高中化學(xué)人教版本冊總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 全國公開課2

第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物—甲烷本節(jié)要覽本節(jié)主要學(xué)習(xí)甲烷的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，烷烴的概念、性質(zhì)，同系物、同分異構(gòu)體的概念，用2課時完成。甲烷是最簡單的有機(jī)物，利用甲烷的球棍模型和比例模型認(rèn)識甲烷的分子結(jié)構(gòu)，通過實驗了解甲烷的取代反應(yīng)，并進(jìn)一步了解甲烷的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。通過觀察乙烷、丙烷、丁烷等的球棍模型，分析它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而得出烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和概念；通過對正丁烷與異丁烷的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較，了解有機(jī)物的同分異構(gòu)現(xiàn)象。第1課時甲烷【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識目標(biāo)1.了解甲烷的存在和用途。2.了解甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)。3.掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)。能力目標(biāo)1.認(rèn)識甲烷的空間結(jié)構(gòu)。2.理解取代反應(yīng)的概念和特點(diǎn)。重點(diǎn)：甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)難點(diǎn)：甲烷的空間結(jié)構(gòu)，取代反應(yīng)的概念課前自主預(yù)案【空格點(diǎn)擊】一、有機(jī)化合物組成有機(jī)物的元素除碳外，常有氫、氧，還含有氮、硫、鹵素、磷等，其中僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為碳?xì)浠衔铮卜Q為烴，最簡單的有機(jī)物是甲烷。二、甲烷1.甲烷的分子式為CH4，電子式為，結(jié)構(gòu)式為。甲烷的分子是一種對稱的正四面體結(jié)構(gòu)，四個C-H鍵的長度和強(qiáng)度相同，夾角相等。2.甲烷是一種沒有顏色沒有氣味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。3.通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿也不反應(yīng)。但在一定條件下，甲烷也會發(fā)生某些反應(yīng)。4.請寫出甲烷完全燃燒時的化學(xué)反應(yīng)方程式CH4+2O2CO2+2H2O。5.有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。甲烷與氯氣反應(yīng)的第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+Cl2CH3Cl+HCl。【思考交流】1.甲烷比較穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化，這種說法是否正確？提示：不正確。通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，不能被高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑，但在點(diǎn)燃條件下，甲烷能在空氣或氧氣中燃燒，即甲烷能氧氣氧化。2.根據(jù)實驗，完成下表：序號操作實驗現(xiàn)象有關(guān)方程式（1）將甲烷依次通入酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸和溴水。（2）點(diǎn)燃純凈甲烷，在火焰上罩一干燥燒杯，然后倒轉(zhuǎn)燒杯并入少量澄清石灰水。（3）用試管收集一定量甲烷與氯氣，放在漫射光下照射。（4）根據(jù)上述操作和現(xiàn)象，歸納總結(jié)甲烷的組成和性質(zhì)。提示：（1）酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸和溴水均無明顯變化不反應(yīng)；（2）甲烷燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁有水珠，澄清石灰水變渾濁CH4+2O2CO2+2H2OCa(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O（3）氣體顏色變淺，試管壁上有油珠生成CH4+Cl2HCl+CH3Cl（再寫下幾步亦可）（4）甲烷的組成元素中肯定有碳和氫，在通常情況下，甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定，一般不與硫酸等強(qiáng)酸、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，也不與溴水反應(yīng)，在點(diǎn)燃條件下甲烷可以在氧氣中燃燒，在光照條件下甲烷可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。課堂互動學(xué)案考點(diǎn)一甲烷的分子結(jié)構(gòu)【知識歸納】1.甲烷的分子結(jié)構(gòu)實驗證明，甲烷分子里4個氫原子并不在同一個平面上，整個分子是一種對稱的正四面體結(jié)構(gòu)，4個氫原子分別位于正四面體的4個頂點(diǎn)上，4個C—H鍵強(qiáng)度相同，夾角（109°28′）相同。下圖分別為甲烷的球棍模型、比例模型和分子結(jié)構(gòu)示意圖：2.有機(jī)物與無機(jī)物的區(qū)別有機(jī)物無機(jī)物結(jié)構(gòu)大多數(shù)有機(jī)物只含共價鍵有些含離子鍵，有些含共價鍵或同時含離子鍵和共價鍵溶解性多數(shù)不溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有機(jī)溶劑多數(shù)溶于水，而難溶于有機(jī)溶劑耐熱性多數(shù)不耐熱，熔點(diǎn)較低（一般低于400℃）多數(shù)耐熱，熔點(diǎn)較高可燃性多數(shù)能燃燒多數(shù)不能燃燒電離性多數(shù)為共價化合物，多數(shù)是非電解質(zhì)有離子化合物，也有共價化合物，多數(shù)（如酸、堿、鹽等）是電解質(zhì)反應(yīng)特點(diǎn)一般比較復(fù)雜，副反應(yīng)多，反應(yīng)速率慢，方程式一般用“→”連接一般比較簡單，副反應(yīng)少，反應(yīng)速率快，方程式用“”連接【典例解析】例1、（2023江蘇學(xué)業(yè)水平測試）下列關(guān)于甲烷的敘述錯誤的是（）A．天然氣的主要成分B．最簡單的有機(jī)物C．含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的有機(jī)物D．與氯氣在光照條件下能發(fā)生取代反應(yīng)審題導(dǎo)讀：根據(jù)甲烷的組成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)分析。思路解析：甲烷是含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小、含氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的有機(jī)物，C項錯誤。參考答案：C規(guī)律總結(jié)：甲烷是天然氣、沼氣、煤礦坑道氣等的主要成分，也是最簡單的有機(jī)物，同時也是含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小、含氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的有機(jī)物，其主要性質(zhì)是燃燒和光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)?！靖櫽?xùn)練】1.下列說法中正確的是（）A.有機(jī)物都是從有機(jī)體中分離出來的物質(zhì)B.有機(jī)物都是共價化合物C.有機(jī)物不一定都不溶于水D.有機(jī)物不具備無機(jī)物的性質(zhì)解析：從無機(jī)體中也能提取有機(jī)化合物，A項不正確；有機(jī)物分子里各原子大都以共價鍵結(jié)合為共價化合物，但也有形成離子鍵的離子化合物，如CH3COONa，CH3COONH4：B項不正確；有機(jī)化合物大多數(shù)不溶于水，但也有溶于水的，如乙醇、乙酸、葡萄糖等，C項正確；有機(jī)化合物與無機(jī)化合物性質(zhì)差別較大，但有些有機(jī)化合物也具有某些無機(jī)化合物的性質(zhì)，如乙酸(CH3COOH)具有酸性等，D項不正確。答案：C2.2010年6月5日是第39個世界環(huán)境日，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署確定今年“六·五”世界環(huán)境日主題是：“多樣的物種·惟一的星球·共同的未來”，呼吁保護(hù)生物多樣性和呵護(hù)地球家園；我國確定今年世界環(huán)境日的主題為：“低碳減排·綠色生活”，號召公眾從我做起，推進(jìn)污染減排，踐行綠色生活，為建設(shè)生態(tài)文明、構(gòu)建環(huán)境友好型社會貢獻(xiàn)力量。為了減少大氣污染，許多城市推廣汽車使用清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類，一類是壓縮天然氣（CNG），另一類是液化石油氣（LPG）。這兩類燃料的主要成A.碳水化合物B.烴類C.氫氣D.醇類解析：天然氣的主要成分是甲烷，液化石油氣的主要成分是丙烷、丁烷等混合物，它們都僅含碳和氫兩種元素，都屬于碳?xì)浠衔?，即屬于烴。答案：B考點(diǎn)二取代反應(yīng)與置換反應(yīng)比較【知識歸納】取代反應(yīng)置換反應(yīng)定義有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。反應(yīng)特點(diǎn)反應(yīng)物：有機(jī)化合物與單質(zhì)或化合物；生成物：不一定有單質(zhì)；很多反應(yīng)進(jìn)行不完全，速度慢反應(yīng)物和生成物中都一定有單質(zhì)一般能反應(yīng)完全，速度較快本質(zhì)反應(yīng)中無電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)中有電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)條件反應(yīng)的進(jìn)行受溫度、光照和催化劑等外界條件影響反應(yīng)的進(jìn)行受金屬活動性順序或非金屬活動性順序的限定，水溶液中置換遵循“以強(qiáng)制弱”的原則【典例解析】例2、將1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗Cl2的物質(zhì)的量為（）A.0.5molB.2molC.molD.4mol審題導(dǎo)讀：根據(jù)CH4與Cl2的各步取代反應(yīng)及物質(zhì)的量關(guān)系進(jìn)行計算。思路解析：1molCH4生成四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量各為，根據(jù)取代反應(yīng)的特點(diǎn)可知，每取代1molH，即有1molCl2參加反應(yīng)，共消耗Cl2的物質(zhì)的量：×(1+2+3+4)=mol。故C項正確。參考答案：C規(guī)律總結(jié)：CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時，由于各步取代反應(yīng)可同時發(fā)生，得到的產(chǎn)物一般均為混合物，最多可以有氯化氫、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳）等五種產(chǎn)物。【跟蹤訓(xùn)練】3.1molCH4和1molCl2在光照條件下反應(yīng)，下列敘述正確的是（）A.化合物與單質(zhì)間的置換反應(yīng)B.取代反應(yīng)C.既是置換反應(yīng)，又是取代反應(yīng)D.只生成一氯甲烷和氯化氫解析：CH4與Cl2在光照條件下反應(yīng)中沒有單質(zhì)生成，不屬于置換反應(yīng)而屬于取代反應(yīng)，A項和C項不正確，B項正確；產(chǎn)物除一氯甲烷和氯化氫外還可能有二氯甲烷、三氯甲烷等生成，D項不正確。答案：B4.將漫射日光照射到裝有氯氣和甲烷混合氣體（體積比為4:1）的裝置上（如下圖）?，F(xiàn)列出如下現(xiàn)象，其中正確的是（）①試管內(nèi)黃綠色逐漸消失②試管內(nèi)黃綠色加深③無任何現(xiàn)象④試管內(nèi)液面上升⑤試管內(nèi)壁上有油狀物生成A.①B.①④和⑤C.①和⑤D.②和⑤解析：氯氣和甲烷在光照條件下能發(fā)生取代反應(yīng)，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳等有機(jī)物和氯化氫，其中只有氯氣為黃綠色，其他均為無色，隨著反應(yīng)進(jìn)行，氯氣被消耗，黃綠色逐漸消失，則①正確，②和③不正確；生成物中二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是油狀液體，且氯化氫溶于飽和食鹽水，試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，液面上升，④和⑤也正確。故正確的為①④和⑤，答案為B項。答案：B課后鞏固練案1.下列物質(zhì)在一定條件下，可與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的是（）A.氧氣B.氯氣C.高錳酸鉀溶液D.濃硫酸解析：通常情況下，甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定，一般不與硫酸等強(qiáng)酸、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，在點(diǎn)燃條件下甲烷可以在氧氣中燃燒，在光照條件下甲烷可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。故答案為B項。答案：B2.下列反應(yīng)中，光照對反應(yīng)幾乎沒有影響的是（）A.氯氣與氫氣的反應(yīng)B.氯氣與甲烷的反應(yīng)C.氧氣與甲烷的反應(yīng)D.次氯酸的分解解析：氯氣與氫氣的混合氣在光照條件下能發(fā)生爆炸；氯氣與甲烷在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)；次氯酸在光照條件下加速分解；只有氧氣與甲烷的反應(yīng)光照幾乎沒有影響。故答案為C項。答案：C3.下列敘述錯誤的是（）A.通常情況下，甲烷跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)B.甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化C.甲烷跟氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)D.通常狀況下CH3Cl為氣體解析：在點(diǎn)燃條件下甲烷可以燃燒，即被氧氣氧化，B項不正確。答案：B4.鑒別甲烷、一氧化碳和氫氣三種無色氣體的方法，是將它們分別（）A.先后通人溴水和澄清的石灰水B.點(diǎn)燃后罩上涂有澄清石灰水的燒杯C.點(diǎn)燃，先后罩上干燥的冷燒杯和涂有澄清石灰水的燒杯D.點(diǎn)燃后罩上涂有澄清石灰水的燒杯，通人溴水解析：根據(jù)甲烷、一氧化碳和氫氣燃燒產(chǎn)物的不同，甲烷燃燒生成CO2和H2O，燒杯中有水珠，澄清石灰水變渾濁，一氧化碳燃燒生成CO2，燒杯中無水珠，澄清石灰水變渾濁，氫氣燃燒生成H2O，燒杯中有水珠，澄清石灰水不變渾濁，三者現(xiàn)象不同，可以鑒別。故答案為C項。答案：C5.下列敘述中錯誤的是（）A.點(diǎn)燃甲烷不必先驗純B.甲烷燃燒能放出大量的熱，所以是一種很好的氣體燃料C.煤礦的礦井要注意通風(fēng)和嚴(yán)禁煙火，以防爆炸事故的發(fā)生D.在人類已知的化合物中，品種最多的是第=4\*ROMANIVA族元素的化合物解析：可燃性氣體在點(diǎn)燃前都必須檢驗純度，以防止因氣體不純而發(fā)生爆炸，A項錯誤。故答案為A項。答案：A6.下列分子式不只代表一種物質(zhì)的是（）A.CH2Cl2B.CHCl3C.CH3解析：CH2Cl2、CHCl3、CH3Cl都以看作CH4分子中氫原子被氯原子取代的產(chǎn)物，CH4是正四面體結(jié)構(gòu)，4個氫的位置完全等價，因此CH2Cl2、CHCl3、CH3Cl都只代表一種物質(zhì)；而C有多種同素異形體如金剛石、石墨等，故答案為D項。答案：D7.經(jīng)過馬拉松式的艱難談判，聯(lián)合國氣候變化大會當(dāng)?shù)貢r間19日下午在達(dá)成不具法律約束力的《哥本哈根協(xié)議》后閉幕。所有在哥本哈根會議上預(yù)期要實現(xiàn)的目標(biāo)都要在2023年墨西哥會議上繼續(xù)進(jìn)行。《哥本哈根協(xié)議》中要求：從科學(xué)角度出發(fā)，必須大幅度減少全球碳排放，并應(yīng)當(dāng)依照IPCC第四次評估報告所述愿景，將全球氣溫升幅控制在2攝氏度以下。已知天然氣的主要成分CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體，等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，前者大。下面是有關(guān)天然氣的幾種敘述：①天然氣與煤、石油相比是較清潔的能源；②等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大；③燃燒天然氣也是酸雨的成因之一。其中正確的是（）A.①②③B.只有①C.①和②D.只有③解析：天然氣的燃燒產(chǎn)物只有CO2和H2O，是一種比清潔的能源，不會形成酸雨，①正確，③不正確；據(jù)題意，等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，前者大，則等質(zhì)量時，CH4的物質(zhì)的量大，因而CH4溫室效應(yīng)更大，②正確。故答案為C項。答案：C8.2010年5月3日據(jù)《新華網(wǎng)》報導(dǎo)，貴州省金沙縣一鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故，事故發(fā)生在2日上午7時50分左右，當(dāng)時煤礦井下工作人員共有68人，事故發(fā)生后，有61人安全升井，7人死亡，1人受傷。如果空氣中混入甲烷的體積達(dá)到總體積的%～16%，點(diǎn)燃時就會發(fā)生爆炸。則發(fā)生爆炸最劇烈時，甲烷在空氣中的體積分?jǐn)?shù)約為（）A.5%B.8%C.%D.%解析：爆炸最劇烈時也就是甲烷與空氣中的氧氣恰好完全反應(yīng)時，設(shè)空氣中甲烷的體積為xL，根據(jù)甲烷燃燒的方程式CH4+2O2→CO2+H2O可知，xL甲烷完全燃燒需2xL氧氣，另外空氣中還有氮?dú)獾捏w積約為8xL，則甲烷在空氣中的體積分?jǐn)?shù)約為：×100=%，故答案為C項。答案：C9.下列反應(yīng)中屬于置換反應(yīng)的是，屬于取代反應(yīng)的是。①Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑②2CH4+Cl2→CH3Cl+HCl③CH4+2O2→CO2+2H2O④CH3CH2Br+H2O→CH3CH2OH+HBr⑤PCl5+4H2OH3PO4+5HCl⑥NaCl+AgNO3NaNO3+AgCl↓解析：根據(jù)置換反應(yīng)的概念，只有①屬于置換反應(yīng)；根據(jù)取代反應(yīng)的概念，有機(jī)物分子里的某些原子（或原子團(tuán)）被其他原子（或原子團(tuán)）代替的反應(yīng)，叫取代反應(yīng)，只有②和④屬于取代反應(yīng)。答案：①②④10.取標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4和過量O2的混合氣體840mL，點(diǎn)燃充分燃燒后的氣體用過量堿石灰吸收，堿石灰增重0.600g。計算：（1）堿石灰吸收后剩余氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。（2）原混合氣體中CH4和O2的體積比。解析：（1）設(shè)混合氣體中CH4的體積為VmL，則：CH4+2O2CO2+2H2O22400mL44g+36gVmL0.600gV=168反應(yīng)消耗的O2的體積為：168mL×2=336mL，則堿石灰吸收后剩余氣體的體積為：840mL-168mL-336mL=336mL（2）原混合氣體中CH4和O2的體積比為：168：（840-168）=1：4答案：（1）336mL（2）1：4（2023大綱全國=2\*ROMANII，11）在一定的溫度、壓強(qiáng)下，向100mLCH4和Ar的混合氣體中通入400mLO2，點(diǎn)燃使其完全反應(yīng)，最后在相同條件下得到干燥氣體460mL，則反應(yīng)前混合氣體中CH4和Ar的物質(zhì)的量之比為（）A．1:4B.1:3C.1:2D.1:1解析：CH4燃燒而Ar不燃燒，設(shè)混合氣體中CH4的體積為x，則：CH4+2O2CO2+2H2O1mL2mL1mL少2mLx(100+400-460)mL列比例式解得：x=20mL，Ar的體積為100mL-20mL=80mL，則反應(yīng)前混合氣體中CH4和Ar的物質(zhì)的量之比等于其體積比，等于1:4，答案為A項。答案：A第2課時烷烴【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識目標(biāo)1.了解烷烴的概念和簡單命名方法。2.了解烷烴的物理性質(zhì)及變化規(guī)律。3.了解同系物的概念及烷烴的通式。4.了解同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體的概念。能力目標(biāo)1.認(rèn)識烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及同系物的概念。2.能判斷和書寫烷烴的同分異構(gòu)體。重點(diǎn)：烷烴的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、同系物和同分異構(gòu)體難點(diǎn)：同系物和同分異構(gòu)體課前自主預(yù)案【空格點(diǎn)擊】一、烷烴1.烴分子中的碳原子間只以單鍵結(jié)合，剩余價鍵均與氫原子結(jié)合，使每個碳原子的化合價都達(dá)到“飽和”，這樣的烴叫做飽和烴，也稱為烷烴。其通式為CnH2n+2。2.常溫下的狀態(tài)（設(shè)碳原子數(shù)為n），當(dāng)n≤4時為氣態(tài)；隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔沸點(diǎn)依次升高，烷烴的密度依次增大。3.烷烴的化學(xué)性質(zhì)（1）穩(wěn)定性：與甲烷類似，通常情況下，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)。（2）可燃性：都能燃燒。寫出烷烴在空氣中的燃燒通式：CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。（3）在光照條件下能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。4.烷烴碳原子數(shù)在十以內(nèi)時，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子數(shù)，其后加“烷”字，碳原子數(shù)在十以上時，以漢字?jǐn)?shù)字代表。二、同系物和同分異構(gòu)體1.結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱同系物。同系物間的關(guān)系：①屬于同類物質(zhì)，②通式相同（如烷烴：CnH2n+2）③分子式不同，④相對分子質(zhì)量相差14n。2.像這種化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象，具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱同分異構(gòu)體。3.正丁烷和異丁烷互為同分異構(gòu)體?；橥之悩?gòu)體的化合物一定具有相同的分子式，而具有不同的結(jié)構(gòu)，烷烴的同分異構(gòu)體數(shù)目隨碳原子數(shù)增加而增多，如丁烷有2種，戊烷有3種，己烷有5種，庚烷有9種，而癸烷則有75種之多。同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在是造成有機(jī)物種類繁多的重要原因之一?！舅伎冀涣鳌?.兩種物質(zhì)互為同系物，它們能否再互為同分異構(gòu)體？提示：不能。因為同分異構(gòu)體的分子式必須相同，而互為同系物的兩物質(zhì)分子組成上相關(guān)若干個CH2原子團(tuán)，分子式不同，不可能再互為同分異構(gòu)體。2.為了測定甲烷的分子式，取一定量的甲烷置于一密閉容器中燃燒，定性實驗表明產(chǎn)物是CO2、CO和水蒸氣。學(xué)生甲、乙設(shè)計了兩個方案，均認(rèn)為根據(jù)自己的方案能求出甲烷的最簡式。他們測得的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（箭頭表示氣流的方向，實驗前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排盡）。（1）根據(jù)兩方案，你認(rèn)為能否求出甲烷的最簡式？（2）請根據(jù)你選擇的方案，通過計算求出甲烷的最簡式。（3）丙同學(xué)認(rèn)為若要單純依靠這些數(shù)據(jù)，無法確定甲烷的分子式，你是否同意他的觀點(diǎn)？說明理由。（1）甲可以（2）CH4（3）不需要提示：（1）甲方案中濃硫酸增重為水的質(zhì)量，堿石灰增重為CO2的質(zhì)量，CO點(diǎn)燃后生成CO21.76g，可以分別求出碳和氫的量，故可以求出A的最簡式。乙方案中先通過堿石灰，則水與二氧化碳同時被吸收，則無法分別求出碳和氫的量，也就不能（2）根據(jù)甲的數(shù)據(jù)，n(H)=×2=，n(C)==，則：n(C)：n(H)=：=1：4，即A的最簡式為CH4。（3）因A的最簡式為CH4，氫原子已達(dá)飽和，CH4就是其分子式，故不需要測定其他數(shù)據(jù)。課堂互動學(xué)案考點(diǎn)一烷烴【知識歸納】1.烷烴（1）組成結(jié)構(gòu)烷烴通式為CnH2n+2（n≥1）其中含碳量最低的是CH4（75%），隨著碳原子數(shù)的增多，含碳量增大，但不會達(dá)到%。烷烴分子里碳原子與碳原子之間以碳碳單鍵結(jié)合，每個碳原子能以四個共價鍵與其他原子結(jié)合，且都是空間立體結(jié)構(gòu)。（2）物理性質(zhì)隨著碳原子數(shù)的增多，烷烴的熔沸點(diǎn)逐漸升高，相對密度逐漸增大。=1\*GB3①常溫下，碳原子數(shù)小于或等于4時均為氣態(tài)（新戊烷沸點(diǎn)9.5℃常溫下為氣態(tài)）；=2\*GB3②當(dāng)碳原子相等時，一般支鏈越多，沸點(diǎn)越低，如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷。（3）化學(xué)性質(zhì)=1\*GB3①烷烴均不能被酸性KMnO4溶液氧化，但在空氣或氧氣中能燃燒。=2\*GB3②在光照條件下，烷烴能與氯氣等發(fā)生取代反應(yīng)，生成多種鹵代產(chǎn)物。2.有機(jī)物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法種類實例含義應(yīng)用分子式C2H6用元素符號表示物質(zhì)分子組成的式子，可以反映一個分子中原子的種類和數(shù)目多用于研究物質(zhì)的組成最簡式（實驗式）CH3表示物質(zhì)組成的各元素原子最簡整數(shù)比根據(jù)最簡式和相對分子質(zhì)量確定分子式電子式用小黑點(diǎn)或×代表電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子多用于表示離子化合物或共價化合物的形成結(jié)構(gòu)式具有化學(xué)式所能表示的意義，能反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；表示分子中原子的結(jié)合或排列順序，但不能表示其空間構(gòu)型能反映有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，多用于研究有機(jī)物的性質(zhì)結(jié)構(gòu)簡式CH3—CH3結(jié)構(gòu)式的簡便寫法，著重突出有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（官能團(tuán)）同結(jié)構(gòu)式球棍模型用小球表示原子，短棍表示價鍵，能表示其空間構(gòu)型，但不能反映各種不同原子的大小比例用于表示有機(jī)物分子的空間構(gòu)型（立體結(jié)構(gòu)）比例模型用不同體積的小球表示不同的原子大小，能表示其空間構(gòu)型，能反映各種不同原子的大小比例用于表示分子中各原子的相對大小和結(jié)合順序【典例解析】例1、（2023山東學(xué)業(yè)水平考試）2023年北京奧運(yùn)會的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有關(guān)丙烷的敘述正確的是（）A.是天然氣的主要成分B.光照下能夠發(fā)生取代反應(yīng)C.與丁烷互為同分異構(gòu)體D.分子中碳原子在一條直線上審題導(dǎo)讀：根據(jù)烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析。思路解析：天然氣的主要成分是甲烷；丙烷在光照下能夠與氯氣等發(fā)生取代反應(yīng)，B項正確；丙烷與丁烷分子式不同，不屬于同分異構(gòu)體；丙烷分子中3個碳原子呈三角形，不在一條直線上。參考答案：B規(guī)律總結(jié)：烷烴的分子是空間立體結(jié)構(gòu)，不是平面或直線結(jié)構(gòu)，碳原子數(shù)為3個或3個以上的烷烴分子中碳原子都不在一條直線上?！靖櫽?xùn)練】1.下列有關(guān)烷烴的敘述中，不正確的是（）A.在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都為單鍵B.所有的烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng) C.烷烴的分子通式為CnH2n+2，符合該通式的烴不一定是烷烴 D.隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔沸點(diǎn)逐漸升高解析：烷烴中的碳碳鍵、碳?xì)滏I均為單鍵，烷烴都能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，這是烷烴的主要特性之一；隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的分子間作用力增大，使其熔沸點(diǎn)逐漸升高；因分子通式中CnH2n+2中的氫原子已達(dá)飽和,故符合CnH2n+2的有機(jī)物只可能是烷烴。故答案為C項。答案：C2.（2023寧夏學(xué)業(yè)水平測試）某烷烴含200個氫原子，則該烴的分子式是（）A．C97H200B．C98H200C．C99H200D．C100解析：根據(jù)烷烴通式CnH2n+2,2n+2=200，n=99，該烴的分子式為C99H200，C項正確。答案：C考點(diǎn)二同系物與同分異構(gòu)體【知識歸納】1.同系物、同分異構(gòu)體、同素異形體、同位素比較概念同系物同分異構(gòu)體同素異形體同位素定義結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的化合物的互稱由同種元素組成的不同單質(zhì)的互稱質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子的互稱分子式不同相同元素符號表示相同，分子式可不同——結(jié)構(gòu)相似不同不同——研究對象化合物化合物單質(zhì)原子2.烷烴同分異構(gòu)體的書寫書寫規(guī)律可概括為：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排列對鄰到間。（1）先寫出碳原子數(shù)最多的主鏈；（2）寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基接到主鏈碳原子上；（3）寫出少兩個碳原子的主鏈，另兩個碳原子作為乙基或兩個甲基接到主鏈碳原子上，并依次類推。【典例解析】例2、（2023寧夏理綜）3-甲基戊烷的一氯代產(chǎn)物有(不考慮立體異構(gòu))（）A.3種 B.4種 C.5種 D.6種審題導(dǎo)讀：可以利用等效氫法分析一氯代物的種數(shù)。思路解析：3-甲基戊烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3－CH2－eq\o(\s\do7(?),\s\do16(CH3),CH)－CH2－CH3，根據(jù)等效氫法判斷，其分子中有4種不同的氫原子，即有4種一氯代產(chǎn)物，其一氯代產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式分別是：CH2Cl－CH2－eq\o(\s\do7(?),\s\do16(CH3),CH)－CH2－CH3、CH3－CHCl－eq\o(\s\do7(?),\s\do16(CH3),CH)－CH2－CH3、CH3－CH2－eq\o(\s\do7(?),\s\do16(CH3),CCl)－CH2－CH3和CH3－CH2－eq\o(\s\do7(?),\s\do16(CH2Cl),CH－)CH2－CH3。故答案為B項。參考答案：B規(guī)律總結(jié)：烴的一取代物數(shù)目的確定，實質(zhì)上是看處于不同位置的氫原子數(shù)目，即“等效氫”的數(shù)目。判斷“等效氫”的三條原則是： 1.同一碳原子上的氫原子是等效的，如甲烷中的4個氫原子等同。 2.同一碳原子上所連的甲基是等效的，如新戊烷中的4個甲基上的12個氫原子等同。3.處于對稱位置上的氫原子是等效的，如乙烷中的6個氫原子等同。等效氫法是判斷一取代產(chǎn)物種數(shù)的常用方法，一般來說，烴分子的對稱性越高，其一取代物的種數(shù)越少?！靖櫽?xùn)練】3.下列烷烴的分子式可以表示3種不同結(jié)構(gòu)的是（）A．C5H12 B．C4H10C．C3H8D．C2H解析：C5H12有3種同分異構(gòu)體。答案：A4.下列各組物質(zhì)中，互為同分異構(gòu)體的是（）A.白磷和紅磷B.CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH3C.CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3D.CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH2CH2CH3解析：白磷和紅磷互為同素異形體，A項不正確；CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH3分子式不同，二者互為同系物，不是同分異構(gòu)體，B項不正確；CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3為同一種物質(zhì)，C項不正確。答案：D教材練習(xí)全解1.C解析：煤氣的主要成分是CO，不是甲烷，答案為C項。2.AC解析：氯氣在光照條件下可與CH4發(fā)生取代反應(yīng)，在點(diǎn)燃條件下CH4能在氧氣中燃燒，答案為A項和C項。3.D解析：等物質(zhì)的量的甲烷與氯氣反應(yīng)可以生成多種氯代物，但每一步都生成HCl，產(chǎn)物中HCl的物質(zhì)量最大，答案為D項。4.A解析：有機(jī)物中碳總顯4價，即均以4對共用電子對與其他原子結(jié)合，答案為A項。5.C解析：充分燃燒時甲烷生成CO2和H2O，CO只生成CO2，氫氣只生成H2O，點(diǎn)燃時先罩上干燥的燒杯，無水珠出現(xiàn)的是CO，再在另外兩個上罩上內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯，出現(xiàn)渾濁的是甲烷，另一種是氫氣，答案為C項。6.C解析：氧氣與甲烷的反應(yīng)一般是在點(diǎn)燃條件下進(jìn)行，光照對其幾乎無影響，答案為C項。7.B解析：碳原子能與其他原子形成四個共價鍵，碳原子之間可以成鏈，也可以成環(huán)，是有機(jī)物種類繁多的主要原因，答案為B項。8.D解析：根據(jù)同分異構(gòu)體的概念，正丁烷和異丁烷符合分子式相同，機(jī)時結(jié)構(gòu)不同的特點(diǎn)，故二者互為同分異構(gòu)體，答案為D項。9.（1）天然氣（2）改大天然氣燃燒不充分等（3）丁烷遇冷液化，管道氣流不暢10.0.5mol1mol解析：11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）甲烷的物質(zhì)的量為，根據(jù)甲烷燃燒的化學(xué)方程式：CH4+2O2CO2+2H2O，CH4燃燒生成CO2和1molH2O。課后鞏固練案1.下列有關(guān)烷烴的性質(zhì)的說法中不正確的是（）A.隨著分子中碳原子數(shù)的增加，烷烴熔沸點(diǎn)逐漸升高B.碳原子數(shù)小于5的烷烴在常溫下都是氣態(tài)C.烷烴的通式是CnH2n+2D.烷烴化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化解析：在點(diǎn)燃條件下烷烴可以燃燒，即被氧氣氧化，D項不正確。答案：D2.異戊烷和新戊烷互為同分異構(gòu)體的依據(jù)是（）A.具有相似的化學(xué)性質(zhì)B.具有相同的物理性質(zhì)C.分子具有相同的空間結(jié)構(gòu)D.分子式相同，但分子內(nèi)碳原子的結(jié)合方式不同解析：根據(jù)同分異構(gòu)體的概念，同分異構(gòu)體具有相同的分子式，不同的結(jié)構(gòu)，D項正確。答案：D3.已知：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物，如甲烷、乙烷、丙烷等屬于烷烴同系物。則在同一系列中，所有的同系物都具有（）A.相同的相對分子質(zhì)量B.相同的物理性質(zhì)C.相似的化學(xué)性質(zhì)D.相同的最簡式解析：根據(jù)題給信息，同系物結(jié)構(gòu)相似，則具有相似的化學(xué)性質(zhì)，C項正確；在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)，則相對分子質(zhì)量不同，物理性質(zhì)也不同，A項和B項錯誤；以烷烴同系物為例，甲烷的最簡式為CH4，乙烷的最簡式為CH3，丙烷的最簡式為C3H8，都不相同，D項也錯誤。故答案為C項。答案：C4.2023年北京奧運(yùn)會的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有關(guān)丙烷的敘述中不正確的是（）A.分子中碳原子不在一條直線上B.光照下能夠發(fā)生取代反應(yīng)C.比丁烷更易液化D.是石油分餾的一種產(chǎn)品解析：烷烴的碳鏈呈鋸齒狀，丙烷分子中碳原子不在一條直線上，A項正確；烷烴在光照下能與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)，B項正確；烷烴的沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)的增多而升高，丁烷的沸點(diǎn)比丙烷高，因而丁烷更易液化，C項不正確；石油中含多種烷烴和環(huán)烷烴，石油分餾可以得到丙烷等，D項正確。故答案為C項。答案：C5.主鏈含5個碳原子，有甲基、乙基2個支鏈的烷烴有（）A.2種B.3種C.4種D.5種解析：主鏈含5個碳原子有甲基、乙基2個支鏈的烷烴只能是：共2種，故答案為A項。答案：A6.己知丙烷的二氯代物有四種同分異構(gòu)體，其六氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目為（）A.2種 B.3種 C.4種 D.5種解析：丙烷的分子式為C3H8，共有8個氫原子，