
?2.1 烷烴-同步學習必備知識
烷烴
【典型例題】
1.由沸點數(shù)據(jù):甲烷-146℃,乙烷-89℃,正丁烷-0.5℃,戊烷36℃,可以判斷異丁烷的沸點可能是
A.低于-89℃ B.低于-0.5℃ C.高于-0.5℃ D.高于36℃
烷烴的結(jié)構(gòu)特點
(1)烷烴的結(jié)構(gòu)與甲烷相似,分子中的碳原子都采取sp3雜化,以伸向四面體四個頂點方向的sp3雜化軌道與其他碳原子或氫原子結(jié)合,形成σ鍵。分子中的共價鍵全部是單鍵。
(2)它們在分子組成上的主要差別是相差一個或若干個CH2原子團。像這些結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物稱為同系物。同系物可用通式表示。
(3)鏈狀烷烴的通式:CnH2n+2(n≥1)。
2.有一類有機硅化合物中只含有硅元素和氫元素,叫硅烷,它們的分子組成與烷烴相似,其中有一種結(jié)構(gòu)最簡單的硅烷叫甲硅烷(SiH4),則有關(guān)描述不正確的是
A.硅烷的分子通式可表示為SinH2n+2
B.甲硅烷燃燒生成SiO2和H2O
C.甲硅烷的沸點高于甲烷
D.甲硅烷的穩(wěn)定性比甲烷強
3.下列關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述不正確的是
A.烷烴的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而逐漸升高,常溫下烷烴的狀態(tài)隨碳原子數(shù)的增加由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)
B.烷烴都能使溴水、酸性溶液褪色
C.在烷烴分子中,所有的化學鍵都是單鍵
D.烷烴和鹵素單質(zhì)在光照條件下能發(fā)生取代反應
【典型例題】
4.有機化合物 A 的結(jié)構(gòu)簡式為:,有機化合物 B 與等物質(zhì)的量的 H2發(fā)生加成反應可得到有機化合物 A。下列有關(guān)說法錯誤的是
A.B 的結(jié)構(gòu)可能有 3 種,其中一種名稱為 3,4,4-三甲基-2-戊烯
B.用系統(tǒng)命名法命名有機化合物 A,名稱為 2,2,3-三甲基戊烷
C.有機化合物 A 的分子式為 C8H18
D.有機化合物 A 的一氯取代物只有4種
烷烴命名注意事項
①取代基的位號必須用阿拉伯數(shù)字表示。
②相同取代基要合并,必須用漢字數(shù)字表示其個數(shù)。
③多個取代基位置間必須用逗號“,”分隔。
④位置與名稱間必須用短線“-”隔開。
⑤若有多種取代基,必須簡單寫在前,復雜寫在后。
5.下列烷烴的系統(tǒng)命名正確的是
A.4-甲基-4,5-二乙基己烷 B.3-甲基-2,3-二乙基己烷
C.2-甲基-3-乙基丁烷 D.2-甲基-4-乙基庚烷
6.某烷烴分子的鍵線式為,用系統(tǒng)命名法命名,其名稱為
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
1.有機物系統(tǒng)命名中常見的錯誤
(1)主鏈選取不當(不包含官能團,不是主鏈最長、支鏈最多)。
(2)編號錯(官能團的位次不是最小,取代基位號之和不是最小)。
(3)支鏈主次不分(不是先簡后繁)。
(4)“-”、“,”忘記或用錯。
2.弄清系統(tǒng)命名法中四種字的含義
(1)烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能團。
(2)二、三、四……指相同取代基或官能團的個數(shù)。
(3)1、2、3……指官能團或取代基的位置。
(4)甲、乙、丙、丁……指主鏈碳原子個數(shù)分別為1、2、3、4……
(5)表示取代基位置的數(shù)字必須用阿拉伯數(shù)字,表示取代基數(shù)目的數(shù)字必須用漢字。
(6)用系統(tǒng)命名法對烷烴命名時,漏寫阿拉伯數(shù)字間的“,”及“數(shù)”與“基”間的“-”是常出現(xiàn)的錯誤。
(7)烷烴系統(tǒng)命名中,不能出現(xiàn)“1-甲基”“2-乙基”,若出現(xiàn),則屬于主鏈選取錯誤。
7.北京2022年冬奧會火種燈獨具中國文化特色,其造型靈感來自“中華第一燈”一一西漢長信宮燈,借“長信”之意,表達人們對光明與希望的追求和向往?;鸱N燈燃料是丙烷(C3H8)氣體,下列關(guān)于丙烷說法不正確的是
A.難溶于水 B.熔沸點比乙烷高
C.不能發(fā)生氧化反應 D.不存在同分異構(gòu)體
8.一溴甲烷被廣泛用于土壤消毒和消滅害蟲,但在蒙特利爾條約中屬于逐步禁用的藥品。下列說法錯誤的是
A.一溴甲烷的化學式是CH3Br B.可以利用加成反應制備一溴甲烷
C.一溴甲烷中只含共價鍵 D.一溴甲烷不存在同分異構(gòu)體
9.下列烷烴在光照條件下與Cl2反應,只生成一種一氯代物的是(????)
A.CH3CH2CH2CH3 B.
C. D.
10.甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu),而不是正方形的平面結(jié)構(gòu),理由是
A.CHCl3不存在同分異構(gòu)體
B.CH2Cl2不存在同分異構(gòu)體
C.CH4中的C—H鍵是極性鍵
D.CH4分子中四個鍵的鍵角、鍵長都相等
11.發(fā)生一氯取代反應后,只能生成三種沸點不同的有機產(chǎn)物的烷烴是
A. B.
C. D.
12.下列化合物的核磁共振氫譜中出現(xiàn)三組峰的是
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
13.如圖是異辛烷的球棍模型,異辛烷的系統(tǒng)命名為(???)
A.1,1,3,3-四甲基丁烷 B.2,3,4-三甲基戊烷
C.2,2,4-三甲基戊烷 D.2,4,4-三甲基戊烷
14.有機物M、N的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法錯誤的是
A.M、N都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
B.M有兩種同分異構(gòu)體
C.M、N分子中每個碳原子都形成4個共價鍵
D.等質(zhì)量的M、N在足量氧氣中燃燒,完全燃燒時生成的質(zhì)量相同
15.有一類組成最簡單的有機硅化合物叫硅烷,它的分子結(jié)構(gòu)與烷烴相似。下列有關(guān)說法中錯誤的是
A.硅烷的分子通式可表示為SinH2n+2 B.甲硅烷燃燒生成二氧化硅和水
C.甲硅烷(SiH4)的密度小于甲烷(CH4) D.甲硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷
16.烷烴廣泛存在于自然界中,例如蘋果表面的蠟狀物質(zhì)、螞蟻分泌的信息素、石蠟和凡士林等物質(zhì)中都含有烷烴。
(1)寫出下列各烷烴的分子式。
①烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是H2的43倍:_______。
②烷烴B的分子中含有200個氫原子:_______。
③分子中含有22個共價鍵的烷烴C為_______。
④0.1mol烷烴D完全燃燒,消耗標準狀況下的O211.2L_______。
(2)下列關(guān)于烷烴的敘述中正確的是_______。
A.都是易燃物,燃燒產(chǎn)物一定為二氧化碳和水 B.在光照條件下,能使溴水褪色
C.烷烴的鹵代反應很難得到純凈的產(chǎn)物 D.能使酸性溶液褪色
(3)把下列物質(zhì)的沸點按由高到低的順序排列_______。(填入編號)
①???②???③2,3,三甲基戊烷????④
(4)用系統(tǒng)命名法命名下面的烴A:_______;A的一氯代物有_______種。
(5)某烷烴的相對分子質(zhì)量為114,與氯氣發(fā)生取代反應所得的一氯代物只有一種。寫出該取代反應的化學方程式。(注意有機物要寫結(jié)構(gòu)簡式)_______。
(6)某烷烴的系統(tǒng)命名為□,□-二乙基庚烷,寫出所有符合的結(jié)構(gòu)簡式:_______。
考答案:
1.B
【詳解】由沸點數(shù)據(jù):甲烷-146℃,乙烷-89℃,正丁烷-0.5℃,戊烷36℃可知,烷烴中碳原子個數(shù)越多其熔沸點越高,異丁烷中含有4 個碳原子,其碳原子個數(shù)大于乙烷而小于戊烷,所以其沸點應該大于乙烷而小于戊烷,并且支鏈越多熔沸點越低,所以異丁烷熔沸點低于正丁烷,則戊烷的沸點可能是“低于-0.5℃”。
故答案為:B。
2.D
【詳解】A.根據(jù)題意硅烷的分子組成與烷烴相似,分子通式為SinH2n+2,A正確;
B.與甲烷相似,甲硅烷燃燒生成SiO2和H2O,B正確;
C.甲硅烷與甲烷分子的組成和結(jié)構(gòu)相似,甲硅烷相對分子質(zhì)量大,所以沸點高于甲烷,C正確;
D.碳元素的非金屬性比硅強,所以甲烷比甲硅烷穩(wěn)定,D錯誤;
答案選D。
3.B
【詳解】A.烷烴的性質(zhì):烷烴的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而逐漸升高,常溫下烷烴的狀態(tài)隨碳原子數(shù)的增加由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài),A正確;
B.烷烴均不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,也不能和溴水反應,故不會使其褪色,B錯誤;
C.烷烴分子中碳原子之間全部以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀,碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子相結(jié)合而達到飽和,無論是碳碳鍵還是碳氫鍵都是單鍵,C正確;
D.烷烴跟純凈的鹵素單質(zhì)在光照條件下能發(fā)生取代反應,D正確;
故選B。
4.D
【詳解】A.A中相鄰碳原子上各去掉1個氫原子得到B,B的結(jié)構(gòu)可能有3種,其中一種名稱為3,4,4-三甲基-2-戊烯,故A正確;
B.A的主鏈上含有5個碳原子,甲基分別位于2、2、3號碳原子上,根據(jù)烷烴命名規(guī)則,A的名稱為2,2,3-三甲基戊烷,故B正確;
C.A 的結(jié)構(gòu)簡式為:,分子式為C8H18,故C正確;
D.A 的結(jié)構(gòu)簡式為:,A中含有5種氫原子,其一氯代物有5種,故D錯誤;
故選:D。
5.D
【分析】烷烴命名原則:
①長-----選最長碳鏈為主鏈;
②多-----遇等長碳鏈時,支鏈最多為主鏈;
③近-----離支鏈最近一端編號;
④小-----支鏈編號之和最小。
【詳解】A.主鏈不是最長碳鏈,編號和不是最小,正確的命名為:3,4-二甲基-4-乙基庚烷,故A錯誤;
B.主鏈不是最長碳鏈,正確的命名為:3,4-二甲基-4-乙基庚烷,故B錯誤;
C.主鏈不是最長碳鏈,正確的命名為:2,3-二甲基戊烷,故C錯誤;
D.2--甲基--4--乙基庚烷符合烷烴系統(tǒng)命名規(guī)則,命名正確,故D正確。
故選:D。
6.D
【詳解】根據(jù)鍵線式可知最長碳鏈含5個碳原子,以離取代基較近的一端為起點給主鏈上的碳原子編號,得到有機物名稱為2,3,3-三甲基戊烷;
故選D。
7.C
【詳解】A. 丙烷是非極性分子,水是極性分子,難溶于水,故A正確;
B. 丙烷相對分子質(zhì)量比乙烷大,熔沸點比乙烷高,故B正確;
C. 丙烷能與氧氣反應,能發(fā)生氧化反應,故C錯誤;
D. 丙烷不存在同分異構(gòu)體,故D正確;
故選C。
8.B
【詳解】A.甲烷分子CH4中的一個氫原子被溴原子取代生成一溴甲烷,所以一溴甲烷的化學式為CH3Br,A正確;
B.甲烷分子中不含不飽和鍵,因此不能利用加成反應制備一溴甲烷,B錯誤;
C.一溴甲烷分子中碳原子和溴原子、氫原子之間都是以共價鍵相結(jié)合,所以只含共價鍵,C正確;
C.一溴甲烷只有一種結(jié)構(gòu),所以不存在同分異構(gòu)體,D正確;
故合理選項是B。
9.C
【分析】能生成幾種一氯代烴取決于分子結(jié)構(gòu)中有幾種化學環(huán)境不同的氫原子,由此分析。
【詳解】A.分子結(jié)構(gòu)中有兩種化學環(huán)境不同的氫原子,則有兩種一氯代物,故A不符合題意;
B.分子結(jié)構(gòu)中有兩種化學環(huán)境不同的氫原子,則有兩種一氯代物,故B不符合題意;
C.分子結(jié)構(gòu)中有一種化學環(huán)境不同的氫原子,則有一種一氯代物,故C符合題意;
D.分子結(jié)構(gòu)中有四種化學環(huán)境不同的氫原子,則有四種一氯代物,故D不符合題意;
答案選C。
10.B
【詳解】A.無論甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)還是正方形結(jié)構(gòu),CHCl3只有1種結(jié)構(gòu),不存在同分異構(gòu)體,A不符合題意;
B.若甲烷是正方形的平面結(jié)構(gòu),CH2Cl2有2種(相鄰或?qū)蔷€上的氫被Cl取代),而實際上其二氯代物只有一種結(jié)構(gòu),因此甲烷只有是正四面體結(jié)構(gòu)才符合,B符合題意;
C.不同元素原子之間形成的共價鍵均為極性鍵,甲烷無論是正四面體結(jié)構(gòu)還是正方形結(jié)構(gòu),C-H鍵都是極性鍵,C不符合題意;
D.甲烷分子中四個碳氫鍵完全相同,則甲烷無論是正四面體結(jié)構(gòu)還是正方形結(jié)構(gòu),四個鍵的鍵角、鍵長都相等,D不符合題意;
故選B。
11.D
【分析】某烷烴發(fā)生氯代反應后,只能生成三種沸點不同的一氯代產(chǎn)物,則說明該有機物的一氯代物有3種;根據(jù)等效氫原子來判斷各烷烴中氫原子的種類,有幾種類型的氫原子就有幾種一氯代物,據(jù)此進行解答。
【詳解】A. (CH3)2CHCH2CH3中有4種位置不同的氫,所以其一氯代物有4種,能生成4種沸點不同的產(chǎn)物,選項A錯誤;
B. (CH3CH2)2CHCH3中有4種位置不同的氫,所以其一氯代物有4種,能生成4種沸點不同的產(chǎn)物,選項B錯誤;
C. (CH3)2CHCH(CH3)2含有2種等效氫,所以能生成2種沸點不同的有機物,選項C錯誤;
D. (CH3)3CCH2CH3中有3種位置不同的氫,所以其一氯代物有3種,能生成3種沸點不同的產(chǎn)物,選項D正確。
答案選D。
12.D
【詳解】A.正丁烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH3,有兩種氫原子,核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰,故A不選;
B.2,3,4-三甲基戊烷的結(jié)構(gòu)簡式為(CH3)2CHCH(CH3)CH(CH3)2,有4種氫原子,核磁共振氫譜中出現(xiàn)4組峰,故B不選;
C.3,4-二甲基己烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3,有4種氫原子,核磁共振氫譜中出現(xiàn)4組峰,故C不選;
D.2,5-二甲基己烷的結(jié)構(gòu)簡式為(CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2,有3種氫原子,核磁共振氫譜中出現(xiàn)3組峰,故D選;
答案選D。
13.C
【詳解】根據(jù)異辛烷的球棍模型可知其結(jié)構(gòu)簡式為,根據(jù)烷烴的命名原則,最長碳鏈有5個碳原子,3個甲基取代基,根據(jù)支鏈編號之和最小,右邊的碳原子為1號碳原子,其系統(tǒng)命名為2,2,4-三甲基戊烷;
故選:C。
14.D
【詳解】A. M和N都是烷烴,不能與酸性高錳酸鉀溶液反應,A項正確;
B. M是新戊烷,有兩種同分異構(gòu)體:、,B項正確;
C. 觀察M、N分子,每個碳原子形成4個共價鍵,C項正確;
D. M的分子式是的分子式是,M、N的最簡式不同,等質(zhì)量的M、N在足量氧氣中燃燒,生成的物質(zhì)的量不同,D項錯誤;
答案選D。
15.C
【詳解】A.Si原子最外層有4個電子,結(jié)構(gòu)與C原子相似。烷烴分子式通式是CnH2n+2,則硅烷的分子通式可表示為SinH2n+2,A正確;
B.CH4燃燒產(chǎn)生CO2、H2O,則根據(jù)同族元素形成的化合物結(jié)構(gòu)相似,性質(zhì)也相似,可知甲硅烷燃燒生成二氧化硅和水,B正確;
C.甲硅烷的相對分子質(zhì)量大于甲烷,物質(zhì)的相對分子質(zhì)量越大,其密度也會越大,因此甲硅烷的密度大于甲烷,C錯誤;
D.由于硅的原子半徑大于碳,鍵長:Si-H>C-H,鍵能:Si-H<C-H,則甲硅烷分子內(nèi)的共價鍵比甲烷分子中的共價鍵更易斷開,因此甲硅烷的穩(wěn)定性小于甲烷,D正確;
故合理選項是C。
16.(1) C6H14 C99H200 C7H16 C3H8
(2)C
(3)③④①②
(4) 2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷 10
(5)(CH3)3C-C(CH3)3+Cl2??(CH3)3C-C(CH3)2CH2Cl+HCl
(6)CH3CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3) CH2CH(CH2CH3) CH2CH3
【詳解】(1)①密度之比=摩爾質(zhì)量之比=等于相等分子量之比,烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是H2的43倍,則A的相對分子量為2×43=86,A的相對分子質(zhì)量為:14n+2=86,n=6,即該烷烴的分子式為C6H14,故答案為:C6H14;
②令烷烴的組成為CnH2n+2,烷烴B的分子中含有200個氫原子,即2n+2=200,解得n=99,所以B的分子式為C99H200;
③令烷烴的組成為CnH2n+2,含有的共價鍵數(shù)目為3n+1,該烷烴有22個共價鍵,則:3n+1=22,解得,n=7,所以該烷烴中碳原子數(shù)目為7,分子式為C7H16;
④0.1mol烷烴D完全燃燒,消耗O2為=0.5mol,所以1mol該烴完全燃燒,消耗5mol氧氣,根據(jù)反應 ,可知,,即D的分子式為C3H8;
(2)A.烷烴中含有碳氫元素,完全燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水,氧氣不足時,烷烴不完全燃燒,產(chǎn)物可能為一氧化碳和水,選項A錯誤;
B.在光照條件下,烷烴不能與溴水反應,不能使溴水褪色,選項B錯誤;
C.烷烴的鹵代反應很難得到純凈的產(chǎn)物,一般會產(chǎn)生多種鹵代烴,選項C正確;
D.烷烴不含不飽和的碳碳雙鍵或碳碳三鍵等,不能使酸性溶液褪色,選項D錯誤;
答案選C;
(3)烷烴的物理性質(zhì)隨著分子中碳原子數(shù)的遞增呈規(guī)律性變化,沸點逐漸升高;碳原子數(shù)相同的烴,支鏈越多,熔沸點越低,③2,3,三甲基戊烷中碳原子是8個,沸點最高;④中碳原子是6個,沸點次之;①、②中碳原子都是5個,且②中支鍵較多,沸點最低,故沸點按由高到低的順序排列為③④①②;
(4)A中最長碳鏈有8個碳,第二個碳上有2個甲基,第六個碳上有一個甲基,第四個碳上有一個乙基,用系統(tǒng)命名法命名為2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷;分子中有10種不同化學環(huán)境的氫,一氯代物有10種;
(5)烷烴的通式為CnH2n+2,根據(jù)相對分子質(zhì)量可知12n+2n+2=114,則n=8,該烷烴的分子式應為C8H18,跟氯氣反應生成的一氯代物只有一種,說明結(jié)構(gòu)對稱,分子中只含有一種H原子,符合條件的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式為,該取代反應的化學方程式為(CH3)3C-C(CH3)3+Cl2 (CH3)3C-C(CH3)2CH2Cl+HCl;
(6)某烷烴的系統(tǒng)命名為□,□-二乙基庚烷,符合乙基取代位置只能在第3、4、5個碳上,符合條件的有3,3-二乙基庚烷,結(jié)構(gòu)簡式為:CH3CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH2CH3;4,4-二乙基庚烷,結(jié)構(gòu)簡式為:CH3CH2CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH3;3,4-二乙基庚烷,結(jié)構(gòu)簡式為:CH3CH2CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3;3,5-二乙基庚烷,結(jié)構(gòu)簡式為:CH3CH2CH(CH2CH3) CH2CH(CH2CH3) CH2CH3。
這是一份人教版 (2019)選擇性必修3第三節(jié) 核酸導學案,文件包含思維導圖人教版高中化學選修三《43核酸》同步學習思維導圖+學練解析版docx、思維導圖人教版高中化學選修三《43核酸》同步學習思維導圖+學練學生版docx等2份學案配套教學資源,其中學案共17頁, 歡迎下載使用。
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這是一份人教版 (2019)選擇性必修3第五節(jié) 有機合成導學案及答案,文件包含思維導圖人教版高中化學選修三《351羧酸》同步學習思維導圖+學練解析版docx、思維導圖人教版高中化學選修三《351羧酸》同步學習思維導圖+學練學生版docx等2份學案配套教學資源,其中學案共23頁, 歡迎下載使用。
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