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第33 讲 甲烷及烷烃（解析板）
目录：
【内容1 甲烷的结构特点】
【内容2 甲烷的化学性质】
【内容3 烷烃的结构特点】
【内容4 烷烃的化学性质】
【内容5 烷烃的命名】
【内容6 烷烃同分异构体的书写及取代物种类的找法】
【内容7 烷烃一氯代物和多氯代物的找法】
一、甲烷的结构及性质
1、甲烷的存在：天然气、沼气、煤层气的主要成分是甲烷。
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空间构型为正四面体结构，C 原子位于正四面体的中心，4 个H 原子分
别位于正四面体的4 个顶点上，4 个C—H 键的键长、键角、键能完全相同，键角为
109°28 ，
4、甲烷的化学性质：
(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＋2O2⃗点燃CO2＋2H2O
(2)甲烷的取代反应
①实验探究
A
B
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
1
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C
H
H
H
H
Cl
+ H
+
Cl
C
H
H
H
Cl
光
Cl
(
—24.2
一氯甲烷沸点：
)
°C
C
H
H
H
Cl
+ H
+
Cl
C
H
H
Cl
光
Cl
(
39.8
二氯甲烷沸点：
)
°C
Cl
Cl
C
H
H
Cl
+ H
+
Cl
C
H
Cl
光
Cl
(
61.7
三氯甲烷沸点：
)
°C
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
C
H
Cl
+ H
+
Cl
C
Cl
光
Cl
(
76.5
四氯甲烷沸点：
)
°C
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
③化学反应方程式
CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl
CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2――→CCl4＋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
【注意】
①反应条件：光照(漫散光照射)，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②对反应物状态的要求：CH4和氯气，因此甲烷和溴蒸气、碘蒸气在光
照条件下也能发生取代反应，CH4与氯水、溴水则不反应③CH4与Cl2的取代反应为连
锁反应，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，因此产物
复杂，五种产物都有，但HCl 最多
(3)甲烷的受热分解：CH4⃗高温C+2H2 (分解温度通常在1000°C 以上，说明甲
烷的热稳定性很强)
二、烷烃的结构和性质
1、烷烃的结构特点
(1)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
(2)烷烃的结构特点
①碳碳单键(C—C)：烷烃分子中碳原子都采取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。分子中的共价键全部是单
键
②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
③“饱和”：每个碳原子形成4 个共价键，碳原子剩余价键全部跟氢原子结合
④烷烃空间结构中，碳原子(大于等于3 时)不在一条直线上，直链烷烃中的碳原子空
间构型是折线形或锯齿状
(3)烷烃的通式：链状烷烃中的碳原子数为n，氢原子数就是2n＋2，分子通式可表示为
CnH2n＋2
(4)几个典型烷烃分子结构如下表所示
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
2
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甲
烷
CH4
CH4
sp3
C—H 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、烷烃的物理性质
(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：随着烷烃分子中碳原子数增加，相对分子质量增大，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
(1)稳定性：常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂(酸性高锰酸钾)、溴的四
氯化碳溶液等都不发生反应
原因：烷烃之所以很稳定，是因为烷烃分子中化学键全是σ 键，不易断裂
(2)烷烃的氧化反应——可燃性
①烷烃燃烧的通式：CnH2n＋2＋O2⃗点燃nCO2＋(n＋1)H2O
②丙烷的燃烧：CH3CH2CH3＋5O2⃗点燃3CO2＋4H2O
辛烷的燃烧方程式为2C8H18＋25O2⃗点燃16CO2＋18H2O
③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
(3)烷烃的特征反应——取代反应
①烷烃的取代反应：CnH2n＋2＋X2――→CnH2n＋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＋Cl2――→CH3CH2Cl＋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
③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)
④烷烃与X2取代反应为连锁反应，烷烃中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同
时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行
⑤烷烃与X2取代反应的数量关系：每取代1 mol 氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol
HCl
3
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(4)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：C16H34⃗
催化剂
加热、加压C8H16
＋C8H18
4、烷烃的存在：天然气、液化石油气、汽油、柴油，它们的主要成分都是烷烃
三、烷烃的命名
1、烃基和烷基的概念
烷基：像这样由烷烃失去一个氢原子剩余的原子团叫烷基，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
结构简式
—CH3
—CH2CH3或—C2H5
—CH2CH2CH3
(3)特点：①烃基中短线表示一个电子 ②烃基是电中性的，不能独立存在
(4)根和基的区别：“根”带电荷，“基”不带电荷；
2、烷烃的命名：烷烃的命名法是有机化合物命名的基础，烷烃常用的命名法有习惯命
名法和系统命名法
(1)烷烃的习惯命名法——适用于构造比较简单的烷烃
①根据烷烃分子里所含碳原子数目来命名，碳原子数加“烷”字，就是简单的烷烃
的命名，称为“某烷”
②碳原子数在10 以内的，从1 到10 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；如：C3H8叫丙烷，C17H36叫十
七烷
③当碳原子数相同时，存在同分异构体时，在(碳原子数)烷名前面加正、异、新等，
分子式为C5H12的同分异构体有3 种，写出它们的名称和结构简式：
a．正戊烷：CH3CH2CH2CH2CH3分子结构中无支链
b．异戊烷：
c．新戊烷：
，分子结构中含有
(2)烷烃的系统命名法
①选主链：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)
a．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”，
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”
b．如果在一个分子中有多条相同碳原子数的最长碳链，则选择含支链较多的那条
碳链为主链。如：
4
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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定起点 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”)
a．选主链中离支链最近的一端开始编号，用1、2、3 等数字给主链上的各个碳原
子依次编号定位，使支链获得最小的编号，以确定支链的位置。即：首先要考虑
“近”，从离支链最近的一端开始编号，定1 号位。如：
b．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：
c．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：
CH3
CH
CH3
CH
CH
CH3
CH3
CH2
CH2
CH3
1
2
3
4
5
6
:
方式一
方式一的位号和为2＋3＋5＝10
CH3
CH
CH3
CH
CH
CH3
CH3
CH2
CH2
CH3
1
2
3
4
5
6
:
方式二
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
a．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
如：
命名为：2—甲基丁烷
b．不同基，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
5
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的写在后面
如：
CH3
CH2
CH
CH3
CH
CH3
CH2
CH2
CH3
CH2
命名为：4—甲基—3—乙基庚烷
c．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
如：
命名为2，3—二甲基己烷
【注意】①取代基的位号必须用阿拉伯数字“2、3、4......”表示，位号没有“1”
②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
③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“、”
④名称中阿拉伯数字与汉字相邻时，必须用短线“—”隔开
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
四、烷烃同分异构体的书写及取代物种类的找法
1、烷烃同分异构体的书写方法——“减碳法” (烷烃只存在碳链异构，以C6H14为
例)
第一步：将分子中所有碳原子连成直链作为主链C—C—C—C—C—C
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
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
【注意】
(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
3、等效氢原子法(对称思想)
(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
6
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如：
分子中的18 个氢原子是等效的
4、烷烃一氯代物和多氯代物的找法
(1)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
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
(2)多元取代物种类——分次定位法
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
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
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
例1．“绿色化学”提倡的“原子经济性”反应：原料分子中
的所有原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。以下反应中符合“原
子经济性”的是
A．乙烯与氯化氢在一定条件下制一氯乙烷
B．乙醇与浓硫酸共热制乙烯
C．乙醇催化氧化制乙醛
D．乙烷与氯气反应制一氯乙烷
【答案】A
【详解】A．乙烯与氯化氢在一定条件下发生加成反应，只生成一氯乙烷一种产物，
符合“原子经济性”，A 符合题意；
B．乙醇与浓硫酸共热时，发生消去反应，生成乙烯和水，不符合“原子经济性”，B
不符合题意；
C．乙醇发生催化氧化反应，生成乙醛和水，不符合“原子经济性”，C 不符合题意；
D．乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，生成一氯乙烷和氯化氢，不符合“原子
经济性”，D 不符合题意；
故选A。
例2．设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
7
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A．0.1mol
中硅的价层电子对数为0.4
B．1.2mol
消耗NaOH 的数目为1.2
C．3.9g K 与足量氧气反应转移的电子数为0.1
D．标准状况下，2.24L 新戊烷含C-C 键数目为0.4
【答案】D
【详解】A．
中硅的价层电子对数
，则0.1mol
中硅的价层电子对
数为0.4
，故A 正确；
B．1.2mol 该有机物与NaOH 溶液发生水解反应消耗1.2molNaOH，则消耗NaOH 的数
目为1.2
，故B 正确；
C．3.9g K 物质的量为
，K 与足量氧气反应过程中钾元素化合
价从0 升高至+1，则0.1molK 反应转移的电子数为0.1
，故C 正确；
D．标准状况下新戊烷是液态，不能用22.4L/mol 计算2.24L 新戊烷的物质的量，则含
C-C 键数目不确定，故D 错误；
故选D。
例3．物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配不正确的是
选项
性质差异
结构因素
A
沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)
范德华力大小
B
熔点：AlF3(1040℃)远高于AlCl3(178℃升华)
晶体类型
C
酸性：CF3COOH(pKa=0.23)远强CH3COOH(pKa=4.76)
羟基极性强弱
D
稳定性：H2O 的分解温度(3000℃)远大于H2S(900℃)
有无氢键
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体，由于新戊烷支链多，对称性
好，分子间作用力小，所以沸点较低，A 正确；
8
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B．AlF3为离子化合物，形成的晶体为离子晶体，熔点较高，AlCl3为共价化合物，形
成的晶体为分子晶体，熔点较低，则AlF3(1040℃)远高于AlCl3(178℃升华)，B 正确；
C．由于电负性F>H，C-F 键极性大于C-H 键，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更
容易电离，酸性增强，C 正确；
D．H2O 的分解温度(3000℃)远大于H2S(900℃)是因为氧原子半径小于硫，电负性氧大
于硫，形成的氢氧键键能远大于氢硫键键能，D 错误；
故选D。
例4．苯乙烷与
在光照条件下发生一氯取代，反应历程如图所示。下列说法错误的
是
A．反应①②③的
B．使用恰当的催化剂，可以使反应②的程度减小，反应③的程度增大
C．已知物质A 的稳定性大于B，则分别获得等物质的量A 和B，前者需要的能量
更少
D．为加快反应速率，可在日光直射的地方进行实验
【答案】D
【详解】A．反应①②③为断键过程，断键吸热
，故A 正确；
B．催化剂具有选择性，用恰当的催化剂，可以使反应②的程度减小、反应③的程度增
大，故B 正确；
C．物质A 的稳定性大于B，A 的能量小于B，则分别获得等物质的量A 和B，前者需
要的能量更少，故C 正确；
D．日光直射，苯乙烷与
反应非常剧烈，可能会引起爆炸，故D 错误；
选D。
例5．已知NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．15g 甲基(—CH3)中含有电子的数目为10NA
9
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B．标准状况下，1L 庚烷完全燃烧所生成气态产物的分子数为NA
C．42g 乙烯与丙烯的混合气体中含碳原子的数目为3NA
D．乙烯和乙醇的混合物共0.1mol，完全燃烧所消耗氧气的分子数一定为0.6NA
【答案】C
【详解】A．1 个甲基中含有9 个电子，则15g 甲基(-CH3)含有电子数为9NA，故A 错
误；
B．标况下庚烷为液体，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，故B 错误；
C．乙烯与丙烯最简式相同，只需要计算42gCH2中的碳原子数=
×NA=3NA，故
C 正确；
D．1mol 乙烯和乙醇完全燃烧均消耗3mol 氧气，故0.1mol 乙烯和乙醇的混合物消耗
0.3mol 氧气即0.3NA个氧气分子，故D 错误。
答案选C。
例6．下列叙述不正确的是
①含五个碳原子的饱和烃，每个分子最多可形成4 个
单键
②沸点：正戊烷>2-甲基丁烷>乙烷
③标准状况下，11.2L 庚烷所含的分子数为
(
为阿伏加德罗常数的值)
④等质量的乙烷和乙烯完全燃烧时的耗氧量：乙烯<乙烷
⑤间二氯苯没有同分异构体证明了苯分子不是单双键交替
⑥苯密度小于水，甲苯的密度大于水
A．①③⑤⑥
B．②③⑤⑥
C．①④⑤⑥
D．②③④⑤
【答案】A
【详解】①含五个碳原子的饱和烃，若形成碳环，最多可形成5 个C-C 单键，①错误；
②烷烃的相对分子质量越大，其熔沸点越高，分子式相同时，支链越多，熔沸点越低，
因此沸点正戊烷>2-甲基丁烷>乙烷，②正确；
③标况下，庚烷不是气体，11.2L 庚烷的物质的量大于0.5mol，③错误；
④等质量的烃，其氢元素的含量越大，燃烧时耗氧量越大，等质量的乙烷和乙烯完全
燃烧时的耗氧量乙烯<乙烷，④正确；
⑤无论苯环是否为单双键交替存在的结构，间二氯苯都没有同分异构体，应该用邻二
甲苯判断，⑤错误；
⑥苯和甲苯的密度都小于水，⑥错误；
故错误的为①③⑤⑥，答案选A。
例7．有机化合物不仅数量众多，而且分布极广。下列说法正确的是
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A．甲烷、乙烯、苯都属于烃，链状烷烃和环状烷烃都属于饱和烃
B．有机物均难溶于水，易溶于有机溶剂
C．正丁烷的沸点小于异丁烷的沸点
D．可用氯气和甲烷按照比例4：1 在光照条件下反应制备纯净的CCl4
【答案】A
【详解】A．只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃；甲烷、乙烯、苯都属于烃，
链状烷烃和环状烷烃分子中的碳原子都以单键相连，其余的价键都与氢结合，都属于
饱和烃，A 正确；
B．有机物大部分均难溶于水，易溶于有机溶剂，而乙醇和乙酸都易溶于水，，B 错误；
C．正丁烷、异丁烷为同分异构体，而异丁烷含有支链沸点低，正丁烷的沸点高于异丁
烷的沸点，C 错误；
D．甲烷和氯气的四种取代产物均会存在，氯气和甲烷按照比例4：1 在光照条件下反
应不会制备纯净的CCl4，D 错误；
故选A。
例8．下列关于烷烃的叙述正确的是
A．烷烃属于饱和烃，分子中所有碳原子均在一条直线上
B．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应
C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．链状烷烃的分子通式为CnH2n+2(n≥1)，分子式满足CnH2n+2的烃一定是烷烃
【答案】D
【详解】A．每个碳原子和其周围的原子构成四面体，则烷烃分子中所有碳原子不可
能都在一条直线上，A 错误；
B．在光照条件下，烷烃易与溴单质发生取代反应，和溴水不反应，B 错误；
C．烷烃属于饱和烃，不能和酸性高锰酸钾溶液反应，C 错误；
D．分子通式为CnH2n+2(n≥1)的烃达到结合氢原子的最大数目， 所以一定是链状烷烃，
D 正确；
故选D。
例9．异丁烷作为制冷剂用于冰箱已十分普及。异丁烷的某种结构模型如图所示，下
列说法正确的是
11
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A．图示为异丁烷的空间填充模型
B．正丁烷是异丁烷的同系物
C．正丁烷与异丁烷互为同分异构体
D．异丁烷能使溴水褪色
【答案】C
【详解】A．图示为异丁烷的球棍模型，不是空间填充模型，A 不正确；
B．正丁烷和异丁烷的分子式相同，二者不互为同系物，属于同分异构体，B 不正确；
C．正丁烷与异丁烷的分子相同、结构不同，二者互为同分异构体，C 正确；
D．异丁烷分子中只含饱和键，不含有不饱和键，不能使溴水褪色，D 不正确；
故选C。
例10．根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是
实验目的
实验及现象
结论
A
蔗糖的水解实
验
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，加入少量
新制的Cu(OH)2 悬浊液，无砖红色沉淀
蔗糖未发生
水解
B
检验铁锈中是
否含有二价铁
将铁锈溶于浓盐酸，滴入酸性 KMnO4 溶液， 紫
色褪去
铁锈中含有
二价铁
C
检验石蜡油分
解的产物
石蜡油加强热，将产生的气体通入 Br2 的CCl4
溶液，溶液褪色
气体中含有
不饱和烃
D
检验乙醇中是
否含有水
向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体
乙醇中含有
水
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【详解】A．向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，反应一段时间后将溶液环境调为
碱性，再加入少量新制的Cu(OH)2悬浊液，无砖红色沉淀，才能说明蔗糖未发生水解，
A 错误；
B．氯离子可与酸性高锰酸钾反应，会干扰二价铁检验，B 错误；
C．溴单质可与碳碳双键发生加成反应，褪色则含有不饱和烃，C 正确；
D．钠会与乙醇反应产生氢气，钠与水反应也会产生氢气，D 错误；
故选C。
12
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1．按要求回答下列问题：
(1)烷烃
在同温、同压下蒸气的密度是
的
倍，其分子式为 。
(2)立方烷
的一氯代物有 种，它的六氯代物有 种。
(3)下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是___________。
A．②④①③
B．④②①③
C．④③②①
D．②④③①
(4)下列选项中互为同系物的是 ；互为同分异构体的是 ；属于
同种物质的是 。
和
H、
H、
与
戊烯
和环戊烷
【答案】(1)C5H12
(2) 1 3
(3)A
(4)
④
⑤
①⑥
【详解】（1）烷烃
在同温、同压下蒸气的密度是
的
倍，则A 的摩尔质量为
72g/mol，烷烃A 符合通式CnH2n+2，则有12n+2n+2=72，故A 的分子式为C5H12；
（2）立方烷（C8H8）的空间结构完全对称，8 个H 全部等效，故其一氯代物有1 种，
它的二氯代物中两个氯有相邻，面对角线和体对角线3 种；
（3）烷烃沸点高低判断是碳原子数越多，相对分子质量越大熔沸点越高，支链烷烃的
沸点低于直链，支链越多，沸点越低，故下列物质沸点由高到低为②正戊烷、④异戊
烷、①丁烷、③异丁烷即选A；
（4）同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH₂ ”原子团的有机化合物，互为
同系物的为④；同分异构体是分子式相同结构不一样的有机化合物，互为同分异构体
的是⑤；①⑥属于同种物质。
13
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2．奥运会火炬常使用的燃料是一种有机燃料，其分子式为C3H8。
(1)它属于_______(填字母)。
A．烷烃
B．烯烃
C．炔烃
D．芳香烃
(2)这种燃料 (填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色，其一氯代物有
种。1mol C3H8完全燃烧需 mol 氧气。
(3)居民所用石油液化气的主要成分是丁烷，在使用过程中，常有一些杂质以液态沉积
于钢瓶中，这些杂质可能是_______(填字母)。
A．甲烷和丙烷
B．丁烷和甲醛
C．乙烷和丁烷
D．戊烷和己烷
(4)某烯烃与H2发生加成反应后得到的产物是CH3CH(CH3)2。
①该产物的名称是 ；
②写出原烯烃使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式： 。
【答案】(1)A
(2) 不能 2 5
(3)D
(4) 2-甲基丙烷(或异丁烷)
【详解】（1）分子式C3H8满足CnH2n+2的烷烃的通式，则它属于烷烃，故选A。
（2）烷烃属于饱和烃，这种燃料不能使酸性高锰酸钾溶液褪色；结构简式为
CH3CH2CH3，分子中氢原子有2 种，一氯代物有2 种。1mol C3H8完全燃烧，生成
3molCO2和4molH2O，需5mol 氧气。
（3）A．甲烷和丙烷在常温下都呈气态，A 不符合题意；
B．丁烷和甲醛在常温下都呈气态，B 不符合题意；
C．乙烷和丁烷在常温下都呈气态，C 不符合题意；
D．戊烷和己烷在常温下都呈液态，D 符合题意；
故选D。
（4）某烯烃与H2发生加成反应后得到的产物是CH3CH(CH3)2，则该烯烃为
CH2=C(CH3)2。
①该产物的名称是2-甲基丙烷(或异丁烷)；
②原烯烃使溴的四氯化碳溶液褪色，则其与Br2发生加成反应，化学反应方程式：
。
3．现有下列各组物质：①
和
、②
和
、③
14
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和
、④
和
、⑤
和
、⑥
和
、⑦
和
、⑧淀
粉和纤维素
回答下列问题：
(1)属于同系物的是 ；属于同分异构体的是 (填序号，下同)。
(2)相同条件下，熔沸点
(填“
”或“
”)。
(3)
发生加聚反应所得产物的结构简式为
(4)
与
反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
④⑦
⑤⑥
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）同系物指结构相似，分子中相差一个或若干个CH2的有机物，同分异构
体指分子式相同、结构不同的化合物，因此属于同系物的是④⑦；属于同分异构体的
是⑤⑥，故答案为：④⑦；⑤⑥；
（2）烷烃中碳原子数越多，熔沸点越高，因此CH3CH2CH3的熔沸点小于CH3（CH2）
3CH3，故答案为：＜；
（3）CH2=CH-CH3发生加聚反应所得产物的结构简式为
；
（4）CH3CH2OH 与CH3COOH 反应生成乙酸乙酯和水，反应的化学方程式为：
。
4．按要求回答下列问题：
(1)写出乙烯分子的电子式： 。
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(2)写出有机物2-甲基-1，3-丁二烯的结构简式 。
(3)立方烷(
)的二氯代物有 种。
(4)下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是___________。
①
②
③
④
A．②④①③
B．④②①③
C．④③②①
D．②④③①
(5)若分子式为
的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上，则该烃的结构简式为：
。
(6)下列各组中互为同分异构体的是 ；
①
和
②
、
、
③1-戊烯和环戊烷④
⑤
⑥
⑦
【答案】(1)
(2)
(3)3
(4)A
(5)
(6)③
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【详解】（1）乙烯分子的电子式：
；
（2）2-甲基-1，3-丁二烯的结构简式
；
（3）立方烷二氯代物有三种，两个氯原子分别位于边长，面对角线、体对角线的顶点
位置；
（4）烷烃的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，据此可知
沸点：
>
>
>
；即
②④①③；
（5）分子式为
的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上，则该烃为链状炔烃，
且所有碳原子均位于碳碳三键的直线上，结构简式为：
；
（6）同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物，根据定义可知③符合同分异构体
的要求；
5．I.有下列各组微粒或物质，请按要求填空(填字母)：
A．富勒烯和石墨烯 B．D 和T C．CH3CH2CH2CH3和
D．
和
E.CH3CH2CH2CH3和
(1) 组中两种物质互为同素异形体； 组中两种物质属于同系物； 组
中两种物质互为同分异构体； 组中两种物质互为同位素； 组中是同种物
质。
II.现有A、B、C 三种烃，其球棍模型如图：
(2)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是 。(填字母)
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(3)将1molA 和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、
CCl4四种有机产物的物质的量之比为1：2：3：4，则参加反应的Cl2的物质的量为
mol。
(4)用上述烃C 设计成碱性条件下的燃料电池，如图所示，a、b 均为惰性电极：
①使用时，氧气从 口通入(填“A”或“B”)。
②电池工作时，OH-移向 电极(填“a”或“b”)。
③当电池转移8mol 电子时，至少消耗氧气 g。
a
④极的电极反应方程式为： 。
【答案】(1) A C E B D
(2)A
(3)3
(4) B a 64 CH3CH3-14e-+18OH-=2CO
+12H2O
【详解】（1）同素异形体是指由同种元素形成的不同单质，石墨烯、富勒烯是同种元
素组成的不同单质，属于同素异形体，故选A；同系物是指结构相似、在分子组成上
相差一个或若干个CH2原子团的化合物，故选C；分子式相同，结构不同的有机物，
互为同分异构体，故选E；组中两种物质互为同位素是D 和T，均为氢元素，但中子
数不同，故选B；组中是同种物质是D，均为二氯乙烷，故选B；故答案为：A；C；
E；B；D；
（2）A 为CH4，B 为C2H4可简化为CH2，C 为CH3CH3，可简化为CH3，三者C 原子个
数相同，CH4中H 原子数目最多，则等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的
是CH4，故选A；故答案为：A；
（3）1molA 即1molCH4，将1mol 甲烷和适量的Cl2混合后光照，设CH3Cl 的物质的量
为amol，由C 元素守恒可得amol+2amol+3amol+4amol=1mol，解得a=0.1mol，
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量分别为0.1mol、0.2mol、
0.3mol、0.4mol，则参加反应的Cl2的物质的量为
0.1mol×1+0.2mol×2+0.3mol×3+0.4mol×4=3mol，故答案为：3；
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（4）由题干知C 为CH3CH3，燃料电池中电子的移动方向可知，a 电极为负极，A 口通
入燃料，b 电极为正极，B 口通入空气，电池内部阴离子流向负极，阳离子移向正极，
故空气从B 口通入，溶液中OH-移向负极a 电极，正极反应式为：O2+2H2O+4e-
=4OH-，根据电子守恒可知，当电路中通过8mol 电子时，n(O2)=
=2mol，理论上
消耗标况下的氧气的质量为：2mol×32g/mol=64g，a 极为负极通入燃料C 为CH3CH3，
电极反应式为：
；
故答案为：B；a；64；
。
6．回答下列问题：
(1)下列各组物质：(填序号)
①
和
②
和
③金刚石和石墨④
和
⑤
和丁烷
⑥
和
互为同分异构体的是 ，互为同系物的是 ，互为同素异形体的是 。
(2)乙烷与氯气光照条件下反应生成一氯乙烷的方程式： 。
(3)与CO2密度(同温同压下)相同的烷烃的分子式为 。
(4)下列物质中，可以通过乙烯加成反应得到的是___________(填标号)。
A．CH3CH3
B．CH3CHBr2
C．CH3CH2OH
D．CH3CH2Br
(5)某1mol 烷烃完全燃烧需要消耗5mol 氧气，写出该烷烃一氯代物的结构简式
。
(6)G 是相对分子质量为86 的烷烃，则G 的同分异构体有 种。
【答案】(1)
⑥
⑤
①和③
(2)CH3CH3 +Cl2
CH3CH2Cl+ HCl
(3)C3H8
(4)ACD
(5)
、
(6)5
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【详解】（1）①
和
是组成元素相同、结构不同、性质不同的两种单质，互为同
素异形体；
②
和
均为丙烷，是同一种物质；
③金刚石和石墨是组成元素相同、结构不同、性质不同的两种单质，互为同素异形体；
④
和
是质子数相同中子数不同的两种核素，互为同位素；
⑤
和丁烷结构相似、通式相同、相差2 个CH2原子团，互为同系物；
⑥
和
二者分子式均为C4H10，但结构不同，两者互为同
分异构体；
则互为同分异构体的是⑥，互为同系物的是⑤，互为同素异形体的是①和③。
（2）乙烷与氯气光照条件下反应生成一氯乙烷和氯化氢，化学方程式：CH3CH3 +Cl2
CH3CH2Cl+ HCl。
（3）烷烃的通式为CnH2n+2，与CO2密度(同温同压下)相同的烷烃其相对分子质量为
44，则14n+2=44，n=3，则分子式为C3H8。
（4）A． CH3CH3可以通过乙烯和氢气发生加成反应得到；
B． CH3CHBr2不可以通过乙烯加成反应得到；
C．CH3CH2OH 可以通过乙烯与水发生加成反应得到；
D． CH3CH2Br 可以通过乙烯与HBr 发生加成反应得到；
选ACD。
（5）烷烃的通式为CnH2n+2，其完全燃烧时存在关系式：
，某1mol
烷烃完全燃烧需要消耗5mol 氧气，
，得n=3，为丙烷，则该烷烃一氯代物的
结构简式为
、
。
（6）烷烃的通式为CnH2n+2，G 是相对分子质量为86 的烷烃，则14n+2=86，n=6，则
分子式为C6H14。则G 的同分异构体有5 种，它们分别为己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊
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烷、2，2-二甲基丁烷、2，3-二甲基丁烷。
7．回答下列问题：
(1)下列几组物质中，互为同素异形体的有 (填序号，下同)，互为同系物的有
，互为同分异构体的有 。
O
①
2和O3 ②35Cl 和
37Cl
CH
③
3CH3和CH3CH2CH3
CH
④
3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3
⑤
和
(2)写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式： 。
(3)下列各烷烃的沸点由高到低的顺序为 (用字母表示)。
A．正戊烷 B．异戊烷 C．C3H8 D．CH3(CH2)2CH3 E．新戊烷
(4)相对分子质量为72 的烷烃分子式为 ，
的分子式为 。
【答案】(1)
①
③
④
(2)CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl
(3)A＞B＞E＞D＞C
(4) C5H12 C9H10
【详解】（1）①O2和O3，是同种元素形成的不同单质，两者互为同素异形体；
②
35Cl 和
37Cl，两者质子数相同，中子数不同的原子，互为同位素；③CH3CH3和
CH3CH2CH3，两者结构相似，分子组成相差一个−CH2−原子团，两者互为同系物；
④CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3，两者分子式相同，结构式不同，互为同分异构体；
⑤
和
结构相同，是同种物质；因此互为同素异形体的有①，互为
同系物的有③，互为同分异构体的有④；故答案为：①；③；④。
（2）乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应，则生成一氯乙烷的化学方程式：
CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl；故答案为：CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl。
（3）根据碳原子数越多，烷烃沸点越高，相同碳原子数，支链越多，沸点越低，则下
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列各烷烃的沸点由高到低的顺序为A＞B＞E＞D＞C；故答案为：A＞B＞E＞D＞C。
（4）烷烃通式为CnH2n+2，则14n+2=72，n=5，因此相对分子质量为72 的烷烃分子式
为C5H12，
的分子式为C9H10；故答案为：C5H12；C9H10。
8．观察下面几种链状烷烃的球棍模型
(1)
A
①
的结构简式为 。
B
②
的同分异构体的结构简式为 。
C
③
的分子式为 。
D
④
的名称为 。
(2)上述4 种物质的沸点从大到小的排序为 (填字母顺序)。
(3)B 的一氯取代产物有 种同分异构体。
(4)若上述4 种物质各为1g，在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是 (填
字母)
【答案】(1) CH3CH2CH3 CH(CH3)3 C5H12 异戊烷
(2)C>D>B>A
(3)2
(4)A
【详解】（1）①A 为链状烷烃，根据其球棍模型可知，其结构简式为CH3CH2CH3。
B
②
为正丁烷，其同分异构体为异丁烷，结构简式为CH(CH3)3。
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③根据C 的球棍模型可知，其为正戊烷，分子式为C5H12。
④从D 的球棍模型可知，其结构简式为CH3CH2CH(CH3)CH3，名称为异戊烷。
（2）一般而言，链状烷烃中碳原子的数目越多，熔沸点越高，碳原子数目相同时，支
链越多，熔沸点越低，则以上四种物质沸点从大到小排序为C>D>B>A。
（3）B 为正丁烷，正丁烷中有两种不同化学环境的氢原子，因此其一氯代物有2 种同
分异构体。
（4）等质量的烃，烃中H 元素质量分数越大，耗氧量越大，以上四种物质中，丙烷中
H 元素质量分数最大，因此上述4 种物质各为1g，在足量氧气中燃烧，消耗氧气最多
的为A。
9．实验题如图所示，用排饱和食盐水法先后收集20ml
和80ml
，放在光亮的
地方(注意：不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸)，等待片刻，观察发生的现象。
回答下列问题：
(1)甲烷的电子式是 ，空间构型是 。
(2)大约30min 后，可以观察到量筒壁上出现 液体，该现象说明生成了
。(填序号)
①
；②
；③
；④
量筒内出现的白雾是 ，量筒内液面 。(填“上升”、“下降”
或“不变”)
(3)液化石油气的主要成分是丙烷，试写出丙烷燃烧的化学方程式 。
【答案】(1)
正四面体
(2) 油状 ②③④ 盐酸的小液滴 上升
(3)
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【详解】（1）
分子中含4 对共用电子对，其电子式为：
，甲烷分子为
空间正四面体结构，故答案为：
；正四面体；
（2）甲烷与氯气发生光照取代反应生成多种有机取代产物和HCl，其中
为气体，
、
、
均为油状液体，试管内壁观察到的油状液体为
、
、
；产生的HCl 溶于试管内的水蒸气形成盐酸酸雾；反应过程中气体体积
减少，量筒内液面升高，故答案为：油状；②③④；盐酸的小液滴；上升；
（3）丙烷燃烧生成二氧化碳和水，反应方程式为：
，
故答案为：
。
10．按系统命名法给下列有机物命名：
(1)
的名称是 。
(2)有A、B、C 三种烃，已知：
B
①
完全燃烧的产物
；
C
②
为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种；
A
③
是B 分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物；A 遇
的
溶液不褪色，其一
氯代物只有一种。
请回答下列问题：
(Ⅰ)B 的最简式为 ，分子式为 ，其二溴代物有 种。
(Ⅱ)C 的三种二氯代物的结构简式分别为 、 、 。
(Ⅲ)A 的结构简式为 ，名称为 。
【答案】(1)3，4-二甲基-4-乙基庚烷
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(2) CH3 C2H6 2
2，2，3，3-四甲基丁烷
【详解】（1）该烷烃最长链有7 个碳，在3 号碳、4 号碳上有两个甲基，在4 号碳上
有一个乙基，系统命名法为3，4-二甲基-4-乙基庚烷。
（2）(Ⅰ)B 完全燃烧的产物
，则其中n(C) n(H)=1 3
∶
∶，B 的最简式为
CH3，则B 的分子式为C2H6，B 为乙烷，其二溴代物有2 种。
(Ⅱ)C 为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种，则可知C 为异丁烷，其二
氯代物分别为
、
、
。
(Ⅲ)B 为乙烷，A 是B 分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物，则A 为2，2，3，3-
四甲基丁烷，其结构简式为
。
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