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第3节　烃
第1课时　烷烃及其性质
1.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.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D.烷烃能使溴水、酸性KMnO4溶液都褪色
2.①丁烷、②2-甲基丙烷、③戊烷、④2-甲基丁烷、⑤2，2-二甲基丙烷的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.下列烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物的有（　　）
A.2-甲基丙烷 B.丙烷 C.2，2-二甲基丁烷 D.2，2-二甲基丙烷
4.某有机化合物的结构简式为，下列说法中不正确的是（　　）
A.该有机化合物属于烷烃
B.1 mol该烃最多能与14 mol氯气发生取代反应
C.该烃的密度大于CH3—CH3，但小于水的密度
D.该烃的最简单同系物的二氯取代物有两种
5.等质量的下列烷烃，完全燃烧消耗氧气最多的是（　　）
A.CH4　　 B.C2H6 C.C3H8　　D.C6H14
6.标准状况下35 mL气态烷烃完全燃烧，恢复到标准状况下，得到二氧化碳气体140 mL，则该烃的分子式为（　　）
A.C5H12　　B.C4H10 C.C2H6　　D.C3H8
7.下列有关烷烃化学性质的说法正确的是（　　）
A.CH4和Cl2以物质的量之比为1∶3混合，在光照条件下得到的产物只有CHCl3
B.CH3CH3和Cl2在光照条件下反应可得到纯净的CH3CH2Cl
C.等物质的量的CH4与CH3CH3在氧气中充分燃烧，CH4消耗氧气的体积大（均在标准状况下）
D.等质量的CH4与CH3CH3在氧气中充分燃烧，CH4消耗氧气的体积大（均在标准状况下）
8.如图是一种烷烃的键线式，下列有关该物质的叙述正确的是（　　）
A.属于脂环烃 B.与正十六烷互为同分异构体
C.常温下为气体 D.能使酸性KMnO4溶液褪色
9.（1）分子中碳原子数在10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（同温同压下），烃A的结构简式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）烃C的相对分子质量为72，每个C分子中有42个电子，C的一溴代物种数是它同分异构体中最多的，C的名称为 　　　　　　。
10.燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物，生成3.58 L CO2（标准状况）和3.6 g H2O，则混合气体中（　　）
①一定有甲烷　②一定无乙烷　③一定无甲烷
④一定有丙烷
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
11.下列有关烷烃的说法中，正确的是（　　）
A.戊烷的同分异构体有2种，其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷
B.沸点：正戊烷＞2，2-二甲基戊烷＞2，3-二甲基丁烷＞丙烷
C.符合通式CnH2n＋2（n≥0）的物质一定是烷烃的同系物
D.随着碳原子数的依次增加，烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近于
12.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：
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，结果如图：
＋
下列说法正确的是（　　）
A.异丁烷的二溴代物有两种
B.丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，1-溴丙烷含量更高
C.反应过程中异丁烷形成的自由基
　 ·比·稳定
D.光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤
13.页岩气中某些烃分子的结构模型如图所示：
（1）有机化合物乙的名称为 　　　　　　　　，有机化合物甲与有机化合物乙互为 　　　　　　　　　　。
（2）有机化合物甲的二氯代物有 　　　　　种；根据甲烷分子的空间结构推测，有机化合物乙中最多有 　　　　　个C原子在同一平面内。
（3）有机化合物甲和乙的沸点：甲 　　　（填“＞”“＝”或“＜”）乙，1 mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物质的量为 　　　　mol。
14.有A、B、C三种烃，已知：
①B完全燃烧的产物n（CO2）∶n（H2O）＝2∶3；
②C为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种；
③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代的产物；A遇Br2的CCl4溶液不褪色，其一氯代物只有一种。
请回答下列问题：
（1）B的最简式为　　　　，分子式为　　　　，其二溴代物有　　　　种。
（2）C的三种二氯代物的结构简式为　　　　　　　　　　、　　　　　　　、　　　　　　　。
（3）A的结构简式为　　　　　　　　　。
15.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：
试回答下列问题：
（1）请写出C装置中生成CH2Cl2的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）B装置有三种功能：①均匀混合气体；
②　　　　　　　　　　　；③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）D装置的名称为　　　　，其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）E装置中除盐酸外，还含有机化合物，从E中分离出盐酸的最佳方法为　　　　（填字母序号）。
a.分液法　　　b.蒸馏法　　　c.结晶法
（5）1 mol CH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为　　　　。
（6）已知丁烷与氯气的取代反应的产物之一为C4H8Cl2，其有　　　　种同分异构体。
第1课时　烷烃及其性质
1.D　与烷烃发生取代反应的必须是卤素单质，溴水不能与烷烃反应，酸性KMnO4溶液也不能将烷烃氧化，所以烷烃不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，D不正确。
2.C　对于烷烃而言，其组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，其沸点逐渐升高；对于相对分子质量相同的烷烃，分子中含有的支链越多，沸点越低。所给烷烃中，①、②均含有4个碳原子，③、④、⑤均含有5个碳原子，结合上面的分析可知，沸点由高到低：③＞④＞⑤＞①＞②。
3.D　2-甲基丙烷[CH（CH3）3]含2种等效氢，其一氯代物有2种，A错误；丙烷[CH3CH2CH3]含2种等效氢，其一氯代物有2种，B错误；2，2-二甲基丁烷[（CH3）3CCH2CH3]含3种等效氢，其一氯代物有3种，C错误；2，2-二甲基丙烷[C（CH3）4]只有1种等效氢，其一氯代物有1种，D正确。
4.D　由结构简式可知，该有机化合物属于烷烃， A正确；该烃的分子式为C6H14， 1 mol该烃最多能与14 mol 氯气发生取代反应， B正确；烷烃的密度小于水，烷烃分子中碳原子数越多，密度越大，则该烃的密度大于乙烷，小于水， C正确；该烃的最简单同系物为甲烷，甲烷为正四面体结构，二氯取代物只有1种， D错误。
5.A　判断等质量的不同烃燃烧的耗氧量，可先简化其分子式为CHx，x越大，氢元素的质量分数就越大，耗氧量就越多。
6.B　根据同温、同压下气体的体积之比等于分子数之比，烷烃分子数与二氧化碳气体分子数之比为＝，1个该烷烃分子中含有4个碳原子，即该烷烃为丁烷。
7.D　CH4与Cl2在光照条件下反应，会得到四种取代物和HCl而不是只有CHCl3，A项错误；CH3CH3与Cl2在光照条件下反应也得到不同氯代物的混合物，B项错误；等物质的量的CH4与CH3CH3在氧气中充分燃烧，CH3CH3消耗氧气的体积大（2＋＞1＋），C项错误；由于CH4中氢元素的质量分数大于CH3CH3，故等质量的CH4与CH3CH3在氧气中充分燃烧，CH4消耗氧气的体积大，D项正确。
8.B　烷烃是链烃，不是环烃，A项错误；该烷烃的名称是5，5-二甲基十四烷，与正十六烷的分子式相同，互为同分异构体，B项正确；该烷烃分子中碳原子数比较多，常温下不是气体，C项错误；该烷烃分子中无碳碳不饱和键，不能被酸性KMnO4溶液氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色，D项错误。
9.（1）CH4　CH3CH3　　　（2）CH3CH3　（3）2-甲基丁烷
解析：（1）利用等效氢法可推知，符合条件的烷烃分子为CH4、CH3CH3及它们分子中的H原子均被—CH3代替后的C5H12和C8H18。（2）含氢量最高的烃为CH4，即A为烷烃；由1体积A最多可与6体积Cl2完全反应知，A分子中含有6个H原子，则A为C2H6。（3）设烃C的分子式为CxHy，则有12x＋y＝72，6x＋y＝42，解得x＝5，y＝12，则C为C5H12，同分异构体有3种：①CH3CH2CH2CH2CH3、②、③，3种同分异构体对应的一溴代物分别有3种、1种、4种。
10.A　标准状况下，生成n（CO2）＝≈0.16 mol，生成n（H2O）＝＝0.2 mol，因此两种气态烃的平均分子组成为C1.6H4，根据混合物的平均分子组成可知，分子中碳原子数小于1.6的烃只有甲烷，且另一种烃的分子中氢原子数必为4，碳原子数大于或等于2。
11.D　戊烷的同分异构体有3种，其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷，A错误；根据烷烃的沸点比较方法：碳原子数越多，沸点越高，碳原子数相同时，支链越多，沸点越低，故沸点大小顺序为2，2-二甲基戊烷＞2，3-二甲基丁烷＞正戊烷＞丙烷，B错误；烷烃的通式中，n≥1，最简单的烷烃是甲烷，n的取值不能为0，C错误；据烷烃的通式CnH2n＋2（n≥1），碳元素的质量分数为＝＝＝，当n越大，碳的质量分数越大，当n趋近无限大时，碳的质量分数无限趋近于，D正确。
12.D　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，丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，2-溴丙烷含量更高，B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，异丁烷形成的自由基比稳定，C错误；根据烷烃卤代反应的机理，在光照条件下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。
13.（1）异丁烷（或2-甲基丙烷）　同分异构体　（2）6　3　（3）＞　6.5
解析：（1）根据有机化合物乙的空间填充模型可知，乙的结构简式为，名称为异丁烷（或2-甲基丙烷）；甲的结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3，甲和乙的分子式相同，均为C4H10，二者互为同分异构体。（2）根据甲的碳骨架结构分析，甲的二氯代物有6种。相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代，则有机化合物乙分子中最多有3个C原子在同一平面内。（3）甲和乙互为同分异构体，甲没有支链，乙有支链，因此沸点：甲＞乙。甲和乙的分子式均为C4H10，1 mol C4H10完全燃烧消耗6.5 mol O2。
14.（1）CH3　C2H6　2　（2）
（3）
解析：（1）由B的燃烧产物可推出B中n（C）∶n（H）＝1∶3，B的最简式为CH3，故其分子式只能是C2H6，为乙烷，二溴代物有两种。（2）由②可推断C应为异丁烷，在饱和气态链烃中只有异丁烷的二氯代物有三种。（3）甲基取代乙烷中的所有氢原子生成2，2，3，3-四甲基丁烷。
15.（1）CH4＋2Cl2CH2Cl2＋2HCl　（2）控制气流速率　干燥混合气体　（3）球形干燥管　防止倒吸　（4）a　（5）3 mol　（6）9
解析：（1）C 装置中生成 CH2Cl2 的反应是甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，反应的化学方程式：CH4＋2Cl2CH2Cl2＋2HCl。（2）浓硫酸具有吸水性，因为甲烷和氯气中含有水蒸气，所以浓硫酸可干燥混合气体，还可以控制气流速率，能均匀混合气体。（3）D装置的名称为球形干燥管，其作用是防止倒吸。（4）氯代甲烷不易溶于水，而HCl极易溶于水，可以采用分液法分离提纯，选a。（5）根据充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，由碳原子守恒可知其物质的量分别是0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol；发生取代反应时，氯气中一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3 mol＋4×0.4 mol＝3 mol。（6）确定C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一移一”法：、、，由此可知C4H8Cl2共有9种同分异构体
3 / 3第3节　烃
第1课时　烷烃及其性质
课程 标准 1.认识烃、烷烃的组成和结构特点。 2.了解烷烃在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。 3.能描述和分析烷烃的典型代表物的重要反应，能书写相应的化学方程式。 4.了解取代反应的特点
分点突破（一）　烃的概述　烷烃的物理性质
1.烃
只由碳、氢两种元素组成的有机化合物。
2.烃的分类
烃
3.烷烃
烷烃是一种饱和链烃，属于脂肪烃。
4.烷烃的物理性质
1.下列说法中，正确的是（　　）
A.烷烃的分子中，所有碳原子不可能位于同一平面上
B.随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐降低
C.随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体数目也增加
D.所有的烷烃之间一定互为同系物
2.下列说法正确的是（　　）
A.烷烃的通式为CnH2n＋2（n≥1），随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小
B.和互为同分异构体
C.丙烷的空间填充模型为
D.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同
3.由沸点数据：甲烷－164 ℃、乙烷－89 ℃、丁烷－0.5 ℃、戊烷36 ℃，可判断丙烷的沸点可能是（　　）
A.高于－0.5 ℃
B.约是－90 ℃
C.约是－40 ℃
D.低于－89 ℃
分点突破（二）　烷烃的化学性质
1.烷烃的化学性质
2.烷烃取代反应需注意的4个方面
（1）反应的条件——光照。
（2）反应物状态——卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2），而不是其水溶液。
（3）反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时进行。
（4）反应产物——混合物（含多种卤代烃），不适宜制备卤代烃。
3.烃类燃烧的规律
（1）烃类完全燃烧耗氧量大小的判断
烃（CxHy）完全燃烧的化学方程式：
CxHy＋O2xCO2＋H2O。
①等物质的量的烃（CxHy）完全燃烧时，x＋的值越大，耗氧量越多。其中x值越大，生成的CO2越多；y值越大，生成的水越多。
②等质量的烃（CxHy）完全燃烧，烃（CxHy）燃烧可看作烃中的C和H分别与O结合。其关系式为
C　＋　O2～CO2　　4H　＋　O2～2H2O
12 g 32 g 4 g 32 g
由上面关系可知，等质量的烃的耗氧量的大小取决于，的值越大，则H元素的质量分数越大，耗氧量越多，生成的水越多，生成的CO2越少。
③最简式（实验式）相同的有机化合物不论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，则完全燃烧时生成的CO2的量一定，生成的H2O的量一定，耗氧量也一定。
（2）同温同压下，气态烃（CxHy）完全燃烧前后气体体积变化的判断
①燃烧后温度高于100 ℃时，水为气态，则
CxHy（g）＋O2（g）xCO2（g）＋H2O（g）　ΔV
1 x＋ x －1
故反应前后气体体积的变化ΔV仅与氢原子数y有关。
②燃烧后温度低于100 ℃时，水为液态，反应后气体体积的变化ΔV＝－，气体体积一定都是减小的。
1.烷烃与Cl2发生取代反应，1 mol CnH2n＋2（n≥1）可以与多少mol Cl2发生取代反应？
2.等质量的甲烷与辛烷完全燃烧后哪种燃料放出的热量更多？日常生活中选用哪种燃料更佳？
1.下列有关烷烃性质的叙述不正确的是（　　）
A.常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应，但能发生取代反应
B.烷烃都具有还原性，能被氧气氧化
C.烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水
D.烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色
2.关于CH4与Cl2的反应（如图所示），叙述不正确的是（　　）
A.该反应属于取代反应
B.该反应的条件是光照
C.该反应的生成物有四种
D.该反应的现象是量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴生成，量筒内液面上升并产生白雾
3.下列各组化合物中，不论两者以什么比例混合，只要总质量一定，则完全燃烧时消耗O2的质量和生成水或CO2的质量不变的是（　　）
A.CH4　C2H6
B.C2H6　C3H6
C.C2H4　C3H6
D.C2H4　C3H4
甲烷取代反应的实验现象与定量关系判断（探究与创新）
如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1∶4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。
（1）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是　　　　（填“升高”“降低”或“不变”）。若水中含有Na2SiO3，则U形管左端会观察到　　　　。
（2）将1 mol CH4和一定物质的量的Cl2混合均匀，以漫射光照射使CH4与Cl2发生取代反应。反应后CH4与Cl2均无剩余，且生成了四种有机取代物，其物质的量之比为n（CH3Cl）∶n（CH2Cl2）∶n（CHCl3）∶n（CCl4）＝1∶2∶3∶4，则参加反应的Cl2的物质的量是　　　　，反应生成物中物质的量最大的产物是　　　　（填物质化学式和物质的量数值）。
【规律方法】
烷烃发生取代反应时的数量关系
　（1）根据碳元素守恒，烷烃的物质的量等于所有卤代烷烃的物质的量之和。
（2）根据取代反应的特点，有机化合物中卤素原子的物质的量等于HX的物质的量等于参加反应的X2的物质的量，即n（X2）＝n（一卤代物）＋2n（二卤代物）＋3n（三卤代物）＋……＝n（HX）。
【迁移应用】
1.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（　　）
2.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是（　　）
A.甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合后发生取代反应只生成CH3Cl
B.甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C.甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物为混合物
D.1 mol CH4完全生成CCl4，最少需要2 mol Cl2
1.下列关于烷烃的叙述不正确的是（　　）
A.丙烷（C3H8）发生取代反应生成的C3H7Cl的结构有两种
B.烷烃分子为直链式结构，不可以带支链
C.甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种
D.任何烷烃分子不可能为平面结构
2.下列说法正确的是（　　）
A.分子式为C7H16的烷烃中含有3个甲基的同分异构体有2种
B.链状烷烃的组成通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大
C.烷烃分子中碳原子不可能在同一平面上
D.异戊烷与2-甲基丁烷互为同系物
3.在光照条件下，等物质的量的CH3CH3与Cl2充分反应后，得到的产物中物质的量最多的是（　　）
A.CH3CH2Cl B.CH2ClCH2Cl
C.CCl3CH3 D.HCl
4.CH3CH2CH（CH3）CH2CH3的一氯代物有（不考虑立体异构）（　　）
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
5.现有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五种有机化合物。
（1）等质量的以上物质中，在相同状况下体积最大的是　　　　。
（2）等质量的以上物质完全燃烧时，消耗O2的量最多的是　　　　。
（3）等物质的量的以上物质完全燃烧时，消耗O2的量最多的是　　　　。
（4）等质量的以上物质完全燃烧时，生成CO2最多的是　　　　　　　　，生成水最多的是　　　　　　　　。
第1课时　烷烃及其性质
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
自主练习
1.C　烷烃分子中，碳原子可能位于同一平面上，如C3H8；随碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点升高；烷烃分子中碳原子数越多，同分异构体越多；碳原子数目相同的烷烃，不互为同系物。
2.D　烷烃的通式为CnH2n＋2（n≥1），其中C元素的质量分数＝＝，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐增大，A错误；结构简式表示的物质都是2-甲基丁烷，因此属于同一物质，B错误；图示为丙烷的球棍模型，C错误。
3.C　烷烃的沸点随碳原子数的递增而升高。丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。
分点突破（二）
师生互动
1.强酸　强碱　强氧化剂　还原剂　牢固程度　nCO2　（n＋1）H2O
探究活动
1.提示：烷烃和Cl2发生取代反应，每1 mol H原子被取代，则生成1 mol HCl，消耗1 mol Cl2，而不是消耗 0.5 mol Cl2，参加反应的Cl2的物质的量与生成的HCl的物质的量相等。则1 mol CnH2n＋2消耗（2n＋2）mol Cl2。
2.提示：相同状况下，质量相同的烃，甲烷中碳元素的质量分数最低，完全燃烧时放出的热量最多。日常生活中选用甲烷作燃料。
自主练习
1.D　烷烃性质稳定，常温下与酸、碱、强氧化剂（如KMnO4）不反应，A正确，D错误；烷烃都能燃烧发生氧化反应，具有还原性，B、C正确。
2.C　甲烷与Cl2在光照条件下的反应属于取代反应，A正确，B正确；CH4和Cl2在光照条件下缓慢反应，生成了HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，共5种产物，C不正确；甲烷和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，所以试管中气体颜色会变浅，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷和HCl是气体，氯化氢极易溶于水，所以量筒内液面上升并产生白雾，D正确。
3.C　质量一定时，生成的水或CO2的质量不变，则两种有机物中C、H的质量分数要相等。C项，由于两者的最简式相同，因此两种有机物中C和H的质量分数相同，故不论两者以什么比例混合，只要质量一定，则完全燃烧时消耗O2的质量、生成水的质量和CO2的质量不变。
【关键能力·细培养】
　（1）提示：降低；有白色沉淀生成。CH4和Cl2在光照条件下生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，为取代反应，随着反应的进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色油状液体且HCl易溶于水，使U形管左端压强减小，液面上升，则U形管右端液面下降；HCl溶于水后与Na2SiO3反应生成白色絮状沉淀。
（2）提示：3 mol；HCl，n（HCl）＝3 mol。因为CH4与Cl2发生取代反应生成的4种取代产物中的碳原子均来自CH4，由碳原子守恒可知，1 mol CH4共生成1 mol取代产物，且关系满足n（CH3Cl）∶n（CH2Cl2）∶n（CHCl3）∶n（CCl4）＝1∶2∶3∶4，则生成的四种产物分别为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2，有机物中含有的氯原子为0.1 mol＋0.2 mol×2＋0.3 mol×3＋0.4 mol×4＝3 mol，故消耗的n（Cl2）＝3 mol，生成物中HCl最多，也是3 mol。
迁移应用
1.D　在光照条件下，Cl2与CH4发生取代反应生成HCl和四种氯代甲烷，由于Cl2被消耗，气体颜色变浅；HCl易溶于水，液面上升；但氯代甲烷是不溶于水的无色气体或油状液体，最终液体不能充满试管。
2.C　甲烷与氯气发生取代反应得不到纯净的CH3Cl，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最多，B错误；1 mol CH4完全生成CCl4，最少需要4 mol Cl2，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.B　链状烷烃的分子为折线形结构，可以带支链，B错误。
2.B　分子式为C7H16的烷烃中含有3个甲基，主链两端一定各含有1个甲基，另外1个甲基为取代基（形成—CH3或—CH2CH3），所以其同分异构体有
（CH3）2CHCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH（CH3）CH2CH2CH3、
（CH3CH2）2CHCH2CH3，共3种，A项错误；由三点决定一个平面可知，乙烷、丙烷分子中的碳原子均可以在同一平面上，另外，含多个碳原子的烷烃分子中的碳链呈折线形，碳原子也可以位于同一平面，C项错误；异戊烷与2-甲基丁烷的结构式相同，是同一种物质，D项错误。
3.D　根据烷烃与Cl2取代反应规律的定量关系可知，每消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl，故生成的产物中HCl的物质的量最多。
4.B　CH3CH2CH（CH3）CH2CH3有4种H原子，所以其一氯代物有4种，选B。
5.（1）CH4　（2）CH4　（3）C3H8　（4）C2H4、C3H6　CH4
解析：V＝Vm·，等质量时，气体体积与气体的摩尔质量成反比，所以等质量的五种气体，在相同状况下，CH4的体积最大。对于等质量的烃CxHy，完全燃烧时耗氧量的多少取决于的大小，越大，耗氧量越多，生成的H2O的物质的量越大，CO2的物质的量越小。等物质的量的烃CxHy完全燃烧，耗氧量取决于的相对大小。
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第1课时　烷烃及其性质
课
程 标
准 1.认识烃、烷烃的组成和结构特点。
2.了解烷烃在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。
3.能描述和分析烷烃的典型代表物的重要反应，能书写相应的
化学方程式。
4.了解取代反应的特点
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一）　烃的概述　烷烃的物理性质
1. 烃
只由碳、氢两种元素组成的有机化合物。
2. 烃的分类
烃
3. 烷烃
烷烃是一种饱和链烃，属于脂肪烃。
4. 烷烃的物理性质
1. 下列说法中，正确的是（　　）
A. 烷烃的分子中，所有碳原子不可能位于同一平面上
B. 随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐降低
C. 随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体数目也增加
D. 所有的烷烃之间一定互为同系物
解析： 　烷烃分子中，碳原子可能位于同一平面上，如C3H8；随
碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点升高；烷烃分子中碳原子数越
多，同分异构体越多；碳原子数目相同的烷烃，不互为同系物。
2. 下列说法正确的是（　　）
A. 烷烃的通式为CnH2n＋2（n≥1），随n的增大，碳元素的质量分
数逐渐减小
B. 和 互为同分异构体
C. 丙烷的空间填充模型为
D. 分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同
解析： 　烷烃的通式为CnH2n＋2（n≥1），其中C元素的质量分
数＝ ＝ ，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐增大，A错
误；结构简式表示的物质都是2-甲基丁烷，因此属于同一物质，B
错误；图示为丙烷的球棍模型，C错误。
3. 由沸点数据：甲烷－164 ℃、乙烷－89 ℃、丁烷－0.5 ℃、戊烷36
℃，可判断丙烷的沸点可能是（　　）
A. 高于－0.5 ℃ B. 约是－90 ℃
C. 约是－40 ℃ D. 低于－89 ℃
解析： 烷烃的沸点随碳原子数的递增而升高。丙烷的沸点应介
于乙烷和丁烷的沸点之间。
分点突破（二）　烷烃的化学性质
1. 烷烃的化学性质
2. 烷烃取代反应需注意的4个方面
（1）反应的条件——光照。
（2）反应物状态——卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2），而不是其水
溶液。
（3）反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时
进行。
（4）反应产物——混合物（含多种卤代烃），不适宜制备卤代
烃。
（1）烃类完全燃烧耗氧量大小的判断
烃（CxHy）完全燃烧的化学方程式：
CxHy＋ O2 xCO2＋ H2O。
①等物质的量的烃（CxHy）完全燃烧时，x＋ 的值越大，
耗氧量越多。其中x值越大，生成的CO2越多；y值越大，生
成的水越多。
3. 烃类燃烧的规律
C ＋ O2～CO2 4H ＋O2～2H2O
12 g 32 g 4 g 32 g
由上面关系可知，等质量的烃的耗氧量的大小取决于 ， 的
值越大，则H元素的质量分数越大，耗氧量越多，生成的水
越多，生成的CO2越少。
③最简式（实验式）相同的有机化合物不论以何种比例混
合，只要混合物的总质量一定，则完全燃烧时生成的CO2的
量一定，生成的H2O的量一定，耗氧量也一定。
②等质量的烃（CxHy）完全燃烧，烃（CxHy）燃烧可看作
烃中的C和H分别与O结合。其关系式为
（2）同温同压下，气态烃（CxHy）完全燃烧前后气体体积变化的
判断
①燃烧后温度高于100 ℃时，水为气态，则
CxHy（g）＋ O2（g） xCO2（g）＋ H2O（g）ΔV
1 x＋ x －1
②燃烧后温度低于100 ℃时，水为液态，反应后气体体积的
变化ΔV＝－ ，气体体积一定都是减小的。
故反应前后气体体积的变化ΔV仅与氢原子数y有关。
1. 烷烃与Cl2发生取代反应，1 mol CnH2n＋2（n≥1）可以与多少mol
Cl2发生取代反应？
提示：烷烃和Cl2发生取代反应，每1 mol H原子被取代，则生成1
mol HCl，消耗1 mol Cl2，而不是消耗 0.5 mol Cl2，参加反应的Cl2
的物质的量与生成的HCl的物质的量相等。则1 mol CnH2n＋2消耗
（2n＋2）mol Cl2。
2. 等质量的甲烷与辛烷完全燃烧后哪种燃料放出的热量更多？日常生
活中选用哪种燃料更佳？
提示：相同状况下，质量相同的烃，甲烷中碳元素的质量分数最
低，完全燃烧时放出的热量最多。日常生活中选用甲烷作燃料。
1. 下列有关烷烃性质的叙述不正确的是（　　）
A. 常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应，但能发生取代反应
B. 烷烃都具有还原性，能被氧气氧化
C. 烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水
D. 烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析： 烷烃性质稳定，常温下与酸、碱、强氧化剂（如
KMnO4）不反应，A正确，D错误；烷烃都能燃烧发生氧化反应，
具有还原性，B、C正确。
2. 关于CH4与Cl2的反应（如图所示），叙述不正确的是（　　）
A. 该反应属于取代反应
B. 该反应的条件是光照
C. 该反应的生成物有四种
D. 该反应的现象是量筒内气体颜色变浅，器壁上
有油状液滴生成，量筒内液面上升并产生白雾
解析： 　甲烷与Cl2在光照条件下的反应属于取代反应，A正确，
B正确；CH4和Cl2在光照条件下缓慢反应，生成了HCl、CH3Cl、
CH2Cl2、CHCl3和CCl4，共5种产物，C不正确；甲烷和氯气发生取
代反应，生成的产物均无色，所以试管中气体颜色会变浅，生成的
二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷和HCl
是气体，氯化氢极易溶于水，所以量筒内液面上升并产生白雾，D
正确。
3. 下列各组化合物中，不论两者以什么比例混合，只要总质量一定，
则完全燃烧时消耗O2的质量和生成水或CO2的质量不变的是
（　　）
A. CH4　C2H6 B. C2H6　C3H6
C. C2H4　C3H6 D. C2H4　C3H4
解析： 　质量一定时，生成的水或CO2的质量不变，则两种有机
物中C、H的质量分数要相等。C项，由于两者的最简式相同，因
此两种有机物中C和H的质量分数相同，故不论两者以什么比例混
合，只要质量一定，则完全燃烧时消耗O2的质量、生成水的质量
和CO2的质量不变。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
甲烷取代反应的实验现象与定量关系判断（探究与创新）
如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为
1∶4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲
烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反
应一段时间。
（1）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是 　　（填“升
高”“降低”或“不变”）。若水中含有Na2SiO3，则U形管左
端会观察到 　　。
提示：降低；有白色沉淀生成。CH4和Cl2在光照条件下生成
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，为取代反应，随着反应
的进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，生成的CH2Cl2、
CHCl3、CCl4常温下均为无色油状液体且HCl易溶于水，使U形
管左端压强减小，液面上升，则U形管右端液面下降；HCl溶于
水后与Na2SiO3反应生成白色絮状沉淀。
（2）将1 mol CH4和一定物质的量的Cl2混合均匀，以漫射光照射使
CH4与Cl2发生取代反应。反应后CH4与Cl2均无剩余，且生成了
四种有机取代物，其物质的量之比为n（CH3Cl）∶n
（CH2Cl2）∶n（CHCl3）∶n（CCl4）＝1∶2∶3∶4，则参加
反应的Cl2的物质的量是 　　，反应生成物中物质的量最大的产
物是 　　（填物质化学式和物质的量数值）。
提示：3 mol；HCl，n（HCl）＝3 mol。因为CH4与Cl2发生取代
反应生成的4种取代产物中的碳原子均来自CH4，由碳原子守恒
可知，1 mol CH4共生成1 mol取代产物，且关系满足n
（CH3Cl）∶n（CH2Cl2）∶n（CHCl3）∶n（CCl4）＝
1∶2∶3∶4，则生成的四种产物分别为0.1 mol、0.2 mol、0.3
mol、0.4 mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯
原子均来自Cl2，有机物中含有的氯原子为0.1 mol＋0.2 mol×2
＋0.3 mol×3＋0.4 mol×4＝3 mol，故消耗的n（Cl2）＝3
mol，生成物中HCl最多，也是3 mol。
【规律方法】
烷烃发生取代反应时的数量关系
　（1）根据碳元素守恒，烷烃的物质的量等于所有卤代烷烃的物质
的量之和。
（2）根据取代反应的特点，有机化合物中卤素原子的物质的量等于
HX的物质的量等于参加反应的X2的物质的量，即n（X2）＝n
（一卤代物）＋2n（二卤代物）＋3n（三卤代物）＋……＝n
（HX）。
【迁移应用】
1. 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（　　）
解析： 　在光照条件下，Cl2与CH4发生取代反应生成HCl和四种
氯代甲烷，由于Cl2被消耗，气体颜色变浅；HCl易溶于水，液面上
升；但氯代甲烷是不溶于水的无色气体或油状液体，最终液体不能
充满试管。
2. 下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是（　　）
A. 甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合后发生取代反应只生成
CH3Cl
B. 甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C. 甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物为混合物
D. 1 mol CH4完全生成CCl4，最少需要2 mol Cl2
解析： 　甲烷与氯气发生取代反应得不到纯净的CH3Cl，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最多，B错误；1 mol CH4完全
生成CCl4，最少需要4 mol Cl2，D错误。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列关于烷烃的叙述不正确的是（　　）
A. 丙烷（C3H8）发生取代反应生成的C3H7Cl的结构有两种
B. 烷烃分子为直链式结构，不可以带支链
C. 甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种
D. 任何烷烃分子不可能为平面结构
解析： 　链状烷烃的分子为折线形结构，可以带支链，B错误。
2. 下列说法正确的是（　　）
A. 分子式为C7H16的烷烃中含有3个甲基的同分异构体有2种
B. 链状烷烃的组成通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大
C. 烷烃分子中碳原子不可能在同一平面上
D. 异戊烷与2-甲基丁烷互为同系物
解析： 　分子式为C7H16的烷烃中含有3个甲基，主链两端一定各
含有1个甲基，另外1个甲基为取代基（形成—CH3或—CH2CH3），所以其同分异构体有（CH3）2CHCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH（CH3）CH2CH2CH3、（CH3CH2）2CHCH2CH3，共3种，A项错误；由三点决定一个平面可知，乙烷、丙烷分子中的碳原子均可以在同一平面上，另外，含多个碳原子的烷烃分子中的碳链呈折线形，碳原子也可以位于同一平面，C项错误；异戊烷与2-甲基丁烷的结构式相同，是同一种物质，D项错误。
3. 在光照条件下，等物质的量的CH3CH3与Cl2充分反应后，得到的产
物中物质的量最多的是（　　）
A. CH3CH2Cl B. CH2ClCH2Cl
C. CCl3CH3 D. HCl
解析： 　根据烷烃与Cl2取代反应规律的定量关系可知，每消耗1
mol Cl2生成1 mol HCl，故生成的产物中HCl的物质的量最多。
4. CH3CH2CH（CH3）CH2CH3的一氯代物有（不考虑立体异构）
（　　）
A. 3种 B. 4种
C. 5种 D. 6种
解析： 　CH3CH2CH（CH3）CH2CH3有4种H原子，所以其一氯代
物有4种，选B。
5. 现有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五种有机化合物。
（1）等质量的以上物质中，在相同状况下体积最大的
是 。
（2）等质量的以上物质完全燃烧时，消耗O2的量最多的
是 。
（3）等物质的量的以上物质完全燃烧时，消耗O2的量最多的
是 。
CH4　
CH4　
C3H8　
（4）等质量的以上物质完全燃烧时，生成CO2最多的是
，生成水最多的是 。
解析：V＝Vm· ，等质量时，气体体积与气体的摩尔质量成
反比，所以等质量的五种气体，在相同状况下，CH4的体积
最大。对于等质量的烃CxHy，完全燃烧时耗氧量的多少取决
于 的大小， 越大，耗氧量越多，生成的H2O的物质的量越
大，CO2的物质的量越小。等物质的量的烃CxHy完全燃烧，
耗氧量取决于 的相对大小。
C2H4、
C3H6　
CH4　
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
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1. 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. 烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D. 烷烃能使溴水、酸性KMnO4溶液都褪色
解析： 　与烷烃发生取代反应的必须是卤素单质，溴水不能与烷
烃反应，酸性KMnO4溶液也不能将烷烃氧化，所以烷烃不能使溴
水、酸性KMnO4溶液褪色，D不正确。
2. ①丁烷、②2-甲基丙烷、③戊烷、④2-甲基丁烷、⑤2，2-二甲基丙
烷的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
解析： 　对于烷烃而言，其组成和结构相似，随着相对分子质量
的增大，分子间作用力增大，其沸点逐渐升高；对于相对分子质量
相同的烷烃，分子中含有的支链越多，沸点越低。所给烷烃中，
①、②均含有4个碳原子，③、④、⑤均含有5个碳原子，结合上面
的分析可知，沸点由高到低：③＞④＞⑤＞①＞②。
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3. 下列烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代物的有（　　）
A. 2-甲基丙烷 B. 丙烷
C. 2，2-二甲基丁烷 D. 2，2-二甲基丙烷
解析： 　2-甲基丙烷[CH（CH3）3]含2种等效氢，其一氯代物有2
种，A错误；丙烷[CH3CH2CH3]含2种等效氢，其一氯代物有2种，
B错误；2，2-二甲基丁烷[（CH3）3CCH2CH3]含3种等效氢，其一
氯代物有3种，C错误；2，2-二甲基丙烷[C（CH3）4]只有1种等效
氢，其一氯代物有1种，D正确。
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4. 某有机化合物的结构简式为
，下列说法中不正确的是（　　）
A. 该有机化合物属于烷烃
B. 1 mol该烃最多能与14 mol氯气发生取代反应
C. 该烃的密度大于CH3—CH3，但小于水的密度
D. 该烃的最简单同系物的二氯取代物有两种
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解析： 　由结构简式可知，该有机化合物属于烷烃， A正
确；该烃的分子式为C6H14， 1 mol该烃最多能与14 mol 氯气发
生取代反应， B正确；烷烃的密度小于水，烷烃分子中碳原子
数越多，密度越大，则该烃的密度大于乙烷，小于水， C正
确；该烃的最简单同系物为甲烷，甲烷为正四面体结构，二氯
取代物只有1种， D错误。
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5. 等质量的下列烷烃，完全燃烧消耗氧气最多的是（　　）
A. CH4 B. C2H6
C. C3H8 D. C6H14
解析： 　判断等质量的不同烃燃烧的耗氧量，可先简化其分子式
为CHx，x越大，氢元素的质量分数就越大，耗氧量就越多。
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6. 标准状况下35 mL气态烷烃完全燃烧，恢复到标准状况下，得到二
氧化碳气体140 mL，则该烃的分子式为（　　）
A. C5H12 B. C4H10
C. C2H6 D. C3H8
解析： 　根据同温、同压下气体的体积之比等于分子数之比，烷
烃分子数与二氧化碳气体分子数之比为 ＝ ，1个该烷烃分子
中含有4个碳原子，即该烷烃为丁烷。
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7. 下列有关烷烃化学性质的说法正确的是（　　）
A. CH4和Cl2以物质的量之比为1∶3混合，在光照条件下得到的产物
只有CHCl3
B. CH3CH3和Cl2在光照条件下反应可得到纯净的CH3CH2Cl
C. 等物质的量的CH4与CH3CH3在氧气中充分燃烧，CH4消耗氧气的
体积大（均在标准状况下）
D. 等质量的CH4与CH3CH3在氧气中充分燃烧，CH4消耗氧气的体积
大（均在标准状况下）
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解析： 　CH4与Cl2在光照条件下反应，会得到四种取代物和
HCl而不是只有CHCl3，A项错误；CH3CH3与Cl2在光照条件下
反应也得到不同氯代物的混合物，B项错误；等物质的量的CH4
与CH3CH3在氧气中充分燃烧，CH3CH3消耗氧气的体积大（2＋
＞1＋ ），C项错误；由于CH4中氢元素的质量分数大于
CH3CH3，故等质量的CH4与CH3CH3在氧气中充分燃烧，CH4消
耗氧气的体积大，D项正确。
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8. 如图是一种烷烃的键线式，下列有关该物质的叙述正确的是
（　　）
A. 属于脂环烃
B. 与正十六烷互为同分异构体
C. 常温下为气体
D. 能使酸性KMnO4溶液褪色
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解析： 　烷烃是链烃，不是环烃，A项错误；该烷烃的名称是5，
5-二甲基十四烷，与正十六烷的分子式相同，互为同分异构体，B
项正确；该烷烃分子中碳原子数比较多，常温下不是气体，C项错
误；该烷烃分子中无碳碳不饱和键，不能被酸性KMnO4溶液氧
化，不能使酸性KMnO4溶液褪色，D项错误。
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9. （1）分子中碳原子数在10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： 、 、 、 。
解析： 利用等效氢法可推知，符合条件的烷烃分子为
CH4、CH3CH3及它们分子中的H原子均被—CH3代替后的
C5H12和C8H18。
CH4　
CH3CH3　
　
　
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（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（同温同压下），烃A的结构简
式是 。
解析： 含氢量最高的烃为CH4，即A为烷烃；由1体积A
最多可与6体积Cl2完全反应知，A分子中含有6个H原子，则A
为C2H6。
（3）烃C的相对分子质量为72，每个C分子中有42个电子，C的一
溴代物种数是它同分异构体中最多的，C的名称为
。
CH3CH3　
2-甲基
丁烷　
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解析： 设烃C的分子式为CxHy，则有12x＋y＝72，6x
＋y＝42，解得x＝5，y＝12，则C为C5H12，同分异构体有3
种：①CH3CH2CH2CH2CH3、② 、
③ ，3种同分异构体对应的一溴代物分别
有3种、1种、4种。
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10. 燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物，生成3.58 L CO2（标准状况）
和3.6 g H2O，则混合气体中（　　）
①一定有甲烷　②一定无乙烷　③一定无甲烷
④一定有丙烷
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ①④
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解析： 　标准状况下，生成n（CO2）＝ ≈0.16
mol，生成n（H2O）＝ ＝0.2 mol，因此两种气态烃的
平均分子组成为C1.6H4，根据混合物的平均分子组成可知，分子
中碳原子数小于1.6的烃只有甲烷，且另一种烃的分子中氢原子数
必为4，碳原子数大于或等于2。
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11. 下列有关烷烃的说法中，正确的是（　　）
A. 戊烷的同分异构体有2种，其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷
B. 沸点：正戊烷＞2，2-二甲基戊烷＞2，3-二甲基丁烷＞丙烷
C. 符合通式CnH2n＋2（n≥0）的物质一定是烷烃的同系物
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解析： 　戊烷的同分异构体有3种，其习惯命名分别为正戊烷、
异戊烷、新戊烷，A错误；根据烷烃的沸点比较方法：碳原子数
越多，沸点越高，碳原子数相同时，支链越多，沸点越低，故沸
点大小顺序为2，2-二甲基戊烷＞2，3-二甲基丁烷＞正戊烷＞丙
烷，B错误；烷烃的通式中，n≥1，最简单的烷烃是甲烷，n的
取值不能为0，C错误；据烷烃的通式CnH2n＋2（n≥1），碳元素
的质量分数为 ＝ ＝ ＝ ，当n越大，碳的质
量分数越大，当n趋近无限大时，碳的质量分数无限趋近于 ，D
正确。
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12. 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：
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
果如图：
＋
下列说法正确的是（　　）
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A. 异丁烷的二溴代物有两种
B. 丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，1-溴丙烷含量更高
C. 反应过程中异丁烷形成的自由基
　 ·比· 稳定
D. 光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键
步骤
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解析：D　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，丙
烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，2-溴丙烷含量更高，B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，异丁烷形成的自由基 比 稳定，C错误；
、
根据烷烃卤代反应的机理，在光照条件下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。
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13. 页岩气中某些烃分子的结构模型如图所示：
（1）有机化合物乙的名称为 ，有
机化合物甲与有机化合物乙互为 。
异丁烷（或2-甲基丙烷）　
同分异构体　
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解析： 根据有机化合物乙的空间填充模型可知，乙的结构简式为 ，名称为异丁烷（或2-甲基丙烷）；
甲的结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3，甲和乙的分子式相同，均为C4H10，二者互为同分异构体。
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（2）有机化合物甲的二氯代物有 种；根据甲烷分子的空间
结构推测，有机化合物乙中最多有 个C原子在同一平
面内。
6　
3　
解析：根据甲的碳骨架结构分析，甲的二氯代物有6种。
相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代，则有机化合物乙分子中最多有3个C原子在同一平面内。
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（3）有机化合物甲和乙的沸点：甲 （填“＞”“＝”或
“＜”）乙，1 mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物
质的量为 mol。
解析： 甲和乙互为同分异构体，甲没有支链，乙有支链，因此沸点：甲＞乙。甲和乙的分子式均为C4H10，1 mol C4H10完全燃烧消耗6.5 mol O2。
＞　
6.5　
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14. 有A、B、C三种烃，已知：
①B完全燃烧的产物n（CO2）∶n（H2O）＝2∶3；
②C为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种；
③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代的产物；A遇Br2的CCl4溶
液不褪色，其一氯代物只有一种。
请回答下列问题：
（1）B的最简式为 ，分子式为 ，其二溴代物
有 种。
解析： 由B的燃烧产物可推出B中n（C）∶n（H）＝
1∶3，B的最简式为CH3，故其分子式只能是C2H6，为乙
烷，二溴代物有两种。
CH3　
C2H6　
2　
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（2）C的三种二氯代物的结构简式为 、
、 。
解析： 由②可推断C应为异丁烷，在饱和气态链烃中
只有异丁烷的二氯代物有三种。
　
　
　
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（3）A的结构简式为 。
解析： 甲基取代乙烷中的所有氢原子生成2，2，3，3-
四甲基丁烷。
　
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15. 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：
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试回答下列问题：
（1）请写出C装置中生成CH2Cl2的化学方程式：
。
解析： C 装置中生成 CH2Cl2 的反应是甲烷和氯气在光
照条件下发生取代反应，反应的化学方程式：CH4＋
2Cl2 CH2Cl2＋2HCl。
CH4＋
2Cl2　 CH2Cl2＋2HCl　
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（2）B装置有三种功能：①均匀混合气体；②
；③ 。
解析： 浓硫酸具有吸水性，因为甲烷和氯气中含有水
蒸气，所以浓硫酸可干燥混合气体，还可以控制气流速率，
能均匀混合气体。
（3）D装置的名称为 ，其作用是 。
解析： D装置的名称为球形干燥管，其作用是防止
倒吸。
控制气流速
率　
干燥混合气体　
球形干燥管　
防止倒吸　
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（4）E装置中除盐酸外，还含有机化合物，从E中分离出盐酸的
最佳方法为 （填字母序号）。
a.分液法　　　 　b.蒸馏法　　　 　c.结晶法
解析： 氯代甲烷不易溶于水，而HCl极易溶于水，可
以采用分液法分离提纯，选a。
a　
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（5）1 mol CH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、
CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大
0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为 。
解析： 根据充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、
CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，由
碳原子守恒可知其物质的量分别是0.1 mol、0.2 mol、0.3
mol、0.4 mol；发生取代反应时，氯气中一半的Cl进入
HCl，消耗氯气的物质的量为0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3
mol＋4×0.4 mol＝3 mol。
3 mol　
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（6）已知丁烷与氯气的取代反应的产物之一为C4H8Cl2，其
有 种同分异构体。
解析： 确定C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一移
一”法： 、 、 ，由此可知
C4H8Cl2共有9种同分异构体。
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感谢欣赏
THE END

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