2.1 烷烃 -【考点精准练】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）（解析版）

2.1烷烃核心素养发展目标1.知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。2.认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。3.了解烷烃的命名规则，会对烷烃进行命名。考点梳理考点1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)烷烃的结构特点①烷烃的结构与甲烷相似，分子中的碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。分子中的共价键全部是单键。②它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个CH2原子团。像这些结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物称为同系物。同系物可用通式表示。③链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)。(2)组成：链状烷烃的通式为CnH2n＋2。(3)典型烷烃分子结构的分析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CH4CH4sp3C—Hσ键 乙烷CH3CH3C2H6sp3C—Hσ键、C—Cσ键丙烷CH3CH2CH3C3H8sp3C—Hσ键、C—Cσ键正丁烷CH3CH2CH2CH3C4H10sp3C—Hσ键、C—Cσ键正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3C5H12sp3C—Hσ键、C—Cσ键3．烷烃的性质(1)物理性质阅读教材表2－1并结合你已学知识内容，填写下表：物理性质变化规律状态烷烃常温下存在的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态溶解性都难溶于水，易溶于有机溶剂熔、沸点随碳原子数的增加，熔、沸点逐渐升高，同种烷烃的不同异构体中，支链越多，熔、沸点越低密度随碳原子数的增加，密度逐渐增大，但比水的小(2)化学性质甲烷的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。但能在空气中发生燃烧反应和在光照下与Cl2发生取代反应。烷烃的性质与甲烷相似。①辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式2C8H18＋25O216CO2＋18H2O。②乙烷与Cl2在光照下生成一氯乙烷的化学方程式CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl，该反应为取代反应，乙烷断裂的键为C—H键，形成键为C—Cl键和H—Cl键。4．同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2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升高，密度逐渐增大，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4个碳原子的烷烃为气态。点睛：(1)判断两种有机物互为同系物的关键：一看是否是同类物质；二看是否结构相似；三看是否至少相差一个CH2原子团。(2)比较烷烃的熔、沸点的思路(3)烷烃的主要化学性质：①取代反应(光照)、②氧化反应(点燃)。核心突破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。即学即练1．下列有关简单烷烃的叙述中正确的是①都是可燃物②特征反应是取代反应③所有烷烃都存在同分异构体A．①③B．②③C．①D．①②【答案】D【详解】烷烃含有碳和氢两种元素，都能完全燃烧生成二氧化碳和水，①正确；烷烃都能发生取代反应，②正确；甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体，③不正确。故选D。2．2，2—二甲基丁烷发生一氯代反应时，得到的一氯取代物最多有A．二种B．三种C．四种D．五种【答案】B【详解】2，2—二甲基丁烷分子中含有3类氢原子，与氯气光照条件下发生一氯代反应时，得到的一氯取代物最多有3种，故选B。3．如图所示，甲烷和氯气按体积比为混合，将该装置放置在光亮处一段时间。下列说法正确的是A．反应后左侧管内有白烟产生B．反应后左侧管壁的油状物为C．反应后右侧玻璃管内的水柱上升D．反应后，饱和食盐水中降低【答案】D【详解】A．生成物中没有固体颗粒，没有白烟产生，A错误；B．反应后生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化烷均为油状物，B错误； C．反应后左侧的气体减小，压强减小，液面上升，则导致右侧玻璃管内的水柱下降，C错误；D．反应后，溶液中溶解了生成的氯化氢，溶液中氯离子浓度增大，会导致氯化钠溶解度减小而析出，故饱和食盐水中降低，D正确；故选D。4．下列说法不正确的是A．12C和14C是两种不同的核素B．金刚石和富勒烯(C60)互为同素异形体C．硬脂酸钠(C17H35COONa)和醋酸钠互为同系物D．乙苯及其同分异构体之间的化学性质相似【答案】D【详解】A．一种原子即一种核素，12C和14C属于同位素，A正确；B．同素异形体为由同种元素组成的不同单质，B正确；C．硬脂酸钠和醋酸钠组成结构相似，分子组成上相差16个CH2，互为同系物，C正确；D．乙苯属于芳香烃，其同分异构体有可能是脂肪烃，故化学性质不一定相似，D错误；故答案为：D。5．取CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各1g，在足量O2中燃烧，C4H10消耗O2最多。(_____)【答案】错误【详解】将烃的分子式化简为CHx，等质量的烃在氧气中完全燃烧时，x值越大，燃烧消耗的氧气越多，则取CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各1g，在足量O2中燃烧，CH4消耗O2最多，故错误。6．正己烷在工业上主要用作溶剂，常用于电子信息产业生产过程中的擦拭清洗作业。但正己烷具有较强的毒性，挥发快，若使用不当，极易造成职业中毒。(1)正己烷的分子式为_______，正己烷的结构简式为_______。amol正己烷含有_______mol碳氢键，_______mol碳碳键。(2)下列几种烃的结构：A．  B．  C．D．其中，与正己烷互为同分异构体的有_______(填字母，下同)，与正己烷互为同系物的有_______，与正己烷为同一种物质的是_______。【答案】(1)C6H14；CH3CH2CH2CH2CH2CH3；14a；5a(2)A；BC；D 【详解】（1）“己”指六个碳原子，由烷烃的通式CnH2n＋2(n为正整数)知，己烷的分子式为C6H14，由正丁烷想到“正某烃”不含支链，正己烷的结构简式CH3CH2CH2CH2CH2CH3，1个正己烷分子中含有14个氢原子，含14个碳氢键、5个碳碳键；则amol正己烷含有14amol碳氢键，5amol碳碳键；故答案为：C6H14，CH3CH2CH2CH2CH2CH3，14a；5a。（2）A．异己烷与正己烷的分子式相同但结构不同，是同分异构体；B．新戊烷和正己烷的碳原子数不同，不是同分异构体，是同系物；C．异丁烷和正己烷的碳原子数不同，不是同分异构体，是同系物；D．没有支链，是一条主链，是正己烷；综上所述，同分异构体的为A，同系物的为BC，正己烷相同是D；故答案为：A；BC；D。考点2烷烃的命名1．烃基2．习惯命名法烷烃(CnH2n＋2，n≥1)n值1～1010以上习惯名称：某烷甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸汉字数字同分异构体数目较少时“正”“异”“新”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　正戊烷、　异戊烷、　新戊烷。3．系统命名法(1)选主链(2)编序号(3)注意事项 ①取代基的位号必须用阿拉伯数字表示。②相同取代基要合并，必须用汉字数字表示其个数。③多个取代基位置间必须用逗号“，”分隔。④位置与名称间必须用短线“-”隔开。⑤若有多种取代基，必须简单写在前，复杂写在后。例如，下图所示有机化合物的命名：核心突破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。微点拨：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。即学即练1．下列说法正确的是A．CH3CH2CHO和CH3COCH3互为同分异构体且属于位置异构B．的名称为2，5-二甲基-3-乙基己烷C．与属于同系物 D．同种烷烃的不同异构体中，支链越多其沸点越高【答案】B【详解】A．CH3CH2CHO和CH3COCH3分子式相同、结构不同，互为同分异构体，二者属于官能团异构，选项A错误；B．主链上有6个碳原子，2号、5号碳上各有1个甲基，3号碳上有1个乙基，名称为2，5﹣二甲基﹣3﹣乙基己烷，选项B正确；C．属于酚类，属于醇类，结构不相似，二者不是同系物，选项C错误；D．同种烷烃的不同异构体中，支链越多其沸点越低，选项D错误；答案选B。2．有机物正确的命名是A．3，3，5-三甲基己烷B．2，4，4-三甲基己烷C．3，3，5-三甲基戊烷D．2，3，3-三甲基己烷【答案】B【详解】1、选主链，称某烷。选择最长碳链作为主链，较短的碳链作为支链。如果最长碳链不止一条时，则选择取代基数目最多的一条链作为主链。该有机物最长碳链为6个碳原子，如2、编号。从最接近取代基的一段开始编号，且要求位次之和要最小。如果两种不同取代基位置编号相同，则从小的基团一端开始编号。如 3、命名。如果有相同的取代基，合并，在基团名称之前写明位次和数目，数目要用汉字，取代基位次用逗号隔开。小的取代基在前，大的取代基在后。则该有机物的名称为2，4，4-三甲基己烷；故选B。3．下列有机物的命名错误的是A．3，3-二甲基-4-乙基戊烷B．3，3，4-三甲基己烷C．3，4-二甲基己烷D．2，3，3-三甲基己烷【答案】A【详解】A．3，3-二甲基-4-乙基戊烷：该命名中没有选择最长的碳链为主链，不满足取代基编号之和最小，该物质正确命名为：3，3，4-三甲基己烷，故A错误；B．符合烷烃的系统命名方法，故B正确；C．符合烷烃的系统命名方法，故C正确；D．符合烷烃的系统命名方法，故D正确；故选A。4．异辛烷是优良的发动机燃料，其结构如图，下列说法正确的是A．异辛烷系统命名为：2，4，4-三甲基戊烷B．异辛烷沸点低于正辛烷C．异辛烷一氯代物种类为5种D．异辛烷可溶于水和酒精【答案】B【详解】A．该物质名称为2，2，4—三甲基戊烷，A错误；B．同分异构体之间比较熔沸点，支链越多熔沸点越低，故异辛烷沸点低于正辛烷，B正确；C．异辛烷有4种氢原子，故其一氯代物种类为4种，C错误；D．异辛烷属于烃，难溶于水，易溶于酒精，D错误；故选B。5．下列命名正确的是 A．2-乙基丙烷B．　3，4-二甲基戊烷C．2，2，3-三甲基戊烷D．   3异丙基己烷【答案】C【详解】A．主链中含有4个碳原子，2号碳原子上连有一个甲基，其名称为2-甲基丁烷，A项错误；B．主链中含有5个碳原子，2、3号碳原子上各连有一个甲基，其名称为2，3-二甲基戊烷，B项错误；C．主链中含有5个碳原子，2号碳原子上连有两个甲基，3号碳原子上连有一个甲基，其名称为2，2，3-三甲基戊烷，C项正确；D．主链中含有6个碳原子，2号碳原子上连有一个甲基，3号碳原子上连有一个乙基，其名称为2-甲基-3-乙基己烷，D项错误；答案选C。6．根据下列有机物的名称或条件，写出相应的结构简式：(1)2，4－二甲基戊烷______。(2)2，2，5－三甲基－3－乙基己烷______。【答案】(1)(2)【详解】（1）根据烷烃的系统命名法可知，2，4－二甲基戊烷的结构简式为：，故答案为：；（2）根据烷烃的系统命名法可知，2，2，5－三甲基－3－乙基己烷的结构简式为：，故答案为：。 分层训练夯实基础1．异辛烷()含量是汽油抗爆性能的重要指标，下列关于异辛烷说法正确的是A．系统名称为2，4，4-三甲基戊烷B．一氯代物有5种C．可由2种烯烃催化加氢制取D．可由2种炔烃催化加氢制取【答案】C【详解】A．系统名称应为2，2，4-三甲基戊烷，A错误；B．存在4种氢原子，故一氯代物有4种，B错误；C．可由加氢获得，C正确；D．不可由炔烃催化加氢制取，D错误；故选C。2．由A、B两种烃组成的混合物，当混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量。对A、B两种烃有下面几种说法：①互为同系物；②互为同分异构体；③具有相同的最简式；④两种烃中碳的质量分数相同。正确的结论是A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②③【答案】C【详解】由A、B两种烃组成的混合物，当混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量，可知两种烃中碳、氢的质量分数相等，可推知两者最简式相同。①互为同系物的烃最简式不一定相同，如烷烃，故①错误；②同分异构体的分子式相同，最简式一定相同，故②正确； ③两种烃的最简式相同，混合物质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量，故③正确；④两种烃的最简式相同，则烃中碳的质量分数相同，最简式相同，故④正确；故选：C。3．下列叙述正确的是A．沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷B．分子式为的物质一定能使的溶液褪色C．与互为同系物D．三聚氰胺可用作食品添加剂【答案】A【详解】A．正戊烷、异戊烷和新戊烷的分子式为C5H12，三者互为同分异构体，支链越多，沸点越低，故沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷，A正确；B．分子式为的物质不饱和度为1，可能为环己烷，不一定能使的溶液褪色，B错误；C．结构相似，组成上相差若干个的物质互为同系物，中含羟基，二者不互为同系物，C错误；D．三聚氰胺有毒，不可用作食品添加剂，D错误；故选A。4．有机化合物不仅与人类的衣、食、住、行密切相关，而且还是揭示生命现象及其规律的钥匙。(1)下列物质属于有机物的是_______。①乙醇②食盐③石墨④甲烷⑤蔗糖⑥水⑦一氧化碳⑧碳酸钙⑨乙酸⑩碳酸A．①②④⑤⑨⑩B．①④⑤⑨C．①③④⑤⑦⑧⑨D．①④⑤⑥(2)一款环保汽车的“加气站”是污水处理厂，因为它使用的燃料是压缩甲烷气体。下列有关甲烷的叙述错误的是_______。A．甲烷是最简单的有机物B．甲烷在光照下与氯气反应，其产物中二氯甲烷是正四面体结构C．甲烷完全燃烧的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2OD．甲烷与氯气的反应属于取代反应(3)“可燃冰”是海底蕴藏的资源之一，其主要成分是甲烷。以下是甲烷在空气中燃烧的微观过程模拟图，符合该反应微观过程先后顺序的选项是 A．②①③B．①③②C．③②①D．②③①(4)下列说法中正确的是_______。A．所有的烷烃均难溶于水，且比水的密度大B．所有烷烃分子中都有碳碳单键和碳氢单键C．分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃D．烷烃的同系物都存在同分异构体(5)下列物质互为同系物的是_______。A．与B．CH3—CH3与C．CH3CH2Cl与CH2ClCH2ClD．CH4与CH3CH2Cl(6)写出下列各烷烃的分子式。①烷烃A的相对分子质量为86_______。②烷烃B的分子中含有200个氢原子_______。(7)写出分子式为C5H12的3种同分异构体结构简式并加以命名。①_______②_______③_______【答案】(1)B(2)B(3)A(4)C(5)B(6)C6H14；C99H200(7)CH3CH2CH2CH2CH3，正戊烷；CH3CH2CH(CH3)2，异戊烷；C(CH3)4，新戊烷【详解】（1）有机物为除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐以外的含碳化合物；①乙醇、④甲烷、⑤蔗糖、⑨乙酸属于有机物，故选B；（2）A．甲烷是最简单的有机物，A正确； B．甲烷在光照下与氯气反应，其产物中二氯甲烷中有2个氢、2个氯，不是正四面体结构，B错误；C．甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，C正确；D．甲烷与氯气的反应且氢原子被氯原子取代的反应，属于取代反应，D正确；故选B；（3）化学变化的过程为分子分解为原子、原子重新组合成新分子的过程，故图示为②①③；故选A；（4）A．所有的烷烃均难溶于水，但不一定比水的密度大，例如甲烷为气体密度小于水，A错误；B．不是所有烷烃分子中都有碳碳单键，例如甲烷没有碳碳单键，B错误；C．分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃，C正确；D．烷烃的同系物不一定存在同分异构体，例如乙烷没有同分异构体，D错误；故选C；（5）同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；A．两者是同一种物质，A错误；B．两者符合同系物的概念，互为同系物，B正确；C．两者不是相差若干个“CH2”原子团的有机化合物，不是同系物，C错误；D．两者不是相差若干个“CH2”原子团的有机化合物，不是同系物，D错误；故选B；（6）烷烃分子通式为CnH2n+2(n≥1，且n为正整数)；①烷烃A的相对分子质量为86，则14n+2=86，n=6，分子式为C6H14。②烷烃B的分子中含有200个氢原子，则2n+2=200，n=99，分子式为C99H200。（7）分子式为C5H12的3种同分异构体结构简式分别为：CH3CH2CH2CH2CH3，正戊烷；CH3CH2CH(CH3)2，异戊烷；C(CH3)4，新戊烷；5．下列物质中，互为同系物的有_______，互为同分异构体的有_______，互为同素异形体的有_______，属于同位素的有_______，是同一种物质的有_______。                                ①②白磷③2，3-二甲基丁烷④⑤⑥红磷⑦⑧ 【答案】①或④与③或⑧；③⑧；②⑥；⑤⑦；①④【分析】①、④的名称都是2-甲基丁烷，二者是同一种物质。【详解】分子中碳原子数不同的烷烃互为同系物，则①或④与③2，3-二甲基丁烷或⑧互为同系物，故选①或④与③或⑧；③2，3-二甲基丁烷、⑧的分子式都为C6H14，二者互为同分异构体，故选③⑧；②白磷、⑥红磷都是磷元素的两种单质，二者互为同素异形体，故选②⑥；⑤与⑦都属于氯元素，但质量数不同，二者互为同位素，故选⑤⑦；由分析可知，①、④是同一种物质，故选①④。答案为：①或④与③或⑧；③⑧；②⑥；⑤⑦；①④。6．I.请按要求回答下列问题：(1)某不饱和烃与氢气加成后的生成物为，若某不饱和烃为单烯烃，其中一种与H2O加成产物只有一种，则此单烯烃的结构式为________。(2)CH2=CHCH3加聚反应的化学程式________。(3)某烃含碳的质量分数为，在标准状况下，11.2L此气态化合物的质量为28g，则该化合物的同分异构体有________种。II.某烷烃的结构简式如图。(4)用系统命名法命名该烃：________。 (5)若该烷烃是由炔烃和2molH2加成得到的，则原炔烃的结构有________种。【答案】(1)(2)(3)5(4)2，3−二甲基戊烷(5)1【解析】（1）该不饱和烃为一单烯烃，与H2O加成产物只有一种，说明双键两侧结构一致，则该烯烃结构为：；故答案为；（2）丙烯能发生加聚反应得到聚丙烯，方程式为；故答案为；（3）设该烃的分子式为CxHy，碳的质量分数为，则，在标准状况下，11.2L此气态化合物的质量为28g，其物质的量为0.5mol,则其摩尔质量为，所以12x＋y＝56，解得：x＝4，y＝8，则该烃的分子式为C4H8，C4H8的有机物结构有：，，，，；故答案为5；（4）烷烃命名时，选用最长的碳链为主链，故主链上有5个碳原子，故为戊烷，从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号，故在2号和3号碳原子上各有一个甲基，故为2，3−二甲基戊烷；故答案为2，3−二甲基戊烷； （5）当相邻的两个C原子上、每个C原子上均有2个或以上H原子时，则此位置原来可以存在碳碳三键，故碳碳三键可以存在的位置有1种，故此炔烃有1种；故答案为1。能力提升1．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，常温下的状态由气态递变到液态，再递变到固态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，从比水轻递变到比水重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、酸性KMnO4溶液褪色【答案】B【详解】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，常温下的状态由气态递变到液态，再递变到固态，选项A正确；B．烷烃的密度随碳原子数的增多而逐渐增大，但总比水轻，选项B不正确；C．烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应生成卤代烃和卤化氢，选项C正确；D．烷烃的结构决定了化学性质，碳原子是饱和状态，所以均不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，选项D正确；答案选B。2．有以下5种物质：①CH3(CH2)3CH3，②CH3CH2CH2CH2CH2CH3，③(CH3)2CHCH2CH3，④CH3CH2CH2CH3，⑤(CH3)2CHCH3。下列说法正确的是A．沸点高低：②>③>①>⑤>④B．③的一溴代物有6种C．①③④⑤互为同系物D．②可由3种C6H12的烯烃与加成而得到【答案】D【详解】A．烷烃的沸点高低规律：碳原子越多，沸点越高；碳原子数目相同，支链越多，沸点越低；因此沸点高低；②>③>①>④>⑤，A错误；B．③有五种位置的氢即，其一溴代物有5种，B错误；C．④⑤是分子式相同，结构式不同，因此两者同分异构体，C错误；D．单烯烃与H2加成可以得到烷烃，根据烷烃相邻的两个碳原子上都去掉一个氢原子而形成双键即单烯烃，根据碳架结构得到即单烯烃有3种，D正确； 答案选D。3．下列有机物的系统命名正确的是A．：3-甲基-2-乙基戊烷B．：3-甲基-2-丁烯C．：2-甲基丁酸D．2-甲基-3-丁醇【答案】C【详解】A．系统命名为：3，4－二甲基己烷，故A错误；B．系统命名应为：2－甲基－2－丁烯，故B错误；C．的主链有4个碳，2号位有甲基，系统命名为：2－甲基丁酸，故C正确；D．系统命名为3-甲基-2-丁醇，故D错误；故选C。4．下列叙述正确的是A．甲烷分子的空间构型是正四面体，所以CH2Cl2有两种不同构型；B．甲烷可以与氯气发生取代反应，因此可以使氯水褪色；C．正丁烷属于直链烷烃，分子中所有的碳原子均可在同一条直线上；D．烷烃随着分子组成中碳原子数的增多，含碳量逐渐升高。【答案】D【详解】A．甲烷分子的空间构型是正四面体，所以CH2Cl2只有一种构型，A项错误；B．甲烷可以只能与纯净的氯气发生取代反应，与氯水不反应，B项错误；C．根据烃类物质结构可知，正丁烷分子中所有的碳原子呈锯齿状连接，不在同一条直线上，C项错误；D．根据烷烃通式CnH2n+2可知，含碳量为，故烷烃随着分子中碳原子数的增多，含碳量逐渐升高，D项正确；答案选D。5．根据要求填空：(1)烹调油烟中含有十一烷，该烷烃的分子式是______。 (2)含有30个氢原子的烷烃的分子式为______。(3)假如某烷烃的相对分子质量为142，则该烷烃的分子式为______。(4)分子中含有22个共价键的烷烃的分子式为______。(5)分子中含有电子数为42的烷烃的分子式为______。(6)某烷烃一个分子里含有9个碳原子，其一氯代物只有2种，这种烷烃的结构简式______。(7)在碳原子数小于10的烷烃中，一氯代物不存在同分异构体的有______种，写出它们的结构简式：______。【答案】(1)C11H24(2)C14H30(3)C10H22(4)C7H16(5)C5H12(6)(CH3)3CCH2C(CH3)3(7)4；CH4、CH3CH3、C(CH3)4、(CH3)3C-C(CH3)3【详解】（1）根据链状烷烃的通式CnH2n＋2可知，十一烷的分子式是C11H24；（2）根据链状烷烃的通式CnH2n＋2可知，含有30个H原子的链状烷烃为C14H30。（3）根据链状烷烃的通式CnH2n＋2可知，该烷烃的相对分子质量为14n+2=142，解得n=10，该烷烃的分子式为C10H22。（4）链状烷烃的通式CnH2n＋2，含有的共价键为3n+1，含有22个共价键，即3n+1=22，n=7，则分子式为C7H16；（5）链状烷烃分子的通式为CnH2n＋2，则其分子中电子数为6n+(2n+2)=42，n=5，分子式为C5H12。（6）链状烷烃分子中有9个碳原子，则分子式为C9H20，其一氯代物只有2种，说明其分子中只有2种处于不同化学环境的氢原子，结构应非常对称，除去肯定存在的甲基(－CH3)，还应存在亚甲基(－CH2－)，因此结构简式为(CH3)3CCH2C(CH3)3。（7）由CH4和CH3CH3结构推导，用－CH3替换H可得在碳原子数小于10的烷烃中，一氯代物不存在同分异构体的有4种，分别是CH4、CH3CH3、C(CH3)4、(CH3)3C-C(CH3)3。6．完成下列填空(1)按系统命名法写出下列物质的名称：①_______； ②_______。(2)写出下列物质的结构简式：①3，3-二甲基-1-戊炔_______；②聚苯乙烯_______。(3)根据给出的信息书写结构简式：①某烷烃的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2，烷烃A与该烷烃是同分异构体，且不能由任何烯烃催化加氢得到，则A的结构简式为_______。②某芳香烃的质谱确定其相对分子质量为106，核磁共振氢谱图如下：该烃分子的结构简式为_______。【答案】(1)2，2，5，6，7-五甲基辛烷；3-甲基-2-乙基-1-己烯(2)CH≡CC(CH3)2CH2CH3    (3)(CH3)3CC(CH3)3    【解析】(1)①的主链上有8个碳原子，从取代基的位置看，碳链应从右往左编号，名称为2，2，5，6，7-五甲基辛烷；② 为烯烃，主链应包含所有双键碳原子，应从左端的双键碳原子开始编号，名称为3-甲基-2-乙基-1-己烯。答案为：2，2，5，6，7-五甲基辛烷；3-甲基-2-乙基-1-己烯；(2)①3，3-二甲基-1-戊炔，属于炔烃，主链上有5个碳原子，碳碳三键在碳链的一端，结构简式为CH≡CC(CH3)2CH2CH3；②聚苯乙烯，是苯乙烯的加聚产物，结构简式为。答案为：CH≡CC(CH3)2CH2CH3；；(3)①某烷烃的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2，烷烃A与该烷烃是同分异构体，且不能由任何烯烃催化加氢得到，则碳链上任意相邻的两个碳原子不能同时连有氢原子，从而得出A的结构简式为(CH3)3CC(CH3)3。②某芳香烃的质谱确定其相对分子质量为106，采用商余法，可确定其分子式为C8H10，由核磁共振氢谱图可确定分子中含有2种不同性质的氢原子，则除苯环外，应含有2个甲基，且位于苯环的对位上，该烃分子的结构简式为。答案为：(CH3)3CC(CH3)3；。培优专练1．一氯代物只有一种的烷烃，按烷烃相对分子质量由小到大的顺序排列，下列判断不正确的是A．第3项的同分异构体中的一氯代物可能为4种B．第4项烷烃系统命名为：2，2，3，3-四甲基丁烷C．第6项烷烃的分子式为D．符合条件的烷烃的化学键类型完全相同【答案】D【详解】A．结合分析可知第3项为C(CH4)3，其同分异构体CH3CH(CH3)CH2CH3有4种等效氢，其一氯代物为4种，A正确；B．第4项为(CH3)3CC(CH3)3，其系统命名法命名为2，2，3，3-四甲基丁烷，B正确； C．前4项的分子式为:CH4、C2H6、C5H12、C8H18，奇数项的C原子个数为前一奇数项中烷烃的C和H原子个数之和，偶数项中C原子个数为其前一个偶数项中C、H原子个数之和，所以第六项中C原子个数是第四项中C原子、H原子个数之和为26，所以第6项烷烃的分子式为C26H54，C正确；D．CH4只有极性键，其余均含极性键和非极性键，即符合条件的烷烃的化学键类型完全相同，D错误；答案选D。2．下列说法正确的是A．H2O与D2O互为同分异构体B．乙二醇和甘油互为同系物C．C5H12的同分异构体有3种，其沸点各不相同，但化学性质相似D．C3H8和一定量氯气取代后，生成3种产物【答案】C【详解】A．H和D都是氢元素，所以两者是同种物质，A项不符合题意；B．乙二醇中有两个羟基，甘油中有三个羟基，两者结构不同，不是同系物，B项不符合题意；C．C5H12的同分异构体分别是正戊烷、异戊烷、新戊烷，随着支链的增加，正戊烷的沸点最高，异戊烷次之，新戊烷最低，但它们都属于烷烃，故化学性质相似，C项符合题意；D．烷烃的光照取代很难停留在一元取代产物，一旦发生，会立刻进行二元取代产物、三元取代产物。C3H8的一元取代产物物有两种，二元取代产物有四种，三元取代产物有五种，四元取代产物有六种，因为C3H8有8个氢原子，其中三个被取代，个数等同于五个被取代，只是氢和氯互换位置，所以五元取代产物五种，六元取代产物四种，七元取代产物两种，共计28种，D项不符合题意；故正确选项为C3．某烃类物质的分子键线式可表示为，下列有关说法正确的是A．该烃碳原子连接形成的结构为平面等边四边形B．相邻的碳碳键形成的夹角为90度C．由于成环碳原子之间的单键不能自由旋转，碳环上两个相同的取代基(不与同一个碳原子相连)会出现在碳环同侧(顺式)或异侧(反式)，该烃的二氯代物中有两组互为顺反异构D．该物质与丙烷互为同系物【答案】C【详解】A．物质的分子键线式可知，该烃中碳原子各形成两对共价键，剩余两对孤对电子，碳原子的价层电子对数为4对，碳原子采用sp3 杂化，由于碳原子间的键长都相等，故碳原子连接形成的结构为空间等边四边形（如图所示：），故A错误；B．该烃中碳原子各形成两对共价键，剩余两对孤对电子，碳原子的价层电子对数为4对，碳原子采用sp3杂化，四个碳原子不在同一个平面内，相邻的碳碳键形成的夹角不可能为90度，键角约为111.5°，故B错误；C．该烃的二氯代物有：①当两个氯原子取代在一个碳原子上时，只有一种结构，，②当两个氯原子取代在两个碳原子上时，处在相邻和相对的位置，分别有两种结构：和、和，这两组结构互为顺反异构，故C正确；D．该物质为环丁烷，环丁烷的分子式为C4H8，通式为CnH2n，丙烷的分子式为C3H8，通式为CnH2n+2，环丁烷与丙烷的通式不相同，结构不相似，不能互为同系物，故D错误；故选C。4．如图是几种烷烃分子的球棍模型：(1)A、B、E三种烷烃的关系为________，C、D、E的关系为________________。(2)用习惯命名法命名：D_______。 (3)E的一氯代物有________种，请写出它们的结构简式：________【答案】同系物；同分异构体；异戊烷；1；(CH3)3-C-CH2Cl【详解】(1)A为丙烷、B为丁烷、E为新戊烷，三种物质均属于烷烃，且碳原子数不同，结构相似，分子组成相差若干个-CH2，所以属于同系物；C为正戊烷、D为2-甲基丁烷，与E的分子式相同，结构不同，所以属于同分异构体；(2)D的习惯命名法为异戊烷；(3)E分子中的4个甲基连在同一C原子上，所以H原子数只有1种，其结构简式是(CH3)3-C-CH2Cl。5．写出下列各烃的名称(1)(CH3)2CH(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH3_________(2)___________(3)__________(4)__________【答案】2—甲基—5—乙基辛烷；3、3、6—三甲基辛烷；3—甲基—2—乙基—1—丁烯；2、2、3、5—四甲基己烷【详解】烷烃的命名原则是：找出最长的碳链当主链，依碳数命名主链，前十个以天干(甲、乙、丙。。。)代表碳数，碳数多于十个时，以中文数字命名，如：十一烷；从最近的取代基位置编号：1、2、3.。。(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以-隔开；有多个取代基时，以取代基数字最小且最长的碳链当主链，并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基；有两个以上的取代基相同时，在取代基前面加入中文数字：一、二、三、。。，如：二甲基，其位置以，隔开，一起列于取代基前面。如果含有官能团，则含有官能团的最长碳链作主链，编号也是从离官能团最近的一端开始。所以根据结构简式可知，四种物质的名称分别是2—甲基—5—乙基辛烷；3、3、6—三甲基辛烷；3—甲基—2—乙基—1—丁烯；2、2、3、5—四甲基己烷。6．如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10mLCH4，同温同压下乙管中注入50mLCl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管放在光亮处一段时间。 (1)下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。其中正确的是________。(2)甲管中发生化学反应的类型为________。(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是______。A．水      B．NaOH溶液C．AgNO3溶液      D．饱和食盐水(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到________。【答案】②③；取代反应；B；液体分为两层，产生白色沉淀；溶液先变红后褪色【详解】(1)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，氯气逐渐减少，但不消失，因为氯气过量，所以氯气的颜色逐渐变浅，不会变成无色；反应后有油状液滴（二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷）出现；反应过程中气体的体积减小，导致试管内的压强低于外界大气压，体积减少，甲管活塞向内移动，故选②③；(2)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl；(3)反应后，甲管中剩余气体为氯气、氯化氢和CH3Cl，三者都能与碱反应，可以用氢氧化钠溶液溶液吸收，故选B；(4)甲管中的氯气、氯化氢溶于水，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，溶液呈酸性，氯离子能与AgNO3溶液产生氯化银白色沉淀；其余有机物不溶于水，溶液分层，所以将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到液体分为两层，产生白色沉淀；溶液呈酸性，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察溶液变红，由于溶液含有次氯酸，红色褪去，所以滴入石蕊溶液先变红后褪色；