《甲烷 烷烃》典例精析一

【例1】下列性质中，属于烷烃特征性质的是（　　）

A．完全燃烧的产物为二氧化碳和水

B．它们几乎不溶于水

C．它们是非电解质

D．分子的通式为C_nH_2n+2，与氯气发生取代反应

【解析】烃类化合物完全燃烧产物均为二氧化碳和水，因此A不是烷烃的特征性质；烃类化合物几乎不溶于水，都是非电解质，所以B、C也不正确。

【答案】D

【例2】下列物质中互为同系物的有          ，互为同分异构体的有          ，互为同素异形体的有         ，属于同位素的有         ，是同一种物质的有         。

【解析】先将比较容易找到的找出：（1）（4）为同一种物质，（9）（11）为同位素，（3）（10）为同素异形体；然后在有机物中先找同一种物质：（2）（7）同碳原子数，且结构相同，为同一物质；再找同分异构体：（5）（8）（12）同碳原子数，而（5）（12）是同一种物质，因此（5）（8）互为同分异构体，（8）（12）互为同分异构体；最后决定同系物：（2）与（5）（8）互为同系物或（7）与（8）（12）互为同系物；（6）为混合物。

【答案】同系物：（2）（5）或（2）（8）或（2）（12）或（7）（12）或 （7）（5）或（7）（8）；同分异构体：（5）（8）或（8）（12）；同素异形体：（3）（10）；同位素：（9）和（11）；同一种物质：（1）和（4），（2）和（7），（5）和（12）

【例3】在常温、常压下，取下列四种气态烃各l mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是（　　）

A．CH₄          B．C₂H₆          C．C₃H₈          D．C₄H₁₀

【解析】思路与技巧本题有多种解法，常见的方法有；

方法一（燃烧通式法）：烃的燃烧通式为

可见等物质的量的烃相比，（x+y/4）越大，对应烃耗O₂越多。

方法二（碳氢转化法）：有机分子中，每个C原子消耗1个O₂分子，每4个H原子也消耗1个O₂分子，因此可将分子内的1个C原子换作4个H原子（或将4个H原子换为1个C原子），所得式子中H原子数越大（或C原子数越大），该烃与其他等物质的量的烃相比耗O₂越多。

【答案】D

【例4】在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后，得到产物的物质的量最多的是（　　）

A．CH₄Cl          B．CHCl₃          C．CCl₄          D．HCl

【解析】由甲烷与氯气发生取代反应的化学方程式可知，每生成1 mol卤代烃，可生成1 mol HCl，有与甲烷和氯气发生的每一步取代反应都有HCl生成，所以产物中HCl的物质的量最多。

【答案】D

【例5】室温时某气态烃20 mL与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓H₂SO₄，再恢复到室温，原混合气体的体积减小50 mL。剩余气体再通过苛性钠溶液，体积又减少40 mL。求气态烃的化学式。

【解析】本题设下一个不太明显的陷阱，请看下面掉入陷阱的解法。

设该烃化学式为C_xH_y。

解得：x＝2，y＝5 化学式为C₂H₅。

化学式为C₂H₅显然不对。因此有的学生认为题中的“50 mL”应改为“60 mL”。这样按上述解法可得化学式为C₂H₅果真如此吗?请看下面的分析：

可见，题中的50 mL是室温时，燃烧前混合气体的体积与反应后生成的CO₂（包括剩余O₂）的体积差。上述解法错把50 mL当成了水蒸气的体积，忽略了烃燃烧后气体的体积也发生改变的事实，致使计算错误。

【答案】设该烃化学式为C_xH_y

解得：x＝2，y＝6

所以化学为C₂H₆。