选择性必修3第一节 烷烃精品学案及答案
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知识精讲
知识点一:一、烷烃的结构和性质
1.结构
2.化学性质:
化学性质(与CH4相似)
3.物理性质及变化规律
eq \(――→,\s\up15())eq \(――→,\s\up15())【即学即练1】
1.下列说法不正确的是
A.烷烃分子中碳原子间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合
B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.正丁烷分子中的4个碳原子在一条直线上
D.有机化合物中的三键含有一个σ键和两个π键
2.下列说法正确的是
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随着n值的增大,碳元素的质量分数逐渐减小
B.C7H16中主链上有5个碳原子的烷烃共有5种
C.1ml苯恰好与3ml氢气完全加成,说明一个苯分子中有三个碳碳双键
D.乙烯与溴水发生加成反应的产物为溴乙烷
EMBED Equatin.DSMT4 3.烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应,其中甲烷与氯气反应的部分历程如下:
①引发:等;
②链反应:,等;
③终止:,CI。+CH,等以下说法错误的是
A.引发时可以通过热辐射、光照等条件B.链反应可以反复进行
C.反应产物只有四种D.产物中可能出现
4.下列反应中,属于取代反应的是
A.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
C.CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
D.C16H34C8H18+C8H16
EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 5.在下述条件下,能发生化学反应的是
A.甲烷与氧气混合并置于光照下
B.在密闭容器中使甲烷受热至1000℃以上
C.将甲烷通入KMnO4酸性溶液中
D.将甲烷通入热的强碱溶液中
知识点二: 二、烷烃的命名
(一)烃基
1.概念:烃分子失去一个______后剩余的基团。
2.烷基:烷烃分子失去一个______所剩余的基团。如甲基:______,乙基:________。CH3CH2CH3分子失去一个氢原子后所形成的原子团的结构简式为________或__________,其名称分别是______和______。
3.烃基的特点
(1)烃基中短线表示______________。
(2)烷基组成通式为_______________,烃基是电中性的,不能独立存在。
(二)烷烃的命名
1.烷烃的习惯命名法
(1)碳原子数在十以内的,从一到十依次用________________来表示。
(2)碳原子数在十以上的用数字表示,如C15H32叫________。
(3)当碳原子数相同时,在某烷(碳原子数)前面加“______”来区别,如C5H12的同分异构体有3种,用习惯命名法命名分别为:CH3CH2CH2CH2CH3________、 ______、 ______。
2.烷烃的系统命名法
(1)选主链:选定分子中____的碳链为主链,按主链中______数目对应的烷烃称为“某烷”。
(2)编序号:选主链中离取代基________的一端为起点,用__________依次给主链上的各个碳原子编号定位,以确定取代基在主链中的位置。
(3)写名称:
①将____的名称写在____名称的前面,在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的____,并在数字与名称之间用短线隔开。
②如果主链上有相同的取代基,可以将取代基合并,用__________表示取代基的个数(只有一个取代基时将取代基的个数省略)。两个表示取代基位置的阿拉伯数字之间需用____隔开。
如:命名为____________;
命名为____________。
【即学即练2】
1.有机物的系统命名是
A.2,3—二甲基—3—丁基丙烷B.2,3,4—三甲基己烷
C.2,3—二甲基4—乙基戊烷D.壬烷
2.某烷烃的结构简式为CH3CH(CH2CH3)CH2CH(CH3)2,其正确命名为
A.2—乙基—4—甲基戊烷B.2—甲基—4—乙基戊烷
C.3,5—二甲基己烷D.2,4—二甲基己烷
易错精析
1.分子中全是碳碳单键的烃一定是烷烃。( )
【细剖精析】
2.C2H6、C3H8、C4H10的熔沸点依次升高。( )
【细剖精析】
3.丁烷如果和氯气发生取代反应生成一氯代物,会有多少种?
【细剖精析】
4.烷烃的取代产物卤代烃是一类重要的有机化工原料,请问通过烷烃和卤素单质1∶1混合在光照的条件下能不能得到纯净的一卤代物?
【细剖精析】
5.己烷能不能和溴水在光照下发生取代反应?如果把己烷和溴水混合在一起振荡后有什么现象?
【细剖精析】
6.烷烃与卤素单质发生取代反应两个注意事项
(1)烷烃只能与卤素单质在光照条件下发生取代反应,不能与其水溶液发生取代反应。取代反应得到的不只是一氯代物,烷烃分子中的所有氢原子都可被氯原子取代。
(2)烷烃和氯气发生取代反应,有1 ml H原子被取代,生成1 ml HCl,消耗1 ml Cl2,因此参加反应的Cl2的物质的量与生成的HCl的物质的量相等;生成物中HCl最多。
7.氯乙烷还属于烷烃吗?
【细剖精析】
不属于烷烃,氯乙烷中除含有碳、氢元素外,还含有氯元素,属于烃的衍生物。
8.根据所学知识,探究以下制取氯乙烷的可行性。
①乙烷和氯气发生取代反应。
【细剖精析】
乙烷和氯气发生取代反应得到一氯乙烷到六氯乙烷及HCl的混合物。方案不可行。
②乙烯和氯化氢发生加成反应。
【细剖精析】
乙烯和氯化氢发生加成反应得到纯净的一氯乙烷,方案可行。
9.利用烃类燃烧的通式进行计算时的注意点
(1)水的状态是液态还是气态,从条件上看温度是在100 ℃以下还是以上。
(2)气态烃完全燃烧前后,体积变化值也只与烃中的氢原子个数有关,根据体积差值可以求出氢原子的个数或氢原子的平均个数。
(3)要注意检验氧气是否足量。
10.等物质的量的甲烷、乙烷、丙烷完全燃烧消耗氧气的物质的量之比为多少?
【细剖精析】
4∶7∶10。由烃类燃烧的通式CxHy+ QUOTE O2xCO2+ QUOTE H2O可知,等物质的量的烃完全燃烧时耗氧量的大小取决于 QUOTE 的数值大小,从而可得其比值为 4∶7∶10。
11.1 ml的烷烃同系物分别充分燃烧时,其耗氧量有何特点?
【细剖精析】
1 ml有机物每增加一个“CH2”,耗O2量增加1.5 ml。烷烃同系物在分子组成上若相差x个CH2原子团,耗氧量则相差1.5x ml。
能力拓展
1.烷烃的结构:
烷烃又叫饱和链烃,其结构特点是碳原子间都以碳碳单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和。烷烃的分子通式为CnH2n+2(n≥1,n∈N*)。
2.烷烃的物理性质
烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增(或者相对分子质量的递增),发生规律性的变化。
(1)常温下,它们的状态由气态,液态到固态。
(2)熔、沸点由低到高。
(3)烷烃的密度由小到大,但小于1 g·cm-3。
(4)烷烃都不溶于水,易溶于有机溶剂。
3.烷烃的化学性质
烷烃的化学性质一般比较稳定,在通常状况下,跟酸、碱及氧化剂都不发生反应,也难与其他物质化合,但在特定条件下也能发生下列反应:
①取代反应(光照条件下);
②氧化反应(点燃);
烷烃燃烧通式为:
CnH2n+2+eq \f(3n+1,2)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2+(n+1)H2O
③分解反应。
4.同系物和烃基
(1)同系物概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。
(2)特点:①同系物具有相同的通式,但通式相同的不一定互为同系物。
②同系物的化学性质相似,而物理性质则随着碳原子数的增加而有规律的变化。
(3)烃基:烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部分叫做烃基,烃基一般用“R—”表示。如果这种烃是烷烃,那么烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫做烷基,如—CH3叫甲基。
5.(1)不同烷烃之间不一定是同系物,因为同系物组成上应相差一个或多个“CH2”;
(2) 根和基的区别
6.烷烃系统命名法的一般程序
(1)表示取代基位置的数字必须用阿拉伯数字,表示取代基数目的数字必须用汉字。
(2)用系统命名法对烷烃命名时,漏写阿拉伯数字间的“,”及“数”与“基”间的“-”是常出现的错误。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列说法正确的是
A.分子组成符合(n为正整数)的烃一定是烷烃
B.碳碳间以单键结合,碳原子的剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃
C.正戊烷分子中所有原子均在一条直线上
D.碳、氢原子个数之比为1∶3的烃有2种
2.下表中对应关系错误的是
A.AB.BC.CD.D
EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 3.下列各组物质在一定条件下反应,可以制得较纯净的1,2-二氯乙烷的是
A.乙烷与氯气在光照条件下反应
B.乙烯与氯化氢气体混合
C.乙烯与氯气混合
D.乙烯通入浓盐酸
4.关于正戊烷的说法正确的是
A.其一氯代物有3种B.分子中的碳原子在一条直线上
C.能与溴水发生取代反应D.常温下能与强酸强碱发生反应
5.丁烷催化裂化时碳链按两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷的裂化率为60%,且裂化生成的两种烯烃物质的量相等,则裂化后得到的含氢质量分数最高的气体占混合气体的体积分数为
A.18.75%B.30%C.15%D.22.5%
EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 6.下列有关链状烷烃的叙述中,正确的是
①在链状烷烃分子中,所有的化学键都是单键
②链状烷烃中除甲烷外,都能使酸性KMnO4溶液褪色
③通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而升高
④所有的链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤丙烷分子中的所有碳原子在一条直线上
A.①③④B.①③⑤C.②③⑤D.①②④
7.下列烷烃的沸点按由低到高的顺序排列正确的是
① ②③④
A.①②③④B.④③①②C.③④①②D.②①③④
8.某烷烃分子的键线式为,用系统命名法命名,其名称为
A.2,3-二甲基-3-乙基丁烷B.2,3-二甲基-2-乙基丁烷
C.3,3,4-三甲基戊烷D.2,3,3-三甲基戊烷
题组B 能力提升练
1.下列说法正确的是
A.烷烃分子中化学键都是碳碳单键,且一定存在C—C σ键
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的烃不一定是烷烃
D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
2.下列说法正确的是
A.在光照下甲烷、乙烷和丙烷都能与氯水发生取代反应
B.等物质的量的甲烷和氯气发生取代反应的有机产物只有
C.正丁烷的沸点比异丁烷的沸点高
D.和互为同分异构体
3.烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示:
某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如图:
下列说法正确的是
A.异丁烷的二溴代物有两种
B.反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定
C.丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,1-溴丙烷含量更高
D.光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤
4.下列有机反应中,C—H键未发生断裂的是
A.乙烷与氯气在光照条件下反应
B.溴乙烷在氢氧化钠乙醇溶液中加热条件下反应
C.乙醇与乙酸在浓硫酸加热条件下反应
D.苯与浓硝酸、浓硫酸在加热的条件下反应
5.在一定条件下1mlC3H8发生如下反应:①C3H8→C2H4+CH4②C3H8→C3H6+H2如果C3H8的转化率为80%,且混合气体中m(CH4)=m(H2),则下列说法正确的是
A.反应后混合气体的平均相对分子质量为35.2
B.两种烯烃物质的量之比,即n(C2H4)/n(C3H6)为1∶1
C.将混合气体通入溴的四氯化碳溶液,溶液增重128g
D.两种烯烃物质的量之和,即n(C2H4)+n(C3H6)为0.8ml
EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 EMBED Equatin.DSMT4 6.下列关于甲烷、乙烷、丙烷的说法正确的是( )
A.它们的分子空间结构都是正四面体B.都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.光照条件下,都能与氯气发生取代反应D.乙烷的熔、沸点比丙烷高
7.下列五种烃:①甲基丁烷;②2,二甲基丙烷;③正戊烷;④丙烷;⑤丁烷,按沸点由高到低的顺序排列正确的是
A.①>②>③>④>⑤B.③>①>②>⑤>④
C.②>③>⑤>④>①D.④>⑤>②>①>③
8.下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是
A.正丁烷B.2,3,4-三甲基戊烷
C.3,4-二甲基己烷D.2,5-二甲基己烷
9.按要求填空
第一部分:写出对应有机物的结构简式。
(1)2,2,3,3-四甲基丁烷:___________。
(2)2,4,6-三甲基-5-乙基辛烷:___________。
第二部分:用系统命名法命名下列有机物
(3)___________
(4)___________
(5)___________
(6)___________
名称
结构简式
分子式
碳原子的杂化方式
分子中共价键的类型
甲烷
________
________
________
________
乙烷
________
________
________
________
丙烷
________
________
________
________
正丁烷
________
________
________
________
正戊烷
________
________
________
________
具体体现
稳定性
烷烃比较稳定,常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,与____、强碱、____________溶液等都不发生反应
氧化反应
烷烃燃烧通式:________________________________
取代反应
烷烃的特征反应,如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学反应方程式:____________________
物理性质
变化规律
状态
当碳原子数____________时,烷烃和烯烃在常温下呈气态,其他的烷烃和烯烃常温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态)
溶解性
都____于水,易溶于有机溶剂
沸点
随碳原子数的增加,熔沸点逐渐____。碳原子数相同的烃,支链越多,沸点越____
密度
随碳原子数的增加,相对密度逐渐____。烷烃、烯烃的相对密度____水的密度
根
基
存在
电解质的组成部分
非电解质的组成部分
制备
电解质电离的产物
非电解质中的共价键在高温或光照时发生断裂的产物
状态
存在于溶液或熔化状态中
不能单独存在
电性
带电性
不显电性
实例
OH-或[eq \\al(·,×)eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)):H]-
—OH或·eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)):H
A
CH3 CH3+Cl2CH3CH2Cl+ HCl
取代反应
B
CH2 =CH2+ HClCH3CH2Cl
氧化反应
C
CH3COOC2H5+H2OC2H5OH+CH3COOH
水解反应
D
CH2=CH2+H2CH3CH3
加成反应
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