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考点 32 烷烃
烷烃是学习其它有机物的基础，是高考的重要考点之一，高考中常见的考点如下：烷烃的命名方法、
烷烃的结构和化学性质；以烷烃的代表物甲烷为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。
预计2023年的高考仍然会以考查烷烃的结构为主。
一、烷烃的结构特点及物理性质
二、烷烃的化学性质
烷烃的结构特点及物理性质
1．烷烃。分子中的碳原子间都以单键结合成链状，剩余价键都与氢原子结合的饱和烃叫烷烃，如甲
烷、丁烷等。烷烃的通式为C H (n≥1)。
n 2n＋2
2．结构特点：分子中的碳原子全部饱和，除甲烷、乙烷以外，烷烃分子中的碳原子之间呈锯齿状排
列。
3．烷烃中的碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体四个顶点方向的 sp3杂化轨道与其它碳原子或氢原
子结合，形成σ键。
4．烷烃的物理性质
物理性质 变化规律
当碳原子数小于或等于4时，烷烃和烯烃在常温下呈气态，其他的烷烃
状态
和烯烃常温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态)
溶解性 都不溶于水，易溶于有机溶剂随碳原子数的增加，沸点逐渐升高。碳原子数相同的烃，支链越多，沸
沸点
点越低
随碳原子数的增加，相对密度逐渐增大。烷烃、烯烃的相对密度小于水
密度
的密度
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)CH 与C H 是同系物( )
4 4 10
(2)烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上( )
(3)分子通式为C H 的烃一定是烷烃( )
n 2n＋2
(4)烷烃分子中均只含单键，均符合分子通式C H ( )
n 2n+2
(5)相同质量的烃完全燃烧，耗氧量最大的是CH( )
4
(6)1 mol正丁烷和异丁烷分子中共价键数目不同( )
(7)甲烷的二氯代物只有一种，可以证明甲烷是正四面体结构( )
(8)甲烷和乙烷各有一种结构，丙烷和丁烷各有两种不同的结构( )
(9) C H 一共有6种同分异构体(不考虑立体异构) ( )
6 14
(10)分子式为C H 的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有2种( )
7 16
(11)烷烃的通式为C H ，随n值增大，碳元素的质量分数逐渐减小( )
n 2n＋2
(12)异戊烷与2甲基丁烷互为同系物
【典例】
例1 下列有关烷烃的叙述错误的是( )
A．烷烃分子中，所有的化学键都是单键
B．分子通式为C H 的烃一定是烷烃
n 2n+2
C．正丁烷和异丁烷分子中共价键数目相同
D．甲烷和乙烷各有一种结构，丙烷和丁烷各有两种不同的结构
【答案】D
【解析】A项，烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子
相结合而达到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键都是单键，故A正确；B项，因分子通式C H 中氢原子已
n 2n+2
达完全饱和，因此符合通式C H 的烃一定是烷烃，故B正确；C项，正丁烷和异丁烷分子中共价键数目
n 2n+2
相同，C H 分子中共价键的数目为3n+1，只与碳原子数有关，正丁烷和异丁烷分子中共价键数目均为
n 2n+2
13，故C正确；D项， 甲烷和乙烷、丙烷各有一种结构，丁烷有两种不同的结构，故D错误；故选D。
例2 在1.013×105 Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列说法正确的是( )
物质名称 沸点/℃正丁烷CH(CH)CH －0.5
3 2 2 3
正戊烷CH(CH)CH 36.1
3 2 3 3
27.8
异戊烷
9.5
新戊烷
正己烷CH(CH)CH 69.0
3 2 4 3
A.在标准状况下，新戊烷是气体
B．在1.013×105 Pa、20 ℃时，C H 都是液体
5 12
C．烷烃随碳原子数增加，沸点降低
D．C H 随支链数增加，沸点降低
5 12
【答案】D
【解析】新戊烷的沸点是9.5 ℃，标准状况下是液体，20 ℃时是气体，A、B均错误；烷烃随碳原子
数的增加，沸点升高，C错误；C H 的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点逐渐降低，D正确。
5 12
【对点提升】
对点1 某烷烃相对分子质量为86，如果分子中含有3个－CH 、2个－CH －和1个 ，则该结
3 2
构的烃的一氯取代物最多可能有(不考虑立体异构)( )
A．9种 B．6种 C．5种 D．4种
对点2 已知①丁烷；②2甲基丙烷；③正戊烷；④2甲基丁烷；⑤2，2二甲基丙烷，下列关于它们的
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
【巧学妙记】
脂肪烃类熔、沸点一般较低。其变化规律：
(1)组成与结构相似的物质(即同系物)，相对分子质量越大，其熔、沸点越高。
(2)相对分子质量相近或相同的物质(如同分异构体)，支链越多，其熔、沸点越低。
烷烃的化学性质
1．稳定性：常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件(如光
照或高温)下才能发生某些反应。
2．氧化反应——与氧气的反应C H ＋O――→ n CO ＋ ( n ＋ 1)H O
n 2n＋2 2 2 2
3．取代反应(光照)(只写生成一氯代物)
CHCH＋Cl――→CHCH Cl ＋ HCl
3 3 2 3 2
CHCHCH＋Cl――→CHCHCH Cl ＋ HCl 或CHCHClCH ＋ HC l
3 2 3 2 3 2 2 3 3
4．氧化反应——可燃性
烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成 CO 和 HO，燃烧的通式为 C H ＋O――→nCO ＋(n＋
2 2 n 2n＋2 2 2
1)H O。
2
5．分解反应——高温裂化或裂解
烷烃受热时会分解，生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：C H ―――――→C H ＋C H 。
16 34 8 16 8 18
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)正丁烷和异丁烷的化学性质相似，物理性质(熔点、沸点等)不同( )
(2)正戊烷、异戊烷和新戊烷互为同分异构体，沸点依次升高( )
(3)常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应( )
(4)烷烃都不能发生氧化反应( )
(5)烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水( )
(6)烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色( )
【典例】
例1 关于分子式为C H 的烃A与分子式为C H 的烃B，下列说法错误的是( )
2 6 5 12
A．A与B一定互为同系物 B．A与B完全燃烧的产物相同
C．A与B分子中含有的－CH 个数一定相同 D．二者的化学性质相似
3
【答案】C
【解析】A项， C H 为乙烷，C H 为戊烷，二者结构相似，组成上差3个CH，互为同系物，故A
2 6 5 12 2
正确；B项，二者含有的元素相同，都是C、H，则A与B完全燃烧的产物相同，都是二氧化碳和水，故
B正确；C项，乙烷含有2个甲基，戊烷有三种同分异构体，分别为正戊烷CHCHCHCHCH，异戊烷、
3 2 2 2 3
新戊烷，则A与B分子中含有的-CH 个数不一定相同，故C错误；D项，同系物结构相似，化学性质相似，
3
乙烷与戊烷互为同系物，二者结构相似，所以它们的化学性质也相似，故D正确；故选C。
例2 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，结果如下：
下列说法正确的是 ( )
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，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反应的关键步骤
【答案】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-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。
【对点提升】
对点1 下列对有机物结构或性质的描述，错误的是( )
A．甲烷与氯气反应无论生成CHCl、CHCl、CHCl 还是CCl ，都属于取代反应
3 2 2 3 4
B．分子通式为C H 的烃一定是烷烃
n 2n+2
C．烷烃中除甲烷外，很多都能使KMnO 酸性溶液的紫色褪去
4
D．光照下2，2﹣二甲基丙烷与Cl 反应，其一氯取代物只有一种
2
对点2 在光照的条件下，将1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气均无
剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为a mol，b mol，c mol，该反应中消耗的氯气的物质的量是( )
A．(1+a+b+c)mol B．(2a＋3b＋4c)mol
C．(1＋a＋2b＋3c) mol D．(a＋b＋c)mol
【巧学妙记】
烷烃的特征反应——取代反应
1．烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷，
化学方程式为CHCH＋Cl――→CHCHCl＋HCl。
3 3 2 3 2
2．烷烃取代反应的特点
(1)一氯乙烷与乙烷相比较，碳链结构保持不变，只是乙烷分子中的一个氢原子被氯原子所取代。
(2)烷烃与卤素单质发生的取代反应不会停留在第一步，如一氯乙烷会继续与氯气反应生成二氯乙烷、
三氯乙烷等。故一氯乙烷一般不用乙烷与氯气发生取代反应制取。
(3)烷烃能与卤素单质反应，不能与卤素单质的水溶液反应。
1．异丁烷的球棍模型为 ，下列关于异丁烷的说法错误的是( )
A．分子式为C H B．与乙烷互为同系物
4 10
C．沸点比正丁烷( )的低 D．一氯取代物有4种
2．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．环戊烷( )
C．2，2二甲基丁烷 D．3甲基戊烷
3．已知下表均是烷烃分子的化学式，且它们的一氯取代物只有一种。 则第 6项烷烃分子的化学式为(
)
1 2 3 4 5 6 ……
CH C H C H C H C H … …
4 2 6 5 12 8 18 17 36
A.C H B．C H C．C H D．C H
16 34 17 36 26 54 27 56
4．下列有关C H 的叙述不正确的是( )
4 10
A．分子中碳原子不在同一直线上 B．分子中所有原子不可能在同一平面内
C．C H 与CH 互为同系物 D．不能发生氧化反应
4 10 4
5．下列说法正确的是( )
A．C H 与C H 一定互为同系物
4 10 8 18B． 与 互为同分异构体
C．C H 有2种不同的结构
5 12
D． 和 为不同种物质
6．分子里碳原子数不超过10的所有烷烃中，一卤代物只有一种的烷烃共有( )
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
7．关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( )
A．烷烃同系物的熔、沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高
B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递增到比水重
C．烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应
D．烷烃同系物都不能使溴水、KMnO 溶液因反应而褪色
4
8．一氯代物只有一种的烷烃，按烷烃相对分子质量由小到大的顺序排列，下列判断不正确的是( )
A．第3项的同分异构体中的一氯代物可能为4种
B．第4项烷烃系统命名为：2，2，3，3-四甲基丁烷
C．第6项烷烃的分子式为C H
26 54
D．符合条件的烷烃的化学键类型完全相同
9．已知某链状烷烃分子中含有电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为_______，1mol该烷烃含有的化学键的数目为_______mol。
(2)该烷烃含有甲、乙、丙三种同分异构体。
①甲在相同条件下沸点最高，则甲的一氯代物有_______种。
②乙只有一种化学环境的氢，写出乙与 按照 的比例发生反应的化学方程式：_______。
③键线式是以线表示共价键，每个折点或端点表示一个碳原子，并省略书写氢原子的一种表示有机化合
物结构的式子，如异丁烷( )可表示为“ ”，请分析这一表示方式的要领，写出丙的键
线式：_______。
(3)该烷烃的同系物中不存在同分异构体的共有_______种。10．在烷烃分子中的基团－CH、－CH－、 、 ，其数目分别用a、b、c、d表示，对烷烃
3 2
(除甲烷外)中存在的关系作讨论：
(1)下列说法正确的是_______。
A．a的数目与b的数目的大小无关 B．c增加l，a就会增加3
C．d增加1，a就会增加2 D．b增加1，a就会增加2
(2)四种基团之间的关系为：a＝______________(用a、b、c、d表示)。
(3)若某烷烃分子中，b＝c＝d＝1，则满足此条件的该分子的结构可能有_________种，写出其中一种
的结构简式并命名：结构简式为________________，名称为____________。
1．(2022·吉林市第十二中学期中)关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( )
A．烷烃同系物随着相对分子质量增大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．烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，它们燃烧时生成二氧化碳和水
D．烷烃同系物都能使溴水、KMnO 溶液褪色
4
2．(2022·吉林省长春市实验中学期中)下列有关链状烷烃的叙述错误的是( )
A．通式为C H ，随n的增大，烷烃的沸点逐渐升高
n 2n+2
B．烷烃在空气中都能燃烧，发生氧化反应
C．在光照条件下，烷烃能与氯气、溴的四氯化碳溶液等发生取代反应
D．烷烃分子中C原子均采取sp3杂化
3．(2022·江西省万载中学月考)0.1mol某链状烷烃完全燃烧生成13.44LCO (已换算成标准状况下)，下
2
列说法正确的是( )
A．该烷烃的分子式为C H
6 12
B．该烷烃的同分异构体有6种
C．1mol该烷烃完全燃烧需要消耗9.5molO
2
D．同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同
4．(2022·四川省树德中学月考)标况下三种等物质的量的气态烷烃的体积为2升，完全燃烧需氧气11
升(标况)，则该三种烷烃可能为( )
A．甲烷、乙烷、正丁烷 B．甲烷、丙烷、异丁烷
C．乙烷、正丁烷、异戊烷 D．乙烷、丙烷、新戊烷5．(2022·黑龙江省鸡西市第四中学期中)C H 的各种同分异构体中，所含甲基数和它的一氯取代物的
6 14
数目与下列叙述不相符的是( )
A．4个甲基，能生成4种一氯代物 B．3个甲基，能生成4种一氯代物
C．3个甲基，能生成5种一氯代物 D．2个甲基，能生成3种一氯代物
6．(2022·江西省景德镇一中期中)下列说法中不正确的是( )
A．1mol苯乙烯( )中含有的 键数为4N
A
B．等质量的烃完全燃烧，耗氧量最多的是甲烷
C．在某有机物分子中含a个—CH，n个—CH—，m个 ，其余为羟基，则含羟基的个数最
3 2
多为m‒a +2
D．在有机物 分子中处于同一平面内的碳原子数最多有13个
7．(2022·河南省郑州市巩义、中牟、登封等六县联考)二环[3，2，1]辛烷( ，每个拐点均表示有
一个碳原子，氢原子按碳四价补齐)是一种桥环化合物。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A．该化合物的分子式为C H
8 12
B．该化合物的一元羟基取代产物有4种
C．该化合物能够发生取代反应，但不能发生氧化反应
D．该化合物分子中所有的碳原子不可能共平面
8．(2022·浙江省宁波市北仑中学选考模拟)某烃类物质的分子键线式可表示为 ，下列有关说法
正确的是( )
A．该烃碳原子连接形成的结构为平面等边四边形
B．相邻的碳碳键形成的夹角为90度
C．由于成环碳原子之间的单键不能自由旋转，碳环上两个相同的取代基(不与同一个碳原子相连)会出
现在碳环同侧(顺式)或异侧(反式)，该烃的二氯代物中有两组互为顺反异构
D．该物质与丙烷互为同系物
9．(2022·江苏省泰州中学高二期中)为解决污染、变废为宝，我国科研人员研究在新型纳米催化剂Na-Fe O 和HMCM-22的表面将CO 转化为烷烃，其过程如图所示。下列说法错误的是( )
3 4 2
A．X、Y互为同系物
B．过程I、II、III都有副产物HO产生
2
C．X的沸点小于Y
D．X、Y的一氯代物都有4种(不考虑立体异构)
10．(2022·河南省高三模拟)已知丙烷与Br 发生一元取代反应的机理如下( 、X*表示自由基)：
2
I．Br (g)→2Br*(g) H
2 1
△
II．CHCHCH(g)+Br*(g)→CHCH H(g)+HBr(g) H
3 2 3 3 2 2 2
△
CHCHCH(g)+Br*(g)→+CH HCH (g)+HBr(g)
3 2 3 3 3
III．CHCH H(g)+Br*(g)→CHCHCHBr(g) H
3 2 2 3 2 2 3
△
CH HCH (g)+Br*(g)→CHCHBrCH (g)
3 3 3 3
II是决定反应速率的关键步骤，其“能量一反应进程”如图所示。
下列说法错误的是( )
A．△H、△H、 均大于0
1 2
B．稳定性：CH HCH >CH CH H
3 3 3 2 2C．丙烷与Br 发生一元取代反应的产物以CHCHCHBr为主
2 3 2 2
D．适当升高温度，可以提高产物中CHCHCHBr的比例
3 2 2
11．(2022·江西省南城县第二中学月考)丙烷卤代反应的部分反应机理(以Cl 为例)如下：
2
I．Cl(g)→2Cl·(g)
2
II．CHCHCH(g)+Cl·(g)→ (g)+HCl(g)
3 2 3
III． (g)+Cl (g)→CH CHClCH (g)+Cl·(g)
2 3 3
其中，II步反应为决速步骤，能量随反应进程的变化如图，下列说法不正确的是( )
A．氯代时I步反应的ΔH大于溴代时
B．稳定性： 小于
C．丙烷中不同基团上碳氢键断裂吸收的能量不同
D．丙烷氯代产物中 与溴代产物中 近似相等
12．(2022·上海市月考)在烷烃分子中，—CH、—CH—、 、 中的碳原子分别称为伯、
3 2
仲、叔、季碳原子，数目分别用n、n、n、n 表示。例如：
1 2 3 4
分子中n=6，n=1，n=2，n=1。试根据不同烷烃的组成和
1 2 3 4结构，分析烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。
(1)烷烃分子中氢原子数为n，n 与n、n、n、n 的关系是：n=_____或n=_____。
0 0 1 2 3 4 0 0
(2)四种碳原子数之间的关系为n=_______。
1
(3)若某分子中n=n=n=1，则该分子的结构简式可能是_______。
2 3 4
(4)若某种共价化合物分子中含有C、N、H三种元素，其数目分别用a、b、c表示，则氢原子数目最
多为c=_______。
(5)若某种共价化合物分子中只含有C、N、O、H四种元素，其数目分别用a、b、c、d表示，则氢原
子数目最多为d=_______。
1．【2021•浙江1月选考】下列说法不正确的是( )
A．联苯( )属于芳香烃，其一溴代物有2种
B．甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应
C．沥青来自于石油经减压分馏后的剩余物质
D．煤的气化产物中含有CO、H 和CH 等
2 4
2．【2018•新课标Ⅰ卷】环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[2，2]戊烷( )是最
简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是( )
A．与环戊烯互为同分异构体
B．二氯代物超过两种
C．所有碳原子均处同一平面
D．生成1 molC H 至少需要2 molH
5 12 2
