等效,即与是同种结构。
(3)处于镜面对称位置上的氢原子等效。如中1号和4号、2号和3号碳原子上的氢原子等效,即丁烷的一氯代物有2种。
【典型例题】
类型一:烷烃和烯烃的结构与性质
例1 在1.013×105 Pa下,测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析,下列选项正确的是( )
物质名称 沸点(℃) 正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5 正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.1 异戊烷CH3CH2CH(CH3)2 27.8 新戊烷C(CH3)4 9.5 正己烷CH3(CH2)4CH3 69.0 A.在标准状况下,新戊烷是气体
B.在1.013×105 Pa、20℃时,C5H12都是液体
C.烷烃随碳原子数的增加,沸点降低
D.C5H12随着支链数的增加,沸点降低
【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,则A、B均错误;烷烃随碳原子数的增加,沸点逐渐升高;C5H12的3种同分异构体中,随支链数增加,沸点逐渐降低。
【总结升华】烷烃的沸点随碳原子数的增加而升高,随支链数的增加而降低。
举一反三:
【变式1】下列有关烷烃的叙述中,正确的是( )
A.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
B.烷烃中除甲烷外,很多都能使紫色KMnO4溶液褪色
C.分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
【答案】AD
【解析】烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状,碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达饱和,无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键。选项A说法正确;烷烃属饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应,选项B说法不正确;因分子通式CnH2n+2中的氢原子已达完全饱和,因此符合通式CnH2n+2的有机物一定是烷烃,选项C说法不正确;烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特性之一,选项D说法正确。
【总结升华】符合通式CnH2n+2的一定是烷烃,取代反应是烷烃的主要特征反应之一。
【变式2】在光照条件下,将等物质的量的甲烷与Cl2充分反应,得到的产物中,物质的量最多的是( )
A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl
【答案】D
【解析】由甲烷与Cl2发生取代反应的化学方程式可推知,每生成1 mol卤代烃时,可生成1 mol HCl。虽然甲烷与Cl2以等物质的量混合,在光照条件下发生取代反应仍会生成多种氯代甲烷,但不管生成哪种氯代甲烷,同时都会有HCl生成,因此得到的产物中HCl的物质的量最多。
【总结升华】烷烃与卤素单质的取代反应是一个连锁反应,反应不会停留在某一步,因此取代反应的生成物是多种卤代烃的混合物。
例2 下列有关烯烃的说法中不正确的是( )
A.烯烃分子中,所有原子都位于同一平面上
B.C3H5Cl的链状同分异构体(要考虑顺反异构)共有4种