2016年人教版高一化学必修2第三章第一节甲烷-(学案+教案+典型例题+巩固练习)高品质版(共15页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第一节 最简单的有机化合物甲烷本节要览 本节主要学习甲烷的结构、性质，烷烃的概念、性质，同系物、同分异构体的概念，用2课时完成。甲烷是最简单的有机物，利用甲烷的球棍模型和比例模型认识甲烷的分子结构，通过实验了解甲烷的取代反应，并进一步了解甲烷的物理性质和化学性质。通过观察乙烷、丙烷、丁烷等的球棍模型，分析它们的结构特点，从而得出烷烃的结构特点和概念；通过对正丁烷与异丁烷的结构与性质的比较，了解有机物的同分异构现象。第1课时 甲烷【学习目标】知识目标1. 了解甲烷的存在和用途。2. 了解甲烷分子的立体结构。3. 掌握甲烷的化学性质。能力目标1. 认识甲烷的空间结构。2. 理解取代反应的概念和特点。重点：甲烷的结构和性质难点：甲烷的空间结构，取代反应的概念课前自主预案【空格点击】 一、有机化合物组成有机物的元素除碳外，常有 氢、氧 ，还含有 氮、硫、卤素、磷 等，其中仅含 碳和氢两种 元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃，最简单的有机物是 甲烷 。二、甲烷1. 甲烷的分子式为 CH4 ，电子式为，结构式为。甲烷的分子是一种对称的 正四面体 结构，四个C-H键的长度和强度 相同 ，夹角 相等 。 2. 甲烷是一种 没有 颜色 没有 气味的气体，密度比空气 小 ， 极难 溶于水。3. 通常情况下，甲烷比较稳定，与 高锰酸钾 等强氧化剂不反应，与 强酸、强碱 也不反应。但在一定条件下，甲烷也会发生某些反应。4. 请写出甲烷完全燃烧时的化学反应方程式 CH4+2O2CO2+2H2O 。5. 有机物分子里的某些 原子或原子团 被其他 原子或原子团 所 替代 的反应叫取代反应。甲烷与氯气反应的第一步反应的化学方程式为： CH4+Cl2CH3Cl+HCl 。【思考交流】 1. 甲烷比较稳定，不能被任何氧化剂氧化，这种说法是否正确？提示：不正确。通常情况下，甲烷比较稳定，不能被高锰酸钾等强氧化剂，但在点燃条件下，甲烷能在空气或氧气中燃烧，即甲烷能氧气氧化。2. 根据实验，完成下表：序号操作实验现象有关方程式（1）将甲烷依次通入酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸和溴水。（2）点燃纯净甲烷，在火焰上罩一干燥烧杯，然后倒转烧杯并入少量澄清石灰水。（3）用试管收集一定量甲烷与氯气，放在漫射光下照射。（4）根据上述操作和现象，归纳总结甲烷的组成和性质。提示：（1）酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸和溴水均无明显变化 不反应；（2）甲烷燃烧发出淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠，澄清石灰水变浑浊CH4+2O2CO2+2H2O Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O （3） 气体颜色变浅，试管壁上有油珠生成 CH4+Cl2 HCl+CH3Cl（再写下几步亦可）（4）甲烷的组成元素中肯定有碳和氢，在通常情况下，甲烷的性质比较稳定，一般不与硫酸等强酸、高锰酸钾等强氧化剂反应，也不与溴水反应，在点燃条件下甲烷可以在氧气中燃烧，在光照条件下甲烷可以与氯气发生取代反应。课堂互动学案考点一 甲烷的分子结构【知识归纳】 1. 甲烷的分子结构实验证明，甲烷分子里4个氢原子并不在同一个平面上，整个分子是一种对称的正四面体结构，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上，4个CH键强度相同，夹角（109°28）相同。下图分别为甲烷的球棍模型、比例模型和分子结构示意图： 2. 有机物与无机物的区别有机物无机物结构大多数有机物只含共价键有些含离子键，有些含共价键或同时含离子键和共价键溶解性多数不溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂多数溶于水，而难溶于有机溶剂耐热性多数不耐热，熔点较低（一般低于400）多数耐热，熔点较高可燃性多数能燃烧多数不能燃烧电离性多数为共价化合物，多数是非电解质有离子化合物，也有共价化合物，多数（如酸、碱、盐等）是电解质反应特点一般比较复杂，副反应多，反应速率慢，方程式一般用“”连接一般比较简单，副反应少，反应速率快，方程式用“=” 连接【典例解析】例1、（2009江苏学业水平测试）下列关于甲烷的叙述错误的是（ ）A天然气的主要成分B最简单的有机物C含碳质量分数最大的有机物 D与氯气在光照条件下能发生取代反应审题导读：根据甲烷的组成、结构及性质分析。思路解析：甲烷是含碳质量分数最小、含氢质量分数最大的有机物，C项错误。参考答案：C规律总结：甲烷是天然气、沼气、煤矿坑道气等的主要成分，也是最简单的有机物，同时也是含碳质量分数最小、含氢质量分数最大的有机物，其主要性质是燃烧和光照条件下发生取代反应。【跟踪训练】1. 下列说法中正确的是 （ ）A. 有机物都是从有机体中分离出来的物质 B. 有机物都是共价化合物C. 有机物不一定都不溶于水 D. 有机物不具备无机物的性质解析：从无机体中也能提取有机化合物，A项不正确；有机物分子里各原子大都以共价键结合为共价化合物，但也有形成离子键的离子化合物，如CH3COONa，CH3COONH4：B项不正确；有机化合物大多数不溶于水，但也有溶于水的，如乙醇、乙酸、葡萄糖等，C项正确；有机化合物与无机化合物性质差别较大，但有些有机化合物也具有某些无机化合物的性质，如乙酸 (CH3COOH) 具有酸性等，D项不正确。答案：C2. 2010年6月5日是第39个世界环境日，联合国环境规划署确定今年“六·五”世界环境日主题是：“多样的物种·惟一的星球·共同的未来”，呼吁保护生物多样性和呵护地球家园；我国确定今年世界环境日的主题为：“低碳减排·绿色生活”，号召公众从我做起，推进污染减排，践行绿色生活，为建设生态文明、构建环境友好型社会贡献力量。为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气（CNG），另一类是液化石油气（LPG）。这两类燃料的主要成分都是（ ）A. 碳水化合物 B. 烃类 C. 氢气 D. 醇类解析：天然气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷等混合物，它们都仅含碳和氢两种元素，都属于碳氢化合物，即属于烃。答案：B考点二 取代反应与置换反应比较【知识归纳】取代反应置换反应定义有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。反应特点反应物：有机化合物与单质或化合物；生成物：不一定有单质；很多反应进行不完全，速度慢反应物和生成物中都一定有单质一般能反应完全，速度较快本质反应中无电子转移反应中有电子转移反应条件反应的进行受温度、光照和催化剂等外界条件影响反应的进行受金属活动性顺序或非金属活动性顺序的限定，水溶液中置换遵循“以强制弱”的原则【典例解析】例2、将1 mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为 （ ）A. 0.5 mol B. 2 mol C. 2.5 mol D. 4 mol审题导读：根据CH4与Cl2的各步取代反应及物质的量关系进行计算。思路解析：1 mol CH4生成四种有机取代物的物质的量各为0.25mol，根据取代反应的特点可知，每取代1molH，即有1molCl2参加反应，共消耗Cl2的物质的量：0.25mol ×(1+2+3+4)=2.5 mol。故C项正确。参考答案：C规律总结：CH4与Cl2发生取代反应时，由于各步取代反应可同时发生，得到的产物一般均为混合物，最多可以有氯化氢、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳）等五种产物。【跟踪训练】3. 1 mol CH4和1 mol Cl2在光照条件下反应，下列叙述正确的是（ ）A. 化合物与单质间的置换反应 B. 取代反应 C. 既是置换反应，又是取代反应D. 只生成一氯甲烷和氯化氢解析：CH4与Cl2在光照条件下反应中没有单质生成，不属于置换反应而属于取代反应，A项和C项不正确，B项正确；产物除一氯甲烷和氯化氢外还可能有二氯甲烷、三氯甲烷等生成，D项不正确。答案：B4. 将漫射日光照射到装有氯气和甲烷混合气体（体积比为4:1）的装置上（如下图）。现列出如下现象，其中正确的是（ ）试管内黄绿色逐渐消失试管内黄绿色加深无任何现象试管内液面上升试管内壁上有油状物生成A. B. 和C. 和 D. 和解析：氯气和甲烷在光照条件下能发生取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳等有机物和氯化氢，其中只有氯气为黄绿色，其他均为无色，随着反应进行，氯气被消耗，黄绿色逐渐消失，则正确，和不正确；生成物中二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是油状液体，且氯化氢溶于饱和食盐水，试管内压强减小，液面上升，和也正确。 故正确的为和，答案为B项。答案：B课后巩固练案1. 下列物质在一定条件下，可与甲烷发生取代反应的是（ ）A. 氧气 B. 氯气 C. 高锰酸钾溶液 D. 浓硫酸解析：通常情况下，甲烷的性质比较稳定，一般不与硫酸等强酸、高锰酸钾等强氧化剂反应，在点燃条件下甲烷可以在氧气中燃烧，在光照条件下甲烷可以与氯气发生取代反应。故答案为B项。答案：B2. 下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是（ ）A. 氯气与氢气的反应 B. 氯气与甲烷的反应 C. 氧气与甲烷的反应 D. 次氯酸的分解解析：氯气与氢气的混合气在光照条件下能发生爆炸；氯气与甲烷在光照条件下发生取代反应；次氯酸在光照条件下加速分解；只有氧气与甲烷的反应光照几乎没有影响。故答案为C项。答案：C3. 下列叙述错误的是（ ）A. 通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不反应 B. 甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C. 甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应 D. 通常状况下CH3Cl为气体解析：在点燃条件下甲烷可以燃烧，即被氧气氧化，B项不正确。答案：B4. 鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别（ ）A. 先后通人溴水和澄清的石灰水B. 点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯C. 点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯D. 点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯，通人溴水解析：根据甲烷、一氧化碳和氢气燃烧产物的不同，甲烷燃烧生成CO2和H2O，烧杯中有水珠，澄清石灰水变浑浊，一氧化碳燃烧生成CO2，烧杯中无水珠，澄清石灰水变浑浊，氢气燃烧生成H2O，烧杯中有水珠，澄清石灰水不变浑浊，三者现象不同，可以鉴别。故答案为C项。答案：C5. 下列叙述中错误的是（ ）A. 点燃甲烷不必先验纯B. 甲烷燃烧能放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料C. 煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生D. 在人类已知的化合物中，品种最多的是第IVA族元素的化合物解析：可燃性气体在点燃前都必须检验纯度，以防止因气体不纯而发生爆炸，A项错误。故答案为A项。答案：A6. 下列分子式不只代表一种物质的是（ ）A. CH2Cl2 B. CHCl3 C. CH3Cl D. C解析：CH2Cl2、CHCl3、CH3Cl都以看作CH4分子中氢原子被氯原子取代的产物，CH4是正四面体结构，4个氢的位置完全等价，因此CH2Cl2、CHCl3、CH3Cl都只代表一种物质；而C有多种同素异形体如金刚石、石墨等，故答案为D项。答案：D7. 经过马拉松式的艰难谈判，联合国气候变化大会当地时间19日下午在达成不具法律约束力的哥本哈根协议后闭幕。所有在哥本哈根会议上预期要实现的目标都要在2010年墨西哥会议上继续进行。哥本哈根协议中要求：从科学角度出发，必须大幅度减少全球碳排放，并应当依照IPCC第四次评估报告所述愿景，将全球气温升幅控制在2摄氏度以下。已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述：天然气与煤、石油相比是较清洁的能源；等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是（ ） A. B. 只有 C. 和 D. 只有解析：天然气的燃烧产物只有CO2和H2O，是一种比清洁的能源，不会形成酸雨，正确，不正确；据题意，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大，则等质量时，CH4的物质的量大，因而CH4温室效应更大，正确。故答案为C项。答案：C8. 2010年5月3日据新华网报导，贵州省金沙县一乡镇煤矿发生瓦斯爆炸事故，事故发生在2日上午7时50分左右，当时煤矿井下工作人员共有68人，事故发生后，有61人安全升井，7人死亡，1人受伤。如果空气中混入甲烷的体积达到总体积的4.9%16%，点燃时就会发生爆炸。则发生爆炸最剧烈时，甲烷在空气中的体积分数约为（ ）A. 5% B. 8% C. 9.1% D. 10.5%解析：爆炸最剧烈时也就是甲烷与空气中的氧气恰好完全反应时，设空气中甲烷的体积为xL，根据甲烷燃烧的方程式CH4+2O2CO2+H2O可知，xL甲烷完全燃烧需2xL氧气，另外空气中还有氮气的体积约为8xL，则甲烷在空气中的体积分数约为：×100=9.1%，故答案为C项。答案：C9. 下列反应中属于置换反应的是 ，属于取代反应的是 。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 2CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH4+2O2 CO2+2H2O CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl解析：根据置换反应的概念，只有属于置换反应；根据取代反应的概念，有机物分子里的某些原子（或原子团）被其他原子（或原子团）代替的反应，叫取代反应，只有和属于取代反应。答案： 10. 取标准状况下CH4和过量O2的混合气体840mL，点燃充分燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰增重0.600g。计算：（1）碱石灰吸收后剩余气体的体积（标准状况下）。（2）原混合气体中CH4和O2的体积比。解析：（1）设混合气体中CH4的体积为V mL，则：CH4+2O2CO2+2H2O22400 mL 44g+36gV mL 0.600g V=168反应消耗的O2的体积为：168 mL×2=336 mL，则碱石灰吸收后剩余气体的体积为：840mL - 168 mL - 336 mL=336 mL（2）原混合气体中CH4和O2的体积比为：168：（840-168）=1：4答案：（1）336 mL （2）1：4（2010大纲全国II，11）在一定的温度、压强下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为（ ） A1:4 B. 1:3 C. 1:2 D. 1:1解析：CH4燃烧而Ar不燃烧，设混合气体中CH4的体积为x，则：CH4 + 2O2CO2 + 2H2O 1mL 2mL 1mL 少2mL x (100+400-460) mL列比例式解得：x=20mL，Ar的体积为100mL-20mL=80mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比等于其体积比，等于1:4，答案为A项。答案：A第2课时 烷烃【学习目标】知识目标1. 了解烷烃的概念和简单命名方法。2. 了解烷烃的物理性质及变化规律。3. 了解同系物的概念及烷烃的通式。4. 了解同分异构现象和同分异构体的概念。能力目标1. 认识烷烃的结构特点及同系物的概念。2. 能判断和书写烷烃的同分异构体。重点：烷烃的结构、性质、同系物和同分异构体难点：同系物和同分异构体课前自主预案【空格点击】 一、烷烃1. 烃分子中的碳原子间只以 单键 结合，剩余价键均与 氢原子 结合，使每个碳原子的化合价都达到“ 饱和 ”，这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。其通式为 CnH2n+2 。2. 常温下的状态（设碳原子数为n），当n 4 时为气态；随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点依次 升高，烷烃的密度依次 增大 。3. 烷烃的化学性质（1）稳定性：与甲烷类似，通常情况下，不与强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂反应。 （2）可燃性：都能燃烧。写出烷烃在空气中的燃烧通式：CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。（3）在光照条件下能与氯气发生 取代 反应。4. 烷烃碳原子数在十以内时，以 甲、乙、丙、丁 、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“ 烷 ”字，碳原子数在十以上时，以 汉字数字 代表。二、同系物和同分异构体1. 结构 相似 ，在分子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团的物质互称同系物。同系物间的关系：属于同类物质，通式相同（如烷烃：CnH2n+2）分子式不同，相对分子质量相差14n。2. 像这种化合物具有相同的 分子式 ，但具有不同 结构 的现象称为同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互称 同分异构体 。3. 正丁烷和异丁烷互为 同分异构体 。互为同分异构体的化合物一定具有相同的 分子式 ，而具有不同的 结构 ，烷烃的同分异构体数目随碳原子数增加而增多，如丁烷有 2 种，戊烷有 3 种，己烷有 5 种，庚烷有9种，而癸烷则有75种之多。 同分异构 现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因之一。【思考交流】 1. 两种物质互为同系物，它们能否再互为同分异构体？提示：不能。因为同分异构体的分子式必须相同，而互为同系物的两物质分子组成上相关若干个CH2原子团，分子式不同，不可能再互为同分异构体。2. 为了测定甲烷的分子式，取一定量的甲烷置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出甲烷的最简式。他们测得的有关数据如下（箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽）。 （1）根据两方案，你认为能否求出甲烷的最简式？（2）请根据你选择的方案，通过计算求出甲烷的最简式。（3）丙同学认为若要单纯依靠这些数据，无法确定甲烷的分子式，你是否同意他的观点？说明理由。（1）甲可以 （2）CH4 （3）不需要提示：（1）甲方案中浓硫酸增重为水的质量，碱石灰增重为CO2的质量，CO点燃后生成CO21.76 g，可以分别求出碳和氢的量，故可以求出A的最简式。乙方案中先通过碱石灰，则水与二氧化碳同时被吸收，则无法分别求出碳和氢的量，也就不能求出A的最简式。（2）根据甲的数据，n(H)=×2=0.28mol，n(C)=0.07mol，则：n(C)：n(H)=0.07：0.28=1：4，即A的最简式为CH4。（3）因A的最简式为CH4，氢原子已达饱和，CH4就是其分子式，故不需要测定其他数据。课堂互动学案考点一 烷烃【知识归纳】1. 烷烃（1）组成结构烷烃通式为CnH2n+2（n1）其中含碳量最低的是CH4（75%），随着碳原子数的增多，含碳量增大，但不会达到85.7%。烷烃分子里碳原子与碳原子之间以碳碳单键结合，每个碳原子能以四个共价键与其他原子结合，且都是空间立体结构。（2）物理性质随着碳原子数的增多，烷烃的熔沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大。常温下，碳原子数小于或等于4时均为气态（新戊烷沸点9.5常温下为气态）；当碳原子相等时，一般支链越多，沸点越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。（3）化学性质 烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化，但在空气或氧气中能燃烧。在光照条件下，烷烃能与氯气等发生取代反应，生成多种卤代产物。2. 有机物组成和结构的表示方法种类实例含义应用分子式C2H6用元素符号表示物质分子组成的式子，可以反映一个分子中原子的种类和数目多用于研究物质的组成最简式（实验式）CH3表示物质组成的各元素原子最简整数比根据最简式和相对分子质量确定分子式电子式用小黑点或×代表电子，表示原子最外层电子成键情况的式子多用于表示离子化合物或共价化合物的形成结构式具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；表示分子中原子的结合或排列顺序，但不能表示其空间构型能反映有机物的结构，多用于研究有机物的性质结构简式CH3CH3结构式的简便写法，着重突出有机物的结构特点（官能团）同结构式球棍模型用小球表示原子，短棍表示价键，能表示其空间构型，但不能反映各种不同原子的大小比例用于表示有机物分子的空间构型（立体结构）比例模型用不同体积的小球表示不同的原子大小，能表示其空间构型，能反映各种不同原子的大小比例用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序【典例解析】例1、（2009山东学业水平考试）2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述正确的是（ ）A. 是天然气的主要成分 B. 光照下能够发生取代反应C. 与丁烷互为同分异构体 D. 分子中碳原子在一条直线上审题导读：根据烷烃的结构和性质分析。思路解析：天然气的主要成分是甲烷；丙烷在光照下能够与氯气等发生取代反应，B项正确；丙烷与丁烷分子式不同，不属于同分异构体；丙烷分子中3个碳原子呈三角形，不在一条直线上。参考答案：B规律总结：烷烃的分子是空间立体结构，不是平面或直线结构，碳原子数为3个或3个以上的烷烃分子中碳原子都不在一条直线上。【跟踪训练】1. 下列有关烷烃的叙述中，不正确的是（ ）A. 在烷烃分子中，所有的化学键都为单键 B. 所有的烷烃在光照条件下都能与 Cl2发生取代反应C. 烷烃的分子通式为CnH2n+2，符合该通式的烃不一定是烷烃D. 随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高解析：烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键，烷烃都能与Cl2发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力增大，使其熔沸点逐渐升高；因分子通式中CnH2n+2中的氢原子已达饱和 , 故符合CnH2n+2的有机物只可能是烷烃。故答案为C项。答案：C2. （2009宁夏学业水平测试）某烷烃含200个氢原子，则该烃的分子式是（ ）AC97H200 BC98H200 CC99H200 DC100H200解析：根据烷烃通式CnH2n+2,2n+2=200，n=99，该烃的分子式为C99H200，C项正确。答案：C考点二 同系物与同分异构体【知识归纳】1. 同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较概念同系物同分异构体同素异形体同位素定义结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质分子式相同而结构式不同的化合物的互称由同种元素组成的不同单质的互称质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称分子式不同相同元素符号表示相同，分子式可不同结构相似不同不同研究对象化合物化合物单质原子 2. 烷烃同分异构体的书写书写规律可概括为：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对邻到间。（1）先写出碳原子数最多的主链；（2）写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基接到主链碳原子上；（3）写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基接到主链碳原子上，并依次类推。【典例解析】例2、（2009宁夏理综）3-甲基戊烷的一氯代产物有(不考虑立体异构)（ ）A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种审题导读：可以利用等效氢法分析一氯代物的种数。思路解析：3-甲基戊烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，根据等效氢法判断，其分子中有4种不同的氢原子，即有4种一氯代产物，其一氯代产物的结构简式分别是：CH2ClCH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH3、CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CH2CH3。故答案为B项。参考答案：B规律总结：烃的一取代物数目的确定，实质上是看处于不同位置的氢原子数目，即“等效氢”的数目。判断“等效氢”的三条原则是：1. 同一碳原子上的氢原子是等效的，如甲烷中的4个氢原子等同。2. 同一碳原子上所连的甲基是等效的，如新戊烷中的4个甲基上的12个氢原子等同。3. 处于对称位置上的氢原子是等效的，如乙烷中的6个氢原子等同。等效氢法是判断一取代产物种数的常用方法，一般来说，烃分子的对称性越高，其一取代物的种数越少。【跟踪训练】3. 下列烷烃的分子式可以表示3种不同结构的是（ ）AC5H12 BC4H10 CC3H8 DC2H6解析：C5H12有3种同分异构体。答案：A4. 下列各组物质中，互为同分异构体的是（ ）A. 白磷和红磷 B. CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH3C. CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3D. CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH2CH2CH3解析：白磷和红磷互为同素异形体，A项不正确；CH3CH2CH3和CH3CH2CH2CH3分子式不同，二者互为同系物，不是同分异构体，B项不正确；CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH3为同一种物质，C项不正确。答案：D教材练习全解1. C解析：煤气的主要成分是CO，不是甲烷，答案为C项。2. AC解析：氯气在光照条件下可与CH4发生取代反应，在点燃条件下CH4能在氧气中燃烧，答案为A项和C项。3. D解析：等物质的量的甲烷与氯气反应可以生成多种氯代物，但每一步都生成HCl，产物中HCl的物质量最大，答案为D项。4. A解析：有机物中碳总显4价，即均以4对共用电子对与其他原子结合，答案为A项。5. C解析：充分燃烧时甲烷生成CO2和H2O，CO只生成CO2，氢气只生成H2O，点燃时先罩上干燥的烧杯，无水珠出现的是CO，再在另外两个上罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊的是甲烷，另一种是氢气，答案为C项。6. C解析：氧气与甲烷的反应一般是在点燃条件下进行，光照对其几乎无影响，答案为C项。7. B解析：碳原子能与其他原子形成四个共价键，碳原子之间可以成链，也可以成环，是有机物种类繁多的主要原因，答案为B项。8. D解析：根据同分异构体的概念，正丁烷和异丁烷符合分子式相同，机时结构不同的特点，故二者互为同分异构体，答案为D项。9.（1）天然气 （2）改大 天然气燃烧不充分等 （3）丁烷遇冷液化，管道气流不畅10. 0.5mol 1mol 解析：11.2L（标准状况）甲烷的物质的量为0.5mol，根据甲烷燃烧的化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O，0.5mol CH4燃烧生成0.5mol CO2和1mol H2O。课后巩固练案1. 下列有关烷烃的性质的说法中不正确的是（ ）A. 随着分子中碳原子数的增加，烷烃熔沸点逐渐升高B. 碳原子数小于5的烷烃在常温下都是气态C. 烷烃的通式是CnH2n+2 D. 烷烃化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化解析：在点燃条件下烷烃可以燃烧，即被氧气氧化，D项不正确。答案：D2. 异戊烷和新戊烷互为同分异构体的依据是 （ ）A. 具有相似的化学性质B. 具有相同的物理性质C. 分子具有相同的空间结构D. 分子式相同，但分子内碳原子的结合方式不同解析：根据同分异构体的概念，同分异构体具有相同的分子式，不同的结构，D项正确。答案：D3. 已知：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物，如甲烷、乙烷、丙烷等属于烷烃同系物。则在同一系列中，所有的同系物都具有（ ）A. 相同的相对分子质量 B. 相同的物理性质C. 相似的化学性质 D. 相同的最简式解析：根据题给信息，同系物结构相似，则具有相似的化学性质，C项正确；在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，则相对分子质量不同，物理性质也不同，A项和B项错误；以烷烃同系物为例，甲烷的最简式为CH4，乙烷的最简式为CH3，丙烷的最简式为C3H8，都不相同，D项也错误。故答案 为C项。答案：C4. 2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述中不正确的是（ ）A. 分子中碳原子不在一条直线上B. 光照下能够发生取代反应C. 比丁烷更易液化D. 是石油分馏的一种产品解析：烷烃的碳链呈锯齿状，丙烷分子中碳原子不在一条直线上，A项正确；烷烃在光照下能与卤素单质发生取代反应，B项正确；烷烃的沸点随碳原子数的增多而升高，丁烷的沸点比丙烷高，因而丁烷更易液化，C项不正确；石油中含多种烷烃和环烷烃，石油分馏可以得到丙烷等，D项正确。故答案为C项。答案：C5. 主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有（ ）A. 2种 B. 3种 C. 4 种 D. 5 种解析：主链含5个碳原子有甲基、乙基2个支链的烷烃只能是：共2种，故答案为A项。答案：A6. 己知丙烷的二氯代物有四种同分异构体，其六氯代物的同分异构体数目为（ ）A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种解析：丙烷的分子式为C3H8，共有8个氢原子，其二氯代物中有2个氯原子和6个氢原子，而其六氯代物中有6个氯原子和2个氢原子，相当于氢和氯代换了，故其二氯代物和六氯代物的同分异构体的数目相等，即其六氯代物的同分异构体也有四种。故答案为C项。答案：C7. 进行一氯取代反应后，产物只能生成3种沸点不同的烷烃的是（ ）A. (CH3)2CHCH2CH2CH3 B. (CH3CH2)2CHCH3C. (CH3)2CHCH(CH3)2 D. (CH3)3CCH2CH3解析：根据对称性分析，处于对称位置的碳原子为等效碳，等效碳上的氢为等效氢，以A项为例分析（为便于分析把每个碳上编了号）：号碳和号碳连在同一个碳原子上，为等效碳，其6 个氢原子为等效氢，被1个氯原子取代后的产物是一样的，号碳各为一类，分子中总共有5类等效氢，即有5种一氯代物；同理分析，B项有4种一氯代物，C项有2种一氯代物，D项有3种一氯代物，故答案为D项。答案：D8. 对CH2Cl2的叙述正确的是（ ）A. 有两种同分异构体 B. 是平面结构C. 只有一种结构 D. 有四种同分异构体解析：由于甲烷是正四面体结构，则任意两个氢原子（或氯原子）的位置都是等价的，当甲烷分子中的两个氢原子被氯原子取代后，只能得到一种结构CH2Cl2。故答案为C项。答案：C9. 在常温常压下，下列四种气态烃各1mol分别在足量氧气中燃烧，消耗氧气最多的是（ ）A. CH4 B. C2H6 C. C3H8 D. C4H10解析：根据烷烃的燃烧通式：CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O，1mol烃燃烧耗氧mol，越大，耗氧越多。答案：D10. 写出下列各烷烃的分子式：（1）烷烃A在同温同压下蒸气的密度是氢气的36倍_。（2）烷烃B的分子中含有100个氢原子_。（3）1L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L的水蒸气_。（4）分子中含有22个共价键的烷烃_。解析：（1）烷烃A在同温同压下蒸气的密度是氢气的36倍，M(A)=72，利用商余法得A为C5H12；（2）根据烷烃通式CnH2n+2，2n+2=100，n=49，B为C49H100；（3）1L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L的水蒸气，则2n+2=30，n=14，D为C14H30；（4）烷烃CnH2n+2分子中含共价键数为(n-1)+(2n+2)=3n+1=22，n=7，分子式为C7H16。答案：（1）C5H12 （2）C49H100 （3）C14H30 （4）C7H16某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是（ ）A. C3H8 B. C4H10 C. C5H12 D. C6H14解析：只能生成一种一氯代物，说明其分子中氢原子都是等价的，其结构是对称的，同一个碳原子上的氢是等价的，如CH4、CH3中的氢是等价的，同一碳原子上的氢被CH3取代后其相应的氢也是等价的，若CH4中的四个氢原子被四个甲基取代后其所有氢也是等价的，结构简式为C(CH3)4，分子式为C5H12。故答案为C项。答案：C对爸爸的印象，从记事的时候，就有了，他留给我的印象就是沉默少言的，但是脸上却始终有微笑，不管家里遇到了什么样的困难，只要有爸爸在，一切都能够