3.D 碳原子之间都以碳碳单键结合成链状的烃属于烷烃。
4.D A、B、C三项反应均为取代反应，D项反应为复分解反应。
5.C 甲烷与氯气发生取代反应生成的有机化合物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol 氢原子，消耗1 mol氯气，生成 1 mol HCl，故产物中HCl的量最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗 4 mol 氯气，D错误。
6.C 因二者均为烷烃，都符合通式CnH2n＋2，都是饱和烃，都可与Cl2发生取代反应，A、B、D正确；根据甲烷的正四面体结构推断，分子中间碳原子连接3个碳原子和一个氢原子，呈四面体形结构，则四个碳原子不可能共平面，C错误。
7.D 碳原子之间可以形成碳链，无论是否带支链，含5个碳原子的有机物分子中最多含有4个C—C键；碳原子之间也可以形成碳环，无论是否带支链，含5个碳原子的有机物分子中最多含有6个C—C键，A项错误；正戊烷分子中每个C原子与周围4个原子均形成四面体形结构，则所有的碳原子不在同一条直线上，B项错误；烷烃和环烷烃中均只含有C—C键与C—H键，C项错误；满足通式CnH2n＋2的有机物是烷烃，所以分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物，D项正确。
8.D 利用原子守恒法：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种氯代物共 0.5 mol，每种氯代物的物质的量为0.125 mol，含氯原子的物质的量为0.125 mol×1＋0.125 mol×2＋0.125 mol×3＋0.125 mol×4＝1.25 mol，而从甲烷分子中每取代1 mol氢原子，就消耗1 mol Cl2，因此消耗的Cl2的物质的量也为1.25 mol。
9.C CCl2F2可以认为是CH4分子中的H被Cl和F代替后的物质，故其空间结构和CH4类似，为四面体形结构，两者空间结构都只有一种，C正确，A、B错误；CH4易燃易爆，但CCl2F2化学性质稳定，不易燃烧，D错误。
10.B CH3Cl中含C—H键和C—Cl键两种不同的化学键，故不是正四面体形结构，A项错误；常温下，CH4、CH3Cl呈气态，CCl4呈液态，B项正确；CH4中的化学键为C—H键，CCl4中的化学键为C—Cl键，两者中的化学键不相同，C项错误；三者都是四面体形结构，分子中有3个原子共平面，D项错误。
11.B CH4和Cl2在光照条件下生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，随着反应的进行，Cl2不断被消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色油状液体，故试管壁上有油状液滴生成，所生成的HCl遇空气中的水分形成白雾，故②③④正确；因为不是强光照射，混合物不会发生爆炸，故①不正确。
12.C C3H8和C5H12都属于烷烃，结构相似，且分子组成相差两个CH2原子团，二者互为同系物，①正确；分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物的结构不一定相似，不一定是同系物，如乙烯和环丙烷，②错误；同系物中碳、氢元素的质量分数不一定对应相同，如甲烷与乙烷。烃中碳、氢元素的质量分数对应相同，不一定是同系物，如乙炔与苯，③正确。
13.B CH4分子中有4个等同的C—H键，在空间可能有2种对称分布——正四面体形结构和平面正方形结构（如图所示）。
对于正四面体形的空间结构，4个顶点的位置完全相同，4个氢原子完全相同，所以其一氯代物（CH3Cl）、二氯代物（CH2Cl2）、三氯代物（CHCl3）、四氯代物（CCl4）都只有1种结构。而平面正方形结构中，4个氢原子的位置虽然也相同，但相互间存在相邻和相间的关系，所以其一氯代物（CH3Cl）、三氯代物（CHCl3）、四氯代物（CCl4）都只有1种结构，但二氯代物（CH2Cl2）却有2种结构（如图所示）。
因此，由CH2Cl2只代表一种物质可以证明甲烷分子为正四面体形结构，而不是平面正方形结构。
14.A 甲烷和Cl2反应生成四种氯代产物，A错误；甲烷和Cl2反应生成的一氯甲烷和HCl是气体，其余都是液体，且HCl易溶于水，烧瓶内压强减小，则液面上升，B正确；反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳均为油状液体且密度比水的大，在水的下层，C正确；反应生成的HCl溶于水，形成盐酸，溶液显酸性，加入紫色石蕊试液后变红，D正确。
15.（1）CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl （2）D （3）B （4）有白色胶状沉淀生成 平衡气压
解析：（1）因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，化学方程式为CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。（2）甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。（3）甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左端生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升。（4）因左端生成HCl，HCl溶于水后发生反应：2HCl＋Na2SiO3H2SiO3↓＋2NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成；为了平衡气压，在U形管右端插有一个玻璃管。
16.（1）干燥混合气体 （2）大于或等于4
（3）吸收过量的氯气 （4）CD （5）ab
解析：（1）B装置的三个作用：①控制气流速度，从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。（2）当反应为CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl时生成HCl气体的量最多，所以要保证＝x≥4。（3）KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI2KCl＋I2。（4）E装置既能吸收反应生成的HCl气体，同时还能防止倒吸。
4 / 4第1节 认识有机化合物
第1课时 有机化合物的一般性质 碳原子的成键特点
课程 标准 1.通过模型拼插等活动认识有机化合物分子的空间结构，能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架。 2.以甲烷、乙烯、乙炔为例认识碳原子的成键特点，并能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型
分点突破（一） 认识有机化合物的一般性质
1.实验探究有机化合物的性质
实验序号 实验操作 实验现象 实验结论
（1） 用棉签蘸取酒精，涂抹在手上 涂抹处发凉 酒精易挥发
（2） 向两支试管中加入适量水，然后分别加入体积相近的汽油和酒精，振荡试管 汽油与水分层，且汽油在上层，酒精与水互溶 汽油难溶于水，酒精易溶于水
（3） 用坩埚钳夹取一片聚乙烯塑料，置于酒精灯火焰上加热至燃烧 聚乙烯塑料先熔化，后燃烧 聚乙烯塑料受热易熔化，易燃烧
（4） 向试管中加入适量碘水，再滴入适量植物油，振荡后静置 分层，两层均无色 碘可与植物油发生化学反应
2.有机化合物的性质归纳
（1）共性
①熔点一般较低，常温下多为固态或液态。
②一般难溶于水，易溶于有机溶剂。
③绝大多数受热易分解，容易燃烧（CCl4等除外）。
④一般反应比较复杂，副反应多，反应速率慢，方程式一般用“”连接。
（2）差异性
①从挥发性来看，有的易挥发，如乙醇、苯等，有的难挥发，如甘油等。
②从溶解性来看，大多难溶于水，如四氯化碳（CCl4）等，但有的易溶于水，如乙醇、乙酸等。
③从热稳定性来看，大多受热易分解，如聚乙烯等，但有的具有较强的热稳定性，如酚醛树脂等。
（3）特性
许多有机化合物能与特定的物质反应表现出一定的特性，如乙醇可以被KMnO4氧化而使紫色酸性KMnO4溶液褪色。
1.含碳的化合物一定是有机化合物吗？
2.是否所有的有机化合物都难溶于水且都易燃烧？
3.有机化合物受热都易分解吗？
4.易溶于汽油、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物吗？
1.日常生活中离不开化学。下列物资的主要成分不属于有机物的是（ ）
A.医用酒精 B.塑料护目镜 C.84消毒液 D.医用橡胶手套
2.大多数有机化合物具有的性质是（ ）
A.熔、沸点高 B.易燃烧
C.易溶于水 D.反应快
分点突破（二） 碳原子的成键特点
1.搭建有机化合物分子的球棍模型
试用不同颜色的小球分别代表碳原子、氢原子、氧原子和氯原子等，搭建不同的有机化合物分子的球棍模型，并写出相应有机化合物的结构简式和结构式。
活动项目 球棍模型 结构简式 结构式
搭建甲烷分子的球棍模型
搭建乙烷分子的球棍模型
搭建丙烷分子的球棍模型
2.甲烷的组成与结构
分子式 结构式 球棍模型 空间填充模型
CH4
结构特点 原子之间以单键结合，空间结构为 形，碳原子位于正四面体的中心
3.碳原子的成键特点
（1）每个碳原子能与其他原子形成 个共价键。
（2）碳原子与碳原子之间可以形成单键（）、双键（）或三键（—C≡C—）。
（3）碳原子之间彼此可以通过共价键形成 或 ，既可形成直链，也可带支链。
（4）碳原子与其他原子成键
碳原子也可以与卤素、氧、氮等其他元素的原子形成共价键。
4.有机化合物组成和结构的表示方法
表示方法（以甲烷为例） 含义
分子式：CH4 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目
最简式（实验式）： CH4 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式：H︰︰H 用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式： 用元素符号和短线“—”表示分子中原子的连接顺序和成键方式的式子，但不表示真实空间结构
结构简式：CH4 结构式的简便写法，着重突出结构特点
球棍模型： 小球表示原子，短棍表示化学键，展示了空间结构
空间填 充模型： 表示原子的相对大小和空间的相对位置
5.有机化合物的命名
（1）当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。
（2）若n＞10，用中文数字表示。如C8H18命名为辛烷；C18H38命名为十八烷。
（3）当碳原子数相同，结构不同时，用正、异、新来表示。
含有多个碳原子的有机化合物（碳原子个数大于或等于3）的所有碳原子都在同一条直线上吗？
1.下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中能反映其真实存在状况的是（ ）
2.下列碳原子的连接方式不正确的是（ ）
3.下列有关有机化合物种类繁多的原因的说法错误的是（ ）
A.碳原子间能以单键、双键或三键等多种方式结合
B.多个碳原子可以形成长短不一的碳链，碳链也可以含有支链
C.每个碳原子都能与氢原子形成四个共价键
D.多个碳原子间可以形成碳链、碳环，碳链或碳环也能相互结合
分点突破（三） 几种常见的烃 同系物
一、几种常见的烃
1.烃的概念
仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为烃，也叫作碳氢化合物。
2.烷烃
（1）含义
烃分子中，碳原子之间都以单键结合成 ，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，这样的烃称为烷烃。烷烃分子中每个碳原子的最外层电子都被充分利用，达到“饱和”状态，因此这样的烃也叫作 。
（2）结构特点
①“单”：每个碳原子形成4个共价键，碳原子之间以单键相连。
②“链”：碳原子之间形成链状。
③“饱”：碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合达到“饱和”状态。
④实例，如丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、戊烷（C5H12）等，它们的结构式、结构简式及球棍模型如表所示：
丙烷（C3H8） 丁烷（C4H10） 戊烷（C5H12）
结构式
结构简式 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3
球棍模型
提醒
烷烃的分子组成符合通式CnH2n＋2。
3.环烃
分子式为C4H8的烃，碳原子之间形成碳环时，这种烃称为环丁烷，其结构简式为。像环丁烷这样，分子中有碳环（碳原子之间以共价键相连形成的环）的烃称为环烃。环烷烃（如环丁烷）属于饱和烃。
4.不饱和链烃
（1）乙烯
乙烯分子中，碳原子之间以 结合形成碳链；乙烯分子中所有原子在同一个平面内，同一碳原子上的碳碳双键和两个碳氢键中，任意两个键之间的夹角都约为 。
（2）乙炔
乙炔分子中，碳原子之间以 结合形成碳链；乙炔分子是直线形分子，碳碳三键和碳氢键之间的夹角为 。
（3）不饱和链烃
乙烯、乙炔分子中，碳原子还有能与氢原子结合的价键，每个碳原子的最外层电子没有被充分利用，即没有达到“饱和”状态，这样的烃叫作不饱和链烃。
（4）乙烷、乙烯、乙炔的结构比较
乙烷 乙烯 乙炔
分子式 C2H6 C2H4 C2H2
结构式
球棍模型
空间填充模型
提醒
有机物分子中，若碳原子连接有4个原子（或原子团）则为饱和碳原子，若连接的原子或原子团小于4，则为不饱和碳原子。
二、同系物
1.含义
烷烃的通式为CnH2n＋2（n为大于或者等于1的整数）。相邻烷烃分子在组成上均相差一个 原子团。像这种结构相似、分子组成相差一个或若干个 原子团的有机化合物互称为同系物。
2.同系物的判断
（1）判断同系物的三个关键
①“同”——互为同系物的物质必须属于同一类物质。
②“似”——结构相似，是指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。
③“差”——组成上相差n个CH2原子团（n≥1）。
a.同系物一定具有不同的碳原子数（或分子式）。
b.同系物一定具有不同的相对分子质量（相差14n）。
（2）判断同系物的易错点
①同系物必须是“有机化合物”。
②分子组成相差n个CH2原子团的有机化合物不一定是同系物，如CH2CH2（分子式为C2H4）和（分子式为C6H12）不是同系物。
③互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同，也可能不相同。
④具有相同通式的有机化合物，除烷烃外都不能确定是不是同系物。
1.以下结构表示的物质中属于烷烃的是（ ）
A.CH3OCH3 B.CH2CHCH3
C. D.
2.下列物质中与其他三种不互为同系物的是（ ）
A. B.
C. D.
3.下列关于同系物的说法中，错误的是（ ）
A.同系物的结构相似，但不完全相同
B.互为同系物的分子中各元素的质量分数一定相同
C.同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.与甲烷互为同系物的物质一定是饱和链烃
分点突破（四） 甲烷的取代反应
1.实验探究甲烷与氯气的反应
实验 操作 用漫射日光照射大试管中的混合气体（如图所示）
实验 现象 ①气体颜色变浅； ②试管内壁有油状液滴出现； ③试管内液面逐渐上升
有关 化学 方程式
2.取代反应
（1）概念
有机化合物分子里的某些原子（或原子团）被其他原子 （或原子团）代替的反应。
（2）甲烷的取代反应
反应条件 光照（在暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸）
反应物 甲烷与Cl2的反应，其中反应物是纯卤素单质即氯气，而不是氯水
生成物 生成物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机化合物与HCl形成的混合物。甲烷的四种氯代产物都难溶于水。常温下除一氯代物是气体外，其他三种氯代产物都是油状液体。三氯甲烷曾被用作外科手术的麻醉剂，二氯甲烷和四氯化碳是常用的有机溶剂
物质的量 的关系 甲烷与氯气发生取代反应时，每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成 1 mol HCl分子
反应特点 甲烷与氯气的反应逐步进行，化学方程式应分步书写，甲烷的取代反应中，生成的是四种有机化合物和HCl的混合物，因此，此反应一般不用于物质的制备
（3）取代反应与置换反应的比较
取代反应 置换反应
实例 甲烷与氯气反应 Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑
含义 有机化合物分子里的某些原子（或原子团）被其他原子（或原子团）代替的反应 一种单质跟一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应
参与物质 反应物和生成物中不一定有单质 反应物、生成物中一定有单质
反应条件 反应受催化剂、温度、光的影响 水溶液中置换遵循强制弱的原则
反应中电子得失 不一定有电子的得失 一定有电子的得失
反应是否可逆 有很多是可逆反应 反应一般单向进行
1.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是（ ）
2.有机物分子里的原子（或原子团）被其他原子（或原子团）所替代的反应叫作取代反应。下列反应中属于取代反应的是（ ）
A.AgNO3＋HClAgCl↓＋HNO3
B.CH4＋2O2CO2＋2H2O
C.CH2Br2＋Cl2CHClBr2＋HCl
D.CH3CH2OHCH2CH2↑＋H2O
1.下列关于有机物的说法正确的是（ ）
A.有机物大多数难溶于水
B.有机物只含有碳、氢两种元素
C.含碳元素的化合物一定属于有机物
D.有机物都易燃烧
2.目前已知化合物中数量、种类最多的是第ⅣA族元素碳的化合物，下列有关其原因的叙述中不正确的是（ ）
A.碳原子既可以跟碳原子，又可以跟其他原子（如氢原子）形成4个共价键
B.碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C.碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键
D.多个碳原子可以形成长度不同的链（可以带有支链）及环，且链、环之间又可以相互结合
3.下列说法错误的是（ ）
A.CH3CH2CH3的结构式为
B.含有两个碳原子的有机化合物叫乙烷
C.CH3（CH2）10CH3叫十二烷
D.正己烷的结构简式为CH3（CH2）4CH3
4.下列各项中，表达不正确的是（ ）
A.丙烷的最简式：C3H8
B.正丁烷的球棍模型：
C.异丁烷的结构简式：CH（CH3）3
D.甲烷为平面正方形结构，其结构式：
5.下列反应属于取代反应的是（ ）
①Zn＋2HClZnCl2＋H2↑
②NaOH＋HClNaCl＋H2O
③CH3CH3＋2Br2CH2BrCH2Br＋2HBr
④CH2Cl2＋Br2CHBrCl2＋HBr
A.②③ B.①③
C.②④ D.③④
6.如图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。
（1）图中属于链状烷烃的是 （填字母）。
（2）在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键，还可以形成 和 ；不仅可以形成碳链，还可以形成 。
（3）上述物质分子式相同的是A与 ，B与 ，D与 （填字母）。
（4）A的名称： 。
第1课时 有机化合物的一般性质 碳原子的成键特点
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
探究活动
1.提示：不一定，有机化合物中一定含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物。
2.提示：否。有的有机化合物易溶于水，如乙醇、乙酸等。有机化合物的性质是指“绝大多数”有机化合物的性质，并不是绝对的，有的有机化合物不仅不能燃烧反而可作灭火剂，如四氯化碳（CCl4）。
3.提示：大多数有机化合物受热易分解，但有些有机化合物如酚醛树脂等则具有较强的热稳定性。
4.提示：有机化合物一般易溶于有机溶剂，但易溶于有机溶剂的物质不一定是有机化合物，如Br2、I2等。
自主练习
1.C 乙醇、塑料、橡胶属于常见的有机化合物，A、B、D项均不符合题意；84消毒液的主要成分为NaClO，NaClO 属于无机物，C项符合题意。
2.B 大多数有机化合物熔、沸点低，易燃烧，难溶于水，易溶于有机溶剂，反应慢，副反应多。
分点突破（二）
师生互动
1.CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 2. 正四面体 3.（1）4 （3）碳链 碳环
探究活动
提示：碳原子个数大于或等于3的有机化合物分子中的碳原子不在同一条直线上。这是因为每两个C—C键之间的夹角不是180°。
自主练习
1.D 分子的空间填充模型不仅可表示分子的空间结构，还可以表示原子的相对大小，因此空间填充模型能真实反映分子结构状况。
2.D 碳原子最多形成四个共价键，D选项中有一个碳原子形成了五个共价键，错误。
3.C 碳原子最外层有4个电子，可以与碳原子、其他原子（如氢原子）形成4个共价键，C错误。
分点突破（三）
师生互动
一、2.（1）碳链 饱和链烃 4.（1）双键 120° （2）三键 180°
二、1.CH2 CH2
自主练习
1.C A项，CH3OCH3中含氧原子，不属于烃，因此不可能属于烷烃；B项，CH2CHCH3中含有碳碳双键，不属于烷烃；D项，分子中含有碳环结构，不属于烷烃。
2.B 同系物的结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，A为CH3CH3，C为CH3CH2CH2CH3，D为CH3CH2CH（CH3）CH3，三者的分子结构均是由碳原子之间以碳碳单键结合形成的碳链，结构相似，均符合烷烃的分子通式（CnH2n＋2），所以A、C、D项所示物质互为同系物；B项所示物质的分子式为C3H6，不符合烷烃的分子通式（CnH2n＋2），且其分子中碳原子之间以共价键相连形成碳环，故其属于环烷烃，与A、C、D项所示物质不互为同系物。
3.B A项，同系物属于同一类物质，故同系物的结构相似，但不完全相同，正确；B项，甲烷和乙烷互为同系物，但C、H元素的质量分数不相等，错误；C项，相邻的同系物彼此相差一个CH2原子团，正确；D项，甲烷为饱和链烃，同系物的结构相似，因此与甲烷互为同系物的物质一定是饱和链烃，正确。
分点突破（四）
自主练习
1.D CH4和Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，只有CH3Cl常温下是难溶于水的气体，CH2Cl2、CHCl3和CCl4是无色油状液体且难溶于水，HCl极易溶于水，故试管内气体体积减小，颜色变淡，液面上升，试管壁上有无色油状液滴出现，D项正确。
2.C A反应是复分解反应，不属于取代反应；B反应为CH4的燃烧，是氧化反应，而D反应中没有原子或原子团被替代，故B、D也不属于取代反应。
【教学效果·勤检测】
1.A 大多数有机物难溶于水，A正确；有机物除含有碳元素外，还可能含有氢、氧、氮、硫等元素，B错误；碳的氧化物及碳酸盐等，不属于有机物，C错误；多数有机物易燃烧，有的有机物可作灭火剂，如CCl4，D错误。
2.B 碳原子最外层有4个电子，既不易失电子也不易得电子，故碳原子性质并不活泼，常温下比较稳定，B错误。
3.B 含有两个碳原子的有机化合物不一定是烷烃，可能是乙烯、乙炔等，B错误。
4.D 丙烷的分子式为C3H8，由于分子中原子个数已是最简整数比，因此其最简式也为C3H8，A项正确；正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，因此其球棍模型为，B项正确；写结构简式时可以将分子结构中相同的基团合并，如异丁烷的结构简式为，可以简写成CH（CH3）3，C项正确；甲烷为正四面体形结构，D项错误。
5.D 反应①属于置换反应；反应②属于复分解反应；反应③中1个CH3CH3分子中的2个H原子被2个Br原子代替：
Br—Br＋＋Br—Br＋2HBr，
该反应是取代反应；反应④中1个CH2Cl2分子中的1个H原子被1个Br原子代替，该反应是取代反应。
6.（1）A、C （2）碳碳双键 碳碳三键 碳环 （3）C EFH G （4）正丁烷
解析：依据图示和题给信息，可知一根小棍表示碳碳单键，两根表示碳碳双键，三根表示碳碳三键，同时根据碳原子能形成4对共用电子，把碳原子剩余价键用氢原子补全，即得到相应的烃。（1）碳原子间以单键形式连接的链烃为链状烷烃，符合此要求的物质为A、C。（2）由题给图示可知，碳原子间可形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键；不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。（3）题给八种物质的分子式依次为C4H10、C4H8、C4H10、C4H6、C4H8、C4H8、C4H6、C4H8，因此与A分子式相同的是物质C；与B分子式相同的是EFH；与D分子式相同的是G。（4）A的名称为正丁烷。
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第1课时 有机化合物的一般性质 碳原子的成键特点
课
程 标
准 1.通过模型拼插等活动认识有机化合物分子的空间结构，能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架。
2.以甲烷、乙烯、乙炔为例认识碳原子的成键特点，并能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 认识有机化合物的一般性质
1. 实验探究有机化合物的性质
实验序号 实验操作 实验现象 实验结论
（1） 用棉签蘸取酒精，涂抹在手上 涂抹处发凉 酒精易挥发
实验序
号 实验操作 实验现象 实验结论
（2） 向两支试管中加入适量
水，然后分别加入体积
相近的汽油和酒精，振
荡试管 汽油与水分层，
且汽油在上层，
酒精与水互溶 汽油难溶于水，
酒精易溶于水
（3） 用坩埚钳夹取一片聚乙
烯塑料，置于酒精灯火
焰上加热至燃烧 聚乙烯塑料先熔
化，后燃烧 聚乙烯塑料受热
易熔化，易燃烧
（4） 向试管中加入适量碘
水，再滴入适量植物
油，振荡后静置 分层，两层均无
色 碘可与植物油发
生化学反应
2. 有机化合物的性质归纳
（1）共性
①熔点一般较低，常温下多为固态或液态。
②一般难溶于水，易溶于有机溶剂。
③绝大多数受热易分解，容易燃烧（CCl4等除外）。
④一般反应比较复杂，副反应多，反应速率慢，方程式一般
用“ ”连接。
（2）差异性
①从挥发性来看，有的易挥发，如乙醇、苯等，有的难挥
发，如甘油等。
②从溶解性来看，大多难溶于水，如四氯化碳（CCl4）等，
但有的易溶于水，如乙醇、乙酸等。
③从热稳定性来看，大多受热易分解，如聚乙烯等，但有的
具有较强的热稳定性，如酚醛树脂等。
（3）特性
许多有机化合物能与特定的物质反应表现出一定的特性，如
乙醇可以被KMnO4氧化而使紫色酸性KMnO4溶液褪色。
1. 含碳的化合物一定是有机化合物吗？
提示：不一定，有机化合物中一定含有碳元素，但含有碳元素的化
合物不一定是有机化合物。
2. 是否所有的有机化合物都难溶于水且都易燃烧？
提示：否。有的有机化合物易溶于水，如乙醇、乙酸等。有机化合
物的性质是指“绝大多数”有机化合物的性质，并不是绝对的，有
的有机化合物不仅不能燃烧反而可作灭火剂，如四氯化碳
（CCl4）。
3. 有机化合物受热都易分解吗？
提示：大多数有机化合物受热易分解，但有些有机化合物如酚醛树
脂等则具有较强的热稳定性。
4. 易溶于汽油、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物吗？
提示：有机化合物一般易溶于有机溶剂，但易溶于有机溶剂的物质
不一定是有机化合物，如Br2、I2等。
1. 日常生活中离不开化学。下列物资的主要成分不属于有机物的是
（ ）
A. 医用酒精 B. 塑料护目镜 C. 84消毒液 D. 医用橡胶手套
解析：乙醇、塑料、橡胶属于常见的有机化合物，A、B、D项均不符合题意；84消毒液的主要成分为NaClO，NaClO 属于无机物，C项符合题意。
2. 大多数有机化合物具有的性质是（ ）
A. 熔、沸点高 B. 易燃烧
C. 易溶于水 D. 反应快
解析： 大多数有机化合物熔、沸点低，易燃烧，难溶于水，易
溶于有机溶剂，反应慢，副反应多。
分点突破（二） 碳原子的成键特点
1. 搭建有机化合物分子的球棍模型
试用不同颜色的小球分别代表碳原子、氢原子、氧原子和氯原子
等，搭建不同的有机化合物分子的球棍模型，并写出相应有机化合
物的结构简式和结构式。
活动项目 球棍模型 结构简式 结构式
搭建甲烷分子的
球棍模型
CH4
活动项目 球棍模型 结构简式 结构式
搭建乙烷分子的
球棍模型
搭建丙烷分子的
球棍模型
CH3CH3
CH3CH2CH3
2. 甲烷的组成与结构
分子式 结构式 球棍模型 空间填充模型
CH4
结构特
点 原子之间以单键结合，空间结构为 形，碳原子
位于正四面体的中心 正四面体
3. 碳原子的成键特点
（1）每个碳原子能与其他原子形成 个共价键。
（2）碳原子与碳原子之间可以形成单键（ ）、双键
（ ）或三键（—C≡C—）。
（3）碳原子之间彼此可以通过共价键形成 或 ，
既可形成直链，也可带支链。
4
碳链
碳环
（4）碳原子与其他原子成键
碳原子也可以与卤素、氧、氮等其他元素的原子形成共价键。
4. 有机化合物组成和结构的表示方法
表示方法（以甲烷
为例） 含义
分子式：CH4 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一
个分子中原子的种类和数目
最简式（实验
式）：CH4 表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
表示方法（以甲烷
为例） 含义
用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式： 用元素符号和短线“—”表示分子中原子的连接顺序和成键方式的式子，但不表示真实空间结构
表示方法（以甲烷
为例） 含义
结构简式：CH4 结构式的简便写法，着重突出结构特点
球棍模型： 小球表示原子，短棍表示化学键，展示了空间结
构
空间填充模
型： 表示原子的相对大小和空间的相对位置
5. 有机化合物的命名
（1）当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、
辛、壬、癸表示。
（2）若n＞10，用中文数字表示。如C8H18命名为辛烷；C18H38命
名为十八烷。
（3）当碳原子数相同，结构不同时，用正、异、新来表示。
含有多个碳原子的有机化合物（碳原子个数大于或等于3）的所有
碳原子都在同一条直线上吗？
提示：碳原子个数大于或等于3的有机化合物分子中的碳原子不在同
一条直线上。这是因为每两个C—C键之间的夹角不是180°。
1. 下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中能反映其真实存在状况的
是（ ）
解析： 分子的空间填充模型不仅可表示分子的空间结构，还可以表示原子的相对大小，因此空间填充模型能真实反映分
子结构状况。
2. 下列碳原子的连接方式不正确的是（ ）
解析： 碳原子最多形成四个共价键，D选项中有一个碳原子形
成了五个共价键，错误。
3. 下列有关有机化合物种类繁多的原因的说法错误的是（ ）
A. 碳原子间能以单键、双键或三键等多种方式结合
B. 多个碳原子可以形成长短不一的碳链，碳链也可以含有支链
C. 每个碳原子都能与氢原子形成四个共价键
D. 多个碳原子间可以形成碳链、碳环，碳链或碳环也能相互结合
解析： 碳原子最外层有4个电子，可以与碳原子、其他原子
（如氢原子）形成4个共价键，C错误。
分点突破（三） 几种常见的烃 同系物
一、几种常见的烃
1. 烃的概念
仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为烃，也叫作碳氢化
合物。
（1）含义
烃分子中，碳原子之间都以单键结合成 ，碳原子的
剩余价键均与氢原子结合，这样的烃称为烷烃。烷烃分子中
每个碳原子的最外层电子都被充分利用，达到“饱和”状
态，因此这样的烃也叫作 。
碳链
饱和链烃
2. 烷烃
③“饱”：碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合达到“饱
和”状态。
④实例，如丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、戊烷（C5H12）
等，它们的结构式、结构简式及球棍模型如表所示：
（2）结构特点
①“单”：每个碳原子形成4个共价键，碳原子之间以单
键相连。
②“链”：碳原子之间形成链状。
丙烷（C3H8） 丁烷（C4H10） 戊烷（C5H12）
结构式
结构简式 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2
CH3
球棍模型
提醒
烷烃的分子组成符合通式CnH2n＋2。
3. 环烃
分子式为C4H8的烃，碳原子之间形成碳环时，这种烃称为环丁
烷，其结构简式为 。像环丁烷这样，分子中有碳环（碳
原子之间以共价键相连形成的环）的烃称为环烃。环烷烃（如环丁
烷）属于饱和烃。
4. 不饱和链烃
（1）乙烯
乙烯分子中，碳原子之间以 结合形成碳链；乙烯分
子中所有原子在同一个平面内，同一碳原子上的碳碳双键和
两个碳氢键中，任意两个键之间的夹角都约为 。
（2）乙炔
乙炔分子中，碳原子之间以 结合形成碳链；乙炔分
子是直线形分子，碳碳三键和碳氢键之间的夹角
为 。
双键
120°
三键
180°
（3）不饱和链烃
乙烯、乙炔分子中，碳原子还有能与氢原子结合的价键，每
个碳原子的最外层电子没有被充分利用，即没有达到“饱
和”状态，这样的烃叫作不饱和链烃。
（4）乙烷、乙烯、乙炔的结构比较
乙烷 乙烯 乙炔
分子式 C2H6 C2H4 C2H2
结构式
球棍模型
空间填充模型
提醒
有机物分子中，若碳原子连接有4个原子（或原子团）则为饱和碳原
子，若连接的原子或原子团小于4，则为不饱和碳原子。
二、同系物
1. 含义
烷烃的通式为CnH2n＋2（n为大于或者等于1的整数）。相邻烷烃分
子在组成上均相差一个 原子团。像这种结构相似、分子组
成相差一个或若干个 原子团的有机化合物互称为同系物。
CH2
CH2
2. 同系物的判断
（1）判断同系物的三个关键
①“同”——互为同系物的物质必须属于同一类物质。
②“似”——结构相似，是指化学键类型相似，分子中各原
子的结合方式相似。
③“差”——组成上相差n个CH2原子团（n≥1）。
a.同系物一定具有不同的碳原子数（或分子式）。
b.同系物一定具有不同的相对分子质量（相差14n）。
（2）判断同系物的易错点
①同系物必须是“有机化合物”。
②分子组成相差n个CH2原子团的有机化合物不一定是同系
物，如CH2 CH2（分子式为C2H4）和 （分子式为
C6H12）不是同系物。
③互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同，也可能
不相同。
④具有相同通式的有机化合物，除烷烃外都不能确定是不是
同系物。
1. 以下结构表示的物质中属于烷烃的是（ ）
A. CH3OCH3
C. D.
解析： A项，CH3OCH3中含氧原子，不属于烃，因此不可能属
于烷烃；B项，CH2 CHCH3中含有碳碳双键，不属于烷烃；D
项，分子中含有碳环结构，不属于烷烃。
2. 下列物质中与其他三种不互为同系物的是（ ）
A. B.
C. D.
解析： 同系物的结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2
原子团，A为CH3CH3，C为CH3CH2CH2CH3，D为CH3CH2CH
（CH3）CH3，三者的分子结构均是由碳原子之间以碳碳单键结合
形成的碳链，结构相似，均符合烷烃的分子通式（CnH2n＋2），所
以A、C、D项所示物质互为同系物；B项所示物质的分子式为
C3H6，不符合烷烃的分子通式（CnH2n＋2），且其分子中碳原子之
间以共价键相连形成碳环，故其属于环烷烃，与A、C、D项所示
物质不互为同系物。
3. 下列关于同系物的说法中，错误的是（ ）
A. 同系物的结构相似，但不完全相同
B. 互为同系物的分子中各元素的质量分数一定相同
C. 同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D. 与甲烷互为同系物的物质一定是饱和链烃
解析： A项，同系物属于同一类物质，故同系物的结构相似，
但不完全相同，正确；B项，甲烷和乙烷互为同系物，但C、H元
素的质量分数不相等，错误；C项，相邻的同系物彼此相差一个
CH2原子团，正确；D项，甲烷为饱和链烃，同系物的结构相似，
因此与甲烷互为同系物的物质一定是饱和链烃，正确。
分点突破（四） 甲烷的取代反应
1. 实验探究甲烷与氯气的反应
实验 操作
用漫射日光照射大试管中的混合气体（如图所示）
实验 现象 ①气体颜色变浅；
②试管内壁有油状液滴出现；
③试管内液面逐渐上升
有
关 化
学 方
程
式
2. 取代反应
（1）概念
有机化合物分子里的某些原子（或原子团）被其他原子 （或
原子团）代替的反应。
（2）甲烷的取代反应
反应
条件 光照（在暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸）
反应
物 甲烷与Cl2的反应，其中反应物是纯卤素单质即氯气，而不是氯水
生
成
物 生成物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机化合物与HCl形成的混合物。甲烷的四种氯代产物都难溶于水。常温下除一氯代物是气体外，其他三种氯代产物都是油状液体。三氯甲烷曾被用作外科手术的麻醉剂，二氯甲烷和四氯化碳是常用的有机溶剂
物质的量的关系 甲烷与氯气发生取代反应时，每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成 1 mol HCl分子
反应
特点 甲烷与氯气的反应逐步进行，化学方程式应分步书写，甲烷的取代反应中，生成的是四种有机化合物和HCl的混合物，因此，此反应一般不用于物质的制备
（3）取代反应与置换反应的比较
取代反应 置换反应
实例 甲烷与氯气反应
含义 有机化合物分子里的某些原
子（或原子团）被其他原子
（或原子团）代替的反应 一种单质跟一种化合物反
应，生成另一种单质和另一
种化合物的反应
参与物
质 反应物和生成物中不一定有
单质 反应物、生成物中一定有单
质
取代反应 置换反应
反应条件 反应受催化剂、温度、光的影响 水溶液中置换遵循强制弱的原则
反应中电子得失 不一定有电子的得失 一定有电子的得失
反应是否可逆 有很多是可逆反应 反应一般单向进行
1. 实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是（ ）
解析： CH4和Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl
的混合物，只有CH3Cl常温下是难溶于水的气体，CH2Cl2、CHCl3
和CCl4是无色油状液体且难溶于水，HCl极易溶于水，故试管内气
体体积减小，颜色变淡，液面上升，试管壁上有无色油状液滴出
现，D项正确。
2. 有机物分子里的原子（或原子团）被其他原子（或原子团）所替代
的反应叫作取代反应。下列反应中属于取代反应的是（ ）
B. CH4＋2O2 CO2＋2H2O
C. CH2Br2＋Cl2 CHClBr2＋HCl
解析： A反应是复分解反应，不属于取代反应；B反应为CH4的
燃烧，是氧化反应，而D反应中没有原子或原子团被替代，故B、
D也不属于取代反应。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. 下列关于有机物的说法正确的是（ ）
A. 有机物大多数难溶于水
B. 有机物只含有碳、氢两种元素
C. 含碳元素的化合物一定属于有机物
D. 有机物都易燃烧
解析： 大多数有机物难溶于水，A正确；有机物除含有碳元素
外，还可能含有氢、氧、氮、硫等元素，B错误；碳的氧化物及碳
酸盐等，不属于有机物，C错误；多数有机物易燃烧，有的有机物
可作灭火剂，如CCl4，D错误。
2. 目前已知化合物中数量、种类最多的是第ⅣA族元素碳的化合物，
下列有关其原因的叙述中不正确的是（ ）
A. 碳原子既可以跟碳原子，又可以跟其他原子（如氢原子）形成4个
共价键
B. 碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C. 碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键
D. 多个碳原子可以形成长度不同的链（可以带有支链）及环，且
链、环之间又可以相互结合
解析： 碳原子最外层有4个电子，既不易失电子也不易得电
子，故碳原子性质并不活泼，常温下比较稳定，B错误。
3. 下列说法错误的是（ ）
A. CH3CH2CH3的结构式为
B. 含有两个碳原子的有机化合物叫乙烷
C. CH3（CH2）10CH3叫十二烷
D. 正己烷的结构简式为CH3（CH2）4CH3
解析： 含有两个碳原子的有机化合物不一定是烷烃，可能是乙
烯、乙炔等，B错误。
4. 下列各项中，表达不正确的是（ ）
A. 丙烷的最简式：C3H8
B. 正丁烷的球棍模型：
C. 异丁烷的结构简式：CH（CH3）3
D. 甲烷为平面正方形结构，其结构式：
解析： 丙烷的分子式为C3H8，由于分子中原子个数已是最简整
数比，因此其最简式也为C3H8，A项正确；正丁烷的结构简式为
CH3CH2CH2CH3，因此其球棍模型为 ，B项正确；写
结构简式时可以将分子结构中相同的基团合并，如异丁烷的结构简
式为 ，可以简写成CH（CH3）3，C项正确；甲烷为正四
面体形结构，D项错误。
5. 下列反应属于取代反应的是（ ）
①Zn＋2HCl ZnCl2＋H2↑
②NaOH＋HCl NaCl＋H2O
③CH3CH3＋2Br2 CH2BrCH2Br＋2HBr
④CH2Cl2＋Br2 CHBrCl2＋HBr
A. ②③ B. ①③
C. ②④ D. ③④
解析： 反应①属于置换反应；反应②属于复分解反应；反应③
中1个CH3CH3分子中的2个H原子被2个Br原子代替：
Br—Br＋ ＋Br—Br ＋2HBr，
该反应是取代反应；反应④中1个CH2Cl2分子中的1个H原子被1个
Br原子代替，该反应是取代反应。
6. 如图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示
化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。
（1）图中属于链状烷烃的是 （填字母）。
A、C
解析：依据图示和题给信息，可知一根小棍表示碳碳单键，
两根表示碳碳双键，三根表示碳碳三键，同时根据碳原子能
形成4对共用电子，把碳原子剩余价键用氢原子补全，即得到
相应的烃。（1）碳原子间以单键形式连接的链烃为链状烷
烃，符合此要求的物质为A、C。
（2）在如图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成
碳碳单键，还可以形成 和 ；不仅
可以形成碳链，还可以形成 。
解析：由题给图示可知，碳原子间可形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键；不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。
碳碳双键
碳碳三键
碳环
（3）上述物质分子式相同的是A与 ，B与 ，D
与 （填字母）。
解析：题给八种物质的分子式依次为C4H10、C4H8、C4H10、C4H6、C4H8、C4H8、C4H6、C4H8，因此与A分子式相同的是物质C；与B分子式相同的是EFH；与D分子式相同的是G。
C
EFH
G
（4）A的名称： 。
解析：A的名称为正丁烷。
正丁烷
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. 下列关于碳原子成键的说法正确的是（ ）
A. 有机化合物中每个碳原子均与氢原子形成4个共价键
B. 碳原子与氢原子以及碳原子与碳原子之间只能形成单键
C. 多个碳原子之间可以结合成链状结构，也可以结合成环状结构
D. 碳原子性质活泼，可以与多种元素的原子形成共价键
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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12
13
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16
解析： CH3CH3中每个碳原子分别与3个氢原子和1个碳原子形
成共价键，A错误；碳原子与氢原子之间只能形成单键，碳原子与
碳原子之间可以形成单键、双键或三键，B错误；碳元素的原子最
外层有4个电子，既不易失电子，也不易得电子，碳原子性质不活
泼，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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16
2. 下列关于有机化合物的叙述不正确的是（ ）
A. 碳原子性质较活泼，除了C原子之间可以成键外，与其他元素的原
子也可形成化学键
B. 碳原子间能形成单键，也能形成双键或三键，还能形成碳链或碳
环
C. 易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质不一定是有机化合物
D. 有机化合物所发生的反应，一般比较复杂，速度缓慢，并且还常
伴有副反应发生
1
2
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4
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6
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解析： 碳原子除了彼此间可以成键外，还可以与其他元素的原
子成键，形成烃的衍生物，但碳元素的非金属性较弱，碳原子性质
不活泼，A错误。
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3. 以下结构表示的有机物不属于烷烃的是（ ）
A. B.
C. D.
解析： 碳原子之间都以碳碳单键结合成链状的烃属于烷烃。
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4. 下列反应不属于取代反应的是（ ）
A. CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl
解析： A、B、C三项反应均为取代反应，D项反应为复分解
反应。
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5. 下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是（ ）
A. 甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合时只生成CH3Cl
B. 甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多
C. 甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D. 1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
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解析： 甲烷与氯气发生取代反应生成的有机化合物有CH3Cl、
CH2Cl2、CHCl3和CCl4，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；
甲烷与氯气的反应中每取代1 mol 氢原子，消耗1 mol氯气，生成 1
mol HCl，故产物中HCl的量最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4最
多消耗 4 mol 氯气，D错误。
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6. 下列关于CH4和 的叙述不正确的是（ ）
A. 均能用组成通式CnH2n＋2来表示
B. 二者均为烷烃，在光照条件下均可与Cl2发生取代反应
C. 分子中的碳原子可能共平面
D. 二者都是饱和烃
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解析： 因二者均为烷烃，都符合通式CnH2n＋2，都是饱和烃，
都可与Cl2发生取代反应，A、B、D正确；根据甲烷的正四面体结
构推断， 分子中间碳原子连接3个碳原子和一个氢原
子，呈四面体形结构，则四个碳原子不可能共平面，C错误。
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7. 下列叙述正确的是（ ）
A. 含5个碳原子的有机物分子中最多有4个 C—C 键
B. 正戊烷分子中所有碳原子在同一条直线上
C. 碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一
定符合通式CnH2n＋2
D. 分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物
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解析： 碳原子之间可以形成碳链，无论是否带支链，含5个碳
原子的有机物分子中最多含有4个C—C键；碳原子之间也可以形成
碳环，无论是否带支链，含5个碳原子的有机物分子中最多含有6个
C—C键，A项错误；正戊烷分子中每个C原子与周围4个原子均形
成四面体形结构，则所有的碳原子不在同一条直线上，B项错误；
烷烃和环烷烃中均只含有C—C键与C—H键，C项错误；满足通式
CnH2n＋2的有机物是烷烃，所以分子式为C3H8与C6H14的两种有机
物一定互为同系物，D项正确。
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8. 如果使0.5 mol甲烷完全跟Cl2发生取代反应并生成等物质的量的四
种氯代物，则需要消耗氯气（ ）
A. 0.5 mol B. 1 mol
C. 1.5 mol D. 1.25 mol
解析： 利用原子守恒法：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳
原子都是从CH4中来的，故这四种氯代物共 0.5 mol，每种氯代物
的物质的量为0.125 mol，含氯原子的物质的量为0.125 mol×1＋
0.125 mol×2＋0.125 mol×3＋0.125 mol×4＝1.25 mol，而从甲
烷分子中每取代1 mol氢原子，就消耗1 mol Cl2，因此消耗的Cl2的
物质的量也为1.25 mol。
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解析： CCl2F2可以认为是CH4分子中的H被Cl和F代替后的物
质，故其空间结构和CH4类似，为四面体形结构，两者空间结构都
只有一种，C正确，A、B错误；CH4易燃易爆，但CCl2F2化学性质
稳定，不易燃烧，D错误。
9. 下列关于CH4和CCl2F2（名称为氟利昂-12）的叙述正确的是（ ）
A. CH4和CCl2F2都是正四面体形结构的分子
B. CH4为正四面体形结构，CCl2F2为平面形结构
C. CH4和CCl2F2都只有一种结构
D. CH4和CCl2F2都是易燃易爆物质
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10. 如图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型。下列说法正确的是
（ ）
A. CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体形结构
B. CH4、CCl4和CH3Cl在常温下的状态不完全相同
C. CH4中的化学键和CCl4中的化学键完全相同
D. CH4、CCl4和CH3Cl中所有原子均共平面
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解析： CH3Cl中含C—H键和C—Cl键两种不同的化学键，故不
是正四面体形结构，A项错误；常温下，CH4、CH3Cl呈气态，
CCl4呈液态，B项正确；CH4中的化学键为C—H键，CCl4中的化
学键为C—Cl键，两者中的化学键不相同，C项错误；三者都是四
面体形结构，分子中有3个原子共平面，D项错误。
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11. 把纯净的甲烷和氯气混合，用玻璃片盖住瓶口，放在光亮的地
方，片刻后移动玻璃片，留一条缝，此时观察到的现象有：①发
生爆炸；②瓶口有白雾；③瓶内气体颜色变浅；④瓶内有油状
物。其中正确的是（ ）
A. ①②③ B. ②③④
C. ①③④ D. ①②④
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解析： CH4和Cl2在光照条件下生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、
CHCl3、CCl4和HCl，随着反应的进行，Cl2不断被消耗，黄绿色
逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色
油状液体，故试管壁上有油状液滴生成，所生成的HCl遇空气中
的水分形成白雾，故②③④正确；因为不是强光照射，混合物不
会发生爆炸，故①不正确。
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12. 下列关于同系物的说法中正确的是（ ）
①C3H8和C5H12的关系一定是同系物
②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们不一定是同系物
A. ② B. ③
C. ①③ D. ②③
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解析： C3H8和C5H12都属于烷烃，结构相似，且分子组成相差
两个CH2原子团，二者互为同系物，①正确；分子组成相差一个
或几个CH2原子团的有机物的结构不一定相似，不一定是同系
物，如乙烯和环丙烷，②错误；同系物中碳、氢元素的质量分数
不一定对应相同，如甲烷与乙烷。烃中碳、氢元素的质量分数对
应相同，不一定是同系物，如乙炔与苯，③正确。
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13. 下列事实中能证明甲烷分子具有以碳原子为中心的正四面体形结
构的是（ ）
A. CH3Cl只代表一种物质
B. CH2Cl2只代表一种物质
C. CHCl3只代表一种物质
D. CCl4只代表一种物质
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解析： CH4分子中有4个等同的C—H键，在空间可能有2种对称分布——正四面体形结构和平面正方形结构（如图所示）。
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对于正四面体形的空间结构，4个顶点的位置完全相同，4个氢原子完全相同，所以其一氯代物（CH3Cl）、二氯代物（CH2Cl2）、三氯代物（CHCl3）、四氯代物（CCl4）都只有1种结构。而平面正方形结构中，4个氢原子的位置虽然也相同，但相互间存在相邻和相间的关系，所以其一氯代物（CH3Cl）、三氯代物（CHCl3）、四氯代物（CCl4）都只有1种结构，但二氯代物（CH2Cl2）却有2种结构（如图所示）。
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因此，由CH2Cl2只代表一种物质可以证明甲烷分子为正四面体形结构，而不是平面正方形结构。
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14. 如图所示的装置是某次实验最初的情况（夹持装置省略），烧瓶
内盛有等体积的甲烷和Cl2（忽略Cl2在水中的溶解），用光照射
烧瓶一段时间，下列说法不正确的是（ ）
A. 只能生成CH3Cl一种有机化合物
B. 烧瓶内液面可能上升
C. 大试管内的液体可能会分层
D. 向水中加入紫色石蕊试液后变红
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解析： 甲烷和Cl2反应生成四种氯代产物，A错误；甲烷和Cl2
反应生成的一氯甲烷和HCl是气体，其余都是液体，且HCl易溶于
水，烧瓶内压强减小，则液面上升，B正确；反应生成的二氯甲
烷、三氯甲烷和四氯化碳均为油状液体且密度比水的大，在水的
下层，C正确；反应生成的HCl溶于水，形成盐酸，溶液显酸性，
加入紫色石蕊试液后变红，D正确。
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15. 如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比
为1∶4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封
闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合
气体缓慢地反应一段时间。
（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机化合物，请写
出化学方程式： 。
CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl
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解析：因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，化学方程式为CH4＋
4Cl2 CCl4＋4HCl。
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（2）若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物
为 （填字母）。
A. CH3Cl HCl
B. CCl4 HCl
C. CH3Cl CH2Cl2
D. CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl
解析：甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。
D
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（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是
（填字母）。
A. 升高 B. 降低
C. 不变 D. 无法确定
解析：甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左端生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升。
B
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（4）若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到
。右端玻璃管的作用是 。
解析：因左端生成HCl，HCl溶于水后发生反应：2HCl＋Na2SiO3 H2SiO3↓＋2NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成；为了平衡气压，在U形管右端插有一个玻璃管。
有白色胶
状沉淀生成
平衡气压
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16. 利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已
成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设
计的模拟装置如图：
根据设计要求回答问题：
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（1）B装置有三个作用：①控制气流速度；②均匀混合气体；
③ 。
干燥混合气体
解析：B装置的三个作用：①控制气流速度，从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。
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（2）设 ＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值
应 。
大于或等于4
解析：当反应为CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl时
生成HCl气体的量最多，所以要保证 ＝x≥4。
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（3）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是 。
吸收过量的氯气
解析：KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋
2KI 2KCl＋I2。
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（4）E装置的作用是 （填字母）。
A. 收集气体 B. 吸收氯气
C. 防止倒吸 D. 吸收氯化氢
CD
解析：E装置既能吸收反应生成的HCl气体，同时还能防止倒吸。
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（5）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要
成分为 （填字母）。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
ab
感谢欣赏
THE END
