2024年高中化學(xué)：有機(jī)化合物之甲烷知識點(diǎn)

2024年高中化學(xué)：有機(jī)化合物之甲烷知識點(diǎn)

一、甲烷的存在、結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)

1.存在

甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。

2.分子結(jié)構(gòu)

H

??

H：（、：H

??

甲烷的分子式是CH4；電子式是H；結(jié)構(gòu)式是

-H

實(shí)驗(yàn)證明，甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu)，其中四個C—H鍵

長度和強(qiáng)度相同，夾角相等。

3.物理性質(zhì)

顏色狀態(tài)氣味密度（與空氣相比）水溶性

無色氣體無味比空氣小極難溶

警示有機(jī)化合物必須含有碳元素，但含有碳元素的化合物不

一定是有機(jī)化合物，如CO、CO2,碳酸及其鹽等。

【討論】

1.（1）CH4是正四面體結(jié)構(gòu)，CH3C1、CH2C12.CHC13、

CC14也都是正四面體結(jié)構(gòu)嗎？

(2)如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則CH2c12有幾種結(jié)構(gòu)？實(shí)際上有

幾種結(jié)構(gòu)？

答案(1)CH4是正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子處于正四面體的中

心，四個氫原子處于正四面體的四個頂點(diǎn)上。根據(jù)甲烷是正

四面體結(jié)構(gòu)推理，有機(jī)物分子中碳原子以4個單鍵與其他原

子或原子團(tuán)相結(jié)合，如，若a、b、c、d相同，

則構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，如CC14；若a、b>c>d不相同，則

構(gòu)成四面體，但不是正四面體，如CH3C1、CH2C12.

CHC13o

(2)如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則CH2c12有2種結(jié)構(gòu)，分別是

ClH

II

H—(—H、(1—(—H

II

('I士.型M汕n皿，實(shí)際為空間四面體結(jié)構(gòu)，所以

二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)。

二、甲烷的化學(xué)性質(zhì)

通常狀況下，甲烷比較穩(wěn)定，與高鎰酸鉀等強(qiáng)氧化劑不反

應(yīng)，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿也不反應(yīng)。但在特定的條件下，甲烷也會

發(fā)生某些反應(yīng)。

1.氧化反應(yīng)(燃燒)

⑴化學(xué)方程式：CH4+2O2鬲icO2+2H2O。

(2)現(xiàn)象：甲烷在空氣中安靜地燃燒，火焰呈淡藍(lán)色。

2.取代反應(yīng)

(1)取代反應(yīng)

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)。

（2）甲烷與氯氣的取代反應(yīng)

①實(shí)驗(yàn)探究

r［實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象］

無光照時:無明顯變化

光照時:①試管中氣體的顏色逐漸望;

②管內(nèi)壁有池狀液滴出現(xiàn)；

③試管中有少量白霧;

④試管內(nèi)液面上升；

J⑤水槽中有固體析出

I［實(shí)驗(yàn)結(jié)論］

甲烷與氯氣在光照時發(fā)生反應(yīng)，

化學(xué)反應(yīng)方程式為：

CH4+CCHCl+CH3cl（一氯;代物）

CH3CI+CC”HCI+CH2CU（二氯代物）

CH2cC+CC圾HC1+CHCC（三氯代物）

（四氯代物）

②產(chǎn)物性質(zhì)

CH3C1CH2C12CHC13CC14

狀態(tài)氣體均為油狀液體

水溶性都不溶于水

點(diǎn)撥無論CH4和C12的比例如何，發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物都

是CH3C1、CH2c12、CHC13、CC14和HC1的￥昆合物。

【討論】

2.判斷下列說法是否正確

（1）在點(diǎn)燃甲烷氣體之前必須檢驗(yàn)其純度。（)

（2）甲烷與C12的反應(yīng)是置換反應(yīng)。（）

答案（l）?2）x

3.（1）甲烷與溟水能發(fā)生反應(yīng)嗎？與澳蒸氣呢？

（2）假設(shè)1mol甲烷中的氫原子完全被取代，最多能與多少氯

氣反應(yīng)？

答案（1）甲烷除了能與氯氣在光照時反應(yīng)外，與其他的鹵

素單質(zhì)的氣體也能發(fā)生反應(yīng)，但必須是純鹵素如溟蒸氣，與

漠水不反應(yīng)。

（2）發(fā)生取代反應(yīng)時1mol氯氣只能取代1mol氫原子，1

mol甲烷中的氫原子完全被取代，最多能與4moi氯氣反

應(yīng)。

一、有機(jī)物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法

【例1】下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，按要求回答

下列問題。

(1)對號入座(填序號)：

甲烷的球棍模型是___________,甲烷的電子式是

(2)如果甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則CH2c12應(yīng)該有________種結(jié)

構(gòu)，實(shí)際CH2C12有________種結(jié)構(gòu)，證明甲烷不是平面結(jié)

構(gòu)，而是_________結(jié)構(gòu)，上面更能反映其真實(shí)存

在狀況。

答案(1)CB(2)21止四面體D

解析(1)這幾種形式都可以表示甲烷這種物質(zhì)，其中分子

結(jié)構(gòu)示意圖(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷

分子的空間構(gòu)型，但其中比例模型更能形象地表達(dá)出H、C

的相對位置及所占比例；電子式(B)只反映原子最外層電子

的成鍵情況。

H

I

H—(-H

I

(2)甲烷的結(jié)構(gòu)式為H,其分子空間構(gòu)型若為平面

正方形結(jié)構(gòu)，見二氯甲烷有2種結(jié)構(gòu)

H—(-H、('I—(―H

II

C1＜?xì)W售學(xué)汕n皿.實(shí)際上甲烷為空間正四面體結(jié)

構(gòu)，所以二氯甲烷只有1種結(jié)構(gòu)。

常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法

表示方法含義

用元素符號表示物質(zhì)

分子組成的式子，可

分子式：CH4

反映一個分子中原子

的種類和數(shù)目

表示物質(zhì)組成的各元

最簡式(實(shí)驗(yàn)式)：CH4素原子最簡整數(shù)比的

式子

H用小黑點(diǎn)等符號代替

??

電子，表示原子最外

H：C：H

??層電子成鍵情況的式

電子式：H子

①具有化學(xué)式所能表

H示的意義，能反映物質(zhì)

I

H—(-H的結(jié)構(gòu)；

I②表示分子中原子的

結(jié)構(gòu)式：H結(jié)合或排列順序的式

子，但不表示空間構(gòu)型

球棍模型:

小球表示原子，短棍表

示價鍵（單鍵、雙鍵或

三鍵）

用不同體積的小球表示

不同大小的原子

變式訓(xùn)練1下圖是CH4、CC14、CH3cl的分子球棍模型

圖，下列說法正確的是（）

A.CH4、CC14和CH3cl都是正四面體結(jié)構(gòu)

B.CH4、CC14都是正四面體結(jié)構(gòu)

C.CH4和CC14中的化學(xué)鍵均為非極性鍵

D.CH4、CC14的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同

答案B

二、甲烷的取代反應(yīng)

[例2]下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是()

A.甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為1：1,混合發(fā)生取代反應(yīng)

只生成CH3cl

B.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，生成的產(chǎn)物中CH3cl最多

C.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物

D.Imol甲烷生成CC14最多消耗2moi氯氣

答案C

解析甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應(yīng)就不會停止在某一步，

四種有機(jī)物都會產(chǎn)生，故得不到純凈的CH3C1,A錯誤；C

正確；甲烷與氯氣的反應(yīng)中每取代1mol氫原子，消耗1

mol氯氣，生成ImolHCl,故產(chǎn)物中HC1最多，B錯誤；1

mol甲烷生成CC14最多消耗4moi氯氣，D錯誤。

規(guī)律總結(jié)

甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律

(1)反應(yīng)條件和反應(yīng)物

反應(yīng)條件為光照，反應(yīng)物為鹵素單質(zhì)。例如甲烷與氯水、澳

水不反應(yīng)，但可以與氯氣、澳蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)。

(2)反應(yīng)產(chǎn)物

雖然反應(yīng)物的比例、反應(yīng)的時間長短等因素會造成各種產(chǎn)物

的比例不同，反應(yīng)的產(chǎn)物都是CH3C1、CH2c12、CHC13和

CC14四種有機(jī)物與氯化氫形成的混合物。

(3)物質(zhì)的量的關(guān)系

CH4與C12發(fā)生取代反應(yīng)時，每1molH原子被取代，消耗

1molC12分子，同時生成1mol的HC1分子。

(4)注意：

①有機(jī)反應(yīng)比較復(fù)雜，常伴隨很多副反應(yīng)發(fā)生，因此有機(jī)反

應(yīng)方程式常用“一一

②CH4與C12的反應(yīng)逐步進(jìn)行，應(yīng)分步書寫。

③當(dāng)n(CH4)：n(C12)=l：l時，反應(yīng)并不只發(fā)生CH4+C12

克CH3C1+HC1,其他反應(yīng)仍發(fā)生。

解題方法歸納

(1)甲烷的鹵代反應(yīng)的產(chǎn)物是混合物。

(2)甲烷等有機(jī)物與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)時，取代的位置和個

數(shù)是難以控制的，因此制備鹵代煌一般不采用取代反應(yīng)。

變式訓(xùn)練2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCH4與C12在光照下發(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，則消耗的C12為。

A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol

答案C

解析

方法一守恒法。

1molCH4與C12發(fā)生取代反應(yīng)，生成CH3C1、CH2c12、

CHC13、CC14各0.25mol,這四種取代物中n(Cl)=0.25

molx(l+2+3+4)=2.5mol,根據(jù)取代反應(yīng)特點(diǎn),n(HCI)

=2.5mol,故生成物中所含氯原子共2.5mol+2.5mol=5

mol,參加反應(yīng)的C12為n(C12)=2.5mol。

方法二根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算。

設(shè)四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量均為1mol,寫出取代反應(yīng)總

的化學(xué)方程式：1CH4+10C12丸TCH3C1+CH2c12+CHC13

+CC14+10HC1,由此可知，4moicH4正好與10molC12

反應(yīng)，當(dāng)lmolCH4反應(yīng)時，消耗C122.5mol。

1.近年來，科學(xué)家在海底發(fā)現(xiàn)了一種冰狀物質(zhì)一一可燃

冰，其有效成分為甲烷，下列說法正確的是（）

①甲烷屬于煌類②在相同條件下，甲烷的密度大于空氣

③甲烷難溶丁?水④可燃冰是一種極具潛力的能源

A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④

答案C

2.能夠證明甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體的事實(shí)是。

A.甲烷分子中4個C—H鍵的強(qiáng)度相同

B.甲烷分子中4個C—H鍵的長度相同

C.甲烷的一氯代物只有1種

D.甲烷的二氯代物只有1種

答案D

解析若甲烷為平面正方形結(jié)構(gòu)，則甲烷分子中4個C—H

鍵的長度和強(qiáng)度也可以相同，故A、B項(xiàng)錯誤；若甲烷為平

面正方形結(jié)構(gòu)，則二氯甲烷應(yīng)有2個氯原子分別在鄰位和對

位兩種結(jié)構(gòu)。而實(shí)際上二氯甲烷只有1種結(jié)構(gòu)，所以甲烷不

是平面正方形結(jié)構(gòu)，而是正四面體結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)正確。

3.甲烷和氯氣以物質(zhì)的量比1：3混合，在光照條件下，得

到的有機(jī)產(chǎn)物是（）

①CH3cl②CH2c12③CHC13④CCI4

A.只有①B.①和②的混合物

C.只有②D.①②③④的混合物

答案D

解析甲烷和氯氣按等物質(zhì)的量反應(yīng)，而不是只有1個甲烷

分子與1個氯分子反應(yīng)，所以無論反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比是

多少，都會得到各種氯代物的混合物。故正確答案為D。

4.（雙選）下列敘述錯誤的是（）

A.在通常情況下，甲烷跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑都不反應(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CH3C1、CH2C12.CHC13還

是CC14,都屬于取代反應(yīng)

D.甲烷與C12取代后的產(chǎn)物都不溶于水

答案BD

解析甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定，在通常情況下，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)

堿、強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，但甲烷能在空氣中燃燒，故A正確，B

錯誤；甲烷在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成5種有

機(jī)產(chǎn)物，分別是CH3C1、CH2c12、CHC13、CC14和HCL

HC1溶于水，故C正確，D不正確。

5.

某課外活動小組利用如圖所示裝置探究甲烷與氯氣的反應(yīng)。

根據(jù)題意，回答下列問題：

(DCH4與C12發(fā)生反應(yīng)的條件是;若用日光直

射，可能會引起

(2)實(shí)驗(yàn)中可觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有：量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴,

飽和食鹽水中有少量固體析出，__________,

______________________等。

（3）實(shí)驗(yàn)中生成的油狀液滴的化學(xué)式為_________,其中

_________是工業(yè)上重要的溶劑。

（4）用飽和食鹽水而不用水的原因是

答案（1）光照（或光亮處）爆炸（2）量筒內(nèi)黃綠色氣體顏

色變淺量筒內(nèi)液面上升（3）CH2c12、CHC13、

CC14CHC13,CC14（4）降低C12在水中溶解度，抑制C12和

水的反應(yīng)

解析CH4和C12光照反應(yīng)生成CH3C1、CH2c12、

CHC13>CC14、HC1等物質(zhì)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，C12不斷消

耗，黃綠色逐漸消失。又由于生成的CH2c12、CHC13、

CC14常溫下是無色油狀液體，故量筒內(nèi)壁上有油滴。因生

成的HC1易溶于水，量筒內(nèi)的壓強(qiáng)減小；量筒內(nèi)液面上升。

HC1溶于水后，溶液中C1一濃度增大，使NaCl固體析出。

題組1有機(jī)物及其結(jié)構(gòu)判斷

1.下列關(guān)于有機(jī)物的說法正確的是（）

A.有機(jī)物只能存在于動植物體內(nèi)，不能通過人工的方法合

成

B.有機(jī)物只含有碳、氫兩種元素

C.含碳兀素的化合物不一定屬十有機(jī)物

D.燒是指燃燒后只生成CO2和H2O的有機(jī)物

答案C

2.（雙選）下列物質(zhì)分子中，屬于正四面體結(jié)構(gòu)的是（）

A.CC14B.CH4C.CH2C12D.CH3C1

答案AB

解析CC14和CH4是正四面體，另外兩種物質(zhì)都只是四面

體，但不是正四面體。

F

3.對F的敘述正確的是（）

A.有兩種結(jié)構(gòu)B.只有一種結(jié)構(gòu)C.含有非極性

鍵D.有四種結(jié)構(gòu)

答案B

解析甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體。若氫原子分別被兩

個氯原子、兩個氟原子代替，其結(jié)構(gòu)變?yōu)樗拿骟w，碳原子位

于四面體的中心位置，兩個氯原子、兩個氟原子不管從哪個

方向與碳原子把連，它們都分別處在相鄰的位置。故只有一

種結(jié)構(gòu)，如圖所示。C-CKC—F均為極性鍵。若換成結(jié)構(gòu)

仍為一種而不是兩種。CH2C12

只有一種結(jié)構(gòu)，可證明CH4是正四面體結(jié)構(gòu)，而不是平面

正方形結(jié)構(gòu)。

題組2正確理解取代反應(yīng)

4.下列物質(zhì)中，不能和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的是（）

A.CH3C1B.CC14C.CH2C12D.CH4

答案B

5.下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是（）

A.C2H4+302翩2co2+2H2O

B.Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu

C.NaCI+AgNO3===AgCl；+NaNO3

D.CH2C12+C12MCHC13+HC1

答案D

解析取代反應(yīng)是有機(jī)物分子中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)。A項(xiàng)C2H4的燃燒不是取代反

應(yīng)；B項(xiàng)為置換反應(yīng)；C項(xiàng)為復(fù)分解反應(yīng)；D項(xiàng)中C1原子取

代了CH2c12中的一個H原子，故屬于取代反應(yīng)。

題組3甲烷性質(zhì)及其燃燒計算

6.在常溫和光照條件下，可與甲烷發(fā)生反應(yīng)的是（）

A.氧氣B.氯氣C.酸性高銃酸鉀溶液D.濃硫酸

答案B

解析常溫下甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，與濃硫酸、酸性高鎰酸鉀溶液

不發(fā)生反應(yīng)。在常溫和光照條件下，氧氣不能與甲烷發(fā)生反

應(yīng)，但氯氣能與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)。

7.下列氣體既可以用堿石灰干燥又可以用濃硫酸干燥的是

()

A.C12B.CH4C.NH3D.SO2

答案B

解析C12能與堿石灰反應(yīng)，NH3能與濃H2so4反應(yīng)，

S02能與堿石灰反應(yīng)。

8.一定量的甲烷在02不足的情況下燃燒，得到CO、CO2

和H2O的總質(zhì)量為14.4g,若其中水的質(zhì)量為7.2g,貝lj

CO的質(zhì)量是()

A.2.8gB.4.4gC.5.6gD.在2.8g?5.6

g之間

答案A

解析甲烷燃燒時，當(dāng)02少量時生成CO和H20,當(dāng)02

足量時生成CO2和H2O；所以在不足量的02中燃燒生成

CO、CO2和H2O。由氫原子守恒知CH4的物質(zhì)的量為0.2

mole設(shè)CO和C02的質(zhì)量分別為x,yo

r+y=14.4g-7.2g=7.2g

則’―-—-).2fol

28g?mol1——gwL疆，"

解得x=2.8go

9.為除去混在甲烷中的CO2和H2O,可將混合氣體通過盛

有_____________的洗氣瓶，除去______________,再通過盛

有_____________的洗氣瓶，除去______________;也可將混

合氣體通過_____________,一次性將雜質(zhì)氣體除去。

答案NaOH溶液CO2濃硫酸H2O堿石灰

10.把1體積CH4和4體積C12組成的混合氣體充入大試

管中C

漫射日光

和

Cl2CH4

AgNO3溶液

—微信

將此試管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中，放在光亮處,

片刻后發(fā)現(xiàn)試管壁上有油狀液滴出現(xiàn)，該油狀液滴可能是

_________，水槽中還觀察到_________,原因是

____________________________________________________（用

離子方程式解釋）。若向水槽中再滴入幾滴紫色石蕊試液又

觀察至_________，原因是O

答案CH2c12、CHC13、CC14有白色沉淀產(chǎn)生Ag++

C1---AgCl；溶液變紅因反應(yīng)生成HC1溶丁水使溶液

顯酸性

解析CH4和C12光照生成CH3cl（氣體）、CH2C12.

CHC13、CC14、HCI,隨著反應(yīng)進(jìn)行，C12不斷消耗，黃綠

色逐漸消失，又由于生成的CH2c12、CHC13、CC14常溫下

均為無色液體，C12易溶于有機(jī)溶劑，使試管壁上有黃色油

滴；因生成的HC1易溶于水，反應(yīng)后，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減

小，水位在試管內(nèi)上升，HC1溶于水后，與AgN03反應(yīng)生

成AgCl白色沉淀，同時溶液中溶質(zhì)為HC1,故加入紫色石

蕊試液后溶液變紅。

11.利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在

工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)興趣小組通過在實(shí)驗(yàn)室中模擬上

述過程，其設(shè)計的模擬裝置如下：

ABC七酩弓E

根據(jù)設(shè)計要求回答：

(1)B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣

體；③。

(2)設(shè)V(C12)/V(CH4)=x,若理論上欲獲得最多的氯化氫，

貝ljX值應(yīng)O

(3)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是

(4)E裝置的作用是(填編號)。

A.收集氣體B.吸收氯氣C.防止倒吸D.吸收氯化

氫

(5)在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強(qiáng)光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃

管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方

程式

(6)E裝置除生成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出有機(jī)

物的最佳方法為o該裝置還有缺陷，原因是沒有進(jìn)

行尾氣處理，其尾氣主要成分為________(填編號)。

a.CH4b.CH3Clc.CH2C12d.CHC13e.CC14

答案(1)干燥混合氣體(2)大于或等于4

(3)吸收過量的氯氣(4)CD

(5)CH4+2C12強(qiáng)無C+4HC1

(6)分液ab

解析(1)B裝置的三個作用為：①控制氣流速度從而達(dá)到

合適的反應(yīng)比例；②均勻混合氣體，便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)；③干

燥混合氣體。

(2)當(dāng)反應(yīng)：CH4+4C12無CC14+4HC1時生成HC1氣體最

./(Ch)

多，所以要保證八CMC=xN4.

(3)KI能吸收多余的C12,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C12+

2KI===2KC1+I2O

(4)E裝置既吸收反應(yīng)生成的HCI氣體，同時還防止倒吸。

(5)據(jù)信息知黑色小顆粒應(yīng)為碳粉，根據(jù)原子守恒應(yīng)為：

CH4+2C12麗C+4HC1。

(6)分離難溶于水的油狀液體可用分液法。

烷慌

一、烷燃

1.分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

廠單鍵:碳原子之間以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀

一特點(diǎn)一

獲」L飽和:碳原子剩余價鍵全部跟國愿壬結(jié)合

通式—C”H?2(〃＞。)＜：/

2.物理性質(zhì)

(1)遞變規(guī)律(隨碳原子數(shù)n遞增)

狀態(tài)］—?dú)鈶B(tài)f液態(tài)一固態(tài)(71W4的烷燒呈氣態(tài))

熔■點(diǎn)］—逐漸升高

'密前—相對密度逐漸遞大上微―

(2)相似性

烷燃均難溶于水，相對密度均小于1。

3.化學(xué)性質(zhì)(與CH4相似)

(1)穩(wěn)定性

在通常情況下，烷妙比較穩(wěn)定，跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、酸性高缽酸

鉀溶液等都不起反應(yīng)。

(2)燃燒反應(yīng)

3n+1———?

烷燃燃燒通式：CnH2n+2+202點(diǎn)燃nCO2+(n+1)H2O。

(3)取代反應(yīng)

烷煌能與氯氣等鹵素單質(zhì)在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，如乙

烷與氯氣光照時生成一氯乙烷的化學(xué)方程式為：C2H6+C12

癡&C2H5C1+HC1。

4.習(xí)慣命名法

(1)表示

碳原子數(shù)(n)及表示

12345678910

n<10

甲乙丙T戊己庚辛壬癸

n>

相應(yīng)數(shù)字

10

(2)舉例：C6H14命名為己烷,Cl8H38命名為十八烷。

(3)碳原子數(shù)n相同結(jié)構(gòu)不同時，用正、異、新表示，如

C4H10的兩種分子的命名：

無支鏈時，CH3CH2CH2CH3：正丁烷。

('H3—('H—('H3

有支鏈時，?-?售］,高10出“)出”)：異丁烷。

【議一議】

1.判斷正誤

(1)烷煌的分子通式是CnH2n+2(色1),但符合通式CnH2n

+2的不一定是烷燒。()

(2)烷燒的特征性質(zhì)是能與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)。

()

(3)烷燒性質(zhì)穩(wěn)定，不能使酸性KMnO4溶液褪色。

()

答案(l)x(2)W3)d

2.多碳原子烷燒(如CH3cH2cH2cH2cH3)分子中，碳原

子是直線形嗎？

答案烷燒分子中的碳原子以單鍵與其他原子相連，因此與

之成鍵的4個原子構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)。碳原子一定不在同一直

線上，直鏈烷慌中碳原子的排列呈鋸齒狀。

二、同系物同分異構(gòu)體

1.同系物

(1)特點(diǎn)：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)。

(2)實(shí)例：CH4、CH3CH3.CH3cH2cH3等烷妙互為同系

物。

提示①同系物具有相同的通式，但是通式相同的有機(jī)物不

一定互為同系物，同系物的前提是同一類物質(zhì)且分子組成上

相差一個或若干個CH2原子團(tuán)。

②同系物的組成元素相同，同系物之間相對分子質(zhì)量相差

14n(n=l,2,3...)。

2.同分異構(gòu)體

(1)概念：具有相同的分子式，但具有不同的結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。

('H3—('H—('H3

(2)實(shí)例：CH3cH2cH2cH3與：金乩沙互為同分

異構(gòu)體。

(3)同分異構(gòu)體的沸點(diǎn)：支鏈越多，沸點(diǎn)越低。

(4)同分異構(gòu)現(xiàn)復(fù)是有機(jī)化合物種類繁多的原因之一。

警示同分異構(gòu)現(xiàn)象不只是存在于有機(jī)化合物中，只要滿足分

子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物都可以稱為同分異構(gòu)體。例如

尿素［CO(NH2)2］和氟酸鏤［NH4CNO］,

3.判斷下列有關(guān)同分異構(gòu)體的敘述是否正確。

(1)同分異構(gòu)體具有相同的組成元素。()

(2)組成元素相同的化合物互為同分異構(gòu)體。()

(3)同分異構(gòu)體具有相同的相對分子質(zhì)量。()

(4)相對分子質(zhì)量相同的化合物互為同分異構(gòu)體。()

(5)互為同分異構(gòu)體的化合物也可能互為同系物。()

答案(l)?2)x(3)?4)x(5)x

4.丁烷有幾種同分異構(gòu)體，其一氯代物有幾種？

答案丁烷有兩種同分異構(gòu)體，它們分別是正丁烷和異丁

烷。其一氯代物共有四種，它們分別是

CH3CH2CH2CH2CKCH3cH2cHe1CH3、

(CH3)2CHCH2C1、(CH3)2CCICH3o

一、烷燒的結(jié)楂特點(diǎn)

【例1】下列說法正確的是()

A.碳碳間以單鍵結(jié)合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結(jié)合

的煌一定是飽和鏈煌

B.分子組成符合CnH2n+2的煌一定是烷燒

C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上

D.碳、氫原子個數(shù)比為1：3的烷烽有兩種

答案B

解析A項(xiàng)中環(huán)烷妙也符合要求，但它不是鏈燒，屬于環(huán)

燒；C項(xiàng)中由碳原子的成鍵方式和鍵角特征知，碳原子呈折

線方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直線上；D項(xiàng)

中n(C)：n(H)=l：3時必為C2H6,一定是乙烷。

要點(diǎn)歸納

烷煌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)單鍵：碳原子之間以碳碳單鍵相結(jié)合。

(2)飽和：碳原子剩余價鍵全部跟氫原子結(jié)合，烷燒是飽和

燒，相同碳原子數(shù)的有機(jī)物分子里，烷燒的含氫量最大。

(3)鏈狀：碳原子結(jié)合成的鏈可以是“直鏈”，也可以含有支

鏈。

變式訓(xùn)練1下列性質(zhì)中，屬于烷燒特征的是()

A.完全燃燒只生成二氧化碳和水

B.它們不溶于水

C.分子的通式為CnH2n+2,與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)

D.它們密度都較小

答案C

解析分子通式為CnH2n+2,與C12發(fā)生取代反應(yīng)是烷燒

的特征，而其他類別的燃燃燒時也產(chǎn)生二氧化碳和水，且密

度較小，難溶于水，故A、B、D錯誤，選C。

二、同系物同分異構(gòu)體

【例2】下列物質(zhì)中互為同分異構(gòu)體的有_____________；

互為同位素的有

互為同素異形體的有_____________;是同一物質(zhì)的有

_________________o(用序號填寫)

('H3—('H—CH3

①液氯②―國九用@③金剛石④泠C1

CH3CH3

⑤('H2—('—('H3⑥('H3—('H—('H2

CH3七睫等對黑峰號⑦

(,H3—CH—('H—CH3

(1；靈€#!號jl匚匕”)

⑧氯氣⑨石墨⑩i7cl

答案⑤和⑦④和⑩③和⑨①和⑧、②和⑥

解析同分異構(gòu)體是分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物，⑤和

⑦的分子式都為C6H14,二者互為同分異構(gòu)體：同位素是

質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子，故④和⑩互為同位素；

同素異形體是同種元素形成的不同種單質(zhì)，故③和⑨是同

素異形體。①和⑧、②和⑥是同種物質(zhì)。

同位素、同素異形體，同分異構(gòu)體和同系物之間的區(qū)別

比

較

定義化學(xué)式結(jié)構(gòu)性質(zhì)

概

念

電子排物理性

質(zhì)子數(shù)相

同原子符號表示不布相質(zhì)不

同、中子

位同，如：H、i同，原同，化

數(shù)不同的3

素、子核結(jié)學(xué)性質(zhì)

原子H1H

構(gòu)不同相同

同物理性

元素符號表示相單質(zhì)的

素同一種元質(zhì)不

同，分子式不組成或

異素形成的同，化

同，如石墨和金結(jié)構(gòu)不

形不同單質(zhì)學(xué)性質(zhì)

剛石、02和03同

體相似

物理性

同

分子式相質(zhì)不

分

同、結(jié)構(gòu)同，化

異相同不同

式不同的學(xué)性質(zhì)

構(gòu)

化合物不一定

體

相同

結(jié)構(gòu)相組成元素相同，物理性

同一類

同似，組成通式相同，相對質(zhì)不

物質(zhì)，

系相差一個分子質(zhì)量相差同，化

結(jié)構(gòu)相

物或若干個14n,如CH4和學(xué)性質(zhì)

似

CH2原子CH3CH3相似

團(tuán)的化合

物

變式訓(xùn)練2下列敘述正確的是。

A.分子式相同，各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同的物質(zhì)是同種物質(zhì)

B.通式相同的不同物質(zhì)一定屬于同系物

C.分子式相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體

D.相對分子質(zhì)量相同的不同物質(zhì)一定是同分異構(gòu)體

答案C

解析分子式相同的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)不一定相同，所以不一定是

同種物質(zhì)；通式相同的不同物質(zhì)不一定是同系物，也可能是

同分異構(gòu)體或是其他關(guān)系；相對分子質(zhì)量相同，分子式不一

定相同，如NO和C2H6,因此不一定是同分異構(gòu)體。

1.有關(guān)烷煌的敘述：①都是易燃物；②特征反應(yīng)是取代反

應(yīng)；③相鄰兩個烷燒在分子組成上相差一個甲基，其中正確

的是。

A.①和③B.②和③C只有①D.①和②

答案D

解析相鄰?fù)橄釉诜肿咏M成上相差一個一CH2—,而不是一

CH3O

2.下列數(shù)值都是煌的相對分子質(zhì)量值，其對應(yīng)的煌一定為

烷燒的是。

A.44B.42C.54D.128

答案A

解析用CnH2n+2的Mr=14n+2進(jìn)行判斷，44對應(yīng)的燒

是C3H8,42對應(yīng)的燒是C3H6,54對應(yīng)的煌是C4H6,

128對應(yīng)的煌是C9H20。由于1個C原子與12個H原子的

式量之和相等，所以C9H20與C10H8的相對分子質(zhì)量相

等，則128對應(yīng)的煌不一定是烷妙。

3.下列物質(zhì)之間的相互關(guān)系錯誤的是（）

yH3

('H3—(、一CH3

A.CH3CH2CH2CH2CH3和二及得鼠七圓切尼口互為同分異

構(gòu)體

B.干冰和冰為同一種物質(zhì)

C.CH3cH3和CH3cH2cH3互為同系物

D.12c和14c互為同位素

答案B

解析干冰是二氧化碳晶體，冰是固態(tài)的水。

4.下列關(guān)于烷垃的敘述，不正確的是。

A.在烷燒分子中，只有單鍵

B.烷妙的通式為CnH2n+2,符合該通式的慌不一定是烷

崎

C.烷煌在一定條件下都能與C12發(fā)生取代反應(yīng)

D.隨著碳原子數(shù)的增加，烷燒的熔、沸點(diǎn)逐漸升高

答案B

解析烷燃中的碳碳鍵、碳?xì)滏I均為單鍵；烷煌在一定條件

下都能與C12發(fā)生取代反應(yīng)，取代反應(yīng)是烷煌的典型性質(zhì)；

隨著碳原子數(shù)的增加,烷短的分子間作用力增大，使其熔、

沸點(diǎn)逐漸升高；因烷燒分子中的氫原子已達(dá)飽和，故符合

CnH2n+2的有機(jī)物只能是烷烽。

5.觀察下面幾種烷烽的球棍模型

AB

（i）與c互為同系物的是_________,與c互為同分異構(gòu)體的

是__________________O

（2）在烷煌的同系物中，隨碳原子數(shù)增加，其熔、沸點(diǎn)依次

_________（其中碳原子數(shù)滿足________條件的烷燒常溫下呈

氣態(tài)），液態(tài)時密度依次_____________。

答案（1）A、BD（2）升高小于或等于4增大

解析理解同系物、同分異構(gòu)體的概念，會判斷同系物、同

分異構(gòu)體。了解隨碳原子數(shù)增加，烷燒熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度的

遞變規(guī)律。

題組1烷煌及其性質(zhì)判斷

1.下列屬于烷燃特有性質(zhì)的是（）

A.在空氣中完全燃燒的產(chǎn)物為二氧化碳和水

B.它們兒乎不溶于水

C.可與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)

D.可與澳水中的漠發(fā)生取代反應(yīng)；可使酸性高錦酸鉀溶液

褪色

答案C

解析煌類化合物完全燃燒的產(chǎn)物均為二氧化碳和水，因此

A不是烷燒的特有性質(zhì)；燒類化合物幾乎都不溶于水，所以

B也不正確；烷煌與溟水、酸性高鎰酸鉀均不反應(yīng)，故D不

正確。

2.下列烷燒，常溫下呈氣態(tài)的是（）

A.戊烷B.丁烷C.庚烷D.十二烷

答案B

解析烷燒的熔沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)的增加逐漸升高，故狀態(tài)變

化為：氣態(tài)液態(tài)固態(tài)，常溫下碳原子個數(shù)小于或等于4的烷

燃呈氣態(tài)。

3.下列關(guān)于CH4和CHCH3CH3CH3的敘述正確的是

（）

A.均能用組成通式CnH2n+2來表示

B.與所有烷煌互為同分異構(gòu)體

C.它們物理、化學(xué)性質(zhì)相同

D.通常情況下前者是氣體，后者是液體

答案A

解析A項(xiàng)，因二者均為烷烽，都符合通式CnH2n+2；B

項(xiàng)，它們與其他烷燒互為同系物；C項(xiàng)，化學(xué)性質(zhì)相似，但

物理性質(zhì)不同；D項(xiàng)，碳原子數(shù)小于或等于4的烷燒常溫下

是氣體。

4.（雙選）下列物質(zhì)在一定條件下可與乙烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的

是（）

A.氯氣B.漠水

C.氧水D.酸性高錦酸鉀溶液

答案AC

解析類比甲烷的化學(xué)性質(zhì)，乙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生

取代反應(yīng)，和02能發(fā)生燃燒反應(yīng)，和濱水、酸性高銃酸鉀

溶液不反應(yīng)。

5.在下列5種物質(zhì)沸點(diǎn)的排列順序中，正確的是

()

①正丁烷②2甲基丙烷(CH3cH(CH3)CH3)③戊烷

④2甲基丁烷⑤2,2二甲基丙烷(C(CH3)4)

A.①，②>③>(D>⑤B.⑤，④〉③，②,①

c.@>@>?>?>?D.②>(D>⑤>(D>③

答案C

解析根據(jù)煌類的熔沸點(diǎn)大小判斷規(guī)律：在有機(jī)物同系物

中，隨著碳原子數(shù)的增加，相對分子質(zhì)量的增大，分子間作

用力增大，熔沸點(diǎn)逐漸升高；分子式相同的燒，支鏈越多，

熔沸點(diǎn)越低。分析各選項(xiàng)，①②均只有4個C原子，

③④⑤均只有5個碳原子，故①②的沸點(diǎn)小于③④⑤的

沸點(diǎn)；②有1個支鏈，而①無，故①〉②；③無支鏈，④

只有1個支鏈，⑤有2個支鏈，故③⑤；綜上所述：

題組2同系物、同分異構(gòu)體

6.下列關(guān)于同系物的說法中，錯誤的是()

A.同系物具有相同的最簡式

B.同系物能符合同一通式

C.同系物中，相鄰的同系物彼此在組成上相差一個CH2原

子團(tuán)

D.同系物的化學(xué)性質(zhì)基本相似，物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)增加

而呈規(guī)律性變化

答案A

解析結(jié)構(gòu)相似，必屬同一類物質(zhì)，因此有同一通式，但不

一定有相同的最簡式，A錯誤，B正確；相鄰?fù)滴锝M成上

相差一個CH2原子團(tuán)，C正確；因結(jié)構(gòu)相似，所以化學(xué)性

質(zhì)基本相似，但組成上的差異使得物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)增加

而呈規(guī)律性變化，D正確。

7.下列烷烽在光照條件下與氯氣反應(yīng)，只生成一種一氯代

燒的是()

A.CH3CH2CH2CH3B.CH3CH(CH3)CH3

C.C(CH3)4D.CH3CH(CH3)CH2CH3

答案C

解析選項(xiàng)A有兩種同分異構(gòu)體，B項(xiàng)也有兩種同分異構(gòu)

體，C項(xiàng)只有一種同分異構(gòu)體，D項(xiàng)有四種同分異構(gòu)體。

題組3煌的燃燒計算

8.在常溫、常壓下，取下列四種氣態(tài)烽各1mol,分別在足

量的氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是()

A.CH4B.C3H8C.C4H10D.C2H6

答案C

解析設(shè)此氣態(tài)燃的分子式為CxHy,其完全燃燒的化學(xué)方

lx

程式為仁坨+1,則1mol該燃完全燃燒時

耗氧量為3mol,上述選項(xiàng)分別代入1+3mol,比較可知

C4H10耗氧量最多。

9.(1)乙烷的電子式為_________________,分子式為

CmH20的烷烽中m為_________,分子式為C8Hn的烷煌中

n為_________,與CO2密度(同溫同壓)相同的烷燒分子式為

_________,若上述四種燃各為1mol,在足量02中燃燒，

消耗02最多的是________。

(2)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四種煌各為1g,在足量

02中燃燒，消耗02最多的是________。

答案

HH

???9

H：('：(,：H

????

二顯學(xué)鵬匕回也叮918C3H8C9H20(2)CH4

解析(1)根據(jù)烷始通式為CnH2n+2可求出m為9,n為

18,密度與C02相同的烷燒式量為44,由14n+2=44可

求出n為3,即分了式為C3H8。若同為1mol燒，消耗02

的多少取決于CxHy中“x+i”的大小，“x+i”的值越大，消

耗02越多，此題中消耗02最多的是C9H20。

(2)若同為1g烽，消耗02的多少取決于CxHy中