有機化合物中碳原子的成鍵特點第2課時烷烴講與練知識點一同系物同分異構(gòu)體基本知識：1．同系物(1)概念：相似，在分子組成上相差一個或若干個原子團的化合物。(2)實例：CH4、C2H6、C3H8互為同系物。2．同分異構(gòu)體(1)概念①同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同的，但具有不同的現(xiàn)象。②同分異構(gòu)體：具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物。(2)實例：分子式均為，互為同分異構(gòu)體，用結(jié)構(gòu)簡式分別表示為CH。答案：1．(1)結(jié)構(gòu)CH2。2．(1)①分子式，結(jié)構(gòu)。②。(2)C4H10，CH3CH2CH2CH3、。隨堂演練1．下列敘述正確的是()A．分子式相同，各元素質(zhì)量分數(shù)也相同的物質(zhì)是同種物質(zhì)B．通式相同的不同物質(zhì)一定屬于同系物C．分子式相同的不同物質(zhì)一定互為同分異構(gòu)體D．同系物的性質(zhì)完全相同【答案】C【解析】分子式相同的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)不一定相同，所以不一定是同種物質(zhì)，可能互為同分異構(gòu)體，A錯誤；通式相同的物質(zhì)不一定是同系物，也可能是同分異構(gòu)體或其他關(guān)系，B錯誤；分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，則互為同分異構(gòu)體，C正確；同系物的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)有差異，D錯誤。2．(2019·湖南武岡高一月考)下列有機物中，存在同分異構(gòu)體的是()A．CH4 B．CH3CH3C．CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3【答案】D【解析】CH4、CH3CH3和CH3CH2CH3均只有一種結(jié)構(gòu)，不存在同分異構(gòu)體，A、B、C錯誤；CH3CH2CH2CH3(正丁烷)與(異丁烷)互為同分異構(gòu)體，D正確。3．(2019·山東濟寧月考)下列分子式只表示一種物質(zhì)的是()A．C3H7Cl B．C3H6C．CH2Cl2 D．C4H10【答案】C【解析】C3H7Cl可以是CH2ClCH2CH3或CH3CHClCH3，A項錯誤；C3H6可以是丙烯(CH2CHCH3)或環(huán)丙烷()，B項錯誤；CH2Cl2是二氯甲烷，只有一種結(jié)構(gòu)，C項正確；C4H10可以是正丁烷或異丁烷，D項錯誤。4．下列有機物中和甲烷互為同系物的為________(填序號，下同)，和CH2CH2互為同系物的為________，和互為同分異構(gòu)體的為________。①CH3CH2CH3②③CH2CH—CH3④⑤⑥【答案】①②④③⑥③【解析】同系物是結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的有機物，分子通式相同，CH4和CH3CH2CH3、、同屬于烷烴，互為同系物；CH2CH2和CH2CH—CH3及分子中都含，結(jié)構(gòu)相似，且分子組成上相差1個或2個CH2原子團，故互為同系物；和CH2=CH—CH3分子式相同(C3H6)，結(jié)構(gòu)不同，故互為同分異構(gòu)體。知識點二烷烴的典型性質(zhì)——取代反應(yīng)基本知識：1．烷烴的取代反應(yīng)(以甲烷為例)實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象A裝置：試管內(nèi)氣體顏色逐漸；試管內(nèi)壁有出現(xiàn)，試管中有霧，且試管內(nèi)液面，水槽中有固體析出B裝置：實驗結(jié)論CH4與Cl2需在光照條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有關(guān)化學(xué)方程式為：CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))(一氯代物)；CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))C(二氯代物)；CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))(三氯代物)；CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))(四氯代物)產(chǎn)物性質(zhì)水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均溶于水。狀態(tài)：常溫下除是氣體，其余三種均為液體取代反應(yīng)概念有機物分子里的某些原子或原子團被其他所替代的反應(yīng)2.有機物的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：大多數(shù)有機物的熔點比較，溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有機溶劑。(2)化學(xué)性質(zhì)：大多數(shù)有機物容易，受熱會發(fā)生；有機物的化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，常伴有副反應(yīng)發(fā)生，很多反應(yīng)需要在加熱、光照或催化劑的條件下進行。答案：1．實驗現(xiàn)象A裝置：變淺；油狀液滴少量白霧，上升，B裝置：無現(xiàn)象實驗結(jié)論CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl(一氯代物)；CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl(二氯代物)；CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl(三氯代物)；CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋HCl(四氯代物)產(chǎn)物性質(zhì)水溶性：不。狀態(tài)：CH3Cl取代反應(yīng)概念原子或原子團(1)低，難。（2）燃燒，分解；隨堂演練1．(2020·合肥市50中學(xué)月考)下列反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的是()A．CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑B．Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑C．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2OD．C2H6＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))C2H5Cl＋HCl【答案】D【解析】A項，CaCO3在高溫下發(fā)生分解反應(yīng)；B項，鋅與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，而非取代反應(yīng)；C項，CH4的燃燒屬于氧化反應(yīng)；D項，C2H6與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng)。2．(2019·濟南月考)下列關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述正確的是()A．烷烴的沸點隨碳原子數(shù)增加而逐漸降低B．烷烴易被酸性高錳酸鉀溶液氧化C．在光照條件下，烷烴易與溴水發(fā)生取代反應(yīng)D．烷烴的鹵代反應(yīng)很難得到純凈的產(chǎn)物【答案】D【解析】烷烴的沸點一般隨碳原子數(shù)增加而逐漸升高，A項錯誤；烷烴通常情況下性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，B項錯誤；在光照條件下，烷烴只能與純凈的鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)，不與溴水反應(yīng)，C項錯誤；由于鹵素原子取代烷烴分子中氫原子的位置和個數(shù)難以控制，故很難得到純凈的產(chǎn)物，D項正確。4．(2020·河南項城三中高一月考)下列有關(guān)甲烷的取代反應(yīng)的敘述正確的是()A．甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比為1∶4混合時只生成CCl4B．甲烷與氯氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物中CH3Cl的量最多C．甲烷與氯氣的取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物為混合物D．1mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗1mol氯氣【答案】C【解析】甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成的有機物為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，故得不到純凈的CH3Cl，A錯誤，C正確；甲烷與氯氣的反應(yīng)中每取代1mol氫原子，消耗1mol氯氣，生成1molHCl，故產(chǎn)物中HCl的量最多，B錯誤；1mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗2mol氯氣，D錯誤。4．某課外活動小組利用如圖所示裝置探究CH4和Cl2的反應(yīng)，據(jù)題意，回答下列問題：(1)CH4和Cl2發(fā)生反應(yīng)條件是________，若用日光直射，可能會引起________，假設(shè)甲烷與氯氣反應(yīng)充分，且只產(chǎn)生一種有機物，請寫出化學(xué)方程式：________________________。(2)若題目中甲烷與氯氣的體積之比為1∶1，則得到的產(chǎn)物為________(填字母)。A．CH3ClHClB．CCl4HClC．CH3ClCH2Cl2D．CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，U形管右端的水柱變化是________(填字母)。A．升高 B．降低C．不變 D．無法確定(4)若水中含有Na2SiO3，則在U形管左端會觀察到____________________。(5)右端玻璃管的作用是__________________?！敬鸢浮?1)漫射光爆炸CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl(2)D(3)B(4)有白色膠狀沉淀生成(5)平衡氣壓【解析】(1)因Cl2足量，若充分反應(yīng)，則CH4中的四個H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，即化學(xué)方程式為CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl。(2)甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，是四步反應(yīng)同時發(fā)生，故得到四種氯代產(chǎn)物和HCl。(3)甲烷和氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應(yīng)，U形管左端生成的氯化氫氣體易溶于水，壓強減小，U形管右端液面下降，左端液面上升。(4)因左端生成HCl溶于水后發(fā)生反應(yīng)2HCl＋Na2SiO3=H2SiO3↓＋2NaCl，所以觀察到有白色膠狀沉淀生成。(5)為了平衡氣壓，在U形管右端插一個玻璃管。5．(2020·西安鐵一中學(xué)檢測)利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學(xué)興趣小組在實驗室中模擬上述過程，其設(shè)計的模擬裝置如圖所示。根據(jù)設(shè)計要求回答下列問題：(1)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________。(2)B裝置有三種功能：①__________________________________________________________；②均勻混合氣體；③干燥混合氣體。(3)在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式：___________________________________________________。(4)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是_______________________________________________________________________________________________________________________。(5)E裝置中除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為________。(6)E裝置的作用是________(填字母)。A．吸收氯氣B．吸收氯化氫C．防止倒吸(7)該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣中主要的含氯有機物為________(填字母)。A．CH3Cl B．CH2Cl2C．CHCl3 D．CCl4【答案】(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)控制氣流速度(3)CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(強光))4HCl＋C(4)吸收過量的氯氣(5)分液(6)BC(7)A【解析】(1)濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣、水和氯化錳，反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(2)B裝置除具有均勻混合氣體、干燥混合氣體的作用之外，還可以根據(jù)氣泡多少控制氣流速度。(3)在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，這說明有碳單質(zhì)