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【学考复习】2024年高中化学学业水平考试（新教材专用）第17讲 认识有机化合物-复习讲义
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这是一份【学考复习】2024年高中化学学业水平考试（新教材专用）第17讲 认识有机化合物-复习讲义，文件包含知识梳理2024年高中化学学业水平考试新教材专用第17讲认识有机化合物-讲义原卷版docx、知识梳理2024年高中化学学业水平考试新教材专用第17讲认识有机化合物-讲义解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共30页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc15043" PAGEREF _Tc15043 \h 1
\l "_Tc20472" PAGEREF _Tc20472 \h 1
\l "_Tc7813" 考点一 有机化合物中碳原子的成键特点 PAGEREF _Tc7813 \h 1
\l "_Tc29132" 考点二 烷烃的结构 PAGEREF _Tc29132 \h 3
\l "_Tc16095" 考点三 烷烃的性质 PAGEREF _Tc16095 \h 6
\l "_Tc14302" PAGEREF _Tc14302 \h 8
\l "_Tc19822" PAGEREF _Tc19822 \h 12
1．认识有机物中碳原子的成键特点，知道有机化合物分子具有立体结构。
2．了解烷烃的结构特点，以及同系物的概念。
3．知道有机化合物存在同分异构现象及其同分异构体。
4．了解烷烃的物理性质和化学性质，知道取代反应类型。
考点一 有机化合物中碳原子的成键特点
1.甲烷的分子结构
甲烷(CH4)分子中的碳原子以最外层的 4个电子与 4个氢原子的电子形成 4个C—H共价键，电子式为，结构式为。
2．甲烷的物理性质
3．甲烷的分子结构——正四面体型
4.有机化合物中碳原子的成键特点
【温馨提示】
(1)有机化合物中，碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键，比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。
(2)含有多个碳原子的有机化合物，碳原子间成键方式较多，可以形成单键，也可以形成双键或三键，碳原子间所成骨架有多种，可以是直链，也可以成环，也可以带支链。
【典例分析】
【例1】（2023年湖北省普通高中学业水平合格性考试）下列有关甲烷分子的说法中，不正确的是
A．4个H原子不在同一个平面B．C—H键为极性共价键
C．有两种同分异构体D．空间结构为正四面体
【答案】C
【解析】A．甲烷为正四面体构型，4个H原子不在同一个平面，故A正确；
B．C—H键为不同原子之间形成，为极性共价键，故B正确；
C．甲烷为正四面体构型，只有一种结构，故C错误；
D．甲烷为正四面体构型，故D正确；
故选C。
【例2】（江苏省2023年普通高中学业水平合格性考试）下列气体可用如图所示向上排空气法收集的是
A．CO2B．CH4C．NOD．H2
【答案】A
【解析】A．CO2密度大于空气，用向上排空气法，A正确；
B．CH4密度小于空气，用向下排空气法，B错误；
C．NO密度和空气相近，不溶于水，用排水法，C错误；
D．H2密度小于空气，用向下排空气法，D错误；
故选A。
考点二 烷烃的结构
1．烷烃的组成、结构与命名
(1)结构特点
烷烃由碳氢两种元素组成，分子中碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子相结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。
(2)空间构型
每个碳原子均处于四个共价键所形成的四面体的中心，直链烷烃为锯齿状或折线状。
(3)组成通式：CnH2n＋2(n≥1)
(4)命名方法：
①烷烃习惯上用其分子中所含的碳原子数进行命名，称为“某烷”，碳原子数不多于10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，碳原子数在10以上时，以汉字数字代表碳原子数，如：C8H18命名为辛烷，C18H38命名为十八烷。
②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。如：CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，称为异戊烷，称为新戊烷。
(4)表示有机物组成和结构的几种形式之间的关系(以乙烷为例)
2．同系物
(1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物，如CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。
(2)性质：由于同系物组成元素相同，结构相似，组成上相差n个CH2原子团，则化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。
3．同分异构体
(1)概念：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为同分异构体。
(2)特点
①三同：同分异构体的分子式相同，相对分子质量相同，最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。
②一不同：同分异构体的结构不同，即分子中原子的连接方式不同，同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。
【温馨提示】烷烃同分异构体的书写
(1)遵循的原则：主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间。
(2)书写的步骤
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(—CH3)接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上，以此类推。
【典例分析】
【例1】（2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试）有两种不同的结构，如图所示，二者的关系为
A．同位素B．同系物C．同分异构体D．同素异形体
【答案】C
【解析】根据图示的分子式，正丁烷和异丁烷的分子式相同而结构不同，二者互为同分异构体，故选C。
【例2】（2023年福建省普通高中学业合格性考试）下列互为同分异构体的是
A．与
B．与
C．与
D．与
【答案】D
【解析】同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物。结合概念可知A、B、C均不满足同分异构体的定义，D中物质分子组成相同，而结构不同，互为同分异构体，故D正确；
故选D。
【例3】（2023年四川省高中学业水平合格性考试）认识一种有机物，可先从结构入手，某有机物的分子结构模型如图所示。该物质是
A．CH=CHB．CH3CH2OHC．CH3COOHD．CH3CH2CH3
【答案】B
【解析】根据有机物的分子结构模型可知，黑球代表C原子，灰球代表O原子，白球代表H原子，故分子的结构简式为CH3CH2OH。故选B。
考点三 烷烃的性质
1．物理性质
(1) 相似性
烷烃均为无色物质，难溶于水，相对密度均小于1。
(2) 递变规律(随碳原子数n递增)
2．化学性质(与CH4相似)
(1)稳定性
在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱或酸性高锰酸钾溶液等强化剂都不发生反应。
(2)燃烧反应
甲烷的燃烧：CH4＋2O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O(安静地燃烧，火焰呈淡蓝色)
烷烃燃烧通式： CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O 。
(3)高温分解
①CH4隔绝空气加热至1 000 ℃时，可分解为炭黑和氢气，化学方程式为CH4eq \(――→,\s\up7(高温))C＋2H2。
②其它烷烃在较高温度下也会发生分解，如辛烷高温分解的化学方程式为C8H18eq \(――→,\s\up7(高温))C4H8＋C4H10。
(4)取代反应
①定义：有机物分子的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
②甲烷的取代反应
a．实验探究
b．产物性质
【温馨提示】由于烷烃的卤代反应是连续反应，故无论CH4和Cl2的比例如何，其产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物。
(5)分解反应：烷烃在较高的温度下会发生分解。
如：eq \(C16H34,\s\d8(十六烷))eq \(――→,\s\up7(高温))eq \(C8H18,\s\d8(辛烷))＋eq \(C8H16,\s\d8(辛烯))
3．有机物的通性
(1)大多数有机物的熔点比较低，且难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂；
(2)大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；
(3)有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。
【典例分析】
【例1】（2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试）乙烷与氯气发生化学反应：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，该反应属于
A．取代反应B．加成反应C．加聚反应D．氧化反应
【答案】A
【解析】乙烷中的一个H原子被氯气中的Cl原子代替，该反应符合取代反应的定义，属取代反应，故选A。
【例2】（2022年广东省高中学业平合格考试）有机物构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料和食品等的重要来源。有机物
A．均易挥发、易燃烧
B．参与的化学反应常伴有副反应
C．仅含C、H两种元素
D．均易溶于酒精、苯等有机溶剂
【答案】B
【解析】A．不是所有的有机物均易挥发、易燃烧，如沸点很高的糖类、油脂、蛋白质等不易挥发，CCl4等不易燃烧，A错误；
B．有机物参与的化学反应往往比较复杂，常伴有副反应，故有机反应方程式中用“→”表示主要反应，B正确；
C．有机物包含烃和烃的衍生物，仅含C、H两种元素的化合物为烃，而烃的衍生物包含C、H之外的元素，C错误；
D．有些有机物难溶于乙醇，如酚醛树脂，D错误；
故选B。
1.（江苏省2023年普通高中学业水平合格性考试）2022年，我国科学家以C60为原料创造出碳家族单晶新材料。C60与金刚石互为
A．同素异形体B．同位素C．同分异构体D．同系物
【答案】A
【解析】同种元素组成的不同单质为同素异形体；质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子为同位素；分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体；结构相似，分子组成形成若干个CH2原子团的有机物互为同系物，据此解答。C60与金刚石均是碳元素形成的不同单质，二者互为同素异形体。故选A。
2．（黑龙江省2022年7月学业水平合格考试）下列各组物质中互为同分异构体(分子式相同、结构不同的化合物)的是
A．O2和O3B．正丁烷和异丁烷C．H和HD．CH4和C2H4
【答案】B
【解析】A．O2与O3是氧元素的不同单质互称同素异形体，不是同分异构体，故A错误；
B ．正丁烷和异丁烷分子式相同、结构不同，互为同分异构体，故B正确；
C．H和H是同一元素的不同原子，互为同位素，故C错误；
D．CH4和C2H4分子式不同，不互为同分异构体，故D错误；
故选B。
3．（黑龙江省2022年7月学业水平合格考试）下列化学用语正确的是
A．甲烷的球棍模型为：B．氮原子结构示意图
C．中子数为8的氧原子符号为：OD．水分子的电子式为：H：O：H
【答案】B
【解析】A．图示为甲烷的空间填出模型，不是球棍模型，A错误；
B．N是7号元素，原子核内有7个质子，原子核外有7个电子，电子排布是2、5，故N原子结构示意图是：，B正确；
C．O是8号元素，原子核内有8个质子，中子数为8的氧原子质量数是16，用原子符号可表示为：，C错误；
D．O原子最外层有6个电子，其中的2个成单电子与2个H原子的电子形成2对共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构，其电子式为：，D错误；
故选B。
4．（2022年7月浙江省普通高中学业水平考试）下列说法不正确的是
A．C和N互为同位素B．O2和O3互为同素异形体
C．C2H6和C3H8互为同系物D．正戊烷和异戊烷互为同分异构体
【答案】A
【解析】A．C和N的质子数不同，因此二者不能互为同位素，A错误；
B．O2和O3是O元素形成的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体，B正确；
C．C2H6和C3H8都符合烷烃的分子式通式CnH2n+2，它们结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，因此二者互为同系物，C正确；
D．正戊烷和异戊烷分子式都是C5H12，二者的分子结构不同，因此二者互为同分异构体，D正确；
故选A。
5．（贵州省普通高中2022年7月学业水平考试）下列互为同系物的一组是
A．与B．白磷与红磷
C．甲烷与乙烷D．淀粉与纤维素
【答案】C
【解析】A． 与质子数相同均为6，中子数不同，中子数分别为6、8，互为同位素，故A错误；
B． 白磷与红磷都是磷元素的不同单质，二者互为同素异形体，故B错误；
C． 甲烷与乙烷都属于烷烃，且碳原子数不同，二者互为同系物，故C正确；
D． 淀粉与纤维素化学式相同，均为(C6H10O5)n，但聚合度n不确定，不是同分异构体，也不属于同系物，故D错误；
故选C。
6.（广东省2023年高中学业水平考试）丁烷(C4H10)裂解可得到乙烯和乙烷。下列说法正确的是
A．乙烯与乙烷互为同系物
B．乙烯与乙烷互为同分异构体
C．丁烷有2种同分异构体
D．C4H9Cl与CH3Cl互为同素异形体
【答案】C
【解析】A．乙烯分子式是C2H4，分子中含有不饱和的碳碳双键；而乙烷分子式是C2H6，分子中不含有不饱和的碳碳双键，二者结构不相似，且分子组成不是相差-CH2-的整数倍，因此二者不为同系物，A错误；
B．乙烯分子式是C2H4，乙烷分子式是C2H6，二者的分子式不相同，故乙烯与乙烷不为同分异构体，B错误；
C．丁烷分子式是C4H10，其结构有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2 2种不同结构，C正确；
D．C4H9Cl与CH3Cl都是化合物，而不是单质，因此二者不为同素异形体，D错误；
故选C。
7．（2022年海南省普通高中学业水平合格性考试）下列各组烃互为同分异构体(具有相同的分子式，但结构不同)的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．甲烷和乙烯不是同分异构体，A错误；
B．乙烷和丙烷互为同系物，B错误；
C．乙烷和乙烯不是同分异构体，C错误；
D．正丁烷和异丁烷的分子式都为C4H10，互为同分异构体 ，D正确；
故选D。
8．（福建省2021年1月普通高中学业水平考试）下列互为同素异形体的是
A．35Cl与37ClB．白磷与红磷C．H2O与H2O2D．正丁烷与异丁烷
【答案】B
【解析】A．35Cl与37Cl互为同位素，不是单质，不属于同素异形体，故A不选；
B．红磷和白磷是由磷元素组成的不同单质，属于同素异形体，故B选；
C．H2O与H2O2不是单质，不互为同素异形体，故C不选；
D．正丁烷与异丁烷不是单质，不互为同素异形体，故D不选；
故选B。
9．（四川省雅安市2022-2023学年高一学业水平考试模拟）下列有机化合物的分子球棍模型对应的分子式错误的是
【答案】C
【解析】根据有机化合物的分子球棍模型图示可知：A表示的物质是CH4，B表示的物质是C2H4，C表示的物质是C3H2OH，其分子式是C2H6O，C表示的物质是CH3COOH，该物质分子式是C2H4O2，因此有机化合物的分子球棍模型对应的分子式错误，故选C。
10．（黑龙江省哈尔滨市2022-2023学年学业水平考试模拟）下列物质中属于烃类的是
A．乙醇B．乙酸C．乙醛D．乙烯
【答案】D
【解析】A．乙醇分子式为C2H6O，含有C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，故不选A；
B．乙酸分子式为C2H4O2，含有C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，故不选B；
C．乙醛分子式为C2H4O，含有C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，故不选C；
D．乙烯分子式为C2H4，只含C、H两种元素，属于烃，故选D；
故选D。
1．（云南省2023年春季学期期末普通高中学业水平考试）下列表示正确的是
A．HCl的电子式： B．的结构示意图：
C．甲烷的球棍模型： D．乙烷的分子式：
【答案】B
【解析】A．HCl为共价化合物，其电子式为 ，故A错误；
B．S2-是S原子核外得到2个电子，使最外层达到8电子，即S2-的示意图为 ，故B正确；
C．甲烷的球棍模型为 ， 为甲烷的空间填充模型，故C错误；
D．CH3CH3为乙烷的结构简式，其分子式为C2H6，故D错误；
故选B。
2．（甘肃省兰州市2023-2024学年学业水平合格性考试模拟）下列物质中，与 互为同分异构体的是
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】分子式相同，结构不同的有机化合物互称同分异构体， 的分子式为C5H12。
【解析】A．甲烷与其分子式不同，不互为同分异构体，A错误；
B．乙烷与其分子式不同，不互为同分异构体，B错误；
C．丙烷与其分子式不同，不互为同分异构体，C错误；
D．与其分子式相同但结构不同，互为同分异构体，D正确；
故选D。
3．（天津市和平区2022-2023学年学业水平合格性考试模拟）关于物质的用途说法错误的是
A．甲烷是家用天然气的主要成分B．氯气可用于制取漂白粉
C．晶体硅是制造光导纤维的主要原料D．碳酸氢钠可作发酵剂
【答案】C
【解析】A．家用天然气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中完全燃烧生成CO2和H2O、并放出大量的热，A项正确；
B．氯气与石灰乳反应制备漂白粉，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，B项正确；
C．制造光导纤维的主要原料是SiO2，不是晶体硅，C项错误；
D．碳酸氢钠受热分解产生大量气体，使食品疏松多孔，同时碳酸氢钠还可以中和食品生产中产生的酸，故碳酸氢钠可作发酵剂，D项正确；
故选C。
4．（黑龙江省哈尔滨市2022-2023学年学业水平考试模拟）下列化学用语表示正确的是
A．甲烷的球棍模型： B．的电子式：
C．乙醇的分子式：D．四氯化碳分子的球棍模型：
【答案】D
【解析】A．甲烷的球棍模型是 ， 是甲烷的填充满型，故A错误；
B．的电子式为 ，故B错误；
C．乙醇的分子式为C2H6O，故C错误；
D．氯原子半径大于碳原子，四氯化碳分子的球棍模型为 ，故D正确；
故选D。
5．（2023年天津市河北区普通高中学业水平合格性考试模拟）下列互为同素异形体的一组是
A．和B．金刚石和石墨C．正丁烷和异丁烷D．乙酸和乙醇
【答案】B
【解析】A．和是质子数相同、中子数不同的两种核素，互为同位素，故不选A；
B．金刚石和石墨是碳元素组成的两种单质，互为同素异形体，故选B；
C．正丁烷和异丁烷分子式都是C4H10，结构简式分别为CH3CH2CH2CH3、 (CH3)3CH，互为同分异构体，故不选C；
D．乙酸和乙醇分子式不同、结构不同的两种化合物，不是同素异形体，故不选D；
故选B。
6．（北京市海淀区2022-2023学年高一下学期合格考模拟）下列化合物中，与互为同分异构体的是
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】A．A的碳原子数比少，分子式不同，A错误；
B．B的碳原子数比少，分子式不同，B错误；
C．C的碳原子数比少，分子式不同，C错误；
D．D的碳原子数和相同，分子式相同，且D含有支链因此结构不同，D正确；
故选D。
7．（云南省昆明市2023-2024学年学业水平考试模拟）下列说法不正确的是
A．和互为同位素B．金刚石、石墨、C60互为同素异形体
C．CH3OCH3和CH3CH2OH互为同分异构体D．CH4和C2H6互为同系物
【答案】A
【解析】A．同位素指的是质子数相同中子数不同的同一类元素的不同原子，和是分子不是原子，A错误；
B．金刚石、石墨和C60均是碳的单质，互为同素异形体，B正确；
C．CH3OCH3和CH3CH2OH分子式相同，结构不同，两者互为同分异构体，C正确；
D．CH4和C2H6都是链状烷烃，结构相似分子组成相差1个CH2，两者互为同系物，D正确；
故选A。
8．（辽宁省鞍山市普通高中2022-2023学年学业水平考试模拟）与互为同系物的是
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】按定义，丙烷的同系物是与丙烷结构相似、通式相同、相差1个或几个CH2原子团的物质，则满足， 、和 与丙烷结构不相似、且组成上不满足相差1个或几个CH2原子团；故选A。
9．（宁夏银川市2022-2023学年学业水平考试模拟）下列关于甲烷及烷烃的结构及性质的说法错误的是
A．烷烃均难溶于水，相对密度均小于1
B．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应
C．物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷
D．甲烷的空间结构为正四面体，甲烷分子中的4个共价键的长度相同，相互之间的夹角相等
【答案】B
【解析】A．烃类是C、H两种元素组成，密度均小于水，而烷烃均难溶于水，故A正确；
B．烷烃能燃烧，因此能发生氧化反应，故B错误；
C．根据相同碳原子的烷烃，支链越多，熔沸点越低，则物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷，故C正确；
D．甲烷的空间结构为正四面体，因此甲烷分子中的4个共价键的长度相同，键角相等，故D正确。
故选B。
10．（山西省运城市2022-2023学年学业水平考试模拟）实验室中将盛有甲烷与氯气混合气体的量筒倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，光照使其发生反应，下列说法错误的是
A．量筒中气体颜色逐渐变浅
B．氯化氢极易溶于水，导致量筒中液面上升
C．饱和食盐水能够抑制氯气的溶解
D．通过量筒内壁上出现的油状液滴可以说明生成四种有机产物
【答案】D
【分析】该食盐为CH4和Cl2光照下的取代反应。
【解析】A．Cl2被消耗逐渐减少，所以为气体颜色变浅，A项正确；
B．HCl溶于水导致量筒中压强较小，从而量筒中液面上升，B项正确；
C．Cl2溶于水发生可逆反应产生HClO和H+、Cl-，饱和的NaCl中Cl-浓度高促使平衡逆向抑制Cl2的溶解，C项正确；
D．该反应中产生了一氯甲烷（气体）和二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，油状物为三种有机物，D项错误；
故选D。
11．（天津市2022-2023学年学业水平合格考模拟）下列物质中互为同系物的是
A．甲烷与丙烷B．乙烯与乙烷C．氧气与臭氧D．正丁烷与异丁烷
【答案】A
【解析】A．甲烷与丙烷结构相似，分子组成上相差2个-CH2-，互为同系物，A正确；
B．乙烯中含双键，与乙烷结构不相似，不是同系物，B错误；
C．氧气和臭氧是由氧元素形成的不同单质，属于同素异形体，C错误；
D．正丁烷和异丁烷分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D错误；
故选A。
12．（江苏省扬州市2022-2023学年学业水平合格性考试模拟）下列有关甲烷的说法正确的是
A．碳氢原子的质量比是B．易溶于水
C．属于有机化合物D．燃烧时吸收热量
【答案】C
【解析】A．甲烷中碳氢原子的质量比是12:4=4:1，A错误；
B．甲烷难溶于水，B错误；
C．甲烷属于有机化合物，C正确；
D．甲烷的燃烧放出热量，D错误；
故选C。
13．（河南省2022-2023学年普通高中学业水平考试模拟）我国在可燃冰的开发上处于世界领跑地位，可燃冰的主要成分是甲烷。下列有关甲烷的说法错误的是
A．具有正四面体结构B．分子中碳氢原子个数比为1：4
C．可在空气中燃烧并放出大量的热D．与氯气在暗处混合就能发生反应
【答案】D
【解析】A．甲烷具有正四面体结构，A正确；
B．甲烷分子式为CH4，分子中碳氢原子个数比为1：4，B正确；
C．甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳和水，放出大量的热，C正确；
D．甲烷可与氯气在光照条件下发生取代反应，D错误；
故选D。
14．（广西钦州市2022-2023学年学业水平考试模拟）下列说法不正确的是
A．和互为同位素
B．和是同一种物质
C．和互为同系物
D．和互为同分异构体
【答案】D
【解析】A．和是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A正确；
B．甲烷是正四面体结构，所以和结构相同，是同一种物质，故B正确；
C．和结构相似，分子组成相差3个CH2，互为同系物，故C正确；
D．和分子式不同，不是同分异构体，故D错误；
故选D。
15．（天津市河北区2022年学业水平合格性考试模拟）下列互为同系物的一组是
A．和B．CH4和C2H6C．正丁烷和异丁烷D．乙酸和乙醇
【答案】B
【解析】A．和的质子数相同，而中子数不同，它们是氯元素的两种不同原子，互为同位素，A不符合题意；
B．CH4和C2H6结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，它们互为同系物，B符合题意；
C．正丁烷和异丁烷分子式都是C4H10，二者分子式相同，分子结构不同，因此互为同分异构体，C不符合题意；
D．乙酸分子式是C2H4O2，乙醇分子式是C2H6O，二者分子式不同，分子结构也不同，因此不属于同系物，也不是同分异构体，D不符合题意；
故选B。
颜色
状态
气味
密度(与空气相比)
水溶性
无色
气体
无味
比空气小
难溶于水
分子式
电子式
结构式
结构
简式
分子构型
球棍模型
空间填充模型
CH4
CH4
键的个数
成键的类型
碳骨架形式
与其他原子成键
每个碳原子
形成4个
共价键
单键()
双键()
三键()
碳原子之间可构成碳链，也可构成碳环
碳原子不但可以和碳形成共价键，而且可以和H、O、N、S等原子成键
种类
实例
涵义
特点
化学式
C2H6
用元素符号表示物质分子组成的式子
反映出分子中原子的种类和数目
电子式
H··CH··H····CH··H····H
用小黑点等符号表示原子最外层电子成键情况的式子
能够表明分子的组成、分子里原子间的成键数目、原子是否形成了稳定的电子层结构
结构式
用短线来代替原子间的共用电子对
表示出分子的组成和分子里的成键情况
结构
简式
CH3CH3
把结构式中表示共价键的“—”删去，把碳原子连接的氢原子与碳原子合并为碳氢原子团
书写方便，且仍能表示出分子结构的情况，适用范围也很广
球棍
模型
用球和棍表示原子间的结合方式
能够清楚地表示出分子内原子间的化学键数和键型
比例
模型
用球表示原子间的连接方式
表示出分子内原子的体积相对大小
性质
变化规律
状态
常温下含有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态
沸点
随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低
相对密度
随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小
水溶性
均难溶于水
实验
操作
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，试管中有一层油状液体，且试管内液面上升，水槽中有固体析出
B装置：无现象
实验
结论
CH4与Cl2在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为：
CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl；
CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl；
CH2Cl2＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl；
CHCl3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋HCl
CH3Cl
CH2Cl2
CHCl3
CCl4
状态
气体
均为油状液体
水溶性
都不溶于水
选项
A
B
C
D
球棍模型
分子式
CH4
C2H4
C2H6O2
C2H4O2
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc15043" PAGEREF _Tc15043 \h 1
\l "_Tc20472" PAGEREF _Tc20472 \h 1
\l "_Tc7813" 考点一 有机化合物中碳原子的成键特点 PAGEREF _Tc7813 \h 1
\l "_Tc29132" 考点二 烷烃的结构 PAGEREF _Tc29132 \h 3
\l "_Tc16095" 考点三 烷烃的性质 PAGEREF _Tc16095 \h 6
\l "_Tc14302" PAGEREF _Tc14302 \h 8
\l "_Tc19822" PAGEREF _Tc19822 \h 12
1．认识有机物中碳原子的成键特点，知道有机化合物分子具有立体结构。
2．了解烷烃的结构特点，以及同系物的概念。
3．知道有机化合物存在同分异构现象及其同分异构体。
4．了解烷烃的物理性质和化学性质，知道取代反应类型。
考点一 有机化合物中碳原子的成键特点
1.甲烷的分子结构
甲烷(CH4)分子中的碳原子以最外层的 4个电子与 4个氢原子的电子形成 4个C—H共价键，电子式为，结构式为。
2．甲烷的物理性质
3．甲烷的分子结构——正四面体型
4.有机化合物中碳原子的成键特点
【温馨提示】
(1)有机化合物中，碳原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键，比氮、氧、氢或卤素原子所成价键都要多。
(2)含有多个碳原子的有机化合物，碳原子间成键方式较多，可以形成单键，也可以形成双键或三键，碳原子间所成骨架有多种，可以是直链，也可以成环，也可以带支链。
【典例分析】
【例1】（2023年湖北省普通高中学业水平合格性考试）下列有关甲烷分子的说法中，不正确的是
A．4个H原子不在同一个平面B．C—H键为极性共价键
C．有两种同分异构体D．空间结构为正四面体
【答案】C
【解析】A．甲烷为正四面体构型，4个H原子不在同一个平面，故A正确；
B．C—H键为不同原子之间形成，为极性共价键，故B正确；
C．甲烷为正四面体构型，只有一种结构，故C错误；
D．甲烷为正四面体构型，故D正确；
故选C。
【例2】（江苏省2023年普通高中学业水平合格性考试）下列气体可用如图所示向上排空气法收集的是
A．CO2B．CH4C．NOD．H2
【答案】A
【解析】A．CO2密度大于空气，用向上排空气法，A正确；
B．CH4密度小于空气，用向下排空气法，B错误；
C．NO密度和空气相近，不溶于水，用排水法，C错误；
D．H2密度小于空气，用向下排空气法，D错误；
故选A。
考点二 烷烃的结构
1．烷烃的组成、结构与命名
(1)结构特点
烷烃由碳氢两种元素组成，分子中碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子相结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。
(2)空间构型
每个碳原子均处于四个共价键所形成的四面体的中心，直链烷烃为锯齿状或折线状。
(3)组成通式：CnH2n＋2(n≥1)
(4)命名方法：
①烷烃习惯上用其分子中所含的碳原子数进行命名，称为“某烷”，碳原子数不多于10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，碳原子数在10以上时，以汉字数字代表碳原子数，如：C8H18命名为辛烷，C18H38命名为十八烷。
②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。如：CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，称为异戊烷，称为新戊烷。
(4)表示有机物组成和结构的几种形式之间的关系(以乙烷为例)
2．同系物
(1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物，如CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。
(2)性质：由于同系物组成元素相同，结构相似，组成上相差n个CH2原子团，则化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。
3．同分异构体
(1)概念：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为同分异构体。
(2)特点
①三同：同分异构体的分子式相同，相对分子质量相同，最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。
②一不同：同分异构体的结构不同，即分子中原子的连接方式不同，同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。
【温馨提示】烷烃同分异构体的书写
(1)遵循的原则：主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间。
(2)书写的步骤
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(—CH3)接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上，以此类推。
【典例分析】
【例1】（2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试）有两种不同的结构，如图所示，二者的关系为
A．同位素B．同系物C．同分异构体D．同素异形体
【答案】C
【解析】根据图示的分子式，正丁烷和异丁烷的分子式相同而结构不同，二者互为同分异构体，故选C。
【例2】（2023年福建省普通高中学业合格性考试）下列互为同分异构体的是
A．与
B．与
C．与
D．与
【答案】D
【解析】同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物。结合概念可知A、B、C均不满足同分异构体的定义，D中物质分子组成相同，而结构不同，互为同分异构体，故D正确；
故选D。
【例3】（2023年四川省高中学业水平合格性考试）认识一种有机物，可先从结构入手，某有机物的分子结构模型如图所示。该物质是
A．CH=CHB．CH3CH2OHC．CH3COOHD．CH3CH2CH3
【答案】B
【解析】根据有机物的分子结构模型可知，黑球代表C原子，灰球代表O原子，白球代表H原子，故分子的结构简式为CH3CH2OH。故选B。
考点三 烷烃的性质
1．物理性质
(1) 相似性
烷烃均为无色物质，难溶于水，相对密度均小于1。
(2) 递变规律(随碳原子数n递增)
2．化学性质(与CH4相似)
(1)稳定性
在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱或酸性高锰酸钾溶液等强化剂都不发生反应。
(2)燃烧反应
甲烷的燃烧：CH4＋2O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O(安静地燃烧，火焰呈淡蓝色)
烷烃燃烧通式： CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O 。
(3)高温分解
①CH4隔绝空气加热至1 000 ℃时，可分解为炭黑和氢气，化学方程式为CH4eq \(――→,\s\up7(高温))C＋2H2。
②其它烷烃在较高温度下也会发生分解，如辛烷高温分解的化学方程式为C8H18eq \(――→,\s\up7(高温))C4H8＋C4H10。
(4)取代反应
①定义：有机物分子的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
②甲烷的取代反应
a．实验探究
b．产物性质
【温馨提示】由于烷烃的卤代反应是连续反应，故无论CH4和Cl2的比例如何，其产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物。
(5)分解反应：烷烃在较高的温度下会发生分解。
如：eq \(C16H34,\s\d8(十六烷))eq \(――→,\s\up7(高温))eq \(C8H18,\s\d8(辛烷))＋eq \(C8H16,\s\d8(辛烯))
3．有机物的通性
(1)大多数有机物的熔点比较低，且难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂；
(2)大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；
(3)有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。
【典例分析】
【例1】（2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试）乙烷与氯气发生化学反应：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，该反应属于
A．取代反应B．加成反应C．加聚反应D．氧化反应
【答案】A
【解析】乙烷中的一个H原子被氯气中的Cl原子代替，该反应符合取代反应的定义，属取代反应，故选A。
【例2】（2022年广东省高中学业平合格考试）有机物构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料和食品等的重要来源。有机物
A．均易挥发、易燃烧
B．参与的化学反应常伴有副反应
C．仅含C、H两种元素
D．均易溶于酒精、苯等有机溶剂
【答案】B
【解析】A．不是所有的有机物均易挥发、易燃烧，如沸点很高的糖类、油脂、蛋白质等不易挥发，CCl4等不易燃烧，A错误；
B．有机物参与的化学反应往往比较复杂，常伴有副反应，故有机反应方程式中用“→”表示主要反应，B正确；
C．有机物包含烃和烃的衍生物，仅含C、H两种元素的化合物为烃，而烃的衍生物包含C、H之外的元素，C错误；
D．有些有机物难溶于乙醇，如酚醛树脂，D错误；
故选B。
1.（江苏省2023年普通高中学业水平合格性考试）2022年，我国科学家以C60为原料创造出碳家族单晶新材料。C60与金刚石互为
A．同素异形体B．同位素C．同分异构体D．同系物
【答案】A
【解析】同种元素组成的不同单质为同素异形体；质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子为同位素；分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体；结构相似，分子组成形成若干个CH2原子团的有机物互为同系物，据此解答。C60与金刚石均是碳元素形成的不同单质，二者互为同素异形体。故选A。
2．（黑龙江省2022年7月学业水平合格考试）下列各组物质中互为同分异构体(分子式相同、结构不同的化合物)的是
A．O2和O3B．正丁烷和异丁烷C．H和HD．CH4和C2H4
【答案】B
【解析】A．O2与O3是氧元素的不同单质互称同素异形体，不是同分异构体，故A错误；
B ．正丁烷和异丁烷分子式相同、结构不同，互为同分异构体，故B正确；
C．H和H是同一元素的不同原子，互为同位素，故C错误；
D．CH4和C2H4分子式不同，不互为同分异构体，故D错误；
故选B。
3．（黑龙江省2022年7月学业水平合格考试）下列化学用语正确的是
A．甲烷的球棍模型为：B．氮原子结构示意图
C．中子数为8的氧原子符号为：OD．水分子的电子式为：H：O：H
【答案】B
【解析】A．图示为甲烷的空间填出模型，不是球棍模型，A错误；
B．N是7号元素，原子核内有7个质子，原子核外有7个电子，电子排布是2、5，故N原子结构示意图是：，B正确；
C．O是8号元素，原子核内有8个质子，中子数为8的氧原子质量数是16，用原子符号可表示为：，C错误；
D．O原子最外层有6个电子，其中的2个成单电子与2个H原子的电子形成2对共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构，其电子式为：，D错误；
故选B。
4．（2022年7月浙江省普通高中学业水平考试）下列说法不正确的是
A．C和N互为同位素B．O2和O3互为同素异形体
C．C2H6和C3H8互为同系物D．正戊烷和异戊烷互为同分异构体
【答案】A
【解析】A．C和N的质子数不同，因此二者不能互为同位素，A错误；
B．O2和O3是O元素形成的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体，B正确；
C．C2H6和C3H8都符合烷烃的分子式通式CnH2n+2，它们结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，因此二者互为同系物，C正确；
D．正戊烷和异戊烷分子式都是C5H12，二者的分子结构不同，因此二者互为同分异构体，D正确；
故选A。
5．（贵州省普通高中2022年7月学业水平考试）下列互为同系物的一组是
A．与B．白磷与红磷
C．甲烷与乙烷D．淀粉与纤维素
【答案】C
【解析】A． 与质子数相同均为6，中子数不同，中子数分别为6、8，互为同位素，故A错误；
B． 白磷与红磷都是磷元素的不同单质，二者互为同素异形体，故B错误；
C． 甲烷与乙烷都属于烷烃，且碳原子数不同，二者互为同系物，故C正确；
D． 淀粉与纤维素化学式相同，均为(C6H10O5)n，但聚合度n不确定，不是同分异构体，也不属于同系物，故D错误；
故选C。
6.（广东省2023年高中学业水平考试）丁烷(C4H10)裂解可得到乙烯和乙烷。下列说法正确的是
A．乙烯与乙烷互为同系物
B．乙烯与乙烷互为同分异构体
C．丁烷有2种同分异构体
D．C4H9Cl与CH3Cl互为同素异形体
【答案】C
【解析】A．乙烯分子式是C2H4，分子中含有不饱和的碳碳双键；而乙烷分子式是C2H6，分子中不含有不饱和的碳碳双键，二者结构不相似，且分子组成不是相差-CH2-的整数倍，因此二者不为同系物，A错误；
B．乙烯分子式是C2H4，乙烷分子式是C2H6，二者的分子式不相同，故乙烯与乙烷不为同分异构体，B错误；
C．丁烷分子式是C4H10，其结构有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2 2种不同结构，C正确；
D．C4H9Cl与CH3Cl都是化合物，而不是单质，因此二者不为同素异形体，D错误；
故选C。
7．（2022年海南省普通高中学业水平合格性考试）下列各组烃互为同分异构体(具有相同的分子式，但结构不同)的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．甲烷和乙烯不是同分异构体，A错误；
B．乙烷和丙烷互为同系物，B错误；
C．乙烷和乙烯不是同分异构体，C错误；
D．正丁烷和异丁烷的分子式都为C4H10，互为同分异构体 ，D正确；
故选D。
8．（福建省2021年1月普通高中学业水平考试）下列互为同素异形体的是
A．35Cl与37ClB．白磷与红磷C．H2O与H2O2D．正丁烷与异丁烷
【答案】B
【解析】A．35Cl与37Cl互为同位素，不是单质，不属于同素异形体，故A不选；
B．红磷和白磷是由磷元素组成的不同单质，属于同素异形体，故B选；
C．H2O与H2O2不是单质，不互为同素异形体，故C不选；
D．正丁烷与异丁烷不是单质，不互为同素异形体，故D不选；
故选B。
9．（四川省雅安市2022-2023学年高一学业水平考试模拟）下列有机化合物的分子球棍模型对应的分子式错误的是
【答案】C
【解析】根据有机化合物的分子球棍模型图示可知：A表示的物质是CH4，B表示的物质是C2H4，C表示的物质是C3H2OH，其分子式是C2H6O，C表示的物质是CH3COOH，该物质分子式是C2H4O2，因此有机化合物的分子球棍模型对应的分子式错误，故选C。
10．（黑龙江省哈尔滨市2022-2023学年学业水平考试模拟）下列物质中属于烃类的是
A．乙醇B．乙酸C．乙醛D．乙烯
【答案】D
【解析】A．乙醇分子式为C2H6O，含有C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，故不选A；
B．乙酸分子式为C2H4O2，含有C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，故不选B；
C．乙醛分子式为C2H4O，含有C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，故不选C；
D．乙烯分子式为C2H4，只含C、H两种元素，属于烃，故选D；
故选D。
1．（云南省2023年春季学期期末普通高中学业水平考试）下列表示正确的是
A．HCl的电子式： B．的结构示意图：
C．甲烷的球棍模型： D．乙烷的分子式：
【答案】B
【解析】A．HCl为共价化合物，其电子式为 ，故A错误；
B．S2-是S原子核外得到2个电子，使最外层达到8电子，即S2-的示意图为 ，故B正确；
C．甲烷的球棍模型为 ， 为甲烷的空间填充模型，故C错误；
D．CH3CH3为乙烷的结构简式，其分子式为C2H6，故D错误；
故选B。
2．（甘肃省兰州市2023-2024学年学业水平合格性考试模拟）下列物质中，与 互为同分异构体的是
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】分子式相同，结构不同的有机化合物互称同分异构体， 的分子式为C5H12。
【解析】A．甲烷与其分子式不同，不互为同分异构体，A错误；
B．乙烷与其分子式不同，不互为同分异构体，B错误；
C．丙烷与其分子式不同，不互为同分异构体，C错误；
D．与其分子式相同但结构不同，互为同分异构体，D正确；
故选D。
3．（天津市和平区2022-2023学年学业水平合格性考试模拟）关于物质的用途说法错误的是
A．甲烷是家用天然气的主要成分B．氯气可用于制取漂白粉
C．晶体硅是制造光导纤维的主要原料D．碳酸氢钠可作发酵剂
【答案】C
【解析】A．家用天然气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中完全燃烧生成CO2和H2O、并放出大量的热，A项正确；
B．氯气与石灰乳反应制备漂白粉，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，B项正确；
C．制造光导纤维的主要原料是SiO2，不是晶体硅，C项错误；
D．碳酸氢钠受热分解产生大量气体，使食品疏松多孔，同时碳酸氢钠还可以中和食品生产中产生的酸，故碳酸氢钠可作发酵剂，D项正确；
故选C。
4．（黑龙江省哈尔滨市2022-2023学年学业水平考试模拟）下列化学用语表示正确的是
A．甲烷的球棍模型： B．的电子式：
C．乙醇的分子式：D．四氯化碳分子的球棍模型：
【答案】D
【解析】A．甲烷的球棍模型是 ， 是甲烷的填充满型，故A错误；
B．的电子式为 ，故B错误；
C．乙醇的分子式为C2H6O，故C错误；
D．氯原子半径大于碳原子，四氯化碳分子的球棍模型为 ，故D正确；
故选D。
5．（2023年天津市河北区普通高中学业水平合格性考试模拟）下列互为同素异形体的一组是
A．和B．金刚石和石墨C．正丁烷和异丁烷D．乙酸和乙醇
【答案】B
【解析】A．和是质子数相同、中子数不同的两种核素，互为同位素，故不选A；
B．金刚石和石墨是碳元素组成的两种单质，互为同素异形体，故选B；
C．正丁烷和异丁烷分子式都是C4H10，结构简式分别为CH3CH2CH2CH3、 (CH3)3CH，互为同分异构体，故不选C；
D．乙酸和乙醇分子式不同、结构不同的两种化合物，不是同素异形体，故不选D；
故选B。
6．（北京市海淀区2022-2023学年高一下学期合格考模拟）下列化合物中，与互为同分异构体的是
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】A．A的碳原子数比少，分子式不同，A错误；
B．B的碳原子数比少，分子式不同，B错误；
C．C的碳原子数比少，分子式不同，C错误；
D．D的碳原子数和相同，分子式相同，且D含有支链因此结构不同，D正确；
故选D。
7．（云南省昆明市2023-2024学年学业水平考试模拟）下列说法不正确的是
A．和互为同位素B．金刚石、石墨、C60互为同素异形体
C．CH3OCH3和CH3CH2OH互为同分异构体D．CH4和C2H6互为同系物
【答案】A
【解析】A．同位素指的是质子数相同中子数不同的同一类元素的不同原子，和是分子不是原子，A错误；
B．金刚石、石墨和C60均是碳的单质，互为同素异形体，B正确；
C．CH3OCH3和CH3CH2OH分子式相同，结构不同，两者互为同分异构体，C正确；
D．CH4和C2H6都是链状烷烃，结构相似分子组成相差1个CH2，两者互为同系物，D正确；
故选A。
8．（辽宁省鞍山市普通高中2022-2023学年学业水平考试模拟）与互为同系物的是
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】按定义，丙烷的同系物是与丙烷结构相似、通式相同、相差1个或几个CH2原子团的物质，则满足， 、和 与丙烷结构不相似、且组成上不满足相差1个或几个CH2原子团；故选A。
9．（宁夏银川市2022-2023学年学业水平考试模拟）下列关于甲烷及烷烃的结构及性质的说法错误的是
A．烷烃均难溶于水，相对密度均小于1
B．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应
C．物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷
D．甲烷的空间结构为正四面体，甲烷分子中的4个共价键的长度相同，相互之间的夹角相等
【答案】B
【解析】A．烃类是C、H两种元素组成，密度均小于水，而烷烃均难溶于水，故A正确；
B．烷烃能燃烧，因此能发生氧化反应，故B错误；
C．根据相同碳原子的烷烃，支链越多，熔沸点越低，则物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷，故C正确；
D．甲烷的空间结构为正四面体，因此甲烷分子中的4个共价键的长度相同，键角相等，故D正确。
故选B。
10．（山西省运城市2022-2023学年学业水平考试模拟）实验室中将盛有甲烷与氯气混合气体的量筒倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，光照使其发生反应，下列说法错误的是
A．量筒中气体颜色逐渐变浅
B．氯化氢极易溶于水，导致量筒中液面上升
C．饱和食盐水能够抑制氯气的溶解
D．通过量筒内壁上出现的油状液滴可以说明生成四种有机产物
【答案】D
【分析】该食盐为CH4和Cl2光照下的取代反应。
【解析】A．Cl2被消耗逐渐减少，所以为气体颜色变浅，A项正确；
B．HCl溶于水导致量筒中压强较小，从而量筒中液面上升，B项正确；
C．Cl2溶于水发生可逆反应产生HClO和H+、Cl-，饱和的NaCl中Cl-浓度高促使平衡逆向抑制Cl2的溶解，C项正确；
D．该反应中产生了一氯甲烷（气体）和二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，油状物为三种有机物，D项错误；
故选D。
11．（天津市2022-2023学年学业水平合格考模拟）下列物质中互为同系物的是
A．甲烷与丙烷B．乙烯与乙烷C．氧气与臭氧D．正丁烷与异丁烷
【答案】A
【解析】A．甲烷与丙烷结构相似，分子组成上相差2个-CH2-，互为同系物，A正确；
B．乙烯中含双键，与乙烷结构不相似，不是同系物，B错误；
C．氧气和臭氧是由氧元素形成的不同单质，属于同素异形体，C错误；
D．正丁烷和异丁烷分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D错误；
故选A。
12．（江苏省扬州市2022-2023学年学业水平合格性考试模拟）下列有关甲烷的说法正确的是
A．碳氢原子的质量比是B．易溶于水
C．属于有机化合物D．燃烧时吸收热量
【答案】C
【解析】A．甲烷中碳氢原子的质量比是12:4=4:1，A错误；
B．甲烷难溶于水，B错误；
C．甲烷属于有机化合物，C正确；
D．甲烷的燃烧放出热量，D错误；
故选C。
13．（河南省2022-2023学年普通高中学业水平考试模拟）我国在可燃冰的开发上处于世界领跑地位，可燃冰的主要成分是甲烷。下列有关甲烷的说法错误的是
A．具有正四面体结构B．分子中碳氢原子个数比为1：4
C．可在空气中燃烧并放出大量的热D．与氯气在暗处混合就能发生反应
【答案】D
【解析】A．甲烷具有正四面体结构，A正确；
B．甲烷分子式为CH4，分子中碳氢原子个数比为1：4，B正确；
C．甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳和水，放出大量的热，C正确；
D．甲烷可与氯气在光照条件下发生取代反应，D错误；
故选D。
14．（广西钦州市2022-2023学年学业水平考试模拟）下列说法不正确的是
A．和互为同位素
B．和是同一种物质
C．和互为同系物
D．和互为同分异构体
【答案】D
【解析】A．和是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A正确；
B．甲烷是正四面体结构，所以和结构相同，是同一种物质，故B正确；
C．和结构相似，分子组成相差3个CH2，互为同系物，故C正确；
D．和分子式不同，不是同分异构体，故D错误；
故选D。
15．（天津市河北区2022年学业水平合格性考试模拟）下列互为同系物的一组是
A．和B．CH4和C2H6C．正丁烷和异丁烷D．乙酸和乙醇
【答案】B
【解析】A．和的质子数相同，而中子数不同，它们是氯元素的两种不同原子，互为同位素，A不符合题意；
B．CH4和C2H6结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，它们互为同系物，B符合题意；
C．正丁烷和异丁烷分子式都是C4H10，二者分子式相同，分子结构不同，因此互为同分异构体，C不符合题意；
D．乙酸分子式是C2H4O2，乙醇分子式是C2H6O，二者分子式不同，分子结构也不同，因此不属于同系物，也不是同分异构体，D不符合题意；
故选B。
颜色
状态
气味
密度(与空气相比)
水溶性
无色
气体
无味
比空气小
难溶于水
分子式
电子式
结构式
结构
简式
分子构型
球棍模型
空间填充模型
CH4
CH4
键的个数
成键的类型
碳骨架形式
与其他原子成键
每个碳原子
形成4个
共价键
单键()
双键()
三键()
碳原子之间可构成碳链，也可构成碳环
碳原子不但可以和碳形成共价键，而且可以和H、O、N、S等原子成键
种类
实例
涵义
特点
化学式
C2H6
用元素符号表示物质分子组成的式子
反映出分子中原子的种类和数目
电子式
H··CH··H····CH··H····H
用小黑点等符号表示原子最外层电子成键情况的式子
能够表明分子的组成、分子里原子间的成键数目、原子是否形成了稳定的电子层结构
结构式
用短线来代替原子间的共用电子对
表示出分子的组成和分子里的成键情况
结构
简式
CH3CH3
把结构式中表示共价键的“—”删去，把碳原子连接的氢原子与碳原子合并为碳氢原子团
书写方便，且仍能表示出分子结构的情况，适用范围也很广
球棍
模型
用球和棍表示原子间的结合方式
能够清楚地表示出分子内原子间的化学键数和键型
比例
模型
用球表示原子间的连接方式
表示出分子内原子的体积相对大小
性质
变化规律
状态
常温下含有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态
沸点
随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低
相对密度
随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小
水溶性
均难溶于水
实验
操作
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，试管中有一层油状液体，且试管内液面上升，水槽中有固体析出
B装置：无现象
实验
结论
CH4与Cl2在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为：
CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl；
CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl；
CH2Cl2＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl；
CHCl3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋HCl
CH3Cl
CH2Cl2
CHCl3
CCl4
状态
气体
均为油状液体
水溶性
都不溶于水
选项
A
B
C
D
球棍模型
分子式
CH4
C2H4
C2H6O2
C2H4O2
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