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人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物学案
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物学案，共7页。学案主要包含了科学探究，解题方法归纳等内容，欢迎下载使用。
第2课时 烷烃的性质
1．认识甲烷的结构及其主要性质和应用。
2．了解有机化合物的性质特点。
3．认识烷烃的物理性质，化学性质。
一．甲烷的性质
1．物理性质
存在 ：甲烷是 天然气 、 沼气 、 油田气 、 煤矿坑道气 的主要成分
2．化学性质：
（1）燃烧反应（氧化反应）
甲烷的燃烧实验
写出化学方程式： CH4+2O2 CO2+2H2O
（2）稳定性
通常状况下甲烷的化学性质稳定，与 高锰酸钾 等强氧化剂不反应，与 强酸 、 强碱 也不反应。如果将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液颜色 不褪色 。
（3）取代反应
定义：有机化合物分子中的某种 原子或原子团 被其他 原子或原子团 所替代的反应，叫做取代反应。
【科学探究】
化学方程式：
CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl
CH2Cl2＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CCl4＋HCl
注意：
a.反应物及条件：甲烷与纯净的卤素单质，在光照下发生取代反应。氯水不能反应。
b.反应产物：连锁反应，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物（只有CH3Cl是气态）都存在，还有HCl生成。
c.反应特征及比例：有上有下，每取代1mlH就消耗1mlCl2，同时生成1mlHCl。
【例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（ ）
【答案】D
【解析】甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CCl4＋HCl。黄绿色的氯气参加反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。
【例2】下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是（ ）
A.甲烷与氯气的物质的量之比为1:1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B.甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D.1ml甲烷生成CCl4最多消耗2 ml氯气
【答案】C
【解析】甲烷与氯气的取代反应是连锁反应，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物都存在，还有HCl生成，每取代1mlH就消耗1mlCl2，同时生成1mlHCl，1ml甲烷最多消耗4mlCl2。C选项正确。
【解题方法归纳】
（1）甲烷的卤代反应的产物是混合物。
（2）甲烷等有机物与氯气发生取代反应时，取代的位置和个数是难以控制的，因此只一卤代烃一般不采用取代反应。
二．烷烃的性质
1.物理性质：
① 状态：一般情况下，1—4个碳原子烷烃为 气态 ， 5—16个碳原子为 液态 ，16个碳原子以上为 固态 。
② 溶解性：烷烃难溶于水，易溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。
③ 熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐升高。
④ 密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐__增大__。
2.烷烃的化学性质
① 一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都 不 反应。
② 取代反应：在光照条件下能跟卤素发生取代反应。
③ 氧化反应：在点燃条件下，烷烃能燃烧
CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O
【例题3】下列有关烷烃的叙述中，正确的是（ ）
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色退去
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水退色
⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧
A．①②③⑥ B．①④⑥
C．②③④ D．①②③④
【答案】B
【解析】①烷烃属于饱和烃，碳与碳之间、碳与氢之间都以单键结合；②烷烃性质稳定，均不能使酸性KMnO4溶液退色；③分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃；④烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应；⑤C2H6不能与溴水发生取代反应使其退色，但能与Br2蒸气在光照下发生取代反应；⑥烷烃都可以在空气中燃烧生成CO2和H2O。
三．有机物的性质
1．物理性质：大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
2．化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或催化剂的条件下进行。
1．我国首次试开采可燃冰圆满成功，下列与可燃冰(CH4•nH2O)释放的气体成分相同的是
A．沼气B．水煤气
C．液化石油气D．焦炉气
【答案】A
【分析】可燃冰释放的气体主要成分为甲烷。
【解析】A．沼气的主要成分是甲烷，A项正确；B．水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，B项错误；C．液化石油气的主要成分是4个碳原子及以下烃的混合物，C项错误；D．焦炉气主要是通过煤的干馏得到的，主要成分是、、和等，D项错误；答案选A。
2．下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是
A．甲烷性质稳定，通常情况下不与强酸、强碱、氧化剂反应
B．甲烷分子中的四个氢原子都能被氯取代
C．甲烷的一氯代物只有一种
D．甲烷的二氯代物只有一种
【答案】D
【解析】A．甲烷性质稳定是因为C–H 键键长较短，键能较大，难破坏，所以化学性质稳定。故不能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，A项错误；B．甲烷不论何种结构，其分子中的四个氢原子都能被氯取代，故不能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，B项错误；C．如果甲烷是平面结构，其一氯代物也只有一种。故甲烷的一氯代物只有一种，不能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，C项错误；D．如果甲烷是平面结构，其二氯代物有两种结构。而甲烷的二氯代物只有一种，可以证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，D项正确；答案选D。
3．下列说法不正确的是
A．1ml甲烷在光照条件下最多可以和2mlCl2发生取代反应
B．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃燃烧时生成二氧化碳和水
C．等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着碳的质量分数的增大而变大
D．CCl4与CH4一样是正四面体结构
【答案】A
【解析】A．甲烷与氯气发生取代反应时，1个Cl2只能取代1个H原子，所以1ml甲烷在光照条件下最多可以和4mlCl2发生取代反应，A不正确；B．在光照条件下，烷烃跟卤素单质可发生取代反应，烷烃燃烧时，碳元素转化为二氧化碳、氢元素转化为水，B正确；C．等质量的烷烃完全燃烧，含碳元素的质量分数越大，碳的物质的量越大，生成CO2的量物质的量越大，二氧化碳的质量分数越大，C正确；D．CH4分子中含有4个C-H键，4个键的夹角相同，都为109°28＇，所以CH4为正四面体结构，CCl4相当于CH4分子中的4个H原子被4个Cl原子替代，空间构型不变，所以也应是正四面体结构，D正确；故选A。
4．下列性质中，属于烷烃特征的是（ ）
A．完全燃烧产物只有二氧化碳和水
B．它们几乎不溶于水
C．分子的通式为CnH2n＋2，与氯气发生取代反应
D．它们不是电解质
【答案】C
【解析】满足A、B、D的不一定是烷烃；分子通式为CnH2n＋2，与Cl2发生取代反应是烷烃的特征。
5．下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是（ ）
A．氯气 B．溴水 C．氯水 D．酸性高锰酸钾溶液
【答案】A
6．下表为烷烃的沸点，根据相关数据推断丙烷的沸点可能是（ ）
A．大约－40 ℃B．低于－164 ℃
C．低于－88.6 ℃D．高于36.1 ℃
【答案】A
【解析】
烷烃随着碳原子数目增加熔沸点升高，根据题意知丙烷的沸点范围为－88～－0.5 ℃。
7．在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是（ ）
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＞④＞⑤ B．⑤＞④＞③＞②＞①
C．③＞④＞⑤＞①＞② D．②＞①＞⑤＞④＞③
【答案】C
【解析】碳原子数目相同的烷烃，支链越多，熔沸点越低。
8．丁烷(分子式为C4H10)是家用液化石油气的成分之一，也用作打火机的燃烧，下列关于丁烷的叙述不正确的是
A．在常温下，C4H10是气体
B．C4H10与CH4互为同系物
C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，两者的性质完全相同
D．正丁烷中四个碳原子不在同一直线上
【答案】C
【解析】A．一般情况下烃分子中C原子数少于4个的物质呈气态，则在常温下，C4H10是气体，A正确；B．C4H10与CH4属于烷烃，结构相似，在分子组成上相差3个CH2原子团，因此二者互为同系物，B正确；C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，两者的结构不同，因此是不同的物质，化学性质相似，但物理性质不同，C错误；D．正丁烷分子中C原子为饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此分子中四个碳原子不在同一直线上，也不在同一平面内，D正确；故合理选项是C。
9．下列关于烷烃性质的叙述正确的是
A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低
B．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化
C．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应
D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物
【答案】D
【解析】A．烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A错误；B．烷烃通常情况下性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，B错误；C．在光照条件下，烷烃只能与纯净的卤素单质发生取代反应，不与溴水反应，C错误；D．由于卤素原子取代烷烃分子中氢原子的位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，D正确；故答案为：D。
10．土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据国外媒体报道，土卫六表面的“海洋”中有可能存在生命，又知这些“海洋”的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两种物质形成的聚合物。下列说法错误的是
A．甲烷和乙烷和溴水在光照条件下都能发生取代反应
B．甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面内
C．通常条件下，甲烷、乙烷和强酸、强碱、强氧化剂都不反应
D．1 ml乙烷分子中含有6 ml C—H共价键
【答案】A
【解析】A．甲烷、乙烷和溴蒸气在光照条件下可以发生取代反应，和溴水不反应，A项错误；B．烷烃分子中都是以碳原子为中心的四面体结构，故甲烷、乙烷分子中所有原子不在同一平面内，B项正确；C．烷烃性质稳定，通常条件下和强酸、强碱、强氧化剂都不反应，C项正确；D．乙烷的结构式为，1 ml乙烷中含6 ml C—H共价键，D项正确；答案选A。
11．如果使0.5 ml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 ml B．1 ml C．1.5 ml D．1.25 ml
【答案】D
【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 ml，每种氯代物均为0.125 ml，含氯原子的物质的量为0.125 ml×1＋0.125 ml×2＋0.125 ml×3＋0.125 ml×4＝1.25 ml。而从甲烷分子中每取代1 ml氢原子，就消耗1 ml Cl2。因此消耗的Cl2的物质的量也为1.25 ml。
12．将如图所示的装置放置在光亮的地方(日光没有直接照射)，回答下列问题。
(1)反应一段时间后观察到的实验现象：量筒中___________。
(2)饱和NaCl溶液的pH___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)反应得到的气态产物有___________(填化学式)。
【答案】气体颜色变浅，液面上升，有油状液滴出现 变小 CH3Cl、HCl
【解析】(1)CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种不溶于水的有机物和极易溶于水的无机物HCl。氯气不断反应消耗，使气体的黄绿色逐渐变浅；在生成物中，CH3Cl和HCl在常温下是气体，而CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色不溶于水的液体，因此看到量筒的器壁上有油状液滴；生成的HCl极易溶于水，从而使量筒内气体的体积减小，量筒内由于气体溶解，导致压强减小，使部分水槽中的食盐水进入量筒内，导致量筒内液面升高。
(2)HCl溶于水得到盐酸，使溶液中H+的浓度增大，因此溶液的酸性增强，pH变小。
(3)反应生成的气态产物是CH3Cl和HCl 。颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
气体
无味
比空气小
极难溶于水
实验步骤
实验现象
实验结论
1.点燃纯净的甲烷
淡蓝色火焰
甲烷可燃烧
2.在火焰的上方罩干燥洁净的烧杯
烧杯内壁出现水珠
燃烧产物中有水
3.迅速将烧杯倒转并注入少量的澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
燃烧产物中有二氧化碳
实验步骤
实验现象
实验结论
V(甲烷)∶V(氯气) =1:1的试管，
放在光亮的地方一定时间后；反应后，将试管倒立在盛满水的水槽中；
①混合气体颜色 逐渐变浅
②试管内壁有 油状液体 生成，试管中有少量白雾。
③试管中液面逐渐 上升
在光照条件下，甲烷与氯气发生了化学反应
物质
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸点
－164 ℃
－88 ℃
－0.5 ℃
36.1 ℃
第2课时 烷烃的性质
1．认识甲烷的结构及其主要性质和应用。
2．了解有机化合物的性质特点。
3．认识烷烃的物理性质，化学性质。
一．甲烷的性质
1．物理性质
存在 ：甲烷是 天然气 、 沼气 、 油田气 、 煤矿坑道气 的主要成分
2．化学性质：
（1）燃烧反应（氧化反应）
甲烷的燃烧实验
写出化学方程式： CH4+2O2 CO2+2H2O
（2）稳定性
通常状况下甲烷的化学性质稳定，与 高锰酸钾 等强氧化剂不反应，与 强酸 、 强碱 也不反应。如果将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液颜色 不褪色 。
（3）取代反应
定义：有机化合物分子中的某种 原子或原子团 被其他 原子或原子团 所替代的反应，叫做取代反应。
【科学探究】
化学方程式：
CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl
CH2Cl2＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CCl4＋HCl
注意：
a.反应物及条件：甲烷与纯净的卤素单质，在光照下发生取代反应。氯水不能反应。
b.反应产物：连锁反应，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物（只有CH3Cl是气态）都存在，还有HCl生成。
c.反应特征及比例：有上有下，每取代1mlH就消耗1mlCl2，同时生成1mlHCl。
【例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（ ）
【答案】D
【解析】甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CCl4＋HCl。黄绿色的氯气参加反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。
【例2】下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是（ ）
A.甲烷与氯气的物质的量之比为1:1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B.甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D.1ml甲烷生成CCl4最多消耗2 ml氯气
【答案】C
【解析】甲烷与氯气的取代反应是连锁反应，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物都存在，还有HCl生成，每取代1mlH就消耗1mlCl2，同时生成1mlHCl，1ml甲烷最多消耗4mlCl2。C选项正确。
【解题方法归纳】
（1）甲烷的卤代反应的产物是混合物。
（2）甲烷等有机物与氯气发生取代反应时，取代的位置和个数是难以控制的，因此只一卤代烃一般不采用取代反应。
二．烷烃的性质
1.物理性质：
① 状态：一般情况下，1—4个碳原子烷烃为 气态 ， 5—16个碳原子为 液态 ，16个碳原子以上为 固态 。
② 溶解性：烷烃难溶于水，易溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。
③ 熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐升高。
④ 密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐__增大__。
2.烷烃的化学性质
① 一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都 不 反应。
② 取代反应：在光照条件下能跟卤素发生取代反应。
③ 氧化反应：在点燃条件下，烷烃能燃烧
CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O
【例题3】下列有关烷烃的叙述中，正确的是（ ）
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色退去
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水退色
⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧
A．①②③⑥ B．①④⑥
C．②③④ D．①②③④
【答案】B
【解析】①烷烃属于饱和烃，碳与碳之间、碳与氢之间都以单键结合；②烷烃性质稳定，均不能使酸性KMnO4溶液退色；③分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃；④烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应；⑤C2H6不能与溴水发生取代反应使其退色，但能与Br2蒸气在光照下发生取代反应；⑥烷烃都可以在空气中燃烧生成CO2和H2O。
三．有机物的性质
1．物理性质：大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
2．化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或催化剂的条件下进行。
1．我国首次试开采可燃冰圆满成功，下列与可燃冰(CH4•nH2O)释放的气体成分相同的是
A．沼气B．水煤气
C．液化石油气D．焦炉气
【答案】A
【分析】可燃冰释放的气体主要成分为甲烷。
【解析】A．沼气的主要成分是甲烷，A项正确；B．水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，B项错误；C．液化石油气的主要成分是4个碳原子及以下烃的混合物，C项错误；D．焦炉气主要是通过煤的干馏得到的，主要成分是、、和等，D项错误；答案选A。
2．下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是
A．甲烷性质稳定，通常情况下不与强酸、强碱、氧化剂反应
B．甲烷分子中的四个氢原子都能被氯取代
C．甲烷的一氯代物只有一种
D．甲烷的二氯代物只有一种
【答案】D
【解析】A．甲烷性质稳定是因为C–H 键键长较短，键能较大，难破坏，所以化学性质稳定。故不能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，A项错误；B．甲烷不论何种结构，其分子中的四个氢原子都能被氯取代，故不能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，B项错误；C．如果甲烷是平面结构，其一氯代物也只有一种。故甲烷的一氯代物只有一种，不能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，C项错误；D．如果甲烷是平面结构，其二氯代物有两种结构。而甲烷的二氯代物只有一种，可以证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，D项正确；答案选D。
3．下列说法不正确的是
A．1ml甲烷在光照条件下最多可以和2mlCl2发生取代反应
B．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃燃烧时生成二氧化碳和水
C．等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着碳的质量分数的增大而变大
D．CCl4与CH4一样是正四面体结构
【答案】A
【解析】A．甲烷与氯气发生取代反应时，1个Cl2只能取代1个H原子，所以1ml甲烷在光照条件下最多可以和4mlCl2发生取代反应，A不正确；B．在光照条件下，烷烃跟卤素单质可发生取代反应，烷烃燃烧时，碳元素转化为二氧化碳、氢元素转化为水，B正确；C．等质量的烷烃完全燃烧，含碳元素的质量分数越大，碳的物质的量越大，生成CO2的量物质的量越大，二氧化碳的质量分数越大，C正确；D．CH4分子中含有4个C-H键，4个键的夹角相同，都为109°28＇，所以CH4为正四面体结构，CCl4相当于CH4分子中的4个H原子被4个Cl原子替代，空间构型不变，所以也应是正四面体结构，D正确；故选A。
4．下列性质中，属于烷烃特征的是（ ）
A．完全燃烧产物只有二氧化碳和水
B．它们几乎不溶于水
C．分子的通式为CnH2n＋2，与氯气发生取代反应
D．它们不是电解质
【答案】C
【解析】满足A、B、D的不一定是烷烃；分子通式为CnH2n＋2，与Cl2发生取代反应是烷烃的特征。
5．下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是（ ）
A．氯气 B．溴水 C．氯水 D．酸性高锰酸钾溶液
【答案】A
6．下表为烷烃的沸点，根据相关数据推断丙烷的沸点可能是（ ）
A．大约－40 ℃B．低于－164 ℃
C．低于－88.6 ℃D．高于36.1 ℃
【答案】A
【解析】
烷烃随着碳原子数目增加熔沸点升高，根据题意知丙烷的沸点范围为－88～－0.5 ℃。
7．在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是（ ）
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＞④＞⑤ B．⑤＞④＞③＞②＞①
C．③＞④＞⑤＞①＞② D．②＞①＞⑤＞④＞③
【答案】C
【解析】碳原子数目相同的烷烃，支链越多，熔沸点越低。
8．丁烷(分子式为C4H10)是家用液化石油气的成分之一，也用作打火机的燃烧，下列关于丁烷的叙述不正确的是
A．在常温下，C4H10是气体
B．C4H10与CH4互为同系物
C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，两者的性质完全相同
D．正丁烷中四个碳原子不在同一直线上
【答案】C
【解析】A．一般情况下烃分子中C原子数少于4个的物质呈气态，则在常温下，C4H10是气体，A正确；B．C4H10与CH4属于烷烃，结构相似，在分子组成上相差3个CH2原子团，因此二者互为同系物，B正确；C．正丁烷和异丁烷互为同分异构体，两者的结构不同，因此是不同的物质，化学性质相似，但物理性质不同，C错误；D．正丁烷分子中C原子为饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此分子中四个碳原子不在同一直线上，也不在同一平面内，D正确；故合理选项是C。
9．下列关于烷烃性质的叙述正确的是
A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低
B．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化
C．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应
D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物
【答案】D
【解析】A．烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A错误；B．烷烃通常情况下性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，B错误；C．在光照条件下，烷烃只能与纯净的卤素单质发生取代反应，不与溴水反应，C错误；D．由于卤素原子取代烷烃分子中氢原子的位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，D正确；故答案为：D。
10．土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据国外媒体报道，土卫六表面的“海洋”中有可能存在生命，又知这些“海洋”的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两种物质形成的聚合物。下列说法错误的是
A．甲烷和乙烷和溴水在光照条件下都能发生取代反应
B．甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面内
C．通常条件下，甲烷、乙烷和强酸、强碱、强氧化剂都不反应
D．1 ml乙烷分子中含有6 ml C—H共价键
【答案】A
【解析】A．甲烷、乙烷和溴蒸气在光照条件下可以发生取代反应，和溴水不反应，A项错误；B．烷烃分子中都是以碳原子为中心的四面体结构，故甲烷、乙烷分子中所有原子不在同一平面内，B项正确；C．烷烃性质稳定，通常条件下和强酸、强碱、强氧化剂都不反应，C项正确；D．乙烷的结构式为，1 ml乙烷中含6 ml C—H共价键，D项正确；答案选A。
11．如果使0.5 ml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 ml B．1 ml C．1.5 ml D．1.25 ml
【答案】D
【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 ml，每种氯代物均为0.125 ml，含氯原子的物质的量为0.125 ml×1＋0.125 ml×2＋0.125 ml×3＋0.125 ml×4＝1.25 ml。而从甲烷分子中每取代1 ml氢原子，就消耗1 ml Cl2。因此消耗的Cl2的物质的量也为1.25 ml。
12．将如图所示的装置放置在光亮的地方(日光没有直接照射)，回答下列问题。
(1)反应一段时间后观察到的实验现象：量筒中___________。
(2)饱和NaCl溶液的pH___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)反应得到的气态产物有___________(填化学式)。
【答案】气体颜色变浅，液面上升，有油状液滴出现 变小 CH3Cl、HCl
【解析】(1)CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种不溶于水的有机物和极易溶于水的无机物HCl。氯气不断反应消耗，使气体的黄绿色逐渐变浅；在生成物中，CH3Cl和HCl在常温下是气体，而CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色不溶于水的液体，因此看到量筒的器壁上有油状液滴；生成的HCl极易溶于水，从而使量筒内气体的体积减小，量筒内由于气体溶解，导致压强减小，使部分水槽中的食盐水进入量筒内，导致量筒内液面升高。
(2)HCl溶于水得到盐酸，使溶液中H+的浓度增大，因此溶液的酸性增强，pH变小。
(3)反应生成的气态产物是CH3Cl和HCl 。颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
气体
无味
比空气小
极难溶于水
实验步骤
实验现象
实验结论
1.点燃纯净的甲烷
淡蓝色火焰
甲烷可燃烧
2.在火焰的上方罩干燥洁净的烧杯
烧杯内壁出现水珠
燃烧产物中有水
3.迅速将烧杯倒转并注入少量的澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
燃烧产物中有二氧化碳
实验步骤
实验现象
实验结论
V(甲烷)∶V(氯气) =1:1的试管，
放在光亮的地方一定时间后；反应后，将试管倒立在盛满水的水槽中；
①混合气体颜色 逐渐变浅
②试管内壁有 油状液体 生成，试管中有少量白雾。
③试管中液面逐渐 上升
在光照条件下，甲烷与氯气发生了化学反应
物质
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸点
－164 ℃
－88 ℃
－0.5 ℃
36.1 ℃
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