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甲烷及烷烃
【核心素养发展目标】
1．熟知甲烷的结构、性质及用途，熟悉甲烷的取代反应的条件
2．认识烷烃的组成和结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质
【主干知识梳理】
一、甲烷的结构及性质
1．甲烷分子的组成与结构
分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间充填模型
CH4 CH4
结构特点 CH4的空间结构为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于4个顶点。分子中的4个C－H的长度和强度相同，相互之间的夹角相等，键角为109°28′
2．甲烷的物理性质：无色、无味、极难溶于水、密度比空气小的气体
3．甲烷的化学性质——通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂等不反应
(1)甲烷的氧化反应——燃烧反应
甲烷与氧气燃烧的化学方程式：CH4＋2O2 HYPERLINK "http://www./" EMBED Equation.3 CO2＋2H2O
【微点拨】
①甲烷是优良的气体燃料，通常状况下，1 mol甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，放出890 kJ热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源
②甲烷具有可燃性，点燃甲烷之前一定要检验甲烷的纯度
③煤矿中的爆炸事故多与CH4气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施
(2)甲烷的取代反应
①实验探究
实验过程 取两支试管，均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置，比较两支试管内的现象
实验装置
实验现象 A装置 试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾生成，且试管内液面上升，水槽中有固体析出
B装置 无明显现象
实验结论 CH4与Cl2在光照时才能发生化学反应
②反应的机理
③化学反应方程式
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
④取代反应：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做取代反应
【微点拨】
a．反应条件：光照，其光照为漫射光，在室温暗处不发生反应，但不能用日光或其他强光直射，以防爆炸
b．对反应物状态的要求：卤素单质的气态，如甲烷和溴蒸气、碘蒸气在光照条件下也能发生取代反应，但CH4与氯水、溴水则不反应
c．反应产物：虽然反应物的比例、反应时间的长短等因素会造成各种产物的比例不同，但甲烷与氯气反应生成的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物。反应产物中HCl的物质的量最多
d．反应特点——连锁反应：甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。即当n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1时，并不只发生反应CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，其他反应也在进行
e．定量关系——n(X2)＝n(一卤代物)＋2n(二卤代物)＋3n(三卤代物)＋…＝n(HX)
甲烷四种取代产物性质
CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
名称 一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷
俗称 —— —— 氯仿 四氯化碳
状态 气态 液态 液态 液态
结构式
空间构型 四面体 四面体 四面体 正四面体
密度 —— 大于水 大于水 大于水
用途 —— —— 溶剂 溶剂、灭火剂
(3)甲烷的受热分解：CH4 HYPERLINK "http://www./" EMBED Equation.3 C＋2H2 (分解温度通常在1000°C以上，说明甲烷的热稳定性很强)
【对点训练1】
1．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(　　)
A．甲烷与氯气以物质的量之比为1∶4混合时只生成CCl4
B．甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．1 mol甲烷生成CH2Cl2，最多消耗1 mol氯气
2．如图所示，在光照条件下，将盛有CH4和Cl2的试管倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验，不可能出现的现象是(　　)
A．试管中液面上升至试管顶部 B．试管内的黄绿色变浅
C．试管内壁出现油状液滴 D．试管内出现少量白雾
3．将1 mol CH4和适量的Cl2混合后，在光照条件下充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物且物质的量相等，则生成的HCl的物质的量为(　　)
A．1.5 mol B．2.5 mol C．3 mol D．4 mol
二、烷烃的结构和性质
1．烷烃的结构特点
(1)典型烷烃分子结构的分析
名称 球棍模型 结构简式 分子式 碳原子的杂化方式 分子中共价键的类型
甲烷 CH4 CH4 sp3 C－H σ键
乙烷 CH3CH3 C2H6 sp3 C－H σ键、C－C σ键
丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 C－H σ键、C－C σ键
正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 C－H σ键、C－C σ键
正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 sp3 C－H σ键、C－C σ键
(2)烷烃的概念：有机化合物中只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”，称为饱和烃，又称烷烃
(3)烷烃的结构特点
①杂化方式：烷烃的结构与甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键
②空间结构：以碳原子为中心形成若干四面体空间结构，碳链呈锯齿状排列
③键的类型：烷烃分子中的共价键全部是单键(C－C、C－H)
④呈链状(直链或带支链)：多个碳原子相互连接成链状，而不是封闭式环状结构
(4)链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)
2．烷烃的物理性质
几种常见烷烃的熔点、沸点和密度
名称 分子式 结构简式 常温下状态 熔点/0C 沸点/0C 密度/( g·cm－3)
甲烷 CH4 CH4 气 －182 －164 0.423
乙烷 C2H6 CH3CH3 气 －172 －89 0.545
丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 气 －187 －42 0.501
正丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 气 －138 －0.5 0.579
正戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液 －129 36 0.626
正壬烷 C9H20 CH3(CH2)7CH3 液 －54 151 0.718
十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3 液 －26 196 0.740
十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3 液 18 280 0.775
十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3 固 28 308 0.777
正丁烷和异丁烷物理性质的比较
名称 分子式 熔点/0C 沸点/0C 相对密度
正丁烷 C4H10 －138.4 －0.5 0.5788
异丁烷 C4H10 －159.6 －11.7 0.557
(1)状态：一般情况下，1～4个碳原子烷烃(烃)为气态，5～16个碳原子为液态，16个碳原子以上为固态
(2)溶解性：都难溶于水，易溶于有机溶剂
(3)熔、沸点：随着碳原子数增加，烷烃的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，烷烃分子的熔、沸点逐渐升高；分子式相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低，如熔、沸点：正丁烷＞异丁烷
(4)密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐增大，但比水的小
3．烷烃的化学性质——烷烃的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应
(1)烷烃的氧化反应——可燃性
①烷烃燃烧的通式：CnH2n＋2＋O2 HYPERLINK "http://www./" EMBED Equation.3 nCO2＋(n＋1)H2O
a．丙烷的燃烧方程式为：CH3CH2CH3＋5O2 HYPERLINK "http://www./" EMBED Equation.3 3CO2＋4H2O
b．辛烷的燃烧方程式为：2C8H18＋25O2 HYPERLINK "http://www./" EMBED Equation.3 16CO2＋18H2O
②在空气或氧气中点燃烷烃，完全燃烧的产物为CO2和H2O，相但在同状况下随着烷烃分子里碳原子数的增加往往会燃烧越来越不充分，使燃烧火焰明亮，甚至伴有黑烟
(2)烷烃的特征反应——取代反应
①烷烃的取代反应：CnH2n＋2＋X2CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应
②光照条件下，乙烷与氯气发生取代反应：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl (只要求写一氯取代)
a．原因：之所以可以发生取代反应，是因为C－H有极性，可断裂，CH3CH2Cl会继续和Cl2发生取代反应，生成更多的有机物
b．化学键变化情况：断裂C－H键和Cl－Cl键，形成C－Cl键和H－Cl键
【微点拨】
a．烷烃的取代反应是在光照条件下与纯净的卤素单质反应
b．反应物状态：卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)而不是其水溶液
c．反应的特点：烷烃与X2取代反应为连锁反应，烷烃中的氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时进行，
即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，所以产物较为复杂，不适宜制备卤代烃
d．反应产物：烷烃与氯气也可以是溴蒸气在光照条件下发生的取代反应，随着烷烃碳原子数的增多，产物越将会越来越多，但HCl最多；而生成的取代产物的种类将会更多，如甲烷的氯代物有：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷共四种氯代物，乙烷的氯代物产物将会更多(9种)
d．定量关系：1 mol卤素单质只能取代1 mol H，同时生成1 mol HX
(3)烷烃的分解反应(高温裂化或裂解)——应用于石油化工和天然气化工生产中
烷烃受热时会分解，生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：C16H34C8H16＋C8H18
4．烷烃的存在：天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等，它们的主要成分都是烷烃
【对点训练2】
1．下列有关烷烃的叙述不正确的是(　　)
A．烷烃同系物随着相对分子质量的增大，熔、沸点逐渐升高
B．烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C．常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态
D．同种烷烃的不同异构体中，支链越多其沸点越高
2．现有下列物质：①正丁烷；②2-甲基丙烷；③正戊烷；④2－甲基丁烷；⑤2，2－二甲基丙烷。以上各物质沸点的排列顺序正确的是(　　)
A．①＞②＞③＞④＞⑤ B．⑤＞④＞③＞②＞①
C．③＞④＞⑤＞①＞② D．②＞①＞⑤＞④＞③
3．几种烷烃的沸点如下，根据以上数据推断丙烷的沸点可能是(　　)
物质 甲烷 乙烷 正丁烷 正戊烷
沸点/℃ －164 －89 －0.5 36
A．约－40 ℃ B．低于－164 ℃ C．低于－89 ℃ D．高于36 ℃
4．下列有关烷烃的叙述中，正确的是(　　)
A．常温常压下，所有烷烃都为气体
B．除甲烷外，大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．在一定条件下，烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应
D．烷烃在空气中都能燃烧，但不一定产生淡蓝色火焰
5．将等物质的量的乙烷和溴蒸气混合后，在光照条件下充分反应，所得产物中物质的量最大的是(　　)
A．CH3CH2Br B．CHBr2CHBr2 C．CBr3CBr3 D．HBr
6．液化气的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是(　　)
A．丙烷是链状烷烃，但分子中碳原子不在同一直线上
B．在光照条件下能与Cl2发生取代反应
C．丙烷比其同分异构体丁烷易液化
D．1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2
7．丁烷广泛应用于家用液化石油气，也用于打火机中作燃料，下列叙述中不正确的是(　　)
A．CH3CH2CH2CH3分子中四个碳原子排列成一条直线
B．C4H10与C(CH3)4互为同系物
C．丁烷在常温下是气体
D．C4H10进行一氯取代后可生成四种沸点不同的有机产物
8．C5H12有3种不同的结构，甲：CH3(CH2)3CH3，乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4。下列有关叙述正确的是(　　)
A．甲、乙、丙互为同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B．C5H12能使酸性KMnO4溶液褪色
C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低
D．丙有3种不同沸点的二氯代物
9．烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应，原理如图所示，下列说法正确的是(　　)
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某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例，结果如下：
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A．异丁烷的二溴代物有两种
B．反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定
C．丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，2-甲基-1-溴丙烷含量更高
D．光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代烃反应的关键步骤
三、同系物
名称 甲烷 乙烷 丙烷
分子式 CH4 C2H6 C3H8
相邻分子间关系 相邻烷烃分子在组成上均相差一个CH2原子团
1．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，互称为同系物
如：CH4、C2H6、C3H8互为同系物
2．判断方法
①一差：两种物质分子组成上相差一个或多个“CH2”原子团
②二同：具有相同的通式，两种物质属于同一类物质
③二相似：两种物质结构相似，化学性质相似
【微点拨】
①同系物的研究对象一定是同类有机物，根据分子式判断一系列物质是不是属于同系物时，一定要注意这一分子式表示的是不是一类物质，如：CH2==CH2(乙烯)与(环丙烷)不互为同系物
②同系物的结构相似，主要指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。对烷烃而言就是指碳原子之间以共价单键相连，其余价键全部结合氢原子。同系物的结构相似，并不是相同。如：和CH3CH2CH3，前者有支链，而后者无支链，结构不尽相同，但两者的碳原子均以单键结合成链状，结构相似，故为同系物。
③根据物质的结构简式判断物质是不是属于同系物，要注意所给的物质是不是分子式相同，如：CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2属于同分异构体
④同系物一定满足同一通式，但通式相同的有机物不一定是同系物，如：CH2==CH2和均满足通式CnH2n(n≥2，n为正整数)，但因二者结构不相似，故不互为同系物
⑤同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差14n(n＝1，2，3……)
⑥同系物一定具有不同的分子式
⑦同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化
【对点训练3】
1．下列关于同系物的说法正确的是(　　)
A．同系物可以是不同类别的物质
B．通式相同，分子间相差n(n≥1)个CH2原子团的物质互为同系物
C．同系物的最简式相同，分子式不同
D．同系物的化学性质相似
2．下列各组物质中，互为同系物的是(　　)
A．CH4、C10H22 B．CH4、C2H5OH C．C2H6、C4H8 D．CH3COOH、C3H8
3．下列有机物中和甲烷互为同系物的为__________(填序号，下同)，和CH2==CH2互为同系物的为____________
①CH3CH2CH3　②　③CH2==CH－CH3　④　⑤　⑥
【课时跟踪检测】
1．下图是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型。下列说法正确的是(　　)
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A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构 B．CH4、CCl4都是正四面体结构
C．CH4和CCl4中的化学键完全相同 D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
2．如图所示均能表示甲烷的分子结构，下列说法错误的是(　　)
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A．Ⅰ将各原子看成了质点，为空间结构示意图
B．Ⅱ为电子式，表示甲烷分子中有8个电子
C．Ⅲ为球棍模型，棍代表甲烷分子内含有的共价键
D．Ⅳ为空间填充模型，能表示甲烷的空间结构及各原子的相对大小
3．下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是(　　)
A．烷烃随相对分子质量的增大，熔、沸点逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态
B．烷烃的密度随相对分子质量的增大而逐渐增大
C．烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D．烷烃能使溴水、KMnO4酸性溶液褪色
4．下列有关烷烃的叙述正确的是(　　)
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液褪色
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色
⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧
A．①②③⑥ B．①④⑥ C．②③④ D．①②③④
5．下列有机物：①正丁烷，②丙烷，③异戊烷，④异丁烷，⑤己烷。沸点由高到低的顺序为(　　)
A．②①④③⑤ B．⑤③④①② C．⑤③①④② D．②①③④⑤
6．能够证明甲烷的空间结构是四面体的事实是(　　 )
A．甲烷的四个键键能相同 B．甲烷的四个键键长相等
C．甲烷的所有C－H键键角相等 D．二氯甲烷没有同分异构体
7．在光照条件下，将1 mol甲烷和1 mol氯气混合充分反应后，得到的产物为(　　)
A．CH3Cl、HCl B．HCl、CCl4
C．CH3Cl、CH2Cl2 D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
8．下列各组物质中互为同系物的是(　　)
A．CH3CH==CH2和CH3CH2CH2CH==CH2 B．CH3CH3和CH3CH==CH2
C．CH3CH2CH3和CH3CH==CH2 D．CH3CH2CH==CH2和CH3CH2CH2CH3
9．烷烃分子可看成由－CH3、－CH2－、和等结合而成的。如果某链状烷烃分子中同时存在这4种基团，它所含碳原子数最少为(　　)
A．4 B．7 C．8 D．9
10．某链状有机物分子中含有n个－CH2－，m个，a个，其余为－CH3，则分子中－CH3的个数为(　　)
A．n＋m＋a B．m＋2＋a C．m＋2a＋2 D．m＋2n＋2a
11．已知下列两个结构简式：CH3－CH3和－CH3，两式中均有短线“－”，这两条短线所表示的意义是(　　)
A．都表示一个共用电子对
B．都表示一个共价单键
C．前者表示一个共用电子对，后者表示一个未成对电子
D．前者表示分子内只有一个共价单键，后者表示该基团内无共价单键
12．最近美国宇航局(NASA)马里诺娃博士找到了一种比二氧化碳有效104倍的“超级温室气体”——全氟丙烷(C3F8)，并提出用其“温室化火星”使其成为第二个地球的计划。有关全氟丙烷的说法不正确的是(　　)
A．分子中三个碳原子不可能处于同一直线上
B．全氟丙烷属于烃的衍生物
C．全氟丙烷的电子式为：
D．全氟丙烷分子中既有极性键又有非极性键
13．烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷与氯气反应的部分历程如下，下列说法错误的是(　　)
①引发：Cl2Cl·＋Cl·等；
②链反应：Cl·＋CH4CH3·＋HCl，CH3·＋Cl2Cl·＋CH3Cl等
③终止：Cl·＋Cl·Cl2，Cl·＋CH3·CH3Cl等
A．引发时可以通过热辐射、光照等条件 B．链反应可以反复进行
C．生成物只有四种 D．生成物中可能出现CH3CH3
14．化学家们合成了一种新物质－五星烷，其键线式如图所示。下列有关五星烷的说法正确的是(　　)
A．五星烷与戊烷互为同系物 B．1 mol五星烷完全燃烧消耗氧气19 mol
C．常温下，五星烷为气态化合物 D．五星烷的核磁共振氢谱有2组峰，峰面积之比为1∶1
15．已知有一种烃的结构类似自行车，简称“自行车烃”，如图所示，下列关于它的性质叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L292.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L292.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L292.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L292.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\L292.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\L292.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．易溶于水 B．可以发生取代反应 C．其密度大于水的密度 D．与环己烷互为同系物
16．实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(　　)
INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L291.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L291.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L291.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L291.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\L291.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\L291.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L291X.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L291X.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L291X.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L291X.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\L291X.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\L291X.TIF" \* MERGEFORMATINET
17．常温下，1 mol某链状烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应，若在适当的条件下，完全取代需要消耗6 mol Cl2，则下列判断正确的是(　　)
A．该链状烷烃的分子式为C5H12 B．反应所生成的有机物能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀
C．该链状烷烃的四氯代物有2种 D．反应产物中，一氯代物的物质的量分数最大
18．下列反应属于取代反应的是(　　)
①CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl ②2HI＋Cl2==2HCl＋I2
③CO＋2H2CH3OH ④
⑤CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O
A．①② B．①②③④ C．①④⑤ D．②④⑤
19．在1.013×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列说法不正确的是(　　)
物质 沸点( ℃)
正丁烷[CH3(CH2)2CH3] －0.5
正戊烷[CH3(CH2)3CH3] 36.1
异戊烷[CH3CH2CH(CH3)2] 27.8
新戊烷[C(CH3)4] 9.5
正己烷[CH3(CH2)4CH3] 69.0
A．标准状况下，正丁烷是气体 B．烷烃随碳原子数的增加，沸点升高
C．常温常压下，C5H12都是液体 D．C5H12随着支链数的增加，沸点降低
20．氯仿(CHCl3)可作全身麻醉剂，但在光照下易被氧化为光气(COCl2)：2CHCl3＋O22COCl2＋2HCl，COCl2易爆炸，为防止事故，使用前先检验是否变质，你认为检验用的最佳试剂是(　　)
A．烧碱溶液 B．溴水 C．AgNO3溶液 D．淀粉－KI试剂
21．如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有CH4和Cl2(体积比为1∶4)的混合气体，假定Cl2在水中的溶解度可以忽略不计。将该装置放置在有漫射光的地方，让混合气体缓慢反应一段时间。回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L289.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L289.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L289.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L289.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\L289.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\L289.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)假设CH4与Cl2完全反应，且只生成一种有机物，写出发生反应的化学方程式：__________________
(2)若CH4与Cl2的体积比为1∶1，则反应得到的产物为________
A．CH3Cl、HCl B．CCl4、HCl
C．CH3Cl、CH2Cl2 D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
(3)经过几个小时的反应，U形管右侧的水面________
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左侧观察到的现象有__________________________________________
(5)右端玻璃管的作用是___________________
22．按要求填空
(1)降冰片烷的结构如图所示： INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L285.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\L285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\L285.TIF" \* MERGEFORMATINET ，其分子式为_______，该有机物______(填“属于”或“不属于”)烷烃
(2)已知链状烷烃的通式为CnH2n＋2，在链状烷烃分子中的基团：－CH3、－CH2－、、中的碳原子，分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。
例如：分子中，n1＝6，n2＝0，n3＝2，n4＝1，在链状烷烃(除甲烷外)分子中，各种类型的碳原子个数之间存在着一定的关系
①四种碳原子个数之间的关系为n1＝________
②若某链状烷烃分子中n2＝n3＝n4＝1，写出该链状烷烃的分子式：________
23．写出满足下列条件的烷烃的分子式
(1)分子中含18个氢原子的链状烷烃为__________，相对分子质量为58的链状烷烃为________
(2)含碳质量分数最低的烷烃是______________；和CO2密度相同的烷烃是__________；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________
24．如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4，同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，将针管放在光亮处片刻后，观察现象
INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L297.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L297.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L297.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L297.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\L297.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\L297.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。其中正确的是________
(2)甲管中发生的化学反应类型为__________
(3)反应后，甲管中主要剩余气体最好用下列试剂中的________(填字母)吸收
A．水 B．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________，若再向其中滴入几滴紫色石蕊溶液，又观察到_______________________________
25．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图所示。根据设计要求回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L296.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L296.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L296.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L296.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\L296.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\L296.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)A装置中发生反应的离子方程式是_________________________________________________________
(2)B装置有三种功能：①_____________________________________；②均匀混合气体；③干燥混合气体
(3)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：____________________________________________________________
(4)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_______________________________
(5)E装置的作用是________
A．吸收氯气　 B．吸收氯化氢　 C．防止倒吸
(6)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气中主要的含氯有机物为_____
A．CH3Cl　 B．CH2Cl2　 C．CHCl3　 D．CCl4
26．已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍
(1)烷烃A的分子式为________
(2)写出A可能存在的结构简式：______________
(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种
①B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为________________________________
②B燃烧的化学方程式为_______________________
27．下列反应属于取代反应的是________
①CH4C＋2H2
②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
③CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl
④2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2
⑤CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O
⑥CH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HBr
⑦CH4＋2O2CO2＋2H2O
【甲烷及烷烃】答案
【对点训练1】
1．C。解析：甲烷与氯气发生取代反应生成的有机物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，故得不到纯净的CCl4，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl的量最多，B错误；1 mol甲烷生成CH2Cl2，最多消耗2 mol氯气，D错误。
2．A。解析：反应生成的一氯甲烷为气体，故液面不会上升至试管顶部，A项错误；氯气与甲烷发生反应，逐渐被消耗，生成无色物质，黄绿色变浅，B项正确；反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳不溶于水，为油状液滴，C项正确；CH4和Cl2发生取代反应，生成HCl，HCl遇水形成酸雾，D项正确。
3．B。解析：据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物且物质的量相等，依据原子个数守恒可知生成四种氯代烷物质的量均为0.25 mol，则消耗氯气的物质的量为0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，则生成氯化氢的物质的量为2.5 mol。
【对点训练2】
1．D
2．C。解析：考查烷烃同系物沸点的递变规律。①碳原子数越多，沸点越高；②碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。
3．A。解析：烷烃同系物的沸点随分子中碳原子个数的增加而升高，因此丙烷的沸点应介于乙烷和正丁烷之间。
4．D。解析：常温常压下，碳原子数小于或等于4的烷烃为气体，碳原子数大于4的烷烃为液体或固体(新戊烷常温下为气体)；烷烃的化学性质一般比较稳定，通常不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)和强还原剂反应；烷烃在光照条件下可与卤素单质发生取代反应，但不与溴水反应；烷烃在空气中都能燃烧，甲烷、乙烷等燃烧时产生淡蓝色火焰，但随着烷烃中碳原子数的增加，其含碳量升高，在空气中燃烧往往不充分，火焰明亮，甚至伴有黑烟。
5．D。解析：根据取代反应原理可知每步反应都可得到HBr，显然D项正确。
6．C。解析：丙烷是链状烷烃，其中碳原子为饱和碳原子，3个碳原子构成锯齿状的链状结构，故3个碳原子不在同一直线上，A正确；丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应，B正确；丙烷与丁烷互为同系物，且丁烷比丙烷易液化，C错误；1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2，D正确。
7．A。解析：CH3CH2CH2CH3分子中四个碳原子按锯齿状排列，不是直线排列，A叙述错误；C4H10与C(CH3)4相差一个CH2结构，且都属于饱和链状烷烃，互为同系物，B叙述正确；丁烷碳原子个数为4，在常温下是气体，C叙述正确；C4H10存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体，正丁烷和异丁烷的一氯取代物均有2种，则可生成四种沸点不同的有机产物，D叙述正确；答案为A。
8．C。解析：甲、乙、丙的结构不同，但分子式相同，三者互为同分异构体，不互为同系物，A项错误；C5H12属于烷烃，可以代表3种物质，化学性质比较稳定，不能被酸性KMnO4溶液氧化，B项错误；同种烷烃的不同异构体中，支链越多其沸点越低，丙的支链最多，所以丙的沸点最低，C项正确；丙中的4个甲基是等效的，其二氯代物有CHCl2C(CH3)3、(CH2Cl)2C(CH3)22种，故丙只有2种不同沸点的二氯代物，D项错误。
9．D。解析：异丁烷的二溴代物有、、三种结构，A错误；根据烷烃卤代反应的机理可知，形成的自由基越稳定，得到的自由基越多，形成相应卤代烃的量就越多，B错误；根据烷烃卤代反应的机理，丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，2-甲基-2-溴丙烷含量更高，C错误；根据烷烃卤代反应的机理，可知卤素单质分子中化学键断裂形成·X是引发卤代反应的关键步骤，D正确。
【对点训练3】
1．D。解析：同系物一定属于同类别物质，结构相似，化学性质相似，A错、D对；通式相同，分子间相差n(n≥1)个CH2原子团的物质结构不一定相似，如CH3CH2CH2OH与CH3OCH3不互为同系物，B错；同系物的最简式不一定相同，如烷烃，C错。
2．A。解析：同系物必须是结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的物质。A.两者符合CnH2n＋2均为烷烃，互为同系物，故A符合题意；B.前者属于烷烃， 后者属于醇类，不是同系物，故B不符合题意；C.前者属于烷烃，后者为烯烃或环烷烃，不是同系物，故C不符合题意；D.前者属于羧酸，后者属于烷烃，不是同系物，故D不符合题意。
3．①②④　③⑥　
解析：同系物是结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，分子通式相同，CH4和CH3CH2CH3、、同属于烷烃，互为同系物；CH2==CH2和CH2==CH－CH3及分子中都含，结构相似，且分子组成上相差1个或2个CH2原子团，故互为同系物
【课时跟踪检测】
1．B
2．B。解析：Ⅱ表示电子式，但略去了碳原子的内层电子，甲烷分子中应含有10个电子。
3．D。解析：烷烃是饱和烃，化学性质稳定，具有代表性的反应是取代反应，C对；与烷烃发生取代反应的必须是纯净的卤素单质，溴水不能与烷烃反应，KMnO4酸性溶液也不能将烷烃氧化，D错。
4．B。解析：烷烃性质稳定，不能被酸性KMnO4溶液氧化，故②错误；烷烃的通性是饱和碳原子上的氢原子在一定条件下和氯气发生取代反应，所以烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，故④正确；乙烷与溴水不能发生化学反应，故⑤错误。
5．C。解析：五种有机物均为烷烃，烷烃分子中碳原子数目越多，其沸点越高；碳原子数目相同的烷烃，其支链越多，沸点越低，故五种烷烃的沸点由高到低的顺序为⑤③①④②。
6．D。解析：若甲烷分子是正方形平面结构，甲烷分子中四个键的键能、键长及键角也都相等，但二氯甲烷有两种结构：和，故只有二氯甲烷没有同分异构体，才能证明甲烷的空间结构是四面体。
7．D。解析：虽然甲烷和氯气按等物质的量混合，但实际上反应不会只停留在生成CH3Cl的第一步取代，而是四步取代反应几乎同时发生，所以生成物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。
8．A。解析：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物，B、C、D三个选项中分别给出的两种物质结构不相似，分子组成上也不相差一个或若干个CH2原子团，所以B、C、D三项均不符合题意。
9．C。解析：如果某链状烷烃分子中存在—CH3、—CH2—、和基团各最少有一个，则分子中最少含有8个碳原子，C正确。
10．C。解析：根据题意可知该链状有机物为烷烃，其通式为：CyH2y＋2(y≥1)，设该分子中—CH3个数为x，则C原子个数y＝n＋m＋a＋x，H原子个数2y＋2＝2n＋m＋3x，解得x＝m＋2a＋2。C符合题意，故选C。
11．C。解析：CH3－CH3分子中的短线表示碳碳单键，即表示一个共用电子对，而—CH3中的短线仅表示一个电子，A、B均错误、C正确；CH3－CH3和－CH3均含有C－H，D错误。
12．C。解析：全氟丙烷可以看做丙烷分子中的氢原子全部被氟原子取代得到，则全氟丙烷分子中三个碳原子呈锯齿形，不可能处于同一直线上，故A不符合题意；全氟丙烷可以看做丙烷分子中的氢原子全部被氟原子取代得到，属于烃的衍生物，故B不符合题意；全氟丙烷为共价化合物，电子式为，故C符合题意；全氟丙烷分子中含有非极性键C—C和极性键C—F键，故D不符合题意。
13．C。解析：烷烃发生卤代反应的条件一般为光照，引发时可以通过热辐射、光照等条件，故A正确；依据反应历程可知，Cl·在链反应中既有消耗又有生成，所以链反应可以反复进行，故B正确；甲烷与氯气反应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，依据题给反应历程可知生成物还有HCl等，生成物不止四种，故C错误；两个·CH3可以结合生成CH3CH3，所以生成物中可能出现CH3CH3，故D正确。
14．D。解析：五星烷是环状烷烃，戊烷是链状烷烃，两者结构不相似，不是同系物，故A错误；1 mol五星烷C15H20完全燃烧消耗氧气(15＋) mol＝20 mol，故B错误；常温下，碳原子数小于5的烃为气态烃，而五星烷(C15H20)为固态化合物，故C错误；从键线式中可看出，五星烷共有两种等效氢，其核磁共振氢谱有2组峰，氢的个数之比为峰面积之比为1∶1，故D正确。
15．B。解析：烷烃都难溶于水，密度比水小，可以发生取代反应，A、C错误，B正确；“自行车烃”与环己烷二者结构不同，不满足分子式相差n个CH2原子团的要求，所以和环己烷不互为同系物，D错误。
16．D。解析：甲烷和氯气在光照条件下反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，试管内压强减小，外压大于内压，试管内液面升高，且试管内出现白雾和油状液滴，综合上述分析，D项正确。
17．C。解析：设此链状烷烃的分子式为CnH2n＋2，由于烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应时，取代1 mol H消耗1 mol氯气，根据完全取代消耗6 mol氯气可知，1个链状烷烃分子中含6个H，即2n＋2＝6，故n＝2，此链状烷烃为乙烷，分子式为C2H6，A错误；氯气和乙烷发生取代反应生成的有机物是非电解质，不能电离出
Cl－，B错误；该烃分子中共有6个H，其四氯代物种数和二氯代物种数相同，而乙烷的二氯代物有2种，故其四氯代物也有2种，C正确；反应产物中HCl的物质的量分数最大，D错误。
18．C。解析：①CHCl3中的H原子被Cl原子取代，属于取代反应；②该反应属于置换反应；③该反应属于化合反应；④CH3CH2CN分子中－CH2－上的1个H原子被Cl原子取代，属于取代反应；⑤CH3CH2OH分子中的－OH被Br原子取代，属于取代反应。
19．D。解析：根据碳原子成键特点，立方烷的分子式为C8H8，A项错误；1 mol立方烷和氯气反应，最多需要8 mol氯气，生成8 mol HCl，B项错误；根据燃烧方程式C8H8＋10O28CO2＋4H2O，燃烧1 mol立方烷需要10 mol氧气，在标准状况下为224 L，但所给选项氧气的状态不确定，不一定为标准状况，C项错误；立方烷分子是高度对称的，分子中只有一种等效氢，故其一氯代物只有1种，二氯代物有3种，D项正确。
19．C。解析：正丁烷的沸点是－0.5 ℃，标准状况下，正丁烷是气体，故A正确；根据表格数据可知，烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，故B正确；新戊烷的沸点是9.5 ℃，常温常压下，新戊烷是气体，故C错误；根据表格数据可知，C5H12随着支链数的增加，沸点降低，故D正确。
20．C。解析：只要CHCl3变质就有HCl生成，HCl溶于水电离出Cl－，而COCl2不能电离，故用检验HCl中Cl－的方法即可。
21．(1)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl　
(2)D　
(3)B　
(4)液面升高，内壁附有油状液滴，黄绿色气体颜色变浅或消失，有白色胶状沉淀生成　
(5)平衡气压
解析：(1)若CH4和Cl2完全反应且只生成一种有机物，则CH4中的4个氢原子被完全取代，生成CCl4和HCl，化学方程式为CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。(2)CH4与Cl2的取代反应是一种连锁反应，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，因此四步反应均发生，故得到4种氯代产物和HCl。(3)CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应，U形管左侧生成的HCl气体极易溶于水，在此条件下除CH3Cl外其他3种氯代产物均为液体，U形管左侧气体压强减小，U形管右侧液面降低，左侧液面升高。(4)因左侧生成的HCl溶于水后发生反应：2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl，所以除了能观察到U形管左侧液面升高，内壁有油状液滴附着，气体颜色变浅或消失，还能观察到有白色胶状沉淀生成。
22．(1)C7H12　属于　
(2)①n3＋2n4＋2　②C8H18
解析：(1)由降冰片烷的结构可知，该物质的分子中含7个碳原子和12个氢原子，分子式为C7H12。
(2)①由于链状烷烃的通式为CnH2n＋2，设分子中H原子个数为n，C原子与H原子之间的数量关系为n＝2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2，伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0，所以C原子与H原子之间的数量关系为n＝3n1＋2n2＋n3，则2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2＝3n1＋2n2＋n3，故n3＋2n4＋2＝n1。②由n3＋2n4＋2＝n1，当n2＝n3＝n4＝1时，n1＝5，碳原子总数为8，则该烷烃的分子式为C8H18。
23．(1)C8H18　C4H10　
(2)CH4　C3H8　C5H12
24．(1)②③　
(2)取代反应　
(3)B　
(4)液体分为两层，产生白色沉淀　溶液变红色
解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为5∶1＞4∶1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴紫色石蕊溶液，溶液变红色。
25．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　
(2)控制气流速度　
(3)CH4＋2Cl24HCl＋C　
(4)吸收过量的氯气　
(5)BC　
(6)A
解析：(1)浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气、水和氯化锰，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
(2)B装置除具有均匀混合气体、干燥混合气体的作用之外，还可以根据气泡多少控制气流速度。
(3)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，这说明有碳单质产生，则置换出碳单质的化学方程式为CH4＋2Cl2C＋4HCl。
(4)氯气能与KI反应生成氯化钾和I2，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气。
(5)E装置中盛装的是水，反应中有HCl生成，HCl极易溶于水，所以E装置的作用是吸收氯化氢和防止倒吸。
(6)甲烷与氯气反应生成的四种氯代烃中，只有一氯甲烷是气体，故尾气中主要的含氯有机物为CH3Cl。
26．(1)C5H12
(2)CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
(3)①C(CH3)4＋Cl2C(CH3)3CH2Cl＋HCl
②C5H12＋8O25CO2＋6H2O
解析：根据A的密度是相同条件下H2密度的36倍，推知其相对分子质量为72，设其分子式为CnH2n＋2，求得n＝5，则分子式为C5H12。
27．③⑤⑥
解析：①为CH4在高温下的分解反应；②和④为无机反应中的置换反应，也为氧化还原反应；⑦为CH4的燃烧，属于氧化反应，③⑤⑥属于有机反应中的取代反应。
PAGE烷烃的命名
【核心素养发展目标】
1．掌握烃基的概念，知道简单烷烃的命名方法
2．通过练习掌握烷烃的系统命名方法，培养有序思维的能力
【主干知识梳理】
一、烃基和烷基的概念
1．烃基：烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团称为烃基，烃基一般用“－R”来表示
2．烷基：像这样由烷烃去掉一个氢原子后剩余的基团叫烷基，烷基的组成通式为－CnH2n＋1。常见的烷基有：
名称 甲基 乙基 正丙基 异丙基
结构简式 －CH3 －CH2CH3或－C2H5 －CH2CH2CH3
3．特点：中性基团，不能独立存在，烃基中短线表示一个电子
4．基团的质子数和电子数的算法：直接等于各原子的质子数和电子数之和
质子数 电子数
甲基(－CH3) 6＋3＝9 6＋3＝9
羟基(－OH) 8＋1＝9 8＋1＝9
5．根和基的区别：“根”带电荷，“基”不带电荷；根能独立存在，而基不能单独存在
二、烷烃的习惯命名法
1．原则：碳原子数后加“烷”字
2．碳原子数的表示方法
(1)碳原子数在十以内的，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示；碳原子数在十以上的用汉字数字表示
n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
n＞10 用汉字数字代表，如：C11H24叫十一烷，C17H36叫十七烷
(2)同分异构体数目较少时：“正”“异”“新”区别，如分子式为C5H12的同分异构体有3种
名称 正戊烷 异戊烷 新戊烷
结构简式 CH3CH2CH2CH2CH3
三、烷烃的系统命名法
1．选主链，称“某烷”：最长、最多定主链 (选主链的原则：优先考虑长等长时考虑支链最多)
(1)最长：选定分子中最长的碳链作为主链，并按照主链上碳原子的数目称为“某烷”，连接在主链上的支链作为取代基。如：
应选含6个碳原子的碳链为主链，如虚线所示，称为“己烷”
(2)最多：当出现两条或多条等长的碳链时，要选择连有取代基数目多的碳链为主链。如：
主链最长(7个碳)时，选主链有a、b、c三种方式，其中：a有3个支链、b有2个支链、c有2个支链，所以方式a正确
2．编号位，定支链 (编号位的原则：首先要考虑“近”；同“近”，考虑“简” ；同“近”，考虑“小”)
(1)最近：选定主链中离取代基最近的一端为起点，用1、2、3等阿拉伯数字给主链上的各个碳原子编号定位，以确定取代基在主链中的位置。即：首先要考虑“近”，如：
(2)最简：若有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从较简单的支链一端开始编号。即：同“近”，考虑“简”。如：
(3)最小：若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中间还有其它支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各支链位次之和最小者即为正确的编号。即：同“近”、同“简”时考虑“小”。(或从离第三个支链最近的一端开始编号)。如：
方式一的位号和为2＋3＋5＝10方式二的位号和为2＋4＋5＝11，10＜11所以方式一正确
3．写名称：按“取代基位次－取代基名称－母体名称”的顺序书写
格式：位号－支链名－位号－支链名某烷
(1)取代基，写在前，标位置，短线连：将支链的名称写在主链名称的前面，在支链的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置，并在数字与名称之间用一短线隔开
名称
2－甲基丁烷
(2)同基，简到繁：如果主链上有几个不同的支链，把简单的写在前面，把复杂的写在后面
名称
4－甲基－3－乙基庚烷
(3)相同基，合并算：如果主链上有相同的支链，可以将支链合并起来，用“二”、“三”等数字表示支链的个数。两个表示支链位置的阿拉伯数字之间需用“，”隔开
名称
2，3－二甲基己烷
【微点拨】
(1)表示取代基位号的阿拉伯数字“2，3，4......”等数字相邻时，必须用“，”相隔，不能用“、”
(2)名称中阿拉伯数字与汉字相邻时，必须用短线“－”隔开
(3)取代基的位号必须用阿拉伯数字“2、3、4......”表示，位号没有“1”
(4)相同取代基合并算，必须用中文数字“二、三、四......”表示其个数，“一”省略不写
(5)若有多种取代基，不管其位号大小如何，都必须把简单的写在前面，复杂的写在后面
(6)在烷烃命名中不可能出现“1－甲基、2－乙基，3－丙基”这样的取代基
【对点训练1】
1．用系统命名法命名下列各有机物
序号 烷烃 名称
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
2．根据下列有机物的名称，写出相应的结构简式：
序号 名称 结构简式
(1) 2，4－二甲基戊烷
(2) 2，2，5－三甲基－3－乙基己烷
(3) 2，3－二甲基－4－乙基己烷
(4) 3，5－二甲基庚烷
(5) 2，3－二甲基－4－乙基庚烷
(6) 3，3－二乙基戊烷
(7) 2，2，3－三甲基丁烷
(8) 2－甲基－4－乙基庚烷
3．根据名称写出下列有机物的结构简式，并判断下列有机物命名是否正确，如不正确，指出错误原因，然后再写出正确命名
序号 名称 结构简式
(1) 2，2，3，3－四甲基戊烷
(2) 3，4－二甲基－4－乙基庚烷
(3) 2，5－二甲基庚烷
(4) 2，3－二甲基－6－乙基辛烷
(5) 3，3－二甲基丁烷
(6) 3－甲基－2－乙基戊烷
4．在系统命名法中，下列碳原子主链名称是丁烷的是(　　)
A．(CH3)2CHCH2CH2CH3 B．(CH3CH2)2CHCH3
C．(CH3)2CHCH(CH3)2 D．(CH3)3CCH2CH2CH3
5．某烷烃分子的键线式为 INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\R68.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\R68.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\教师用书Word版文档\\第二章\\R68.TIF" \* MERGEFORMATINET ，用系统命名法命名，其名称为(　　)
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
6．下列对有机化合物的命名错误的是(　　)
A．CH3Cl　一氯甲烷
B．CH3C(CH3)2CH2CH3　2，2－二甲基丁烷
C．CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)2　2，4－二甲基戊烷
D．CH3CH(CH3)CH2CH3　3－甲基丁烷
7．下列命名正确的是(　　)
A．的名称为3－甲基己烷
B．的名称为3－甲基丁烷
C．戊烷的一种同分异构体可命名为2－乙基丙烷
D．按系统命名法，化合物的名称是2，3，4－三甲基－2－乙基戊烷
8．下列烷烃的系统命名正确的是(　　)
A．2－乙基丁烷 B．3，3－二甲基丁烷
C．2－甲基－4－乙基庚烷 D．3－乙基－2，3－二甲基戊烷
9．下列物质的命名中正确的是(　　)
A．2，2－二甲基丁烷 B．3，3－二甲基丁烷
C．2－甲基－3－乙基丁烷 D．4－甲基－3－乙基己烷
【课时跟踪检测】
1．一种烃的结构式可以表示为如图，命名该化合物时，主链上的碳原子数是(　　)
A．10 B．11 C．12 D．13
2．一种烃，其主链碳原子数为( )
A．9 B．10 C．11 D．12
3．按系统命名法，的正确名称是(　　)
A．3，3－二甲基－4－乙基戊烷 B．3，3－二甲基－2－乙基戊烷
C．3，4，4－三甲基己烷 D．3，3，4－三甲基己烷
4．某烃的结构简式为：，它的名称是(　　)
A．3－甲基戊烷 B．2，3－二甲基丙烷 C．2－甲基丁烷 D．3－甲基丁烷
5．结构简式是的有机物应命名为(　　)
A．2－甲基－2－乙基丁烷 B．2，3－二甲基丁烷
C．2－甲基－3－乙基己烷 D．2，2－二甲基戊烷
6．烷烃的命名正确的是(　　)
A．4－甲基－3－丙基戊烷 B．3－异丙基己烷
C．2－甲基－3－丙基戊烷 D．2－甲基－3－乙基己烷
7．某烃结构如图所示，其系统命名应为(　　)
A．五甲基十一烷 B．1，2，2，6－四甲基庚烷
C．3，3，7－三甲基辛烷 D．2，6，6－三甲基辛烷
8．“辛烷值”用来表示汽油的质量，汽油中异辛烷的爆震程度最小，将其辛烷值标定为100。如图是异辛烷的球棍模型，则异辛烷的系统命名为(　　)
INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-5.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-5.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\教师用书Word版文档\\第二章\\2-5.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．1，1，3，3－四甲基丁烷 B．2，2，4，4－四甲基丁烷
C．2，4，4－三甲基戊烷 D．2，2，4－三甲基戊烷
9．某有机物的结构简式为：，其正确的命名为( )
A．2，3－二甲基－3－乙基丁烷 B．2，3－二甲基－2－乙基丁烷
C．2，3，3－三甲基戊烷 D．3，3，4－三甲基戊烷
10．有机物正确的命名是( )
A．3，4，4－三甲基己烷 B．3，3，4－三甲基己烷
C．3，3－二甲基－4－乙基戊烷 D．2，3，3－三甲基己烷
11．某有机物的结构简式如图。下列说法不正确的是(　　)
A．该有机物属于饱和烷烃
B．该烃的名称是3－甲基－5－乙基庚烷
C．该烃与2，5－二甲基－3－乙基己烷互为同系物
D．该烃的一氯取代产物共有8种
12．下列烷烃命名错误的是(　　)
A．2－甲基戊烷 B．3－乙基戊烷 C．3，4－二甲基戊烷 D．3－甲基己烷
13．下列有机物的命名正确的是(　　)
A．3，3－二甲基－4－乙基戊烷 B．3，3，4－三甲基己烷
C．3，4，4－三甲基己烷 D．2，3－三甲基己烷
14．按照有机物的命名规则，下列命名正确的是(　　)
A．1，2－二甲基戊烷 B．2－乙基丁烷 C．3－乙基己烷 D．3，4－二甲基戊烷
15．下列有机物命名正确的是(　　)
A．2，4，5－三甲基己烷 B．1，3－二甲基丁烷
C．2－乙基戊烷 D．2，3－二甲基－3－乙基戊烷
16．下列各有机物中，按系统命名法命名正确的是(　　)
A．3，3－二甲基丁烷 B．3－甲基－2－乙基戊烷
C．1，3－二甲基戊烷 D．2－甲基－3－乙基戊烷
17．下列烷烃的系统命名中，不正确的是(　　)
A．3，3－甲基戊烷 B．2，3－二甲基丁烷 C．丙烷 D．2，2，3，3－四甲基丁烷
18．下列有机物的名称中不正确的是(　　)
A．3－甲基戊烷 B．2，4－二甲基戊烷
C．2－乙基丁烷 D．2－甲基－3－乙基己烷
19．下列烷烃的命名中，正确的是(　　)
A．4－甲基－4，5－二乙基己烷 B．3－甲基－2，3－二乙基己烷
C．4，5－二甲基－4－乙基庚烷 D．3，4－二甲基－4－乙基庚烷
20．下列有机物的系统命名中正确的是(　　)
A．3－甲基－4－乙基戊烷 B．3，3，4－三甲基己烷
C．3，4，4－三甲基己烷 D．3，5－二甲基己烷
21．用系统命名法命名下列各有机物：
(1)_______________________________________________
(2)_______________________________
(3)_________________________________________
(4)CH3CH(CH3)C(CH3)2CH2CH3 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【烷烃的命名】答案
【对点训练1】
1．(1)3，3，5－三甲基庚烷
(2)4－甲基－3－乙基辛烷
(3)2，5－二甲基－3－乙基庚烷
(4)2，4－二甲基己烷
(5)2，5－二甲基－3－乙基己烷
(6)3，5－二甲基庚烷
(7)2，5，6－三甲基－3－乙基辛烷
(8)2，3－二甲基戊烷
(9)3，3，4，6－四甲基辛烷
(10)2，4－二甲基－3－乙基己烷
2．(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
3．(1)
(2)
(3)
(4)
(5)错误，编号错了，2，2－二甲基丁烷
(6)错误，主链选错，3，4－二甲基己烷
4．C。解析：要求主链名称是丁烷，即分子中的最长碳链上有4个碳原子。A、B、D分子中的最长碳链均为5个碳原子。
5．D。解析：根据键线式写出该有机物的结构简式，可知最长碳链含5个碳原子，以离取代基较近的一端为起点给主链上的碳原子编号，得到有机物名称为2,3,3-三甲基戊烷。
6．D。解析：CH3Cl为一氯甲烷，A正确；CH3C(CH3)2CH2CH3为2，2－二甲基丁烷，B正确；CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)2为2，4－二甲基戊烷，C正确；CH3CH(CH3)CH2CH3为2－甲基丁烷，D错误。
7．A。解析：的名称应为2-甲基丁烷，B项错误；依据烷烃的系统命名法，其名称应为2-甲基丁烷，C项错误；按系统命名法，的名称应为2,3,4,4-四甲基己烷，D项错误。
8．C。解析：2号位上不能出现乙基，所选主链不是最长的，A错误；3，3－二甲基丁烷不是从离取代基最近一端编号，应该为2，2－二甲基丁烷，B错误；2－甲基－4－乙基庚烷符合烷烃的命名原则，C正确；如取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面，正确的名称为：2，3－二甲基－3－乙基戊烷，D错误。
9．A。解析：先根据选项名称写结构简式，再重新命名。
【课时跟踪检测】
1．C。解析：烷烃的命名原则是找出最长的碳链当主链，以碳原子个数命名主链，根据结构简式可知，主链碳原子个数应该是12个(如图中框内)，综上所述，答案选C。
2．C
3．D。解析：选择最长的碳链作为主链，其主链应为中虚线所示。将烷烃的结构改写为，取代基距碳链两端的距离相同，但必须保证取代基的位次之和最小，故只能按从左到右的顺序对主链碳原子进行编号，即，正确的名称为3，3，4－三甲基己烷。
4．C。解析：该有机物主链有4个C，2号位有1个甲基，则的名称是2－甲基丁烷。
5．B。解析：分子中含有6个碳原子，属于饱和烃，分子式为C6H14，该烃主链上有4个C，2号和3号C原子上共有两个甲基，命名为：2，3－二甲基丁烷，故B正确。
6．D。解析：选择分子中含有碳原子数最多的碳链为主链，若主链碳原子数相同时，选择支链最多的碳链为主链，并从离支链较近的一端给主链的碳原子编号，该物质的名称是2－甲基－3－乙基己烷，故选项D正确。
7．D。解析：选最长的碳链作为主链，因此主链有8个C，再保证支链位数和最小，则右边第一个C为1号C，该烷烃系统命名法命名为2，6，6－三甲基辛烷，D命名正确。
8．D。解析：由异辛烷的球棍模型知其结构简式为，由系统命名法可知D正确。
9．C
10．B
11．C。解析：由该有机物的结构简式可知，该分子中所有碳碳键均为单键，故属于饱和烷烃，A正确；根据烷烃的命名规则可知，该烃的名称是3－甲基－5－乙基庚烷，B正确；该烃与2，5－二甲基－3－乙基己烷的分子式均为C10H22，且结构不同，故互为同分异构体，C错误；根据等效氢法，可知该烃的一氯取代产物共有8种，如图所示，D正确。
12．C。解析：2－甲基戊烷名称中主碳链5个碳，离取代基近的一端编号得到，2－甲基戊烷，名称符合命名原则，故A正确；3－乙基戊烷中主碳链5个碳，离取代基近的一端编号得到3－乙基戊烷，名称符合命名原则，故B正确；3，4－二甲基戊烷中主碳链5个碳，离取代基近的一端编号得到2，3－二甲基戊烷，名称不符合命名原则，故C错误；3－甲基己烷中主碳链6个碳，离取代基近的一端编号得到，3－甲基己烷，名称符合命名原则，故D正确。
13．B。解析：A项3，3－二甲基－4－乙基戊烷该命名中没有选择最长的碳链为主链，不满足取代基编号位次之和最小，该物质正确命名为3，3，4－三甲基己烷，错误；C中碳链的首端选错，编号应该从距离支链较近的一端开始编号，正确名称为3，3，4－三甲基己烷，错误；D项甲基的个数与甲基的位置序号不吻合，错误。
14．C。解析：主链不是最长，应为3－甲基己烷，A错误；主链不是最长，应为3－甲基戊烷，B错误；取代基的位次和应最小，正确命名为2，3－二甲基戊烷，D错误。
15．D。解析：若命名正确，则2，4，5－三甲基己烷的碳骨架为，要保证支链位数和最小，碳骨架为的烷烃应命名为2，3，5－三甲基己烷，A错误；若命名正确，则1，3－二甲基丁烷的碳骨架为，应选最长碳链为主链，命名为2－甲基戊烷，B错误；若命名正确，则2－乙基戊烷的碳骨架为，应选最长碳链为主链，命名为3－甲基己烷，C错误；若命名正确，则2，3－二甲基－3－乙基戊烷的碳骨架为，最长碳链有5个C，支链先简后繁，支链位数和最小，命名为2，3－二甲基－3－乙基戊烷，D正确；答案选D。
16．D。解析：烷烃应从甲基位置数目和最小的一端开始，名称为2，2－二甲基丁烷，A错误；乙基不能出现在第二个碳原子上，B错误；甲基作为支链，不能出现在第一个碳原子上，C错误；2－甲基－3－乙基戊烷，符合系统命名法，D正确；答案为D。
17．A。解析：3，3－甲基戊烷的命名不符合相同的取代基要合并的命名原则，正确名称为3，3－二甲基戊烷，故A错误；2，3－二甲基丁烷符合烷烃的系统命名原则，故B正确；丙烷符合烷烃的系统命名原则，故C正确；2，2，3，3－四甲基丁烷符合烷烃的系统命名原则，故D正确。
18．C。解析：该物质的碳骨架为：，根据烷烃命名规则应为3－甲基戊烷，故A不选；该物质的碳骨架为：，根据烷烃命名规则应为2，4－二甲基戊烷，故B不选；2号位不能是乙基，则该物质应为3－甲基戊烷，该物质命名错误，故C选；该物质的碳骨架为：，则该物质为2－甲基－3－乙基己烷，该物质命名正确，故D不选。
19．D。解析：A按名称写出其结构简式为正确名称应为3,4 二甲基 4 乙基庚烷；B按名称写出其结构简式为正确名称应为3,4 二甲基 4 乙基庚烷。本题A、B选项均选错主链。C和D是同一烷烃，命名中，主链选择都正确，由于对主链碳原子编号时选择的开始一端不同，出现两个名称，其中各位次数字和3＋4＋4<4＋5＋4，所以该烷烃的正确命名为选项D。
20．B。解析：A选项的主链并不是最长碳链，C、D选项取代基的位置编号之和都不是最小。因此A、C、D皆为错误答案。
21．(1)3，3，4－三甲基己烷
(2)2 甲基－5－乙基庚烷
(3)3，3－二甲基－5－乙基庚烷
(4)2，2，3－三甲基戊烷
PAGE烷烃的同分异构体书写及取代物的种类
【核心素养发展目标】
1．掌握同分异构体的概念，会辨析“四同”
2．会用“减碳法”正确书写常见烷烃的同分异构体，掌握烷烃取代物的找法
【主干知识梳理】
一、同分异构体、同分异构现象
正丁烷和异丁烷物理性质的比较
名称 分子式 结构简式 熔点/0C 沸点/0C 相对密度
正丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 －138.4 －0.5 0.5788
异丁烷 C4H10 －159.6 －11.7 0.557
1．同分异构体、同分异构现象
(1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象
(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体
(3)同分异构体特点
①分子式相同，即：化学组成和相对分子质量相同
②可以是同类物质，也可以是不同类物质
③结构不同，性质可能相似也可能不同
④同分异构体之间的转化是化学变化
【微点拨】
①同分异构体要求分子式相同，但结构不同，二者缺一不可；分子式相同，则相对分子质量相等，但相对分子质量相等的物质，分子式不一定相同，如：CO和C2H4
②结构不同意味着同分异构体不一定是同类物质，如：CH3CH2CH==CH2和
③同分异构体的结构一定不同，因此它们的物理性质存在差异；如果同分异构体的结构相似，属于同类物质，则它们的化学性质相似；如果同分异构体是不同类别的物质，则它们的化学性质不同
④烷烃中，甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体，其他烷烃均存在同分异构体，且同分异构体的数目随碳原子数的增加而增多，如：丁烷有2种同分异构体、己烷有5种同分异构体、癸烷有75种同分异构体。同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一
2．同系物、同分异构体、同位素、同素异形体的比较
同位素 同素异形体 同系物 同分异构体
概念 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子 由同种元素形成的不同单质 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，但结构不同的化合物
对象 原子 单质 有机化合物 无机化合物、有机化合物
性质 化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异 化学性质相似，物理性质差异较大 化学性质相似，熔沸点、密度规律性变化 化学性质相似或不同，物理性质有差异
【对点训练1】
1．下列选项中说法不正确的是(　　)
①CH4　②石墨　③C3H8　④氕、氘、氚　⑤CH3CH2CH2Cl　⑥C60　⑦CH3CH2CH3　⑧CH2ClCH2CH3
A．互为同素异形体的是②⑥ B．互为同位素的是④
C．属于烷烃的是①③⑤ D．属于同种物质的是③⑦、⑤⑧
2．据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60；4H是主要来源于宇宙射线的初级粒子，人类在月球上发现了储量丰富的3H。下列说法正确的是(　　)
A．N60与C60互为同素异形体 B．3H2与4H2互为同位素
C．C2H4和C3H6可能互为同系物 D．3H2O与4H2O互为同分异构体
二、烷烃同分异构体的书写：烷烃只存在碳链异构，书写烷烃同分异构体时一般采用“减碳对称法”
1．书写步骤：以C6H14为例
第一步 将分子中所有碳原子连成直链作为主链
第二步 从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种，甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复
第三步 从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即两个甲基)依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种，②位或③位碳原子上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子，则与(b)中结构重复
故C6H14共有5种同分异构体
(1)两注意：①选择碳原子数最多的碳链为主链；②找出对称轴
(2)四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间
(3)取代基不能连在末端，否则与原直链时相同
(4)从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数
2．常见烷烃同分异构体书写——CnH2n+2，只可能存在碳链异构
(1)甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的找法
烷烃 甲烷 乙烷 (C2H6) 丙烷 (C3H8) 丁烷 (C4H10)
结构简式 CH4 CH3－CH3 CH3－CH2－CH3
个数 1 1 1 2
(2)戊烷、己烷、庚烷的找法
烷烃 结构简式 个数
戊烷C5H12 3
己烷C6H14 5
庚烷C7H16 9
【对点训练2】
1．相对分子质量为100的某链状烷烃M，其分子中含有4个甲基，则M的结构有(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
2．分子式为C8H18，每个分子中含有4个甲基的烃的结构可能是( )
A．5种 B．6种 C．7种 D． 8种
三、烷烃烃基的找法、一卤代烃的找法和多卤代烃的找法
1．烷烃烃基的找法
(1)甲基、乙基、丙基的找法
烷烃 甲基 乙基 丙基
结构简式 －CH3 －CH2CH3或－C2H5
个数 1 1 2
(2)丁基、戊基的找法
烷烃 结构简式 个数
丁基 4
戊基 、 8
2．等效氢原子法(对称法)
(1)同一个碳原子上连接的氢原子等效，如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的
(2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效，如：新戊烷()分子中四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H原子是等效的
(3)分子中处于对称位置上的氢原子是等效的，如：正丁烷(CH3CH2CH2CH3)分子中两端的甲基6个氢原子等效，中间的两个亚甲基的4个氢原子也是等效的
3．烷烃一元取代物的找法：烃分子中有多少中结构不同的氢原子，其一元取代物就有多少种同分异构体
(1)根据烷基的种类确定一元取代物种类
如：丁基(－C4H9)的结构有4种，戊基(－C5H11)的结构有8种，则C4H9Cl有4种，C5H11Cl有8种
(2)等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物
①CH3Cl、C2H5Cl、C3H7Cl的找法
烷烃 CH3Cl C2H5Cl C3H7Cl
结构简式 CH3Cl C2H5Cl
个数 1 1 2
②C4H9Cl、C5H11Cl的找法
烷烃 结构简式 个数
C4H9Cl 4
C5H11Cl 8
【对点训练3】
1．下列化合物的氢原子种类数大小排列顺序正确的是(　　)
①CH3CH2CH2CH2CH2CH3 ②(CH3)2CHCH(CH3)2 ③(CH3)3CCH2CH3 ④(CH3)3CC(CH3)3
A．①＞②＞③＞④ B．③＝①＞②＞④ C．③＞②＞④＞① D．②＞③＝①＞④
2．进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是(　　)
A．(CH3)2CHCH(CH3)2 B．(CH3CH2)2CHCH3 C．(CH3)3CCH2CH3 D．(CH3)3CCH2CH2CH3
3．下列各组有机物中，其一氯代物的数目不相等的是(　　)
A．正戊烷和正己烷 B．新戊烷和
C．环戊烷( INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L294.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L294.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L294.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\L294.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\L294.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\L294.TIF" \* MERGEFORMATINET )和乙烷 D．丙烷和
4．某烃的一种同分异构只能生成1种一氯代物，该烃的分子式可以是( )
A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H14
5．含碳原子个数为10或小于10的烷烃中，其一卤代烷烃不存在同分异构体的烷烃共有( )
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
4．烷烃多元取代物种类——分次定位法
(1)二氯代物的找法：先找一氯代物，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子
如：C3H8的二氯代物，先找一氯代物，再利用等效氢法，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子
①CH2Cl2、C2H4Cl2、C3H6Cl2的找法
烷烃 CH2Cl2 C2H4Cl2 C3H6Cl2
结构简式 CH2Cl2
个数 1 2 4
②C4H8Cl2的找法
烷烃 结构简式 个数
C4H8Cl2 9
(2)三氯代物的找法：先找二氯代物，再用氯原子取代二氯代物上的氢原子
烷烃 CHCl3 C2H3Cl3 C3H5Cl3
结构简式 CHCl3
个数 1 2 5
【对点训练4】
1．某链状烷烃的相对分子质量为86，其结构中含有1个－CH2－和4个－CH3，则该烃的二氯代物有(　　)
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
2．在CH3CHClCH2Cl中被溴取代两个氢原子后，可能的同分异构体有( )
A．3种 B．4种 C．5种 D．7种
5．等同转换法：将有机物分子中的不同原子或基团进行等同转换
如：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷有多少种？假设把五氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一种结构。同样，二氯乙烷有两种结构，四氯乙烷也有两种结构
【结论】若烃CxHy的m元取代物有n种同分异构体，则其(y－m)元取代物也有n种同分异构体
【对点训练5】
1．分子式为C3H2Cl6的同分异构体共有(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
2．分子式符合C4HCl9的物质有(　　)
A．2种 B．4种 C．6种 D．多于6种
3．已知二氯丁烷的同分异构体有9种，则八氯丁烷的同分异构体有(　　)
A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
4．乙烷在光照条件下与氯气发生取代反应，理论上得到的氯代物最多有(　　)
A．5种 B．6种 C．8种 D．9种
【课时跟踪检测】
1．下列分子式只表示一种物质的是(　　)
A．C3H7Cl B．C5H12 C．CH2Cl2 D．C4H10
2．分子式为C7H16的烷烃中，在结构式中含有3个甲基的同分异构体数目是( )
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
3．某烃的一卤代物有四种不同沸点的产物，则烃可能是( )
A．甲烷 B．C3H8 C．C4H10 D．2－甲基丙烷
4．下列烃在光照下与氯气反应，最多可生成3种一氯代物的是(　　)
A．2－甲基丁烷 B．2，2－二甲基丁烷 C．环戊烷( INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\教师用书Word版文档\\第二章\\2-7A.TIF" \* MERGEFORMATINET ) D．2－甲基戊烷
5．下列物质的氢原子种类有4种的是(　　)
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C． D．
6．主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有(　　)
A．5种 B．4种 C．3种 D．2种
7．下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成一种一氯代物的是(　　)
A．CH3CH2CH2CH3 B．
C． D．
8．分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)(　　)
A．8种 B．10种 C．12种 D．14种
9．用氯气取代相对分子质量为44的烃分子上的一个氢原子，所得的化合物可能有(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
10．某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明：分子中有两个－CH3、两个－CH2－、一个和一个
－Cl，它的可能结构有(　　)
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
11．下表中所列的都是烷烃，它们的一卤取代物均只有一种，分析下表中各项的排布规律，按此规律排布第6项应为( )
1 2 3 4 5 6 ……
…… C2H6 C5H12 C8H18 …… ……
A．C14H30 B．C17H36 C．C20H42 D．C26H54
12．组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体结构)(　　)
A．24种 B．28种 C．32种 D．36种
13．分子式为C3H6Cl2的有机物，若其一个氢原子被氯原子取代，则生成的C3H5Cl3有两种同分异构体，则原有机物C3H6 Cl2的名称是( )
A．1，3－二氯丙烷 B．1，1－二氯丙烷 C．1，2－二氯丙烷 D．2，2－二氯丙烷
14．一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有4种的烷烃是(　　)
A．乙烷 B．丙烷 C．正丁烷 D．新戊烷
15．二氯丙烷(C3H6C12)有四种同分异构体，推测六氯丙烷(C3H2Cl6)的同分异构体数为( )
A．2种 B．3种 C．4种 D．6种
16．某烷烃的相对分子质量为86，跟Cl2反应生成的一氯代物只有两种，则它的结构简式、名称都正确的是(　　)
A．CH3(CH2)4CH3　己烷 B．(CH3)2CHCH(CH3)2　2，3－二甲基丁烷
C．(C2H5)2CHCH3　2－乙基丁烷 D．C2H5C(CH3)3　2，2－二甲基丁烷
17．某烷烃一个分子里含有9个碳原子，其一氯代物只有2种，这种烷烃的名称是(　　)
A．正壬烷 B．2，6－二甲基庚烷
C．2，2，4，4－四甲基戊烷 D．2，3，4－三甲基己烷
18．下列相关说法正确的是(　　)
A．16O2和18O3互为同位素 B．和互为同分异构体
C．CH3CH2CH2CH3和互为同系物 D．和为同一种物质
19．下列说法正确的是(　　)
A．1H2和3H2互为同位素 B．SO2和SO3互为同素异形体
C．C2H6和C5H12互为同系物 D．CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3互为同系物
20．正丁烷和异丁烷互为同分异构体的依据是(　　)
A．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同
B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同
C．具有相似的化学性质和物理性质
D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
21．根据题目完成下列填空：
(1)10个碳原子以内的烷烃，一氯代物只有一种的共有四种，试写出其结构简式：________、____________、________________、________________________
(2)烃A与含氢量最高的烃B互为同系物，在光照条件下，1体积A最多可与6体积Cl2完全反应(同温同压)，烃A的结构简式是________
(3)烃B的相对分子质量为72，每个B分子中有42个电子，B的一溴代物种数是它同分异构体中最多的，则B为________
22．现有下列物质：
A．金刚石和石墨　B．C2H6和C5H12　C．C3H6和C3H8　D．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
E．1H2和2H2　F．16O和18O　G．和
(1)互为同分异构体的是________(填字母，下同)
(2)互为同素异形体的是________
(3)互为同系物的是________
(4)互为同位素的是________
(5)属于同一种物质的是________
23．按要求回答下列问题。
(1)甲烷的电子式为__________
(2)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式为______，写出其只有一种氢的结构简式：________________
(3)下列物质中互为同分异构体的有__________(填序号，下同)，互为同素异形体的有__________，互为同位素的有______________，互为同系物的有___________________
①CH3CH2OH ②37Cl ③石墨　④ ⑤35Cl　⑥CH3COOH　⑦金刚石⑧ ⑨丁烷
24．某烷烃的相对分子质量为86，则该烷烃的同分异构体有______种，其中分子中含有1个—CH2—、1个和若干个－CH3的烷烃中不同化学环境的氢原子有____种
25．降冰片烷立体结构如图，按键线式以线示键，每个折点和线端点处表示有一个碳原子，并以氢补足四价，C、H未表示出来写出它的分子式 ，当它发生一氯取代时，取代位置有 种
26．“立方烷”是新合成的一种烃，其分子呈立方体结构。其碳架结构如图所示：
(1)立方烷的分子式___________
(2)该立方烷的一氯代物具有的同分异构体的数目有______种
(3)该立方烷的二氯代物共有______种
【烷烃的同分异构体书写及取代物的种类】答案
【对点训练1】
1．C。解析：石墨、C60都是由碳元素组成的单质，互为同素异形体，故A正确；氕、氘、氚是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故B正确；CH4、C3H8、CH3CH2CH3只含碳、氢两种元素，属于烷烃，CH3CH2CH2Cl由碳、氢、氯三种元素组成，不属于烷烃，故C错误；C3H8的结构简式是CH3CH2CH3，CH3CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH3结构相同，③⑦、⑤⑧属于同种物质，故D正确。
2．C。解析：N60与C60是由不同元素组成的单质，不互为同素异形体，A错误；3H与4H是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，但是3H2与4H2为单质，B错误；C2H4与C3H6分子组成相差一个CH2原子团，二者可能互为同系物，C正确；3H2O与4H2O是氢元素的不同核素和氧原子构成的水分子，不互为同分异构体，故D错误。
【对点训练2】
1．B。解析：链状烷烃的通式为CnH2n＋2，相对分子质量为100，则有12n＋2n＋2＝100，解得n＝7，所以该烷烃的分子式为C7H16，分子中含有4个甲基的结构有、、、，共4种。
2．D
【对点训练3】
1．B
2．C。解析：进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃，说明分子中含有3类氢原子。A.(CH3)2CHCH(CH3)2中含有2类氢原子，A不符合；B.(CH3CH2)2CHCH3中含有4类氢原子，B不符合；C.(CH3)3CCH2CH3中含有3类氢原子，C符合；D.(CH3)3CCH2CH2CH3中含有4类氢原子，D不符合。
3．B。解析：正戊烷有3种等效的H原子，其一氯代物有3种；正己烷有3种等效的H原子，其一氯代物有3种，A项不符合题意；新戊烷中所有H原子等效，其一氯代物只有1种；有2种等效的H原子，其一氯代物有2种，B项符合题意；环戊烷中所有H原子等效，其一氯代物只有1种，乙烷中所有H原子等效，其一氯代物只有1种，C项不符合题意；丙烷有2种等效的H原子，其一氯代物有2种；有2种等效的H原子，其一氯代物有2种，D项不符合题意。
4．C
5．C
【对点训练4】
1．C
2．C
【对点训练5】
1．B
2．B
3．C。解析：丁烷有10个H原子，其中2个H原子被氯原子取代形成丁烷的二氯代物；八氯代物可以看作C4Cl10中的2个氯原子被2个氢原子代替形成，两者是等效的；二氯代物有9种同分异构体，可得到八氯代物也有9种同分异构体，C正确。
4．D。解析：乙烷的分子式为C2H6，若分子上的所有的H原子依次被氯原子取代，则可得氯代物6种。但考虑同分异构现象，其中二氯代物、三氯代物、四氯代物各有2种同分异构体，而一氯代物、五氯代物、六氯代物只有1种结构，所以最多共有9种氯代物。
【课时跟踪检测】
1．C。解析：C3H7Cl可以是CH2ClCH2CH3或CH3CHClCH3，A项错误；C5H12是戊烷，具有三种结构，B项错误；CH2Cl2是二氯甲烷，只有一种结构，C项正确；C4H10可以是正丁烷或异丁烷，D项错误。
2．B
3．D
4．B。解析：A项， INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7B.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7B.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\教师用书Word版文档\\第二章\\2-7B.TIF" \* MERGEFORMATINET ，4种一氯代物；B项， INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7C.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7C.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\教师用书Word版文档\\第二章\\2-7C.TIF" \* MERGEFORMATINET ，3种一氯代物；C项， INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7D.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7D.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\教师用书Word版文档\\第二章\\2-7D.TIF" \* MERGEFORMATINET ，1种一氯代物；D项， INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7E.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\新建文件夹\\2-7E.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\苏德亭\\苏德亭2022\\同步\\化学 人教版 选择性必修3 通用（新教材）\\教师用书Word版文档\\第二章\\2-7E.TIF" \* MERGEFORMATINET ，5种一氯代物。
5．B
6．D。解析：主链5个C，则乙基只能在3号C上，甲基可以在2号C或者3号C上，所以有如下2种： INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\XT.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\XT.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\王莎莎\\2022年\\同步\\化学\\化学 人教必修第二册\\word\\第七章\\XT.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2022\\同步\\看PPT\\化学 人教必修第二册（京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新青宁蒙藏陕川）\\教师用书Word版文档\\第七章　有机化合物\\XT.TIF" \* MERGEFORMATINET ，D正确。
7．C。解析：A项，分子中有2种类型的氢原子，一氯代物有2种；B项，分子中有2种类型的氢原子，一氯代物有2种；C项，分子中6个甲基类型相同，氢原子只有1种类型，故一氯代物有1种；D项，分子中有4种类型的氢原子，一氯代物有4种。
8．C。解析：C4H8BrCl可看成是C4H10分子中的2个H被1个Br和1个Cl取代得到的产物。C4H10有正丁烷和异丁烷2种，被Br和Cl取代时，可先确定Br的位置，再确定Cl的位置。正丁烷的碳骨架结构为———时，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl均有4种位置关系；异丁烷的碳骨架结构为时，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl分别有3种和1种位置关系，综上可知C4H8BrCl共有12种结构，C项正确。
9．A。解析：该烃的分子式：＝3余8，故该烃的分子式为C3H8，该烃与氯气发生一氯取代的产物有1－氯丙烷、2－氯丙烷、氯化氢三种。故选A。
10．A。解析：以C5H12为基础，有8种处于不同化学环境中的氢原子，故C5H11Cl有8种同分异构体，符合条件的有以下4种：、、、。
11．D
12．D
13．A
14．B
15．C
16．B。解析：已知该烷烃的相对分子质量为86，根据烷烃的通式为CnH2n＋2可求出该有机物的分子式为C6H14。该烷烃的一氯代物有2种，说明此烷烃分子结构对称，其结构简式为，名称为2,3-二甲基丁烷。
17．C。解析：烷烃分子中有9个碳原子，则分子式为C9H20，其一氯代物只有2种，说明其分子中只有2种处于不同化学环境的氢原子，结构应非常对称，故为，其名称为2,2,4,4-四甲基戊烷。
18．D。解析：16O2和18O3都是氧元素的单质，两者互为同素异形体，A错误；由于乙烷分子中碳原子和周围4个原子所成价键为单键，空间结构为四面体，且单键可以旋转，所给物质为同一物质，B错误；CH3CH2CH2CH3和分子式都为C4H10，结构不同，互为同分异构体，C错误。
19．C。解析：同位素是质子数相同而中子数不同的核素之间的关系，A项错误；同素异形体是同种元素形成的不同单质之间的关系，B项错误；C2H6和C5H12均为烷烃，二者结构相似，分子组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，C项正确；CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3的分子式都是C4H10，而结构不同，二者互为同分异构体，D项错误。
20．D。解析：正丁烷、异丁烷的分子式都为C4H10，但正丁烷没有支链，而异丁烷带有支链，二者分子内碳原子的连接方式不同，所以二者互为同分异构体。
21．(1)CH4　CH3CH3　
(2)CH3CH3　(3)CH3CH2CH(CH3)2
解析：(1)利用等效氢法可推知，符合条件的烷烃分子只有一种等效氢原子。(2)含氢量最高的烃为CH4，即A为烷烃；由1体积A最多与6体积Cl2完全反应知，A分子中含有6个H原子，即C2H6。(3)由72÷14＝5……2 知B为C5H12，符合分子中有42个电子。C5H12的同分异构体有3种：①CH3CH2CH2CH2CH3　②　③，其中一溴代物②有四种，而①有三种，③有一种，其中②符合题意。
22．(1)D　
(2)A　
(3)B　
(4)F　
(5)EG
解析：(1)CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2的分子式相同，结构不同，互为同分异构体。
(2)金刚石和石墨是由同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。
(3)C2H6和C5H12都属于烷烃，分子式不同，互为同系物。
(4)16O和18O的质子数相同，中子数不同，互为同位素。
(5)和的结构相同，属于同一种物质。
23．(1)　
(2)C5H12　C(CH3)4
(3)④⑧　③⑦　②⑤　④⑨或⑧⑨
解析：(1)甲烷的电子式为。(2)链状烷烃相对分子质量的通式为14n＋2，相对分子质量为72的烷烃，14n＋2＝72，解得n＝5，则该烷烃的分子式为C5H12，其只有一种氢，说明是四个甲基都连接在同一个碳原子上，其结构简式为C(CH3)4。(3)同分异构体是指分子式相同，结构式不同的物质，因此互为同分异构体的有④⑧；同素异形体是指同种元素形成的不同单质，互为同素异形体的有③⑦，同位素是指同种元素的不同核素，互为同位素的有②⑤；同系物是指结构相似，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物，互为同系物的有④⑨或⑧⑨。
24．5　3
解析：根据烷烃的相对分子质量为86，可推出该烷烃的分子式为C6H14，则其同分异构体分别为CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3、、
、、。其中分子中含有1个—CH2—、1个和若干个—CH3的烷烃为，由此可知该分子中不同化学环境的氢原子有3种。
25．C7H12 3
26．C8H8 1 3
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