7.1.2 烷烃 同分异构体-2023-2024学年度高一化学同步精品讲义（沪科版必修第二册）
展开7.1.2 烷烃 同分异构体
知识点01 烷烃
1．烷烃：烃分子中的碳原子之间以 结合成 状，其余价键均与氢原子相结合的烃称作烷烃。最简单的烷烃是 。
2．命名：CH4叫甲烷，C2H6叫 ，C3H8叫 ， C6H14叫 ， C18H38叫 。
3．烃基：烃分子失去1个 后，所剩余的部分叫烃基。其中，烷烃失去一个氢原子后，剩余的原子团叫 。甲基（―CH3）的电子式为 ，乙基（―C2H5）的电子式为 。
4．烷烃的同系物：烷烃系列同系物的通式为 ，相邻两个烷烃在组成上相差一个或若干个 原子团。烷烃的同系物的化学性质 ，物理性质随着碳原子数的增加呈现 。
5．化学性质：烷烃在空气中燃烧生成 ，在光照条件下可以和氯气发生 反应。
【即学即练1】以下结构表示的有机物是烷烃的是
A．CH3OH B．CH2=CH2 C． D．
知识点02 烷烃的同分异构现象
1．同分异构现象：具有相同的 而 不同的化合物，互称同分异构体，这种现象称为 现象，这是有机化合物数量庞大的重要原因之一。
2．写出丁烷同分异构体的结构简式 。
3．写出戊烷同分异构体的结构简式 。
【即学即练1】下列有机物中，存在同分异构体的是
A．CH4 B．CH3CH3
C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3
常见考法一 烷烃的结构
【例1】下列表示的物质中，属于烷烃的是
①CH3CH2OH ② ③ ④ ⑤
⑥CH3(CH2)4CH3 ⑦C8H16 ⑧CCl4
A．①②③④ B．②④⑤⑥⑦
C．②④⑤⑥ D．④⑥⑧
必杀技
1．烷烃的定义：分子中碳原子之间只以单键结合，剩余的价键全部跟氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫烷烃。
2．烷烃的结构特点：
①碳原子之间只以碳碳单键结合成链状。
②剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”。
3．烷烃的通式：CnH2n+2（n≥1），相对分子质量为14n+2。
【同步练习1】烷烃C4H10中的C—C键和C—H键的数目分别是
A．4个，10个 B．3个，10个 C．4个，8个 D．3个，8个
常见考法二 同系物和同分异构体
【例2】下列各组物质中属于同系物的是________，互为同分异构体的是________，互为同素异形体的是________，互为同位素的是________，属于同一物质的是________。
①和 ②C(CH3)4和C4H10 ③H2O和H2O ④35Cl和37Cl ⑤石墨和金刚石
⑦(CH3)2CHCH(CH3)2和(CH3)2CH(CH2)2CH3。
必杀技
1．同系物
（1）概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物。
（2）同系物必须符合同一通式（即同类物质），且分子式不能相同。
同系物结构相似，如含官能团，其数目应相等；
（3）同系物化学性质相似，物理性质递变。
2．同分异构体
分子式相同，结构不同的有机物，互称同分异构体。甲烷、乙烷、丙烷没有同分异构体。
【同步练习2】下列各组物质中，互为同系物的是
A．CH4和CH3Cl
B．正丁烷和异丁烷
C．C2H6和C6H12
常见考法三 烷烃的性质
【例3】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
必杀技
1．烷烃的物理性质
烷烃的物理性质随碳原子数增加，呈现规律性的变化：
（1）熔、沸点逐渐升高。
（2）状态有气态→液态→固态，其中常温常压下碳原子数小于或等于4的烃为气态。
（3）密度逐渐增大且均比水的密度小，难溶于水。
2．烷烃的化学性质
（1）可燃性。
（2）在光照条件下能与氯气发生取代反应。
（3）高温下可以分解。
【同步练习3】关于烷烃性质的叙述中，不正确的是
A．烷烃同系物的熔、沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高
B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递增到比水重
C．烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应
D．烷烃同系物都不能使溴水、KMnO4溶液因反应而褪色
常见考法四 判断某烷烃一元取代物种类的方法
【例4】有机物与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
必杀技
镜面对称的碳为等效碳，等效碳上所有的氢为等效氢。有几类等效氢一元取代物就有几种。
例如：，前者有4种化学环境的氢（即等效氢），一元取代物有4种；后者只有1种化学环境的氢，一元取代物有1种。
规律：①同一碳原子上的氢为等效氢。
②同一碳原子上所连的—CH3为等效甲基，等效甲基上的所有氢为等效氢。
③处于对称位置上的碳原子上所连氢原子也是等效氢原子。
【同步练习4】下列物质进行一氯取代反应后，只能生成四种沸点不同的产物的烃是
A．(CH3)2CHCH2CH2CH3 B．CH3CH2CH(CH3)2
C．(CH3)2CHCH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH3
题组A 基础过关练
1．打火机所用燃料主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是
A．比丁烷更易液化
B．是一种清洁燃料
C．光照能够发生取代反应
D．分子中的碳原子不在一条直线上
2．下列烷烃，常温下呈气态的是
A．已烷 B．丁烷 C．庚烷 D．十二烷
3．下列分子式只表示一种物质的是
A．C3H7Cl B．C5H12 C．CH2Cl2 D．C4H10
4．下列有机物中，不属于乙烷同系物的是
A．C2H4 B．(CH3)3CH C．CH4 D．CH3CH2CH3
5．下列说法正确的是
A．烷烃分子中都含有碳碳键，且碳原子与碳原子之间都以单键结合
B．烷烃分子中每个碳原子都形成4个共价键
C．烷烃的通式为CnH2n＋2，所有的烷烃分子都有同分异构体
D．烷烃分子中所有原子都在同一平面内
6．甲、乙两种有机物的球棍模型如下:
下列有关二者的描述中正确的是
A．甲、乙为同一物质
B．甲、乙互为同分异构体
C．甲、乙的一氯取代物的种类数不同
D．每个甲、乙分子中含有的共价键数目不同
7．下列化合物中不属于烷烃的是
A．C6H14 B．C4H10 C．C3H6 D．C12H26
8．下列物质互为同分异构体的是
A．甲烷和乙烷 B．红磷和白磷
C．乙烷和乙醇 D．正丁烷和异丁烷
9．下列粒子间的关系，不正确的是
A．12C与14C互为同位素
B．满足通式 Cn H2n+2的烃一定是烷烃
C．C2H4 和 C3H6 一定为同系物
D．CH3CH2OH 和 CH3OCH3 互为同分异构体
10．写出下列各烷烃的分子式。
（1）烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍， 。
（2）烷烃B的碳原子数是5， 。
（3）分子中含有26个电子的烷烃D， 。
（4）室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F， 。
题组B 能力提升练
11．从石油分馏得到的固体石蜡，用氯气漂白后，燃烧时会产生含氯元素的气体，这是由于石蜡在漂白时与氯气发生过（ ）
A．加成反应 B．取代反应 C．聚合反应 D．催化裂化反应
12．下列化学式只表示一种纯净物的是
A．C2H6 B．C4H10 C．C2H4Cl2 D．C
13．同分异构现象是有机化学中一种普遍的现象，下列有关同分异构体的叙述中，正确的是
A．组成成分相同而结构不同的物质互为同分异构体
B．分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体
C．互为同分异构体的物质的性质相同
D．互为同分异构体的物质的物理性质相同
14．某烷烃的相对分子质量为114，跟氯气反应生成的一氯代物只有一种，该烷烃的结构简式是
A．CH3CH2CH3 B．
C． D．
15．有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子结构与烷烃相似。下列有关说法中错误的是
A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2
B．甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水
C．甲硅烷(SiH4)的密度小于甲烷(CH4)
D．甲硅烷的热稳定性弱于甲烷
16．烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、和等结合而成的。如果某烷烃分子中同时存在这4种基团，它所含碳原子数最少为
A．4 B．7 C．8 D．9
17．某气态烃在标准状况下密度为2.59 g·L-1。
（1）其摩尔质量为 。
（2）该烃的含碳量为82.8%，则分子中碳、氢原子的个数比是 ，分子式是 。
（3）可能的结构简式： 。
18．写出戊烷的同分异构体的结构简式，并分别指出它们一元取代物的种类。
题组C 培优拔尖练
19．某有机物分子中含n个－CH2－，m个，a个—OH，其余为甲基，则甲基的个数为
A．2 n＋3 m－a B．n＋m＋a C．m＋2－a D．m＋2 n＋2－a
20. 制冷剂氟氯烃的泄漏会破坏臭氧层。目前过渡性的替代物为氢氟碳化合物，以HFC—nmp代表其分子式，其中n代表分子中碳数减1，例如CHF2CF3为HFC—125，CF3CHFCF3为HFC—227。根据以上说明推断下列叙述不正确的是
A．CF3CF2CF3为HFC—208 B．p代表分子中的氟原子数
C．CH2FCHF2为HFC—143 D．m代表分子中氢原子数加1
21．金刚烷的结构如图，它可看做是由四个等同的六元环组成的空间构型。请根据中学学过的异构现象判断由氯原子取代金刚烷亚甲基(—CH2—)中的氢原子所形成的二氯代物的种类
A．4种 B．3种 C．2种 D．5种
22．“六方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图。
（1）立方烷的分子式为________。
（2）该立方烷的一氯代物有_____种，其二氯代物具有同分异构体的数目是______，其三氯代物与 氯代物的同分异构体数目相等。
23．（1）某烷烃的相对分子质量为128，其化学式是 。根据下面给出的有关信息分析该烷烃的分子结构:若该烷烃不能由任何一种烯烃与H2发生加成反应而得到,则该烷烃的结构简式为 。
（2）支链只有一个乙基且式量最小的烷烃的结构简式为 。
24．美籍埃及人泽维尔用激光闪烁照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程，因而获得1999年诺贝尔化学奖。激光有很多用途，例如波长为10.3 μm的红外激光能切断B(CH3)3分子中的一个B—C键，使之与HBr发生取代反应：
B(CH3)3＋HBrB(CH3)2Br＋CH4
而利用9.6 μm的红外激光能切断两个B—C键，并与HBr发生二元取代反应。
（1）试写出二元取代的化学方程式。
（2）现用5.6 g B(CH3)3和9.72 g HBr正好完全反应，则生成物中除了甲烷外，其他两种产物的物质的量之比为多少？
25．在烷烃分子中，—CH3、—CH2—、、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如：分子中n1=6，n2=1，n3=2，n4=1。试根据不同烷烃的组成和结构，分析烷烃（除甲烷外）中各原子数的关系。
（1）烷烃分子中氢原子数为n0，n0与n1、n2、n3、n4的关系是：n0= 或n0= 。
（2）四种碳原子数之间的关系为n1= 。
（3）若某分子中n2 = n3 = n4 = 1，则该分子的结构简式可能是 。
（4）若某种共价化合物分子中含有C、N、H三种元素，其数目分别用a、b、c表示，则氢原子数目最多为c = 。
（5）若某种共价化合物分子中只含有 C、N、O、H 四种元素，其数目分别用a、b、c、d表示，则氢原子数目最多为d= 。
