第1課時 脂肪烴的類別 烷烴的性質(zhì)
[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)] 1.能從化學(xué)鍵的飽和性等微觀角度認識脂肪烴的結(jié)構(gòu)及分類，能寫出典型代表物的結(jié)構(gòu)簡式。2.能通過CH4的性質(zhì)，理解烷烴的化學(xué)性質(zhì)，能書寫相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
一、烴的類別及脂肪烴的物理性質(zhì)
1．烴的組成、結(jié)構(gòu)及其分類
(1)烴：僅由碳、氫兩種元素組成的有機物。
(2)烴的分類
①根據(jù)分子中是否含有苯環(huán)，烴分為脂肪烴和芳香烴。
②根據(jù)烴的結(jié)構(gòu)，脂肪烴分為不飽和脂肪烴(如烯烴、炔烴)和飽和脂肪烴(如烷烴)。
2．脂肪烴的物理性質(zhì)
(1)烷烴的物理性質(zhì)
(2)烯烴、炔烴的物理性質(zhì)
烯烴、炔烴的物理性質(zhì)和烷烴相似。
(1)烷烴、烯烴、炔烴和苯的同系物都屬于脂肪烴( )
(2)分子中含有苯環(huán)的烴一定屬于芳香烴( )
(3)碳原子數(shù)小于4的烴常溫下一定是氣體( )
(4)碳原子數(shù)相同的烷烴、烯烴、炔烴，沸點相同( )
(5)丙烷分子中的三個碳原子一定不在同一直線上( )
(6)1-戊烯比2-甲基-1-戊烯的沸點高( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
1．下列有關(guān)脂肪烴的分類及物理性質(zhì)，描述錯誤的是______(填字母)。
A．隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大，無限接近eq \f(6,7)
B．隨著碳原子數(shù)的增加，烯烴和炔烴中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小，無限接近eq \f(6,7)
C．脂肪烴及其同系物隨著分子的相對分子質(zhì)量的增大，熔、沸點逐漸增大
D．烷烴、烯烴、炔烴分類的根本依據(jù)是脂肪烴分子內(nèi)的碳鏈長短
E．含有碳碳雙鍵的不飽和烴一定屬于不飽和脂肪烴
F．芳香烴一定含有苯環(huán)，含苯環(huán)的有機物一定屬于芳香族化合物
G．烷烴、烯烴和炔烴都是隨著碳原子數(shù)的增大，相對密度逐漸增大
答案 BDE
解析 鏈烷烴分子的通式：CnH2n＋2，故分子含碳量為eq \f(12n,14n＋2)，整理得eq \f(12,14＋\f(2,n))＝eq \f(6,7＋\f(1,n))，隨著碳原子數(shù)增加，烷烴中碳原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大，無限接近eq \f(6,7)，故A正確；同理，烯烴中含碳量可表示為eq \f(12n,14n)＝eq \f(6,7)，隨著碳原子數(shù)增加，烯烴中碳原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，炔烴中含碳量可表示為eq \f(12n,14n－2)＝eq \f(6,7－\f(1,n))，隨著碳原子數(shù)增加，炔烴中含碳量無限接近eq \f(6,7)，故B錯誤；脂肪烴的密度、熔、沸點都是隨著碳原子數(shù)的增大而逐漸增大，故C、G正確；烷烴、烯烴和炔烴的分類依據(jù)為分子內(nèi)碳原子的成鍵方式，故D錯誤；含碳碳雙鍵的不飽和烴，如，就不屬于不飽和脂肪烴，而屬于芳香烴，故E錯誤；芳香烴一定含有苯環(huán)，含苯環(huán)的有機物屬于芳香族化合物，故F正確。
2．有下列幾種烷烴，其沸點由高到低的順序為_________________________________。
①丁烷 ②2-甲基丙烷 ③戊烷 ④2-甲基丁烷 ⑤2,2-二甲基丙烷 ⑥2,2-二甲基丁烷
⑦正己烷
答案 ⑦＞⑥＞③＞④＞⑤＞①＞②
解析 對于烷烴而言，碳原子數(shù)越多，相對分子質(zhì)量越大的烴，分子間作用力越大，沸點越高，即沸點：⑥⑦＞③④⑤＞①②；對于含有相同碳原子的烷烴，支鏈越多，沸點越低，即⑦＞⑥、③＞④＞⑤、①＞②，故有⑦＞⑥＞③＞④＞⑤＞①＞②。
二、烷烴的化學(xué)性質(zhì)
1．烷烴及其結(jié)構(gòu)
(1)烷烴：烷烴是一種飽和烴。
(2)結(jié)構(gòu)特點
分子中碳原子之間以單鍵結(jié)合，碳原子剩余的價鍵被氫原子飽和的烴。
(3)鏈烷烴的通式：CnH2n＋2(n≥1)。
2．烷烴的化學(xué)性質(zhì)
(1)穩(wěn)定性：常溫下烷烴很不活潑，與強酸、強堿、強氧化劑等都不發(fā)生反應(yīng)。
(2)特征反應(yīng)——鹵代反應(yīng)
烷烴可與鹵素單質(zhì)在光照下發(fā)生取代反應(yīng)生成鹵代烴和鹵化氫。
如丙烷和氯氣的鹵代反應(yīng)：CH3CH2CH3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))
(3)氧化反應(yīng)——可燃性
烷烴可在空氣或氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O，鏈烷烴燃燒的通式為CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2 eq \(――→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O。
寫出丙烷完全燃燒的化學(xué)方程式：C3H8＋5O2eq \(――→,\s\up7(點燃))3CO2＋4H2O。
(1)丙烷在光照條件下與氯氣反應(yīng)，只生成兩種氯代物( )
(2)甲烷、乙烷和丙烷具有相似的化學(xué)性質(zhì)( )
(3)在光照條件下，丙烷不但和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，也可以和氯水發(fā)生反應(yīng)( )
(4)烷烴的穩(wěn)定性是相對的，有些含碳原子數(shù)多的烷烴可以使酸性KMnO4溶液褪色( )
(5)要制備純凈的CH3CH2Cl，可用CH3CH3和Cl2按物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng)( )
(6)正丁烷和Cl2反應(yīng)可生成2種一氯代物，兩者互為同分異構(gòu)體( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
已知烷烴A的密度是相同條件下H2密度的36倍。
(1)烷烴A的分子式為____________________________________________________________。
(2)寫出A可能存在的結(jié)構(gòu)簡式：___________________________________________________。
(3)若A的某種同分異構(gòu)體B的一氯代物只有一種。
①用系統(tǒng)命名法命名，B的名稱為________________。
②B與Cl2發(fā)生反應(yīng)生成一氯代物的化學(xué)方程式為____________________________________。
③B燃燒的化學(xué)方程式為_________________________________________________________。
答案 (1)C5H12
(2)CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
(3)①2,2-二甲基丙烷
②C(CH3)4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))C(CH3)3CH2Cl＋HCl
③C(CH3)4＋8O2eq \(――→,\s\up7(點燃))5CO2＋6H2O
解析 根據(jù)A的密度是相同條件下H2密度的36倍，推知其相對分子質(zhì)量為72，設(shè)其分子式為CnH2n＋2，求得n＝5，則分子式為C5H12。
1．下列關(guān)于烴的說法正確的是( )
A．烴是指分子中含有碳、氫元素的化合物
B．烴可以分為脂肪烴和烷烴
C．烴是指僅由碳、氫兩種元素組成的化合物
D．含有雙鍵或三鍵的烴稱為不飽和脂肪烴
答案 C
解析 烴是指只含C、H元素的化合物，A項錯誤、C項正確；含雙鍵或三鍵的烴有可能是芳香烴，含雙鍵或三鍵的脂肪烴才稱為不飽和脂肪烴，D項錯誤。
2．下列物質(zhì)中屬于不飽和烴的是( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 飽和烴和不飽和烴是對脂肪烴的再分類，分子中含有碳碳雙鍵或三鍵的脂肪烴屬于不飽和烴，符合要求的只有B項。
3．下列說法正確的是( )
A．分子式為C7H16的烷烴，含有3個甲基的同分異構(gòu)體有2種
B．鏈烷烴的通式為CnH2n＋2，隨n值增大，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小
C．分子通式為CnH2n＋2的烴一定是烷烴
D．異戊烷與2-甲基丁烷互為同系物
答案 C
解析 分子式為C7H16的烷烴，含有3個甲基的同分異構(gòu)體有3種，A項錯誤；鏈烷烴的通式為CnH2n＋2，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq \f(12n,14n＋2)×100%＝eq \f(12,14＋\f(2,n))×100%，則隨n值增大，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大，B項錯誤；異戊烷與2-甲基丁烷為同一種物質(zhì)，D項錯誤。
4．液化氣的主要成分是丙烷，下列有關(guān)丙烷的敘述不正確的是( )
A．丙烷是鏈狀烷烴，但分子中碳原子不在同一直線上
B．在光照條件下能夠與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)
C．丙烷比其同分異構(gòu)體丁烷易液化
D．1 ml丙烷完全燃燒消耗5 ml O2
答案 C
解析 丙烷是直鏈烷烴，其中碳原子為飽和碳原子，三個碳原子構(gòu)成鋸齒狀的鏈狀結(jié)構(gòu)，故3個碳原子不在同一直線上，A正確；丙烷在光照條件下與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，B正確；丙烷與丁烷互為同系物，C錯誤；1 ml丙烷完全燃燒消耗5 ml O2，D正確。
5．1 ml某烷烴完全燃燒消耗的O2為11 ml，則其主鏈上含有5個碳原子的同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))有( )
A．3種 B．6種 C．5種 D．7種
答案 C
解析 鏈烷烴的燃燒通式為CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \(――→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O,1 ml某烷烴完全燃燒消耗的O2為11 ml，則eq \f(3n＋1,2)＝11，解得n＝7，該烷烴的分子式為C7H16，主鏈有5個碳原子時，取代基是2個甲基的同分異構(gòu)體有4種，取代基是乙基的有1種，所以共有5種同分異構(gòu)體。
題組一 烴及脂肪烴的分類
1．烷烴、烯烴、炔烴的分類依據(jù)主要是( )
A．分子內(nèi)是否含苯環(huán)
B．分子內(nèi)碳、氫原子數(shù)關(guān)系
C．分子內(nèi)碳原子成鏈長短
D．分子內(nèi)碳原子間的成鍵方式
答案 D
解析 脂肪烴中可根據(jù)碳原子之間的成鍵方式不同分為烷烴、烯烴和炔烴。
2．(2020·五華期中)下列對烴的分類錯誤的是( )
A．乙烯、甲苯、環(huán)己烷都屬于脂肪烴
B.、和同屬于環(huán)烷烴，也屬于飽和烴
C．乙烯、乙炔、1,3-丁二烯同屬于不飽和烴
D．、和都屬于芳香烴，但不都互為同系物
答案 A
解析 A項，乙烯、環(huán)己烷分子中不含有苯環(huán)，屬于脂肪烴，甲苯分子中含有苯環(huán)，屬于芳香烴，錯誤；B項，、和都為飽和的環(huán)烷烴，正確；C項，CH2==CH2、CH≡CH、CH2==CH—CH==CH2分子中都含有不飽和的碳原子，都屬于不飽和烴，正確；D項，、和分子內(nèi)都含苯環(huán)，屬于芳香烴，但分子內(nèi)含一個不飽和的碳碳雙鍵，且通式和苯的同系物不同，與、不互為同系物，正確。
題組二 烷烴的物理性質(zhì)及變化規(guī)律
3．根據(jù)以下數(shù)據(jù)推斷丙烷的沸點可能是( )
A.約－40 ℃ B．低于－160 ℃
C．低于－89 ℃ D．高于36 ℃
答案 A
解析 烷烴的熔、沸點隨分子中碳原子數(shù)的增加而升高，丙烷的沸點應(yīng)介于乙烷和丁烷之間，答案為A。
4．有下列4種烷烴，它們的沸點由高到低的順序是( )
①3,3-二甲基戊烷 ②正庚烷 ③2-甲基己烷 ④正丁烷
A．②＞③＞①＞④ B．③＞①＞②＞④
C．②＞③＞④＞① D．②＞①＞③＞④
答案 A
解析 一般來說烷烴分子中碳原子數(shù)越多，沸點越高；對于含碳原子數(shù)相同的烷烴而言，支鏈越多，沸點越低，①3,3-二甲基戊烷、②正庚烷、③2-甲基己烷中碳原子數(shù)目相同，支鏈越多，沸點越低，所以沸點由高到低的順序：②＞③＞①，④正丁烷中碳原子數(shù)目少，所以沸點①＞④，所以沸點由高到低的順序②＞③＞①＞④，答案選A。
5．在1.01×105 Pa下，測得某些烷烴的沸點如表所示。據(jù)表分析，下列說法正確的是( )
A.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下新戊烷是氣體
B．在1.01×105 Pa、20 ℃時，C5H12都是液體
C．隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的沸點逐漸降低
D．隨著C5H12支鏈的增加，沸點逐漸降低
答案 D
解析 由表中數(shù)據(jù)可知，新戊烷的沸點為9.5 ℃，所以在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其為液體，在1.01×105 Pa、20 ℃時新戊烷為氣體，A、B項錯誤；隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的沸點應(yīng)逐漸升高，C項錯誤；由C5H12的沸點可知，隨著烷烴支鏈的增加，沸點逐漸降低，D項正確。
6．已知鏈狀烷烴A和B，A比B多一個碳原子，則下列說法正確的是( )
A．A的沸點比B高
B．A的相對密度比B小
C．一般情況下，同碳原子數(shù)的烷烴的沸點和密度低于烯烴
D．已知A在常溫下為液態(tài)，則B也一定為液態(tài)
答案 A
解析 烷烴分子中碳原子數(shù)越多，則分子間作用力越大，沸點越高，密度越大。
題組三 烷烴的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)
7．下列關(guān)于烷烴的敘述正確的是( )
A．燃燒產(chǎn)物一定為二氧化碳和水
B．烷烴分子中碳原子不可能在同一平面上
C．在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都為單鍵
D．任何烷烴分子中碳、氫原子個數(shù)之比都是相同的
答案 C
解析 烷烴中含有碳、氫元素，完全燃燒的產(chǎn)物為二氧化碳和水，但如果氧氣不足，烷烴不完全燃燒，產(chǎn)物有可能為一氧化碳和水；烷烴中乙烷的2個碳原子可以在同一直線上，除此之外，多碳烷烴主鏈?zhǔn)卿忼X形，碳原子可能在同一平面上；烷烴屬于飽和烴，不存在不飽和鍵，分子中所有的化學(xué)鍵都為單鍵；鏈烷烴的通式為CnH2n＋2，碳、氫原子個數(shù)之比為n∶(2n＋2)，碳原子數(shù)不同時碳、氫原子個數(shù)之比不同。
8．(2020·廣東揭陽高二期末)乙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，可生成的氯代物種數(shù)最多為( )
A．6種 B．7種 C．8種 D．9種
答案 D
解析 乙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，其中一氯乙烷、五氯乙烷和六氯乙烷各一種；二氯乙烷和四氯乙烷中，兩個氯原子(或氫原子)在同一碳原子或不同碳原子上，各兩種；三氯乙烷有三個氯原子在同一碳原子上一種，兩個氯原子在同一碳原子上、另一氯原子在另一碳原子上一種。合計9種。
9．在120 ℃、1.01×105 Pa時，將兩種氣態(tài)烴和足量的氧氣混合點燃，相同條件下測得反應(yīng)前后氣體體積沒有發(fā)生變化，這兩種氣體是( )
A．CH4、C2H4 B．CH4、C2H6
C．C2H2、C2H4 D．C6H6、C2H6
答案 A
解析 在溫度高于或等于100 ℃條件下，當(dāng)氣態(tài)烴分子中含有4個氫原子時，該烴完全燃燒前后氣體體積不變，結(jié)合選項可判斷A項符合題意。
10．在光照條件下，CH4與Cl2能發(fā)生取代反應(yīng)。使1 ml CH4與Cl2反應(yīng)，待反應(yīng)完全后測得四種有機取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝3∶2∶1∶4，則消耗的Cl2的物質(zhì)的量為( )
A．1.0 ml B．1.8 ml
C．2.2 ml D．2.6 ml
答案 D
解析 在光照條件下，1 ml CH4與Cl2能發(fā)生取代反應(yīng)，測得四種有機取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝3∶2∶1∶4，由碳原子守恒可知：n(CH3Cl)＋n(CH2Cl2)＋n(CHCl3)＋n(CCl4)＝1 ml，所以n(CH3Cl)＝0.3 ml，n(CH2Cl2)＝0.2 ml，n(CHCl3)＝0.1 ml，n(CCl4)＝0.4 ml，該四種取代產(chǎn)物中取代的n(H)＝n(Cl)＝0.3 ml×1＋0.2 ml×2＋0.1 ml×3＋0.4 ml×4＝2.6 ml，根據(jù)取代反應(yīng)的特點可知，取代1 ml H，消耗1 ml Cl2，則消耗的n(Cl2)＝n(H)＝2.6 ml，D正確。
11．分子中含有2～5個碳原子的直鏈烷烴沸點和燃燒熱的數(shù)據(jù)見下表：
燃燒熱：1 ml物質(zhì)完全燃燒，生成二氧化碳、液態(tài)水時所放出的熱量。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷錯誤的是( )
A．正庚烷在常溫、常壓下肯定不是氣體
B．隨分子中碳原子數(shù)增加，烷烴的燃燒熱逐漸增大
C．隨分子中碳原子數(shù)增加，烷烴沸點逐漸升高
D．隨分子中碳原子數(shù)增加，烷烴沸點和燃燒熱都成比例增加
答案 D
解析 由于正庚烷的相對分子質(zhì)量大于戊烷，所以正庚烷在常溫、常壓下不是氣體；隨分子中碳原子數(shù)增加，烷烴沸點和燃燒熱都增加，但是并不是成比例增加。
12．(2020·云南高二期末)C3H8是一種常用燃料，下列關(guān)于這種燃料說法正確的是( )
A．常溫常壓下為液體
B．C3H8與Cl2在光照下可以發(fā)生反應(yīng)：C3H8＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))C3H7Cl＋HCl
C．分子中所有原子共平面，一氯代物有5種
D．1 ml這種燃料完全燃燒需4 ml氧氣
答案 B
解析 C3H8碳原子數(shù)小于4，常溫常壓下為氣體，故A錯誤；C3H8與Cl2在光照下可以發(fā)生取代反應(yīng)，生成氯代烴，故B正確；丙烷可以看做是甲烷分子上的某個H被一個乙基取代而得到的物質(zhì)，所以丙烷分子中所有原子不在一個平面上，C3H8的一氯代物有2種，故C錯誤；1 ml C3H8完全燃燒需5 ml氧氣，故D錯誤。
13．(2020·浙江期中)某烷烴X分子中碳與氫的質(zhì)量比為36∶7。現(xiàn)取兩支試管，分別加入適量溴水，實驗操作及現(xiàn)象如下：
有關(guān)X的說法正確的是( )
A．相同條件下，X的密度比水大
B．X的分子式為C6H14，X的同分異構(gòu)體共有6種
C．X能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)使溴水褪色
D．試驗后試管2中的有機層是上層還是下層，可通過加水確定
答案 D
解析 烷烴X分子中碳與氫的質(zhì)量比為36∶7，則碳、氫原子數(shù)目之比為eq \f(36,12)∶eq \f(7,1)＝3∶7＝6∶14，烷烴通式為CnH2n＋2，故X分子式為C6H14。烷烴X萃取溴水中的溴，上層呈橙紅色，說明X的密度比水小，故A錯誤；C6H14的同分異構(gòu)體有己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,3-二甲基丁烷、2,2-二甲基丁烷，共5種，故B錯誤；X為烷烴，不能與溴發(fā)生加成反應(yīng)，故C錯誤；C6H14發(fā)生取代反應(yīng)得到溴代烴，溴代烴不溶于水，向試管中加水，若上層液體體積變大，則說明試管2中的有機層在下層，故D正確。
14．燃燒0.1 ml兩種氣態(tài)烴的混合物，生成3.58 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)和3.60 g H2O，則混合氣體中( )
A．一定有甲烷 B．一定有乙烷
C．一定無甲烷 D．一定有丙烷
答案 A
解析 生成n(CO2)＝eq \f(3.58 L,22.4 L·ml－1)≈0.16 ml，生成n(H2O)＝eq \f(3.60 g,18 g·ml－1)＝0.2 ml，因此兩種氣態(tài)烴的平均組成為C1.6H4，根據(jù)混合物的平均組成可知，碳原子數(shù)小于1.6的烴只有甲烷，而另一種烴中氫原子數(shù)必為4，且碳原子數(shù)大于或等于2。
15．烴A分子的空間結(jié)構(gòu)為(其中碳、氫原子已略去)，因其分子中碳原子排列類似金剛石故名“金剛烷”，下列說法錯誤的是( )
A．金剛烷分子式是C10H16
B．金剛烷分子的二氯代物有4種
C．金剛烷分子由4個六元環(huán)組成
D．金剛烷分子的一氯代物有2種
答案 B
解析 A項，由結(jié)構(gòu)可知，含4個,6個—CH2—，則分子式為C10H16，正確；B項，金剛烷中氫有兩種：、—CH2—，故二氯取代時可以固定一氯原子，移動另一氯原子，①固定，故另一氯原子可位于六元環(huán)的鄰、間、對三種，②固定—CH2—，另一氯原子可位于同環(huán)的1號、3號碳位和異環(huán)的—CH2—位，有三種，所以二氯代物共6種，錯誤；C項，由金剛烷的鍵線式可知，分子內(nèi)由碳原子構(gòu)成的最小的環(huán)上有6個碳原子，這種環(huán)有4個，正確；D項，含4個,6個—CH2—，含2種位置的H，則一氯代物有2種，正確。
16．(1)寫出下列各鏈烷烴的分子式。
①烷烴B的分子中含有200個氫原子：________。
②1 L烷烴D的蒸氣完全燃燒時，生成同溫同壓下15 L水蒸氣：________。
③0.01 ml烷烴E完全燃燒時，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣2.464 L：________。
(2)有兩種氣態(tài)烷烴的混合物，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.16 g·L－1，則此混合物組成中一定含有的烴的化學(xué)式是________。該烴和氯氣在光照下反應(yīng)生成的有機物共有________種，其中________(填寫化學(xué)式)在常溫下呈氣態(tài)。
(3)燃燒法是測定有機化合物分子式的一種重要方法。完全燃燒0.1 ml某烴后，將生成的氣體先通過足量的濃硫酸，濃硫酸增重9.0 g，再將剩余氣體通過澄清石灰水，生成沉淀40 g。寫出該烴可能的結(jié)構(gòu)簡式：_________________________________。
答案 (1)①C99H200 ②C14H30 ③C7H16
(2)CH4 4 CH3Cl
(3)CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2
解析 (1)①鏈烷烴的通式為CnH2n＋2，烷烴B的分子中含有200個氫原子，則2n＋2＝200，解得n＝99，故B的分子式為C99H200；②1 L烷烴D的蒸氣完全燃燒時，生成同溫同壓下15 L水蒸氣，根據(jù)氫原子守恒，分子中氫原子數(shù)目為eq \f(15 L×2,1 L)＝30，鏈烷烴的通式為CnH2n＋2，則2n＋2＝30，解得n＝14，故D的分子式為C14H30；③鏈烷烴燃燒的通式為CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2 eq \(――→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O,0.01 ml烷烴E完全燃燒時，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣2.464 L，則0.01 ml×eq \f(3n＋1,2)×22.4 L·ml－1＝2.464 L，解得n＝7，故E的分子式為C7H16。(2)有兩種氣態(tài)烷烴的混合物，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.16 g·L－1，該混合烴的平均摩爾質(zhì)量為1.16 g·L－1×22.4 L·
ml－1≈26 g·ml－1，即平均相對分子質(zhì)量為26，相對分子質(zhì)量小于26的烷烴是甲烷，其相對分子質(zhì)量為16，其他烷烴相對分子質(zhì)量都大于26，所以此混合物中一定有甲烷，化學(xué)式為CH4；該烴和氯氣在光照下反應(yīng)生成的有機物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷以及四氯化碳共4種，其中CH3Cl為氣體。(3)將生成的氣體先通過足量的濃硫酸，濃硫酸增重9.0 g，9.0 g為水的質(zhì)量，則n(H2O)＝eq \f(9.0 g,18 g·ml－1)＝0.5 ml，n(H)＝1 ml，再將剩余氣體通過澄清石灰水，生成沉淀40 g，生成的沉淀為碳酸鈣，可知n(CO2)＝n(CaCO3)＝eq \f(40 g,100 g·ml－1)＝0.4 ml，可知1 ml烴含有4 ml C、10 ml H，則該烴分子式為C4H10，為丁烷，可能的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2。
17．某烷烴的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH(CH3)CH(C2H5)2。
(1)該烷烴的名稱是____________________。
(2)該烷烴可用不飽和烴與足量氫氣反應(yīng)得到。若不飽和烴為烯烴A，則烯烴的結(jié)構(gòu)簡式可能有________種。
(3)有一種烷烴C與上述烷烴是同分異構(gòu)體，它卻不能由任何烯烴催化加氫得到。則C的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________________________________。
與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)所得一氯代物有________種。
答案 (1)2-甲基-3-乙基戊烷 (2)4
(3) 1
解析 (1)根據(jù)烷烴命名原則，該烴最長碳鏈為5個碳原子，命名為2-甲基-3-乙基戊烷。
(2)該烷烴若由烯烴加氫而成，則凡是相鄰碳原子上都有氫原子的位置均可插入雙鍵，這樣的位置有4種，，故烯烴有4種。(3)烷烴C與CH3CH(CH3)CH(C2H5)2互為同分異構(gòu)體，且不能由任何烯烴加氫而成，說明C與CH3CH(CH3)CH(C2H5)2含有相同的碳原子數(shù)，且C中相鄰的碳原子上至少有一個碳原子上沒有氫原子，故C的結(jié)構(gòu)高度對稱，結(jié)構(gòu)簡式為。物理性質(zhì)
變化規(guī)律
狀態(tài)
隨碳原子數(shù)的增加，常溫下存在的狀態(tài)由氣態(tài)逐漸過渡到液態(tài)、固態(tài)。當(dāng)碳原子數(shù)小于或等于4時，烷烴在常溫下呈氣態(tài)
溶解性
都難溶于水，易溶于有機溶劑
熔、沸點
隨碳原子數(shù)的增加，熔、沸點逐漸升高，同種烷烴的不同異構(gòu)體中，支鏈越多，熔、沸點越低
密度
隨碳原子數(shù)的增加，密度逐漸增大，但比水的小
物質(zhì)
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸點
－162 ℃
－89 ℃
－1 ℃
36 ℃
物質(zhì)名稱
沸點/℃
正丁烷CH3(CH2)2CH3
－0.5
正戊烷CH3(CH2)3CH3
36.1
異戊烷CH3CH2CH(CH3)2
27.8
新戊烷C(CH3)4
9.5
正己烷CH3(CH2)4CH3
69.0
烷烴名稱
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
沸點/℃
－88.6
－42.1
－0.5
36.0
燃燒熱/ (kJ·ml－1)
1 560.7
2 219.2
2 877.6
3 535.6

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第一單元 脂肪烴的性質(zhì)及應(yīng)用

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