人教版高中化学选择性必修3第二章烃第一节烷烃课件

(共72张PPT)
[学习目标]
1.结合代表物,认识烷烃的组成和结构特点,理解烷烃的性质及应用。
2.根据烷烃的取代反应,了解取代反应的特点。
3.了解烷烃的习惯命名法,掌握烷烃的系统命名法。
1.烷烃的存在
天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等,它们的主要成分都是烷烃。
2.烷烃的结构
(1)常见烷烃的结构
请根据下图所示烷烃的分子结构,写出相应的结构简式和分子式,并分析它们在组成和结构上的相似点。
名称 结构简式 分子式 碳原子的杂化方式 分子中共价键的类型
甲烷
_______
_________ sp3 σ键
乙烷
_______________
___________ sp3 σ键
丙烷
_______________________
___________ sp3 σ键
正丁烷
__________________________
__________ sp3 σ键
正戊烷
___________________________
____________ sp3 σ键
CH4
CH4
CH3CH3
C2H6
CH3CH2CH3
C3H8
CH3(CH2)2CH3
C4H10
CH3(CH2)3CH3
C5H12
(2)烷烃的结构特点
①杂化方式:烷烃分子中的碳原子都采取____杂化,以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他_______或_______结合,形成___键。
②空间结构:以碳原子为中心形成若干四面体空间结构。
③键的类型:烷烃分子中的共价键全部是____键(C—C、C—H)。
④链状烷烃的分子通式:______________。
sp3
碳原子
氢原子
σ
单
CnH2n+2(n 1)
3.烷烃的性质
(1)甲烷的性质
物理性质:纯净的甲烷是无色、无臭的气体,___ 溶于水,密度比空气的___。
化学性质:甲烷的化学性质比较稳定,常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应,甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧(可燃性)和能在光照下与氯气发生_____反应。
(2)烷烃的化学性质
①稳定性:常温下烷烃的化学性质比较稳定,与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。
难
小
取代
4.同系物
(1)概念:______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。如甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。
(2)性质:同系物因组成和结构相似,化学性质_____,而物理性质一般呈规律性变化。随着碳原子数的增加,熔点和沸点逐渐_____,同种烷烃的不同异构体中,支链越多,熔点和沸点越____。
结构
CH2
相似
升高
低
[自我思考]
1.烷烃分子里碳原子与碳原子以单键结合成链状时呈直线吗
提示　烷烃分子中,以任意一个碳原子为中心都是四面体结构,所以,烷烃分子中的碳原子并不在一条直线上,直链烷烃中碳原子与碳原子结合的结果是呈锯齿状的长链。
2.乙烷与Cl2光照反应可以得到几种氯代烃
提示　一氯乙烷(1种),二氯乙烷(2种),三氯乙烷(2种),四氯乙烷(2种),五氯乙烷(1种),六氯乙烷(1种)共9种。
3.下列四种烷烃的沸点按由低到高的顺序排序。
提示　②①③④。一般,随着碳原子数的增多,烷烃的沸点逐渐升高;碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
√
(1)分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃。( )
(2)丙烷分子中所有碳原子在一条直线上。( )
(3)戊烷的三种同分异构体中,沸点最低的是新戊烷。( )
(4)取CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各1 g,在足量O2中燃烧,C4H10消耗O2最多。( )
(5)在一定条件下,烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应。( )
(6)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。( )
×
√
×
×
√
1.科学家研究发现月球形成时可能存在稀薄的原始大气层,主要由氖、氢、氦、氩等气体组成,不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是(　　)
A.碳氢化合物的通式为CnH2n+2
B.燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物
C.碳原子间以单键相连的烃是烷烃
D.碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数
解析　CnH2n+2是烷烃的通式,A项错误;燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物,化学式为CxHyOz的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水,B项错误;碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃,C项错误;因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数,烃分子中的氢原子个数也一定为偶数,所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数,D项正确。
D
2.(2025·汕头市澄海汇璟中学阶段质监)下列性质不是烷烃所具有的是(　　)
A.通常不与强酸、强碱及酸性高锰酸钾溶液反应
B.完全燃烧时产物只有CO2和H2O
C.常温下都为气态,都不溶于水
D.与卤素单质(气态)可以发生取代反应
解析　烷烃化学性质稳定,通常不与强酸、强碱及酸性高锰酸钾溶液反应,A不符合题意;只由碳、氢两种元素组成的有机化合物叫作烃,故烷烃完全燃烧时产物只有CO2和H2O,B不符合题意;相对分子质量很大的烃可能为液体或固体,C符合题意;烷烃中氢原子能与卤素单质(气态)发生取代反应生成卤代烃,D不符合题意;故选C。
C
3.(2024·江西省横峰中学期中)下列关于烷烃的结构及性质的说法错误的是(　　)
A.烷烃均难溶于水,相对密度均小于1
B.烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此,烷烃不能发生氧化反应
C.物质的沸点:正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷
D.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3
解析　烃类由C、H两种元素组成,密度均小于水,而烷烃均难溶于水,相对密度均小于1,A正确;烷烃可以燃烧,能发生氧化反应,B错误;碳原子数越多,沸点越高,相同碳原子数的烷烃,支链越多,沸点越低,正戊烷、异戊烷均含5个碳原子,且支链越多,沸点越低,则沸点:正戊烷>异戊烷,正丁烷含4个碳原子,丙烷含3个碳原子,沸点:丁烷>丙烷,沸点:正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷,C正确;丙烷的分子式为C3H8,结构简式为CH3CH2CH3,D正确;故选B。
B
4.(2025·湖北省云学部分重点高中联考)烷烃是生产卤代烃的重要原料,丙烷与氯气反应的一氯取代产物比例如下:
D
下列说法正确的是(　　)
A.1 氯丙烷与2 氯丙烷互为同系物
B.丙烷中两种化学环境不同氢原子数之比为1∶4
C.正丁烷与氯气的一氯取代产物主要为1 氯丁烷
D.正戊烷与氯气反应可以产生三种一氯取代产物
解析　1 氯丙烷与2 氯丙烷分子式相同,碳氯键官能团的位置不同,互为同分异构体,A错误;丙烷CH3CH2CH3中甲基和亚甲基是两种化学环境不同的氢原子,原子数之比为2∶6=1∶3,B错误;根据丙烷与氯气反应的一氯取代产物比例可知生成2 氯丙烷为主,则正丁烷与氯气的一氯取代产物主要为2 氯丁烷,C错误;正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3含有3种化学环境不同的氢原子,则与氯气反应可以产生三种一氯取代产物,D正确;故选D。
[名师点睛]
1.烷烃物理性质的递变规律
物理性质 递变规律
状态 烷烃常温下的存在状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
C1~C4气态,C5~C16液态
[新戊烷C(CH3)4在常温常压下是气体],C17以上为固态
熔、沸点 ①随碳原子数的增加,即烷烃的相对分子质量越大,烷烃的熔、沸点越高
②碳原子数相同(相对分子质量相同),支链越多,熔、沸点越低
密度 随碳原子数的增多而逐渐增大,但都小于水的密度
溶解性 烷烃都难溶于水,易溶于有机溶剂
2.烷烃取代反应的规律
(1)烷烃的取代反应是在光照条件下与纯净的卤素单质的反应。
(2)连续反应: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。
1.烃基
(1)概念:烃分子中去掉1个_______后剩余的基团。
(2)烷基:烷烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团。如甲基:______,乙基:___________。
2.烷烃的习惯命名法
(1)概念:烷烃可以根据分子里所含碳原子的数目来命名,碳原子数后加“烷”字,就是简单烷烃的命名。
氢原子
—CH3
—CH2CH3
戊烷
十四烷
正戊烷
异戊烷
新戊烷
(1)选主链、定“某烷”
①最长:含碳原子数目最多的碳链作主链。
②最多:当有几条不同的碳链含碳原子数目相同时,要选择连有取代基数目多的碳链为主链。
该分子最长碳链上有6个碳原子,可称为_______。
己烷
(2)选起点、定位置
①最近:从离取代基最近的一端为起点开始编号。
②最简:若有两个不同支链且分别处于主链两端同等距离,则从简单支链的一端开始编号。
③最小:取代基编号位次之和最小。
2,3 二甲基己烷
某同学对一些有机物进行了命名,得到的名称如下,试分析其正误,并说明原因。
①2,3,3 三甲基丁烷　②3,3,5 三甲基己烷 ③1,2,3 三甲基丙烷
提示　①原命名不符合取代基位次之和最小的原则,正确命名为2,2,3 三甲基丁烷。②原命名编号错误,正确命名为2,4,4 三甲基己烷。③命名中,碳原子的1号位不能出现甲基。该有机物的正确名称为3 甲基戊烷。
[自我思考]
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
(1)所有烷烃都可以用习惯命名法命名。( )
(2)烃分子中有几种处于不同化学环境的氢原子就有几种烃基。( )
(3)乙烷、丙烷没有同分异构体,乙基、丙基也只有一种。( )
√
×
×
×
1.(2025·广东省名校联盟期中)某六碳烷烃与氯气在一定条件下发生取代反应只生成两种一氯代物,则该六碳烷烃的系统命名为(　　)
A.2,3 二甲基丁烷 B.3,3 二甲基丁烷
C.3 甲基戊烷 D.2 甲基戊烷
A
2.下列有机物的系统命名正确的是(　　)
D
4 甲基 3 乙基庚烷
[名师点睛]
1.烷烃命名口诀
2.烷烃命名“五注意”
(1)取代基的位号必须用阿拉伯数字“2”“3”……表示,位号没有“1”。
(2)相同取代基合并,必须用汉字数字“二”“三”……表示其个数,“一”省略不写。
(3)表示取代基位号的阿拉伯数字“2”“3”“4”等相邻时,必须用“,”相隔,不能用“、”。
(4)名称中阿拉伯数字与汉字相邻时,必须用“ ”隔开。
(5)若有多种取代基,不管其位号大小如何,都必须把简单的写在前面,复杂的写在后面。
A
C
3.有以下5种物质:①CH3(CH2)3CH3;②CH3CH2CH2CH2CH2CH3;③(CH3)2CHCH2CH3;④CH3CH2CH2CH3;⑤(CH3)2CHCH3。下列说法正确的是(　　)
A.沸点高低:②>③>①>⑤>④ B.③的一溴代物有5种
C.①③④⑤互为同系物 D.⑤的系统命名为2 甲基丙烷
解析　结构相似的烷烃分子中,碳原子数目越多,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高;碳原子数目相同的烷烃分子中,支链越多,分子间作用力越小,沸点越低,则沸点高低的顺序为②>①>③>④>⑤,故A错误;由结构简式可知,(CH3)2CHCH2CH3分子中含有4种不同化学环境的氢原子,一溴代物有4种,故B错误;由结构简式可知,①③的碳原子个数相同、④⑤的碳原子个数相同,所以①和③、④和⑤不可能互为同系物,故C错误;由结构简式可知,(CH3)2CHCH3分子中最长碳链含有3个碳原子,侧链为甲基,名称为2 甲基丙烷,故D正确;故选D。
D
3,3 二甲基 5 乙基庚烷
2,5,6 三甲基 3 乙基辛烷
5.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、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
解析　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。
1.(2025·上海市金山中学期末)烷烃的主要来源是石油和天然气,是重要的化工原料和能源物资。下列关于烷烃的叙述不正确的是(　　)
A.烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
B.甲烷能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.甲烷、乙烷及丙烷均无同分异构体
D.乙烷与丙烷互为同系物
解析　烷烃又叫饱和烃,烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连,A正确;甲烷性质稳定,不能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;甲烷、乙烷及丙烷的分子结构都只有一种,不存在同分异构体,C正确;乙烷与丙烷结构相似,在分子组成上相差1个“CH2”原子团,互为同系物,D正确;故选B。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
D
1
2
3
4
5
6
7
8
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10
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1
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3.(2024·广东省铁一、广外、广附期末)下列关于有机化合物的说法正确的是(　　)
A.沸点:新戊烷>异戊烷>正戊烷
B.实验数据表明二氯甲烷只有一种结构,说明甲烷是正四面体结构
C.某有机物完全燃烧只生成CO2和H2O,该有机物属于烃类物质
D.用酸性KMnO4溶液可以除去甲烷中混有的乙烯
解析　对于碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,则沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷,A错误;二氯甲烷只有一种结构,可说明甲烷是正四面体结构,B正确;某有机物完全燃烧只生成CO2和H2O,除了含C、H元素外可能含有O元素,不一定是烃类物质,C错误;乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成的二氧化碳对甲烷属于新杂质,D错误;故选B。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4.下列有关丙烷的叙述中不正确的是(　　)
A.分子中碳原子不在一条直线上
B.光照下能够发生取代反应
C.比丁烷更易液化
D.是石油分馏的一种产品
解析　多碳烷烃的碳链是锯齿状的,碳原子不在一条直线上,A正确;烷烃的特征反应是在光照条件下发生取代反应,B正确;石油分馏所获碳原子在1~4之间的烷烃混合物叫石油气,更进一步分离石油气可获得丙烷,D正确;烷烃随分子内碳原子数的增多,状态由气态向液态、固态变化,随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,因此丁烷比丙烷更易液化,C错误。
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
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D
1
2
3
4
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1
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3
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13
6.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
解析　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。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
D
13
解析　该物质名称为2,2,4 三甲基戊烷,A错误;同分异构体之间比较熔沸点,支链越多熔沸点越低,故异辛烷沸点低于正辛烷,B正确;异辛烷有4种处于不同化学环境的氢原子,故其一氯代物种类为4种,C错误;异辛烷属于烃,难溶于水,易溶于酒精,D错误。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
8.回答下列问题:
(1)将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间,若甲烷与氯气的体积比为1∶1(假定氯气在水中的溶解可以忽略不计),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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
D
13
2 甲基 5 乙基庚烷
(3)按照有机物的命名规则,下列命名正确的是　　　　(填选项)。
A.3 乙基己烷 B.2 乙基戊烷
C.1,2 二甲基丁烷 D.4 甲基戊烷
写出该物质的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　。
1
2
3
4
5
6
7
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12
13
A
CH3CH2CH(C2H5)CH2CH2CH3
同系物
CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3
1
2
3
4
5
6
7
8
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13
9.(2025·浙江省浙东北联盟期中)某烷烃分子中含7个碳原子,其中主链有5个碳原子,有2个甲基作支链,其一氯代物有4种同分异构体(不考虑手性异构)。该烷烃分子的名称是(　　)
A.3,3 二甲基戊烷 B.2,3 二甲基戊烷
C.2,2 二甲基戊烷 D.2,4 二甲基戊烷
C
1
2
3
4
5
6
7
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9
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13
1
2
3
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13
10.(2025·亳州涡阳月考)烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示。某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如图:
B
1
2
3
4
5
6
7
8
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13
、
1
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3
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7
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13
11.(2024·辽宁省重点高中沈阳市郊联体期末)a g某烃完全燃烧生成3.08 g CO2和1.44 g H2O。下列说法不正确的是(　　)
A.该烃属于烷烃,其分子式为C7H16
B.该烃的同分异构体中沸点最低的物质系统命名为2,3,3 三甲基丁烷
C.该烃主链有5个碳原子的结构有5种
D.该烃的同分异构体中一氯代物有三种的结构有4种
1
2
3
4
5
6
7
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9
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B
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1
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8
9
10
11
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1
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3
4
5
6
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C
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1
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5
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13
A
1
2
3
4
5
6
7
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9
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13
13.烷烃广泛存在于自然界中,例如蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含有烷烃。
(1)写出下列各链状烷烃的分子式。
①烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍:　　　　　　。
②烷烃B的分子中含有200个氢原子:　　　　　　　　。
③1个分子中含有22个共价键的烷烃C为　　　　　　。
④0.1 mol烷烃D完全燃烧,消耗标准状况下的O2 11.2 L　　　　　　。
(2)下列关于链状烷烃的叙述中正确的是　　　　　　　(填选项)。
A.都是易燃物,燃烧产物一定为二氧化碳和水
B.在光照条件下,能使溴水褪色
C.链状烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物
D.能使酸性KMnO4溶液褪色
1
2
3
4
5
6
7
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9
10
11
12
13
C6H14
C99H200
C7H16
C3H8
C
(3)把下列物质的沸点按由高到低的顺序排列　　　　　　(填入数字序号)。
①CH3(CH2)3CH3　②(CH3)4C　③2,3,4 三甲基戊烷　④(CH3)2CHCH2CH2CH3
(4)用系统命名法命名下面的烃A:　　　　　　　　　　　　　;A的一氯代物有
　　　　种。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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13
③④①②
2,2,6 三甲基 4 乙基辛烷
10
(5)某链状烷烃的相对分子质量为114,与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种。写出该取代反应的化学方程式_____________________________________________
______ (有机物写结构简式)。
(6)某烷烃的系统命名为□,□ 二乙基庚烷,写出符合的结构简式:
___________________________________________________________________
___________________________________________
_________________________________________________________ (至少写出两种)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
CH3CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH3、
CH3CH2CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3、
CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH(CH2CH3)CH2CH3(任写其中两种即可)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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12
13
(2)链状烷烃中含有碳、氢元素,完全燃烧产物为二氧化碳和水,氧气不足时,链状烷烃不完全燃烧,产物可能为一氧化碳和水,A错误;在光照条件下,链状烷烃不能与溴水反应,不能使溴水褪色,B错误;链状烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物,一般会产生多种卤代烃,C正确;链状烷烃不含不饱和的碳碳双键或碳碳三键等,不能使酸性KMnO4溶液褪色,D错误。(3)烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化,沸点逐渐升高;碳原子数相同的烃,支链越多,熔沸点越低,③2,3,4 三甲基戊烷中碳原子是8个,沸点最高;④(CH3)2CHCH2CH2CH3中碳原子是6个,沸点次之;①CH3(CH2)3CH3、②(CH3)4C中碳原子都是5个,且②中支链较多,沸点最低,故沸点由高到低的顺序排列为③④①②。
1
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5
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1
2
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(6)某烷烃的系统命名为□,□ 二乙基庚烷,符合乙基取代位置只能在第3、4、5号碳原子上,符合条件的有:3,3 二乙基庚烷,结构简式为CH3CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH2CH3;4,4 二乙基庚烷,结构简式为CH3CH2CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH3; 3,4 二乙基庚烷,结构简式为CH3CH2CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3; 3,5 二乙基庚烷,结构简式为CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH(CH2CH3)CH2CH3。
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