課時(shí)7-1-1-碳原子的成鍵特點(diǎn)與烷烴(新教材人教版)

碳原子的成鍵特點(diǎn)與烷烴【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、掌握有機(jī)化合物的概念，熟悉有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，初步了解有機(jī)物種類繁多的原因2、掌握甲烷的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途，能夠通過甲烷的性質(zhì)推測烷烴的性質(zhì)的相似性和遞變性3、掌握同系物、取代反應(yīng)的概念，初步了解有機(jī)物組成和結(jié)構(gòu)的表示方法【主干知識(shí)梳理】一、有機(jī)物的概念及有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)1、有機(jī)物的定義：指絕大多數(shù)含碳元素的化合物，簡稱有機(jī)物【微點(diǎn)撥】①CO、CO2、碳酸鹽、碳酸氫鹽、金屬碳化物、硫氰化物、氰化物等雖然含碳，但性質(zhì)和組成與無機(jī)物很相近，所以把它們看作為無機(jī)物②有機(jī)物一定含碳元素，但含碳元素的物質(zhì)不一定是有機(jī)物，而且有機(jī)物都是化合物，沒有單質(zhì)2、有機(jī)物的元素組成：C、H、O、N、S、P、鹵素等元素3、有機(jī)物的一般性質(zhì)(1)熔、沸點(diǎn)：大多數(shù)熔、沸點(diǎn)低(2)溶解性：大多數(shù)難溶于水，易溶于汽油、酒精、CCl4等有機(jī)溶劑(3)可燃性：大多數(shù)可以燃燒(4)有機(jī)反應(yīng)比較復(fù)雜，常有很多副反應(yīng)發(fā)生，因此有機(jī)反應(yīng)化學(xué)方程式常用“→”，而不用“=”4、有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)(1)鍵的個(gè)數(shù)：有機(jī)物中，每個(gè)碳原子與其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵(2)碳原子間成鍵方式多樣①鍵的類型：兩個(gè)碳原子之間可以通過共用電子對(duì)形成單鍵()、雙鍵()、三鍵(—C≡C—)②碳原子的連接方式：多個(gè)碳原子之間可以結(jié)合成碳鏈，也可以結(jié)合成碳環(huán)(且可帶支鏈)(4)碳原子個(gè)數(shù)：有機(jī)物分子可能只含有一個(gè)或幾個(gè)碳原子，也可能含有成千上萬個(gè)碳原子【微點(diǎn)撥】有機(jī)物中碳原子成鍵特點(diǎn)和碳原子間的連接特點(diǎn)決定了有機(jī)物種類繁多【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】1、下列物質(zhì)中屬于有機(jī)物的是()①乙醇②食鹽③石墨④甲烷⑤蔗糖⑥水⑦一氧化碳⑧碳酸鈣⑨乙酸A．①②④⑤⑨B．①④⑤⑨C．①③④⑤⑦⑧⑨D．①④⑤⑥2、下列說法中正確的是()A．由碳、氫、氧三種元素組成的化合物一定是有機(jī)物B．烴是含有碳元素和氫元素的化合物C．大多數(shù)有機(jī)物熔、沸點(diǎn)較低D．有機(jī)物都難溶于水3、目前已知化合物中數(shù)量、種類最多的是ⅣA族碳的化合物(有機(jī)化合物)，下列有關(guān)其原因的敘述中不正確的是()A．碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子(如氫原子)形成4個(gè)共價(jià)鍵B．碳原子性質(zhì)活潑，可以跟多種元素原子形成共價(jià)鍵C．碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成雙鍵和三鍵D．多個(gè)碳原子可以形成長度不同的鏈(可以帶有支鏈)及環(huán)，且鏈、環(huán)之間又可以相互結(jié)合二、甲烷的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)1、甲烷的存在：天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分均為甲烷。我國的天然氣主要分布在中西部地區(qū)及海底2、甲烷的物理性質(zhì)：無色、無味、極難溶于水、密度比空氣小的氣體3、甲烷分子的組成與結(jié)構(gòu)分子式電子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式球棍模型空間充填模型CH4CH4結(jié)構(gòu)特點(diǎn)CH4空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)，C原子位于正四面體的中心，4個(gè)H原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)上，4個(gè)C—H鍵的鍵長、鍵角、鍵能完全相同，鍵角為109°28，4、甲烷的化學(xué)性質(zhì)：(一般情況下，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑等不反應(yīng))(1)甲烷的氧化反應(yīng)——燃燒反應(yīng)甲烷與氧氣燃燒的化學(xué)方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O【微點(diǎn)撥】①甲烷是優(yōu)良的氣體燃料，通常狀況下，1mol甲烷在空氣中完全燃燒，生成二氧化碳和水，放出890kJ熱量。因此以甲烷為主要成分的天然氣、沼氣是理想的清潔能源②點(diǎn)燃甲烷前必須檢驗(yàn)純度?？諝庵械募淄楹吭?%～15.4%(體積)范圍內(nèi)時(shí)，遇火花將發(fā)生爆炸③煤礦中時(shí)常發(fā)生瓦斯爆炸，這與CH4氣體爆炸有關(guān)。為了保證安全生產(chǎn)，必須采取通風(fēng)，嚴(yán)禁煙火等措施(2)甲烷的取代反應(yīng)①實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)過程取兩支試管，均通過排飽和食鹽水的方法先后各收集半試管CH4和半試管Cl2，分別用鐵架臺(tái)固定好。將其中一支試管用鋁箔套上，另一試管放在光亮處(不要放在日光直射的地方)。靜置，比較兩支試管內(nèi)的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)裝置AB實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A裝置：試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺；試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)，試管中有少量白霧生成，且試管內(nèi)液面上升，水槽中有固體析出B裝置：無明顯現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論CH4與Cl2在光照時(shí)才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)②反應(yīng)的機(jī)理③化學(xué)反應(yīng)方程式CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋HCl=4\*GB3④取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)【微點(diǎn)撥】①反應(yīng)條件：光照(漫散光照射)，在室溫暗處不發(fā)生反應(yīng)，但不能用日光或其他強(qiáng)光直射，以防爆炸②對(duì)反應(yīng)物狀態(tài)的要求：CH4和氯氣，因此甲烷和溴蒸氣、碘蒸氣在光照條件下也能發(fā)生取代反應(yīng)，CH4與氯水、溴水則不反應(yīng)③CH4與Cl2的取代反應(yīng)為連鎖反應(yīng)，各步反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，即第一步反應(yīng)一旦開始，后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行，因此產(chǎn)物復(fù)雜，五種產(chǎn)物都有，，但HCl最多④甲烷四種取代產(chǎn)物性質(zhì)見下表CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4名稱一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷四氯甲烷俗稱————氯仿四氯化碳狀態(tài)氣態(tài)液態(tài)液態(tài)液態(tài)結(jié)構(gòu)式空間構(gòu)型四面體四面體四面體正四面體密度——大于水大于水大于水用途麻醉劑——溶劑溶劑、滅火劑⑤取代反應(yīng)的特點(diǎn)是“上一下一，有進(jìn)有出”，類似無機(jī)反應(yīng)中的復(fù)分解反應(yīng)，注意在書寫化學(xué)方程式時(shí)，防止漏寫產(chǎn)物中的小分子(3)甲烷的受熱分解：CH4C+2H2(分解溫度通常在1000°C以上，說明甲烷的熱穩(wěn)定性很強(qiáng))【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】1、下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，哪一種更能反映其真實(shí)存在狀況()A．結(jié)構(gòu)示意圖B．電子式C．球棍模型D．空間填充模型2、煤礦瓦斯爆炸往往與甲烷有關(guān)，下列敘述中錯(cuò)誤的是()A．煤礦的礦井要注意通風(fēng)并嚴(yán)禁煙火，以防爆炸事故的發(fā)生B．甲烷燃燒放出大量的熱，所以是一種很好的氣體燃料C．點(diǎn)燃甲烷不必事先進(jìn)行驗(yàn)純D．點(diǎn)燃混有空氣的甲烷不一定會(huì)爆炸3、下列化學(xué)反應(yīng)中不屬于取代反應(yīng)的是()A．CH3CH2Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up9(光))CH3CHCl2＋HClB．CH3OH＋HCleq\o(→,\s\up9(光))CH3Cl＋H2OC．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑D．CH3—CH2—Br＋H2Oeq\o(→,\s\up11(NaOH),\s\do4(△))CH3—CH2—OH＋HBr4、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCH4與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣為()A．0.5molB．2molC．2.5molD．4mol5、下列關(guān)于取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的說法中，正確的是()A．取代反應(yīng)和置換反應(yīng)中一定都有單質(zhì)生成B．取代反應(yīng)和置換反應(yīng)一定都屬于氧化還原反應(yīng)C．取代反應(yīng)大多是可逆的，反應(yīng)速率慢，而置換反應(yīng)一般是單向進(jìn)行的，反應(yīng)速率快D．取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的產(chǎn)物都是唯一的，不會(huì)有多種產(chǎn)物并存的現(xiàn)象三、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、幾種烷烴的結(jié)構(gòu)分子式結(jié)構(gòu)甲烷乙烷丙烷丁烷球棍模型結(jié)構(gòu)式2、烷烴的概念：有機(jī)化合物中只含有碳和氫兩種元素，分子中的碳原子之間都以單鍵結(jié)合，碳原子的剩余價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合，使碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”，稱為飽和烴，又稱烷烴3、烷烴的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)碳碳單鍵(C—C)：碳原子之間的化學(xué)鍵都是單鍵(2)呈鏈狀(直鏈或帶支鏈)：多個(gè)碳原子相互連接成鏈狀，而不是封閉式環(huán)狀結(jié)構(gòu)(3)“飽和”：每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，碳原子剩余價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合(4)烷烴的空間結(jié)構(gòu)中，碳原子(大于等于3時(shí))不在一條直線上，直鏈烷烴中的碳原子空間構(gòu)型是折線形或鋸齒狀4、烷烴的通式：鏈狀烷烴中的碳原子數(shù)為n，氫原子數(shù)就是2n＋2，分子通式可表示為CnH2n＋25、烷烴物理性質(zhì)幾種常見烷烴的物理性質(zhì)名稱結(jié)構(gòu)簡式常溫時(shí)的狀態(tài)熔點(diǎn)/0C沸點(diǎn)/0C相對(duì)密度甲烷CH4氣－182.5－161.5乙烷CH3CH3氣－182.8－88.6丙烷CH3CH2CH3氣－188.0－42.10.5005丁烷CH3CH2CH2CH3氣－138.4－0.50.5788戊烷CH3CH2CH2CH2CH3液－129.736.00.5572癸烷CH3(CH2)8CH3液－29.7174.10.7298十七烷CH3(CH2)15CH3固22.0302.20.7767正丁烷和異丁烷物理性質(zhì)的比較名稱分子式熔點(diǎn)/0C沸點(diǎn)/0C相對(duì)密度正丁烷C4H10－138.4－0.50.5788異丁烷C4H10－159.6－11.70.557(1)狀態(tài)：一般情況下，1～4個(gè)碳原子烷烴(烴)為氣態(tài)，5～16個(gè)碳原子為液態(tài)，16個(gè)碳原子以上為固態(tài)(2)溶解性：烷烴不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑(3)熔沸點(diǎn)：隨著烷烴分子中碳原子數(shù)增加，相對(duì)分子質(zhì)量增大，范德華力逐漸增大，烷烴分子的熔、沸點(diǎn)逐漸升高；分子式相同的烷烴，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低，如熔、沸點(diǎn)：正丁烷>異丁烷(4)密度：隨著碳原子數(shù)的遞增，密度逐漸增加；烷烴的密度都小于水的密度6、烷烴的化學(xué)性質(zhì)(烷烴的化學(xué)性質(zhì)與甲烷相似，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下不與跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑等不反應(yīng))(1)烷烴的氧化反應(yīng)——燃燒反應(yīng)：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2nCO2＋(n＋1)H2O=1\*GB3①丙烷的燃燒：CH3CH2CH3＋5O23CO2＋4H2O=2\*GB3②在空氣或氧氣中點(diǎn)燃烷烴，完全燃燒的產(chǎn)物為CO2和H2O，相但在同狀況下隨著烷烴分子里碳原子數(shù)的增加往往會(huì)燃燒越來越不充分，使燃燒火焰明亮，甚至伴有黑煙(2)烷烴的取代反應(yīng)：CnH2n＋2＋X2eq\o(→,\s\up7(光))CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可與X2繼續(xù)發(fā)生取代反應(yīng)=1\*GB3①光照條件下，乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)：CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HCl(只要求寫一氯取代)②該反應(yīng)中的化學(xué)鍵變化情況：斷裂C—H鍵和Cl—Cl鍵，形成C—Cl鍵和H—Cl鍵=3\*GB3③烷烴與氯氣也可以是溴蒸氣在光照條件下發(fā)生的取代反應(yīng)，隨著烷烴碳原子數(shù)的增多，產(chǎn)物越將會(huì)越來越多，但HCl最多；而生成的取代產(chǎn)物的種類將會(huì)更多，如：甲烷的氯代物有：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷共四種氯代物，乙烷的氯代物產(chǎn)物將會(huì)更多(9種)④烷烴與X2取代反應(yīng)為連鎖反應(yīng)，烷烴中的氫原子被氯原子逐步取代，各步反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，即第一步反應(yīng)一旦開始，后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行⑤烷烴與X2取代反應(yīng)的數(shù)量關(guān)系：每取代1mol氫原子，消耗1molCl2，生成1molHCl(3)烷烴的分解反應(yīng)(高溫裂化或裂解)——應(yīng)用于石油化工和天然氣化工生產(chǎn)中烷烴受熱時(shí)會(huì)分解，生成含碳原子數(shù)較少的烷烴和烯烴，如：C16H34C8H16＋C8H18【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】1、以下結(jié)構(gòu)表示的物質(zhì)中是烷烴的是()2、關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述中，不正確的是()A．烷烴同系物的熔、沸點(diǎn)隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增多逐漸升高，常溫下狀態(tài)由氣態(tài)遞變到液態(tài)，再遞變到固態(tài)B．烷烴同系物的密度隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增多而逐漸增大，從比水輕遞變到比水重C．烷烴跟鹵素單質(zhì)在光照下能發(fā)生取代反應(yīng)D．烷烴同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色3、北京奧運(yùn)會(huì)“祥云”火炬使用的燃料為丙烷。下列關(guān)于丙烷的說法正確的是()A．1mol丙烷完全燃燒需4mol氧氣B．與丁烷互為同分異構(gòu)體C．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D．分子式為C3H84、下列有關(guān)烷烴的敘述中，正確的是()A．在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是碳碳單鍵B．烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去C．分子通式為CnH2n＋2的烴不一定是烷烴D．所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)5、下列有關(guān)烷烴的敘述中，正確的是()①在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵②烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去③分子通式為CnH2n＋2的烴不一定是烷烴④所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)⑤光照條件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色A．①③⑤ B．②③ C．①④ D．①②④四、同系物名稱甲烷乙烷丙烷分子式CH4C2H6C3H8相鄰分子間關(guān)系相鄰?fù)闊N分子在組成上均相差一個(gè)CH2原子團(tuán)1、定義：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)，互稱為同系物如：CH4、C2H6、C3H8互為同系物【微點(diǎn)撥】=1\*GB3①同系物的研究對(duì)象一定是同類有機(jī)物，根據(jù)分子式判斷一系列物質(zhì)是不是屬于同系物時(shí)，一定要注意這一分子式表示的是不是一類物質(zhì)，如：CH2CH2(乙烯)與(環(huán)丙烷)不互為同系物=2\*GB3②同系物的結(jié)構(gòu)相似，主要指化學(xué)鍵類型相似，分子中各原子的結(jié)合方式相似。對(duì)烷烴而言就是指碳原子之間以共價(jià)單鍵相連，其余價(jià)鍵全部結(jié)合氫原子。同系物的結(jié)構(gòu)相似，并不是相同。如：和CH3CH2CH3，前者有支鏈，而后者無支鏈，結(jié)構(gòu)不盡相同，但兩者的碳原子均以單鍵結(jié)合成鏈狀，結(jié)構(gòu)相似，故為同系物。=3\*GB3③根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式判斷物質(zhì)是不是屬于同系物，要注意所給的物質(zhì)是不是分子式相同，如：CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2屬于同分異構(gòu)體④同系物一定滿足同一通式，但通式相同的有機(jī)物不一定是同系物，如：CH2=CH2和均滿足通式CnH2n(n≥2，n為正整數(shù))，但因二者結(jié)構(gòu)不相似，故不互為同系物⑤同系物的組成元素相同，同系物之間相對(duì)分子質(zhì)量相差14n(n＝1，2，3……)⑥同系物一定具有不同的分子式⑦同系物的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)隨著碳原子數(shù)的增加而發(fā)生規(guī)律性的變化2、判斷方法=1\*GB3①一差：兩種物質(zhì)分子組成上相差一個(gè)或多個(gè)“CH2”原子團(tuán)=2\*GB3②二同：具有相同的通式，兩種物質(zhì)屬于同一類物質(zhì)=3\*GB3③二相似：兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)相似【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】1、下列敘述錯(cuò)誤的是()A．同系物之間在化學(xué)性質(zhì)上相似B．同系物不可能是同分異構(gòu)體C．同系物之間的物理性質(zhì)隨分子里碳原子數(shù)的遞增，呈規(guī)律性的變化D．分子組成相差一個(gè)或幾個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物2、下列各組內(nèi)的物質(zhì)不屬于同系物的是()五、有機(jī)物組成與結(jié)構(gòu)的表示方法種類實(shí)例含義應(yīng)用范圍分子式C2H6用元素符號(hào)表示物質(zhì)組成的式子，可以反映出一個(gè)分子中原子的種類和數(shù)目多用于研究分子晶體最簡式(實(shí)驗(yàn)式)CH3表示組成物質(zhì)的各元素原子最簡整數(shù)比的式子；由最簡式可求最簡式量有共同組成的物質(zhì)電子式用小黑點(diǎn)“·”或“×”代表電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子多用于表示離子型、共價(jià)型的物質(zhì)結(jié)構(gòu)式用一根短線表示一對(duì)共用電子對(duì)的式子。具有化學(xué)式所能表示的意義，能反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；表示分子中原子的結(jié)合或排列順序的式子，但不能表示空間構(gòu)型多用于研究有機(jī)物的性質(zhì)；由于能反映有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，有機(jī)物常用結(jié)構(gòu)式表示結(jié)構(gòu)簡式省去結(jié)構(gòu)式中代表碳?xì)鋯捂I、碳碳單鍵的短線即得到結(jié)構(gòu)簡式。結(jié)構(gòu)簡式的簡便寫法，著重突出結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鍵線式將結(jié)構(gòu)式中的碳、氫元素符號(hào)省去，每個(gè)拐點(diǎn)、終點(diǎn)均表示一個(gè)碳原子用于表示分子中的鍵的連接情況碳架式省去結(jié)構(gòu)式中所以氫原子，只寫出碳原子和共價(jià)鍵球棍模型小球表示原子，短線表示共價(jià)鍵用于表示分子的空間結(jié)構(gòu)(立體結(jié)構(gòu))空間充填模型用不同體積的小球表示不同大小的原子用于表示分子中各原子的相對(duì)大小和綜合順序【課后作業(yè)】1、下面列舉的是某化合物的組成和性質(zhì)，能說明該物質(zhì)肯定是有機(jī)物的是()A．僅由碳、氫兩種元素組成B．僅由碳、氫，氧三種元素組成C．在氧氣中燃燒只生成二氧化碳D．熔點(diǎn)低而且難溶于水2、大多數(shù)有機(jī)物分子中的碳原子與其他原子的結(jié)合方式是()A．形成4對(duì)共用電子 B．通過非極性鍵結(jié)合C．通過2個(gè)共價(jià)鍵結(jié)合 D．通過離子鍵和共價(jià)鍵結(jié)合3、下列分子式及結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況看不合理的是()4、下列說法不正確的是()A．甲烷的分子式能表示其元素組成和分子構(gòu)成B．甲烷的電子式能反映原子最外層電子的成鍵情況C．甲烷的結(jié)構(gòu)式能表示其分子的空間構(gòu)型D．甲烷分子中的化學(xué)鍵是極性鍵5、下列反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的是()A．CH4eq\o(→,\s\up9(高溫))C＋2H2B．CuSO4＋Fe=FeSO4＋CuC．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up9(點(diǎn)燃))CO2＋2H2OD．C2H6＋Cl2eq\o(→,\s\up9(光))C2H5Cl＋HCl6、下列性質(zhì)中，屬于烷烴特征性質(zhì)的是()A．完全燃燒只生成二氧化碳和水B．它們不溶于水C．分子的通式為CnH2n＋2，與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)D．它們密度都較小7、下列各組物質(zhì)互為同系物的是()A．O2和O3B．CH4和C3H8C．CH3CH2CH2CH3和(CH3)3CHD．1H和2H8、在光照條件下，將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣充分反應(yīng)，所得產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是()A．CH3ClB．CH2Cl2C．CHCl3 D．HCl9、若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比1∶3混合，在光照下得到的產(chǎn)物可能是①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4，其中正確的是()A．只有①B．只有②C．①②③的混合物 D．①②③④的混合物10、已知正四面體形分子E和直線形分子G反應(yīng)，生成四面體形分子L和直線形分子M(組成E分子的元素原子序數(shù)小于10，組成G分子的元素為第三周期的元素)。如下圖所示，則下列判斷中正確的是()A．常溫常壓下，L是一種液態(tài)有機(jī)物B．E是一種含有非極性鍵的分子C．干燥的G能漂白有色物質(zhì)D．上述反應(yīng)的類型是取代反應(yīng)11、下圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型圖，下列說法正確的是()A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)B．CH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu)C．CH4和CCl4中的化學(xué)鍵均為非極性鍵D．CH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同12、在光照條件下，下列物質(zhì)中能與甲烷反應(yīng)的是()A．鹽酸B．Cl2C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液13、一定量的CH4燃燒后得到的產(chǎn)物是CO、CO2、H2O(g)，此混合物的質(zhì)量為49.6g，當(dāng)其緩緩?fù)ㄟ^足量的無水CaCl2時(shí)氣體質(zhì)量減少25.2g，則混合氣中CO的質(zhì)量為()A．24.4gB．13.2gC．12.5g D．11.2g14、在常溫下，把一個(gè)盛有一定量甲烷和氯氣的密閉容器放在光亮的地方，兩種氣體發(fā)生反應(yīng)，下列敘述中不正確的是()A．容器內(nèi)原子總數(shù)不變 B．容器內(nèi)分子總數(shù)不變C．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變 D．發(fā)生的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)15、在光照條件下，將1molCH4與Cl2反應(yīng)，得到等物質(zhì)的量的4種取代物，則消耗Cl2物質(zhì)的量為()A．1molB．2molC．2.5mol D．10mol16、下列各對(duì)物質(zhì)中互為同系物的是()A．CH3—CHCH2和CH3—CH2—CHCH2B．CH3—CH3和CH3—CHCH2C．CH3—CH2—CH3和CH3—CHCH2D．CH3—CH2—CHCH2和CH3—CH2—CH317、下列反應(yīng)中，光照對(duì)反應(yīng)幾乎沒有影響的是()A．氯氣與氫氣反應(yīng) B．次氯酸分解C．甲烷與氯氣反應(yīng) D．甲烷與氧氣反應(yīng)18、在烷烴的同系物中，所含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大應(yīng)接近于()A．75%B．80%C．85.7% D．92.3%19、下列關(guān)于碳?xì)浠衔锏臄⑹稣_的是A．碳?xì)浠衔锏耐ㄊ綖镃nH2n+2B．燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水的化合物一定是碳?xì)浠衔顲．碳原子間以單鍵相連的烴是烷烴D．碳?xì)浠衔锓肿拥南鄬?duì)分子質(zhì)量一定是偶數(shù)20、下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．甲烷與氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)B．烷烴中除甲烷外，很多都能使KMnO4酸性溶液的紫色褪去C．分子通式為CnH2n+2的烴一定是烷烴D．甲烷能夠燃燒，在一定條件下會(huì)發(fā)生爆炸21、①CH3CH2CH3②CH3CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH3④⑤⑥CH3CH2CH2CH2CH2CH3，上述物質(zhì)的沸點(diǎn)按由高到低的順序排列的是A．⑥③④⑤②①B．⑥③②①④⑤C．⑤④⑥③②①D．⑥⑤④③②①22、下列各物質(zhì)：①O2和O3②12C和14C③C2H6和C3H8④和(1)互為同位素的是__________(2)互為同素異形體的是__________(3)同屬于烷烴的是__________(4)互為同分異構(gòu)體的是__________(5)互為同系物的是__________23、下列物質(zhì)中：①CH3(CH2)3CH3②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，屬于同系物的是__________；屬于同分異構(gòu)體的是________；屬于同種物質(zhì)的是________A．①②B．②③C．③④⑤⑥⑦D．①③E．③④⑤⑦F．④⑥24、(1)有機(jī)化合物中，碳原子之間可以形成________或碳環(huán)。某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式為，請(qǐng)按照碳原子的成鍵方式指出該分子中各共價(jià)鍵的類型：______，該有機(jī)物______(填“屬于”或“不屬于”)烷烴(2)觀察下面幾種烷烴的球棍模型①A的結(jié)構(gòu)簡式為____________________，B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為__________________②C的名稱為__________，D的分子式為__________③隨碳原子數(shù)增加，烷烴的熔、沸點(diǎn)依次________，液態(tài)時(shí)密度依次________④烷烴分子中碳原子間以________相連，碳原子的其他價(jià)鍵被H原子飽和。假設(shè)烷烴分子中碳原子個(gè)數(shù)是n，則烷烴的通式是________a．CnH2n－2B．CnH2nc．CnH2n＋2 D．CnH4n(3)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四種烴各為1mol，在足量O2中燃燒，消耗O2最多的是________________(填化學(xué)式，下同)，上述四種烴各為1g，在足量O2中燃燒，消耗O2最多的是________________。在烷烴分子中，每增加一個(gè)碳原子，每摩爾該烷烴完全燃燒需要多消耗氧氣_______a．1molB．1.5molc．2mol D．2.5mol(4)取一定質(zhì)量的丙烷完全燃燒，產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量________(填“大于”、“等于”或“小于”)H2O的物質(zhì)的量。25、如圖是某同學(xué)利用日常用品注射器設(shè)計(jì)的簡易實(shí)驗(yàn)裝置。甲管中注入10mLCH4，同溫同壓下乙管中注入50mLCl2，將乙管氣體推入甲管中，氣體在甲管中反應(yīng)，試管放在光亮處一段時(shí)間。(1)下列是某同學(xué)預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①氣體最終變?yōu)闊o色；②實(shí)驗(yàn)過程中，甲管活塞向內(nèi)移動(dòng)；③甲管內(nèi)壁有油珠；④產(chǎn)生火花。其中正確的是________(2)甲管中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的類型為______________(3)反應(yīng)后，甲管中剩余氣體能用下列試劑吸收的是________A．水B．NaOH溶液C．AgNO3溶液D．飽和食鹽水(4)反應(yīng)后，若將甲中的物質(zhì)全部推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中，會(huì)觀察到__________；若再向其中滴入幾滴石蕊溶液，又觀察到____________26、某課外活動(dòng)小組利用如圖所示裝置探究甲烷與氯氣的反應(yīng)。根據(jù)題意，回答下列問題：(1)CH4與Cl2發(fā)生反應(yīng)的條件是________；若用日光直射，可能會(huì)引起________________(2)實(shí)驗(yàn)中可觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有：量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，___________________，______________________等(3)實(shí)驗(yàn)中生成的油狀液滴的化學(xué)式為__________，其中________是工業(yè)上重要的溶劑(4)用飽和食鹽水而不用水的原因是_______________【碳原子的成鍵特點(diǎn)與烷烴】答案【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】1、B2、C3、B。解析：碳元素的原子最外層有4個(gè)電子，既不易失電子也不易得電子，故碳原子性質(zhì)并不活潑，常溫下比較穩(wěn)定，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】1、D。解析：這幾種形式都可表示甲烷分子，其中分子結(jié)構(gòu)示意圖、球棍模型及空間填充模型均能反映甲烷分子的空間構(gòu)型，但空間填充模型更能形象地表達(dá)出甲烷分子中H、C原子的位置及所占比例。電子式只反映出原子的最外層電子的成鍵情況。2、C3、C。解析：取代反應(yīng)是指有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。C項(xiàng)中的反應(yīng)為置換反應(yīng)，不是有機(jī)反應(yīng)，更不是取代反應(yīng)。4、C。解析：1molCH4與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25mol，該四種取代物中n(Cl)＝0.25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol，根據(jù)取代反應(yīng)特點(diǎn)，1/2的氯原子進(jìn)入氯化氫，所以n(HCl)＝2.5mol，故生成物中所含氯原子共2.5mol＋2.5mol＝5mol，參加反應(yīng)的氯氣為n(Cl2)＝2.5mol。]5、C。解析：取代反應(yīng)產(chǎn)物一般是化合物，A錯(cuò)誤；取代反應(yīng)有的是氧化還原反應(yīng)，有的不是，B錯(cuò)誤；取代反應(yīng)有的是逐步進(jìn)行的，因此生成物中可能會(huì)存在多種產(chǎn)物共存的現(xiàn)象，D錯(cuò)誤?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】1、C。解析：烷烴中只含C、H元素，且碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”。2、B。烷烴的密度隨碳原子數(shù)的增多而逐漸增大，但總比水輕，所以B項(xiàng)錯(cuò)。3、D。解析：1molC3H8完全燃燒消耗O2為3＋eq\f(8,4)＝5mol，A項(xiàng)不正確；C3H8與丁烷(C4H10)互為同系物，B項(xiàng)不正確；C3H8為飽和烴，不能被高錳酸鉀氧化即C3H8不能使高錳酸鉀溶液褪色，C項(xiàng)不正確。4、D。解析：在烷烴分子中，碳原子之間全部以單鍵結(jié)合，碳原子的剩余價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合而達(dá)飽和，故烷烴中的化學(xué)鍵并不都是碳碳單鍵，選項(xiàng)A說法不正確；烷烴屬飽和烴，其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，通常烷烴不與酸、堿、氧化劑(如酸性KMnO4溶液)反應(yīng)，選項(xiàng)B說法不正確；因分子通式CnH2n＋2中的碳原子已達(dá)到完全飽和狀態(tài)，因此符合通式CnH2n＋2的有機(jī)物一定是烷烴，選項(xiàng)C說法不正確；烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，這是烷烴的主要特征性質(zhì)，選項(xiàng)D說法正確。]5、C。解析：①烷烴分子中碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵全是單鍵，形成的烷烴為飽和鏈烴，每個(gè)碳原子都形成四個(gè)單鍵，故①正確；②烷烴均不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，故②錯(cuò)誤；③分子通式為CnH2n+2的烴，滿足碳原子的價(jià)鍵是分子中形成的全是單鍵，是飽和烴，所以一定是烷烴，故③錯(cuò)誤；④烷烴的通性是飽和碳原子上的氫原子在一定條件下和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，所以烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，故④正確；⑤乙烷與溴水不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故⑤錯(cuò)誤；故答案為C?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】1、D。解析：分子組成相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)不一定互為同系物，還必須為同一類物質(zhì)時(shí)才互為同系物，D項(xiàng)不正確。2、C。解析：雖然A項(xiàng)中的3種物質(zhì)有的是直鏈結(jié)構(gòu)，有的是帶支鏈的結(jié)構(gòu)，但它們通式相同，都屬于烷烴，在分子組成上依次相差一個(gè)CH2原子團(tuán)，故為同系物；B項(xiàng)中的3種物質(zhì)均只含一個(gè)碳碳雙鍵，在分子組成上依次相差一個(gè)CH2原子團(tuán)，也屬于同系物；C項(xiàng)中和分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，不屬于同系物；D項(xiàng)中的3種物質(zhì)均為帶支鏈的結(jié)構(gòu)，在分子組成上依次相差一個(gè)CH2原子團(tuán)，故為同系物。【課后作業(yè)】1、A。解析：僅由碳、氫兩種元素組成的化合物屬于烴，烴是有機(jī)物，A正確；碳酸(H2CO3)不屬于有機(jī)物，B錯(cuò)誤；CO在氧氣中燃燒只生成二氧化碳，但CO不屬于有機(jī)物，C錯(cuò)誤；熔點(diǎn)低且難溶于水的物質(zhì)不一定是有機(jī)物，如CO等，D錯(cuò)誤。2、A。解析：碳原子最外層有4個(gè)電子，可形成4對(duì)共用電子，即形成4個(gè)共價(jià)鍵，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；碳原子與其他原子形成的共價(jià)鍵是極性鍵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；碳原子最外層有4個(gè)電子，既不容易得到電子也不容易失去電子，即難形成離子鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3、B。解析：C、Si能形成4條共價(jià)鍵，N能形成3條共價(jià)鍵，而O、S能形成2條共價(jià)鍵，可以看出B項(xiàng)中碳原子成鍵不合理。4、C。解析：從分子式CH4可得出甲烷由碳、氫兩種元素組成，1個(gè)甲烷分子是由1個(gè)碳原子和4個(gè)氫原子構(gòu)成的，A項(xiàng)正確；甲烷的電子式反映了碳原子和氫原子通過形成共用電子對(duì)而使其最外層達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)正確；結(jié)構(gòu)式僅能反映原子間的結(jié)合情況及成鍵情況，不能反映其真實(shí)的空間結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；甲烷分子中的C—H鍵是極性鍵，D項(xiàng)正確。]5、D。解析：A項(xiàng)，CH4在高溫下發(fā)生分解反應(yīng)；B項(xiàng)，鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，而非取代反應(yīng)；C項(xiàng)，CH4的燃燒屬于氧化反應(yīng)；D項(xiàng)，C2H6與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng)。6、C7、B。解析：O2和O3互為同素異形體；1H和2H互為同位素；CH3CH2CH2CH3和(CH3)3CH互為同分異構(gòu)體；只有CH4和C3H8滿足同系物的概念。8、D。解析：在光照條件下，將等物質(zhì)的量的甲烷和氯氣充分反應(yīng)，會(huì)發(fā)生取代反應(yīng)，由于取代反應(yīng)是逐步進(jìn)行的，每一步在產(chǎn)生氯代烴的同時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生HCl，所以在所得產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是HCl。9、D。解析：甲烷與氯氣在光照的條件下，發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)總共有五種產(chǎn)物，①CH3Cl，②CH2Cl2，③CHCl3，④CCl4和氯化氫，因此答案選D。10、D。解析：本題實(shí)為用圖像考查甲烷與氯氣的反應(yīng)。L為CH3Cl，常溫常壓下是一種氣態(tài)有機(jī)物；E為甲烷，含有極性鍵；G為氯氣，干燥的氯氣不能漂白有色物質(zhì)。11、B。解析：CCl4的分子結(jié)構(gòu)同CH4相似，為正四面體結(jié)構(gòu)，CH3Cl中的C—H和C—Cl鍵不同，不是正四面體結(jié)構(gòu)，而是四面體結(jié)構(gòu)。12、B。解析：甲烷與氯氣在光照的條件下能發(fā)生取代反應(yīng)，所以答案選B。13、D。解析：設(shè)產(chǎn)物中CO的物質(zhì)的量為x，CO2的物質(zhì)的量為y。由碳原子守恒可得CH4的物質(zhì)的量為(x＋y)，又由氫原子守恒可得生成H2O的物質(zhì)的量為2(x＋y)，即可得：44g·mol－1·y＋28g·mol－1·x＋2(x＋y)×18g·mol－1＝49.6g,2(x＋y)×18g·mol－1＝25.2g。則解得x＝0.4mol，y＝0.3mol，m(CO)＝0.4mol×28g·mol－1＝11.2g。14、C。解析：由質(zhì)量守恒定律知，A正確；甲烷與氯氣的反應(yīng)中，由碳原子守恒知生成的有機(jī)物的分子個(gè)數(shù)等于甲烷的分子個(gè)數(shù)，再由每取代1個(gè)H原子，消耗一分子氯氣，生成一分子HCl，故反應(yīng)前后分子總數(shù)不變，B正確；由于有機(jī)產(chǎn)物中只有CH3Cl為氣體，故反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少，容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，C錯(cuò)誤；甲烷與氯氣的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，D正確。15、C。解析：由于CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl、CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋2HCl、CH4＋3Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CHCl3＋3HCl、CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CCl4＋4HCl。1molCH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各為0.25mol，則消耗Cl2為(0.25＋0.25×2＋0.25×3＋0.25×4)mol＝2.5mol。16、A。解析：同系物的定義是結(jié)構(gòu)相似(同一類)，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互為同系物，B、C、D三選項(xiàng)中給出的物質(zhì)結(jié)構(gòu)不相似，分子組成上也不相差一個(gè)或若干個(gè)CH2，所以B、C、D三項(xiàng)均不正確。17、D。解析：A項(xiàng)，氯氣與氫氣在加熱或光照下進(jìn)行反應(yīng)，光照有影響，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，次氯酸在光照下發(fā)生分解反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，甲烷與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，甲烷與氧氣在點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，光照對(duì)反應(yīng)幾乎沒有影響，正確。18、C。解析：烷烴通式為CnH2n＋2，所含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為y＝eq\f(碳元素的質(zhì)量,烷烴總質(zhì)量)＝eq\f(12n,12n＋2n＋2)＝eq\f(12,14＋\f(2,n))，y是關(guān)于n的增函數(shù)，當(dāng)n趨向于無限大時(shí)y的值接近eq\f(6,7)，C項(xiàng)正確。19、D。解析：CnH2n+2是烷烴的通式，A項(xiàng)錯(cuò)誤；燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水的化合物不一定是碳?xì)浠衔?，分子式為CxHyOz的有機(jī)物完全燃燒的產(chǎn)物也是二氧化碳和水，B項(xiàng)錯(cuò)誤；碳原子間以單鍵相連的鏈烴才是烷烴，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)樘荚拥南鄬?duì)原子質(zhì)量為偶數(shù)，烴分子中的氫原子數(shù)也一定為偶數(shù)，所以“碳?xì)浠衔锓肿拥南鄬?duì)分子質(zhì)量一定是偶數(shù)”是正確的。20、B。解析：A．甲烷是飽和鏈烴，與氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都同時(shí)生成HCl，所以屬于取代反應(yīng)，A正確；B．烷烴是飽和鏈烴，都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，B錯(cuò)誤；C．只有烷烴的分子組成滿足通式CnH2n+2，C正確；D．甲烷與氧氣的混合氣，在一定體積含量范圍內(nèi)，點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸，D正確；故選B。21、A。解析：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(diǎn)逐漸升高；碳原子數(shù)相同的烴，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低，據(jù)此解答。給出的物質(zhì)都是烷烴，則烷烴隨著分子中碳原子數(shù)的遞增呈規(guī)律性變化，沸點(diǎn)逐漸升高，碳原子數(shù)相同的烷烴，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低；⑥