【寒假自学】2023年人教版(2019)高二化学-第5讲《烷烃》寒假精品讲学练（含解析）

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第5讲　烷烃发 展 目 标体 系 构 建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，培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。2.根据烷烃的取代反应，了解取代反应的特点，培养“变化观念与模型认知”的核心素养。 [自主学习]一、烷烃的结构和性质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．烷烃的结构与组成(1)结构：烷烃分子中碳原子都采取     杂化，以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。共价键全部是单键。(2)组成：链状烷烃的通式为            。3．烷烃的化学性质(1)甲烷的化学性质比较稳定，常温下       被酸性KMnO4溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。但能在空气中发生        和在光照下与Cl2发生               。(2)烷烃的性质与甲烷相似。①辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式                                         。②乙烷与Cl2在光照下生成一氯乙烷的化学方程式                           ，该反应为             反应，乙烷断裂的键为         键，形成键为          键和               键。4．同系物：              、分子组成上相差一个或若干个          原子团的化合物互称同系物。如甲烷与乙烷。5．烷烃同系物的物理性质的递变规律随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐      ，密度逐渐    ，常温下的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。其中少于或等于   个碳原子的烷烃为气态。想一想:　乙烷与Cl2光照反应可以得到几种氯代烃？ 二、烷烃的命名1．烃基(1)定义：烃分子中去掉             后剩余的基团。(2)示例：甲基：       ，乙基：          ，丙基有2种：正丙基             、异丙基            。2．习惯命名法：用“正”“异”“新”来区分烷烃(1)丁烷有两种即           和            ，结构简式分别为        和 ___________。(2)戊烷有三种，即      、      、          ，其结构简式分别为                、                                   。(3)正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐      ，原因是同种烷烃的不同异构体中，支链      其沸点      。3．系统命名法：(为例)(1)选主链、定“某烷”——“最长”碳链为主链该分子最长碳链上有6个碳原，可称为          。(2)选起点、定位置——离取代基“最近”的一端为起点(3)写名称、简在前——取代基名称写在主链名称前，在取代基的前面用阿拉伯数字注明位置并在数字和名称之间用短线(­)隔开；多种取代基时简单的在前；相同取代基合并但要用汉字数字表示取代基的个数。可命名为                。试一试:1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)(1)烷烃分子中的所有共价键全部是σ键。  (　　)(2)汽油、煤油、石蜡中的主要成分为烷烃。  (　　)(3)烷烃的化学性质稳定，不能发生氧化反应。  (　　)(4)乙烷的熔、沸点比丙烷的高。  (　　)2．下列说法不正确的是(　　)A．所有碳氢化合物中，甲烷中碳元素的质量分数最低B．所有烷烃中，甲烷的沸点最低C．甲烷分子中最多有4个原子共平面D．甲烷、乙烷和丙烷都能在光照下与氯气发生取代反应3．(1)丙烷与Cl2在光照下生成的一氯丙烷有____________(写结构简式)。(2)用系统命名法命名下列烷烃[答案] 2． (1) sp3 (2) CnH2n＋2。3． (1)不能   燃烧反应    取代反应。(2) ①2C8H18＋25O216CO2＋18H2O。②CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl，取代反应， C—H， C—Cl     H—Cl。4．结构相似、CH2 5．升高，增大， 4 想一想:　[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。二、烷烃的命名1． (1) 1个氢原子(2)—CH3，—CH2CH3，—CH2CH2CH3、。2．(1)正丁烷   异丁烷， CH3CH2CH2CH3    。(2正戊烷、异戊烷、新戊烷， CH3CH2CH2CH2CH3、。(3)降低，越多3．(1)己烷。 (3) 2,3­二甲基己烷。试一试:1．[答案]  (1)√　(2)√　(3)×　(4)×2.[答案]　C3. (1)CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3(2)①2­甲基丁烷　②2,2­二甲基丙烷[核心突破]烷烃的组成、结构与性质1．填表名称结构简式分子式碳原子的杂化方式共价键类型甲烷    乙烷   丙烷   异丁烷   异戊烷   2.填表：烷烃的性质溶解性(对水)可燃性与酸性高锰酸钾溶液与溴的四氯化碳溶液与强酸、强碱溶液与氯气(在光照下)      3.甲烷、乙烷、丙烷的熔、沸点大小顺序？  [归纳总结]1．烷烃的组成与结构(1)链状烷烃的通式为CnH2n＋2。(2)结构特点：①分子中碳原子采取sp3杂化。②共价键全是σ键(单键)。③链状锯齿形结构。2．烷烃的物理性质物理性质变化规律状态当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态，其他的烷烃常温下呈液态或固态(新戊烷常温下为气态)溶解性都不溶于水，易溶于有机溶剂沸点随碳原子数的增加，沸点逐渐升高。碳原子数相同的烃，支链越多，沸点越低密度随碳原子数的增加，相对密度逐渐增大。烷烃、烯烃的密度小于水的密度3.烷烃的化学性质(1)不与酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液、强酸溶液、强碱溶液反应。(2)氧化反应——可燃性CnH2n＋2＋O2―→nCO2＋(n＋1)H2O。(3)特征反应——取代反应烷烃可以与卤素单质(气态)在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。[针对练习1]关于烷烃的说法不正确的是(　　)A．所有链状烷烃均符合通式CnH2n＋2B．烷烃分子中一定存在C—C σ键C．烷烃分子中的碳原子均采取sp3杂化D．烷烃分子中碳原子不一定在一条直线 [针对练习2]下列有关烷烃的叙述中，正确的是(　　)A．常温常压下，所有烷烃都为气体B．除甲烷外，大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色C．在一定条件下，烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应D．烷烃在空气中都能燃烧，但不一定产生淡蓝色火焰 [针对练习3]下列叙述错误的是    (　　)A．甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去C．分子通式为CnH2n＋2的烃一定是链状烷烃D．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸 [针对练习4]下列有机物：①正丁烷，②丙烷，③2­甲基丁烷，④异丁烷，⑤己烷。沸点由高到低的顺序为(　　)A．②①④③⑤　　　　　 B．⑤③④①②C．⑤③①④②   D．②①③④⑤3．写出异戊烷的一氯代物键线式_____________________________________________________________________________。[答案] 烷烃的组成、结构与性质1．填表名称结构简式分子式碳原子的杂化方式共价键类型甲烷CH4CH4sp3全是σ键(单键)乙烷CH3CH3C2H6sp3丙烷CH3CH2CH3C3H8sp3异丁烷C4H10sp3异戊烷C5H12sp32.填表：烷烃的性质溶解性(对水)可燃性与酸性高锰酸钾溶液与溴的四氯化碳溶液与强酸、强碱溶液与氯气(在光照下)难溶可燃不反应不反应不反应取代反应 3. [提示]　甲烷＜乙烷＜丙烷。 [针对练习1]B　甲烷中不存在C—C键，B错误。 [针对练习2]D　[常温常压下，碳原子数小于或等于4的烷烃为气体，碳原子数大于4的烷烃为液体或固体；烷烃的化学性质一般比较稳定，通常不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)和强还原剂反应；烷烃在光照条件下可与卤素单质发生取代反应，但不与溴水反应；烷烃在空气中都能燃烧，甲烷、乙烷等燃烧时产生淡蓝色火焰，但随着烷烃中碳原子数的增加，其含碳量升高，在空气中燃烧往往不充分，火焰明亮，甚至伴有黑烟。   [针对练习3]B　解析:所有烷烃包括CH4都不能使酸性KMnO4溶液褪色，B错误。[针对练习4]C　解析:五种有机物均为烷烃，烷烃分子中碳原子数目越多，其沸点越高；碳原子数目相同的烷烃，其支链越多，沸点越低，故五种烷烃的沸点由高到低的顺序为⑤③①④②。[针对练习3]3.　 烷烃的系统命名1．请按下列步骤写出有机物分子式为C6H14的结构简式，并用系统命名法进行命名。步骤结构简式名称①先写有最长碳链的结构简式  ②主链碳原子由6个减为5个，甲基有两种可能的位置分布    ③主链碳原子由5个减为4个，两个甲基有两种可能的位置分布    2. 的系统命名为________。 3．写出四种丁基的结构简式：____________________________。 [归纳总结]1．烷烃系统命名的一般步骤选主链定某烷→编号码定位置→写名称简在前。2．烷烃命名的原则(1)最长、最多定主链①选择最长碳链作为主链。如图所示，应选含6个碳原子的碳链为主链，如虚线所示。②当存在多条等长的碳链时，选择含支链最多的碳链作为主链。如图所示，应选A为主链。(2)编号位要遵循“近”“简”“小”的原则①以主链中离支链最近的一端为起点编号，即首先要考虑“近”。②若有两个不同的支链，且分别处于距主链两端等长的位置，则从连接较简单支链的一端开始编号，即同“近”时考虑“简”。如③若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端等长的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各支链位次之和最小者即为正确的编号，即同“近”、同“简”时考虑“小”。如(3)写名称按主链中碳原子数目称作“某烷”，在其前写出支链的位号和名称，位号用阿拉伯数字表示。原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字之间用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字之间用“­”连接。如命名为2,4,6­三甲基­3­乙基庚烷。点拨：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。 [针对练习1]按系统命名法，的正确名称是(　　)A．3,3­二甲基­4­乙基戊烷B．3,3­二甲基­2­乙基戊烷C．3,4,4­三甲基己烷D．3,3,4­三甲基己烷 [针对练习2] (1) 名称为___________________________。(2) 名称为___________________________________。(3) 名称为___________。(4)2,3­二甲基­4­乙基庚烷的结构简式为_________________。 [针对练习3]下列物质的命名中肯定正确的是(　　)A．2,2­二甲基丁烷B．3,3­二甲基丁烷C．2­甲基­3­乙基丁烷D．4­甲基­3­乙基己烷 [针对练习4] (1) 的名称为_________________。(2)写出下列各种有机物的结构简式。①2,3­二甲基­4­乙基己烷：___________________________。②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃：____________________________________________________________________________________________________________。[答案]1． 步骤结构简式名称①先写有最长碳链的结构简式已烷②主链碳原子由6个减为5个，甲基有两种可能的位置分布2­甲基戊烷3­甲基戊烷③主链碳原子由5个减为4个，两个甲基有两种可能的位置分布2,3­二甲基丁烷2,2­二甲基丁烷2. [提示]　3,3­二甲基­4­乙基己烷3． [提示]　  [针对练习1]D　解析:选择最长的碳链作为主链，其主链应为中虚线所示。将烷烃的结构改写为，取代基距碳链两端的距离相同，但必须保证取代基的位次之和最小，故只能按从左到右的顺序对主链碳原子进行编号，即，正确的名称为3,3,4­三甲基己烷。 [针对练习2 [答案]  (1)2­甲基­5­乙基庚烷(2)3,3­二甲基­5­乙基庚烷(3)2,5,6­三甲基­3­乙基辛烷(4)  [针对练习3]A　解析:先根据选项名称写结构简式，再重新命名。[针对练习4] [答案]  (1)2,3,4,5­四甲基己烷