高中化學(xué)選擇性必修三3

第二章烴第一節(jié)烷烴第一課時烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)學(xué)案及訓(xùn)練知識梳理一、烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴及其結(jié)構(gòu)特點(1)烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴的結(jié)構(gòu)與eq\o(□,\s\up3(1))甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取eq\o(□,\s\up3(2))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(jié)合，形成eq\o(□,\s\up3(3))σ鍵。烷烴分子中的共價鍵全部是單鍵。(2)烷烴分子中的碳原子間都以eq\o(□,\s\up3(4))單鍵結(jié)合成鏈狀，剩余價鍵都與氫原子結(jié)合的飽和烴叫鏈狀烷烴。像甲烷、乙烷、丙烷這些結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的化合物互稱為同系物。同系物可用通式表示，如鏈狀烷烴的通式為CnH2n＋2。烷烴同系物的某些物理性質(zhì)隨著相對分子質(zhì)量的增大而發(fā)生規(guī)律性的變化。二、烷烴的化學(xué)性質(zhì)1．穩(wěn)定性：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(yīng)，只有在特殊條件(如光照或高溫)下才能發(fā)生某些反應(yīng)。2．特征反應(yīng)——取代反應(yīng)烷烴可與鹵素單質(zhì)在光照下發(fā)生取代反應(yīng)生成鹵代烴和鹵化氫。如乙烷與氯氣反應(yīng)生成一氯乙烷，化學(xué)方程式為CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CH3CH2Cl＋HCl。3．氧化反應(yīng)——可燃性烷烴可在空氣或氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O，燃燒的通式為CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up17(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O。4．分解反應(yīng)——高溫裂化或裂解烷烴受熱時會分解，生成含碳原子數(shù)較少的烷烴和烯烴，如：C16H34eq\o(→,\s\up11(催化劑),\s\do4(高溫))C8H16＋C8H18。三、烷烴的物理性質(zhì)物理性質(zhì)變化規(guī)律狀態(tài)當(dāng)碳原子數(shù)小于或等于eq\o(□,\s\up3(5))4時，烷烴在常溫下呈氣態(tài)，其他的烷烴常溫下呈eq\o(□,\s\up3(6))固態(tài)或液態(tài)(新戊烷常溫下為氣態(tài))續(xù)表物理性質(zhì)變化規(guī)律溶解性都難溶于eq\o(□,\s\up3(7))水，易溶于eq\o(□,\s\up3(8))有機溶劑沸點隨碳原子數(shù)的增加，沸點逐漸eq\o(□,\s\up3(9))升高。碳原子數(shù)相同的烴，支鏈越多，沸點越eq\o(□,\s\up3(10))低相對密度隨碳原子數(shù)的增加，相對密度逐漸eq\o(□,\s\up3(11))增大。烷烴的密度eq\o(□,\s\up3(12))小于水的密度練?關(guān)鍵能力1.eq\a\vs4\al(日常生活情境)城市居民所用的液化石油氣成分為丁烷，在使用過程中常有一些雜質(zhì)以液態(tài)形式沉積于鋼瓶底部，這些雜質(zhì)可能是()A．戊烷和己烷 B．乙烷和丙烷C．乙烷和甲烷 D．甲烷和丙烷解析雜質(zhì)以液態(tài)形式沉積于鋼瓶底部，說明含碳原子數(shù)≥5，故A正確。答案A2．下列是四種烷烴分子的球棍模型或結(jié)構(gòu)簡式，其中沸點最高的是()A.B．CH3CH2CH2CH2CH2CH3C．CH3CH2CH2CH2CH3D．CH3CH2CH3解析A為新戊烷，B為正己烷，C為正戊烷，D為丙烷，這幾種物質(zhì)都是烷烴，且都是分子晶體，烷烴中碳原子個數(shù)越多其熔沸點越高，同分異構(gòu)體中支鏈越多其熔沸點越低，A、C屬于同分異構(gòu)體，A中支鏈大于C，所以沸點高低順序是B＞C＞A＞D，則沸點最高的是正己烷。答案B3．(雙選)繞月探測工程“嫦娥一號”衛(wèi)星已成功完成在軌運行和探測任務(wù)，獲得了大量科學(xué)探測數(shù)據(jù)，科學(xué)家對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)月球形成時可能存在稀薄的原始大氣層，主要由氖、氫、氦等氣體組成，不含甲烷等碳?xì)浠衔?。下列關(guān)于碳?xì)浠衔锏臄⑹稣_的是()A．碳?xì)浠衔锏耐ㄊ綖镃nH2n＋2B．燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水的化合物一定是碳?xì)浠衔顲．碳原子間以單鍵相連的烴是烷烴D．碳?xì)浠衔锓肿拥南鄬Ψ肿淤|(zhì)量一定是偶數(shù)解析CnH2n＋2是鏈狀烷烴的通式，A項錯誤；燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水的化合物不一定是碳?xì)浠衔?，化學(xué)式為CxHyOz的有機物的燃燒產(chǎn)物也是二氧化碳和水，B項錯誤；碳原子間全部以單鍵相連的烴是烷烴，C項正確；因為碳原子的相對原子質(zhì)量(12)為偶數(shù)，烴分子中的氫原子個數(shù)也一定為偶數(shù)，所以碳?xì)浠衔锓肿拥南鄬Ψ肿淤|(zhì)量一定是偶數(shù)，D項正確。答案CD4．制取一氯乙烷最好采用的方法是()A．乙烷和氯氣反應(yīng) B．乙烯和氯氣反應(yīng)C．乙烯和氯化氫反應(yīng) D．乙烷和氯化氫反應(yīng)解析乙烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，得到的取代物是混合物；乙烯和氯氣反應(yīng)得到二氯取代物；乙烷和氯化氫不反應(yīng)；乙烯和氯化氫反應(yīng)可以得到較純凈的一氯乙烷。答案C5．下列關(guān)于CH4和CH3CH(CH3)CH2CH3的敘述正確的是()A．均能用CnH2n＋2組成通式來表示B．與所有烷烴互為同素異形體C．因為它們的結(jié)構(gòu)相似，所以它們的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)相同D．通常狀況下，它們都是氣態(tài)烷烴解析CH4和CH3CH(CH3)CH2CH3均為鏈狀烷烴，分子組成均符合CnH2n＋2通式，故A正確；CH4和CH3CH(CH3)CH2CH3與所有不等碳原子的烷烴互為同系物，故B錯誤；CH4和CH3CH(CH3)CH2CH3均為烷烴，所以它們的化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)不相同，故C錯誤；通常狀況下，甲烷為氣態(tài)烷烴，而CH3CH(CH3)CH2CH3為液態(tài)烷烴，故D錯誤。答案A6．在光照條件下，將等物質(zhì)的量的甲烷和Cl2充分反應(yīng)，得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是()A．CH3Cl B．CH2Cl2C．CCl4 D．HCl解析由甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物中有一氯代烷和多氯代烷，每生成1mol一氯代烷時，可生成1molHCl。每生成1mol多氯代烷，會同時生成多摩爾HCl，因此得到的產(chǎn)物中HCl的物質(zhì)的量最多。答案D7．下列關(guān)于乙烯和乙烷相比較的說法中，不正確的是()A．乙烯屬于不飽和鏈烴，乙烷屬于飽和鏈烴B．乙烯分子中所有原子處于同一平面上，乙烷分子則為立體結(jié)構(gòu)，不是所有原子都在同一平面上C．乙烯分子中的碳碳雙鍵和乙烷分子中的碳碳單鍵相比較，雙鍵的鍵能大，鍵長長D．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，乙烷不能解析乙烯分子中碳碳雙鍵比乙烷分子中的碳碳單鍵鍵能大，鍵長短，C項錯誤。答案C8．下列不屬于取代反應(yīng)的是()A．CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CH3Cl＋HClB．CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CH2Cl2＋HClC．CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CCl4＋4HClD．CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))CH3CH3解析D項反應(yīng)屬于加成反應(yīng)。答案D9．下列關(guān)于烷烴的說法正確的是()A．丙烷(C3H8)發(fā)生取代反應(yīng)生成的C3H7Cl的結(jié)構(gòu)只有一種B．烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去C．分子中含有六個碳原子的烷烴在常溫下為液態(tài)物質(zhì)D．烷烴的分子為直鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，不可以帶支鏈解析丙烷發(fā)生取代反應(yīng)生成的C3H7Cl有2種結(jié)構(gòu)：CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3，A錯誤；烷烴都不能使酸性KMnO4溶液褪色，B錯誤；常溫下，碳原子數(shù)多于4個的烷烴呈液態(tài)或固態(tài)(新戊烷常溫下為氣態(tài))，C正確；烷烴分子中可以帶支鏈，如CH3CH(CH3)2，D錯誤。答案C10．下列物質(zhì)的沸點按由高到低的順序排列正確的是()①CH3(CH2)2CH3②CH3(CH2)3CH3③(CH3)3CH④(CH3)2CHCH2CH3A．②④①③ B．④②①③C．④③②① D．②④③①解析題給四種物質(zhì)均屬于烷烴，分子中碳原子數(shù)越多沸點越高；碳原子數(shù)相同的分子，支鏈越少沸點越高。答案A11．燃燒0.1mol兩種氣態(tài)烴的混合物，生成3.58LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)和3.60gH2O，則混合氣體中()A．一定有甲烷 B．一定有乙烷C．一定無甲烷