烷烃的物理性质

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烷烃的结构和性质

2-甲基-6-乙基壬烷
用系统命名法命名下列物质
1、CH3—CH2—CH2—CH—CH3 CH3 2、CH3—CH—CH2—CH2—CH2—CH—CH3 C2H5 CH3—CH—CH3 C2H5 CH3—CH—CH3 3、CH3—CH2—CH—CH2—CH2—CH2—CH—CH3 4、CH3—CH2—CH—CH—CH—CH—CH2—CH3 CH3 CH3 CH3 C2H5 C2H5
2-甲基戊烷 3,7-二甲基壬烷
2 ,3,8-三甲基 -7-乙基壬烷
3,4,5-三甲基-6-乙基辛烷 3，5-二甲基-8-乙基-7-丙基十一烷
5、 CH3—CH2—CH2—CH—CH—CH2—CH2—CH3
CH2—CH—CH2—CH—CH3 CH3 C2H5
练习1：试判断下列物质的关系
②和④ ⑤和⑥ A、属于同种物质的是____________ ①和② 或①和 ④ B、属于同分异构体的是______________ C、属于同系物的是____________________ 多组 ① CH3—CH2—CH2 CH3 ② CH3—CH—CH3 CH3 ④ CH3
烷烃
在有机化合物里，有一系列结构和性质与甲烷很相似的烃,如:
它们对应的结构式和结构简式分别表示如下：
结构式：乙烷
H H | | H－C－C－H | | H H
丙烷：

烷烃物理性质

1、当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态，其他的烷烃常温下呈固态或液态（新戊烷常温下为气态）。

2、都不溶于水，易溶于有机溶剂。

3、随碳原子数的增加沸点逐渐升高。

4、随碳原子数的增加，相对密度逐渐增大。烷烃的密度一般小于水的密度。

大学化学烷烃的性质

2、 3、 + Br2 4、
+ H2 光
+ Br2
2.7 烷烃和环烷烃的来源
1. 石油和天然气
2. 烯烃和芳烃加氢：
H2
3. 由氯代烷合成：
NaI, 乙醇 Br Br + 2 Na Cl 加热 Br + Zn 加热，80% 二噁烷
原因：
① 烷烃是饱和烃, C—C键和C—H键都是比较牢固的
共价键(σ键), 键能较大； ② 分子无极性(μ＝0), 碳和氢的电负性差别小(C: 2.5, H: 2.2), 分子中的共价键不易极化；
③ 分子中无官能团。
1、自由基取代反应 (光照hv或加热)
烷烃和环烷烃分子中氢原子被其它原子或基团取代的反应。 1）卤化反应: 被卤原子取代的反应。
从一个异构体转化为另一个异构体。
CH3 CH3CH2CH2CH3 20% AlBr3 ,HBr 27℃ CH3CHCH3 80%
该反应在石油工业中, 将质量差的直链烷烃转化为支链烷烃。
4、裂化反应
1) 热裂化
CH3CH2CH2CH3
600℃
CH4 + CH2
CHCH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
600℃
600℃
CH3CH3 + CH2 CH 2
CH3CH CHCH3 + H2

有机化学知识点24-链烷烃的物理性质

烷烃中C原子（2.5）、H原子（2.2）电负性差别很小，C-C、C-H均为非极性共价键，烷烃分子基本是非极性分子。实验室中可作为非极性溶剂，比如石油醚（主要是C5\C6烷烃的混合物）即是如此。烷烃的物理性质主要有以下几点：

①bp随分子量增加而增加。这是由于分子间色散力变大，分子间作用力增强的缘故。如正丁烷（bp=0℃）而正戊烷（bp=36℃）。同碳数的支链烃的沸点比直链烃要低，如正丁烷（bp=0℃）而异丁烷（bp=-12℃）；且支链越多沸点越低，如正戊烷的两个构造异构体异戊烷（bp=28℃）而新戊烷（bp=9℃）。原因是支链越多分子越趋向球体，导致分子表面积减小、分子间作用力减小，沸点就会降低。

②mp随碳原子数的增加而增加，如正丁烷(mp=-138℃)和正戊烷（mp=-129℃)；且碳链为偶数的比奇数的直链烷烃熔点要高一点（碳链越长两者的区别越小），如正戊烷（mp=-129℃)和正己烷（mp=-95℃)。支链烷烃的熔点比同碳数的直链烷烃低，如正已烷(mp=-95 ℃)而其构造异构体2-甲基戊烷（mp=-154℃）。原因是支链的存在使得分子间引力降低，但支链的存在使得分子结构呈现较高对称性时，则熔点反而会升高，如2,2-二甲基丁烷(mp=-100 ℃)而2-甲基戊烷（mp=-154℃）。

③烷烃一般都比水轻，鉴于此汽油着火时是不能用水灭火的。

④烷烃是亲油性的，因为其分子中缺少亲水性的基团，所以它们在非极性溶剂中的溶解度比在极性溶剂中的要大，也即“相似(结构和性质)相溶”的经验规律，对于选择反应溶剂、后处理和纯化溶剂等有很重要且现实的意义。

烷烃物理性质递变规律

烷烃物理性质递变规律是什么呢？

1、随烷烃分子中碳原子数的增多，状态由气体变液体变固体；

2、熔点逐渐升高；

3、沸点由低到高；

4、含碳数相同支链多的，沸点低；

5、密度由小到大，但都比水小；

6、都容易溶于有机溶剂，难溶于水。

2.5 烷烃的物理性质

2.5 烷烃的物理状态

在常温常压下：

含有1～4个碳原子的烷烃为气体；含有5～16个碳原子的为液体；

从含有17个碳原子的正烷烃开始为固体，但直至含有60个碳原子的正构烷烃(熔点99 °C)，其熔点都不越过100°C。

低沸点的烷烃为无色液体，有特殊气味。高沸点烷烃为粘稠油状液体，无味。

甲烷Methane (CH

4) CH

乙烷Ethane (C

)CH

丙烷Propane (C

)CH

bp-160°C bp-89°C bp-42°C

简单烷烃

直链烷烃的熔点、沸点

直链烷烃由于容易堆积形成晶体，因此熔点、沸点较高。在正烷烃中，含奇数碳原子的烷烃其熔点升高较含偶数碳原子的少

偶数

奇数

碳原子数目

支链烷烃和直链烷烃沸点的比较

¾具有相同碳数的不同结构的烷烃，沸点仅有较小的差别。¾支链化作用使沸点降低，随着支链的增加沸点（b.p. ）降低

碳原子数目

直链烷烃

支链烷烃

沸点

烷烃的沸点

正构烷烃的沸点随相对分子质量的增加而升高，这是因为分子质量的增加使得分子运动所需的能量增大；另外，分子质量的增加使得分子间的接触面(即相互作用力)也增大。

低级烷烃每增加一个CH2，相对分子质量变化较大，沸点也相差较大。

高级烷烃相差较小，故低级烷烃比较容易分离，高级烷烃分离则难得多。

烷烃的沸点

在同分异构体中，分子结构不同，分子接触面积不同，相互作用力也不同，

正戊烷沸点36.1℃，2-甲丁烷沸点25℃，2，2-二甲丙烷沸点只有9℃。

支链分子由于支链的位阻作用，其分子不能像正构烷烃那样接近，分子间作用力小，沸点较低。

烷烃的性质及应用

CH4 + C3H6
CH3 CH2 CH2 CH3 500℃
CH3CH3 + C2H4
C4H8 + H2
二、烷烃的化学性质
• 4. 取代反应
• 烷烃分子中的氢原子可被其它原子或原子团所取代的反应-----取代反应。被卤元素取代的反应叫做卤代反应或卤化反应。 • 烷烃和氯气混合物在室温和黑暗中不反应，在光照、紫外线、加热或催化剂的作用下，可发生剧烈反应，甚至爆炸。 • 卤素与烷烃的反应速率：F2＞Cl2＞Br2＞I2 • 氟代反应太激烈，碘代反应难以进行，所以卤代反应通常是指氯代和溴代。
大，而呈规律性的变化。
1. 物理状态
C1~C4——气态
C5~C16——液态 C17以上——固态（表2-3）
一、烷烃的物理性质
非极性分子，不溶于水
300
温度(°C)
200 100 0 -100 -200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 碳原子数
2.沸点：随相对分子质量增加而增加，同分子量时，支链较多，沸点较低。

于生产碳黑、乙炔、甲醛、甲醇、甲酸、尿素等。
小结
• 一、烷烃的命名及写结构式
1.习惯命名法 2.系统命名法
• 二、基本概念（烃、烷烃、同系列、同系物、反应历程、键、自由基等） • 三、烷烃的物理性质（烷烃的物态，熔、沸点的变化规律、溶解度规律） • 四、烷烃的化学性质

烷烃的性质

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烷烃的卤代反应历程
•反应历程反应机理。反应历程是根据大量的实验事实作出来的理论推导，实验事实越丰富，可靠的程度就越大。到目化学反应所经历的途径或过程，又称为
前为止，有些已被公认确定下来，有些尚欠成熟，
有待于理论化学工作者的进一步努力。
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烷烃的性质
烷烃的物理性质
烷烃化学的性质
物质状态
沸点
熔点
相对密度
溶解度
氧化反应
异构化反应
裂化反应
取代反应
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作者：李欢
烷烃的物理性质
• 有机化合物的物理性质，通常包括状态、沸点、熔点、密度、溶解度等。了解这些物理性质不仅对鉴定有机化合物有重要意义，而且对有机化合物的分离、纯化也有重要指导作用。
-57
-54 -26 -10 -6 10 22 28 32 36
126
151 196 216 234 266 292 308 320 343
0.703
0.718 0.740 0.749 0.757 0.769 0.778 0.776 0.777 0.788

烷烃物理性质总结

烷烃是由碳氢两种元素组成的一类有机物，也称“饱和烃”。它

分子中只含有碳、氢、氧三种元素，因此又叫“碳氢化合物”或“烃”。烷烃属于简单有机物，其结构式通常为：烷烃包括甲烷、乙烷、丙烷等多种烷烃。但在天然气中所含有的甲烷以外的烷烃，还应再加上一个烷字才行。而且相对来说最稳定的烷烃就是甲烷了。

那么在烷烃中为什么没有醛呢？原来啊！这样一来，甲烷就变成唯一不能发生加成反应的烷烃啦！有些科学家认为这是因为乙烷与水作用时产生的乙醇使得 CH3CH2OH 分解的缘故。但事实并非如此。原来乙烷的性质比较稳定，它在化学性质方面几乎跟一般的烷烃差不多，并没有什么特别之处。而且据科学家研究表明，乙烷跟水起反应后会产生乙醚和甲醛，从而使乙烷变成与甲烷同样的性质了。这样的话，看似变异度很大的乙烷其实是很普通的呀！乙烷虽然可以与水起反应生成乙醚和甲醛，但这两者却无法再发生重新组合的化学反应。因此我们可以断定，正因为这个缘故，烷烃家族里便缺少了一位成员——醛。这样的话，即使乙烷再怎么具有可燃性，我们也完全没必要担心他被引爆，造成严重危害事件了。乙烷除去性质方面极易爆炸的缺点之外，乙烷对于环境也十分友好哦。首先来说，乙烷对于水蒸气和氧气的溶解度都很低，由此可见它的水溶性不太好，但乙烷与水接触时的蒸汽压仍旧挺强的；另外，液态乙烷与空气中的水份混合后就可以形成一层薄膜，从而防止自身被破坏掉，保证了不让任何有毒有害的气体污染到周围空间；最后，因为生产乙烷时需要消耗掉大量资源，

所以每年生产出来的这些乙烷都将回收利用。

烷烃的性质

(1)有机物在生产生活中无处不在,观察上图说明哪些
物品中含有有机物? 提示:花草树木、衣帽服饰、酒(乙醇)中均含有有机物。
(2)根据生活中常见的有机物分析其物理性质、化学性质有哪些通性? 提示:熔沸点较低、易燃烧等。
知识点一有机物的表示方法【重点释疑】
种类
实例
含义
分子式
用元素符号表示物质分子组
(2)结合化学键理论分析有机物的分子结构中是否真像球棍模型一样原子通过“棍”相互连接?球棍模型中的 “棍”表示什么? 提示:有机物分子中原子通过化学键相互结合,球棍模型中的“棍”表示的是化学键。
【案例示范】【典例】正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型为
,下列有关说法正确的是 ( )
A.正己烷的分子式为C6H12 B.正己烷的一氯代物有3种 C.正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色
烷的同分异构体有2种:
、
,D项错误。
【迁移·应用】 1.下列各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况 ( )
【解析】选D。这几种形式都可表示甲烷分子,其中分子结构示意图、球棍模型及空间充填模型均能反映甲烷分子的空间构型,但空间充填模型更能形象地表达出甲烷分子中H、C的位置及所占比例。电子式只反映出原子的最外层电子的成键情况。
2.(2023·邢台高一检测)有4种碳骨架如图所示的烃, 下列说法正确的是 ( )

化合物的物理性质

《烷烃的物理性质》

一. 物质的状态

室温下，C1-C4为气体，C5-C16为液体，C17以上是固体。

二.熔点和沸点

烷烃的熔点和沸点都很低，并且熔点和沸点随分子量的增加而升高。但值得注意的是：（1）对同数碳原子的烷烃来说，结构对称的分子熔点高。因为结构对称的分子在固体晶格中可紧密排列，分子间的色散力作用较大，因而使之熔融就必须提供较多的能量。（2）含偶数碳原子的正烷烃比奇数碳原子的熔点高。这主要取决于晶体中碳链的空间排布情况。X光证明，固体正烷烃的碳链在晶体中伸长为锯齿形，奇数碳原子的链中两端的甲基处在同一边，而偶数碳原子的链中，两端的甲基处在相反的位置，从而使这种碳链比奇数碳链的烷烃可以彼此更为靠近，于是它们之间的色散力就大些。

烷烃的沸点上升比较有规则，每增加一个CH2基，上升20-30℃，越到高级系列上升越慢。在相同碳原子数的烷烃中，直链的沸点比带支链的高，这是由于在液态下，直链的烃分子易于相互接近，而有侧链的烃分子空间阻碍较大，不易靠近。

三. 比重、溶解度、折光率(略）

环烷烃的物理性质

在常温常压下环丙烷及环丁烷为气体，环戊烷为液体，高级环烷烃为固体。环烷烃的熔点较同数碳原子的直链烷烃高，因为环烷烃比直链烷烃在晶格中排列更紧密。环烷烃的密度为0.688~0.853g•c m-3 。环烷烃不溶于水。

一些环烷烃的熔点和沸点见表3-2。

表3.2 环烷烃的熔点、沸点、张力能(kJ·mol-1)和每一个-CH2-单元的燃烧热(kJ·mol-1 )

《芳烃的物理性质》

苯及其同系物大多为液体，故有特殊的香气，但它们的蒸气有毒。高浓度的苯蒸气作用于中枢神经，引起急性中毒。长期接触低浓度的苯蒸气能损害造血器官。因此，应尽量注意少接触苯。有时可以用甲苯代替苯作溶剂，因少量甲苯在人体中可以与甘氨酸作用被人体中酶催化形成马尿酸(C6H5CONHCH2CO2H)而排出体外，故甲苯毒性相对较小。

烷烃性质(第三课时)

1. 反应条件为光照（室温或阴暗处不反应）
2. 烷烃和卤素的气态单质反应，溶液不行（甲烷和溴水，溴的CCl4溶液不反应）
3. 反应一旦发生，不会停留在某一步，即使氯气不足量产物依然是五种物质的混合物
4. 有机物参加的反应往往比较复杂，有副产物生成，因此有机方程式中用箭头而不用等号
练习： 1．下列反应属于取代反应的是( D )
wenku.baidu.com最简单的烷烃 CH4
CH4 烷烃
天然气，沼气，煤层气的主要成分
80%－97%
煤矿中的瓦斯爆炸
“凡士林”，蜡烛，蜡笔中的石蜡
一、物理性质
1. CH4的物理性质：难溶于水，无色气体
2. 烷烃的物理性质： 1）烷烃都不溶于水，可溶于有机溶剂（汽油，苯等）
读下表总结烷烃物理性质的变化规律？
名称
熔点（℃）
3）随着碳数（相对分子量）增多，密度增大，都小于水的密度烷烃的密度比水小
二、烷烃的化学性质
通常情况下比较稳定，与强酸，强碱不发生反应
1.氧化反应：
点燃
燃烧： CH4 +2O2
CO2+2H2O
甲烷是一种清洁高效的燃料
请用烷烃的分子式通式写出烷烃燃烧的化学方程式：
3n+1
点燃
CnCnHO22n++2(+n+12)H2O O2

烃类化合物的物理性质与反应特点

烃类化合物的物理性质与反应特点烃类化合物是由碳和氢组成的有机化合物，是化学中最简单的有机物。它们在自然界中广泛存在，是石油、天然气等化石燃料的主要组成部分。本文将探讨烃类化合物的物理性质和反应特点。

一、物理性质

1. 点燃性：烃类化合物具有较高的燃烧性，易于点燃。这是因为烃类化合物具有高碳氢含量，燃烧时可以释放大量的能量。例如，甲烷是一种最简单的烃类化合物，它是天然气的主要成分之一，其燃烧反应如下：

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O + 能量

2. 沸点和熔点：烃类化合物的沸点和熔点通常随着分子量的增加而增加。这是因为分子量较大的烃类化合物之间的相互作用力较强，需要较高的能量来克服相互之间的相互作用力。例如，正构烷烃的沸点随着碳原子数的增加而递增。

3. 密度：烃类化合物的密度通常较小，大多数烃类化合物是轻质液体或气体。这是因为烃类化合物的分子量相对较小，分子间的相互作用力较弱。例如，乙烷和乙烯都是烃类化合物，乙烯是比乙烷更轻的气体。

二、反应特点

1. 燃烧反应：烃类化合物是优秀的燃料，可以发生燃烧反应，释放能量。这是因为烃类化合物的分子中包含了大量的碳-碳和碳-氢键，这些键在燃烧过程中被氧气氧化，产生二氧化碳和水。烃类化合物的燃烧反应是释放热能的重要途径。

2. 卤素取代反应：烃类化合物中的氢原子可以被卤素原子取代。例如，甲烷可以和氯气反应，生成氯甲烷：

CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl

这是一种重要的卤素取代反应，可以在实验室中制备卤代烷。

3. 氧化反应：烃类化合物中的碳原子可以被氧化剂氧化，形成含氧化合物。这些氧化反应在烃类化合物的分解和催化裂化过程中起着重要作用。烃类化合物的氧化反应不仅可以生成氧化产物，还可以释放大量的能量。

烷烃的性质

人教版高中化学必修第二册
第七章有机化合物
第一节认识有机化合物第2课时
【教学目标】
1．结合实验，掌握甲烷的主要性质及应用，培养“宏观辨识与科学探究”的核心素养。
2．根据甲烷的性质，迁移理解烷烃的性质及应用，培养 “证据推理与变化观念”的核心素养。
3．理解取代反应并且会判断，培养“证据推理与模型认知”的核心素养。
工和天然气化工生产中，从烷烃可得到一系列重要的化工基本
原料。
CH4 高温 C + 2H2
在
C4H10 高温 CH2= CH2（乙烯）+ CH3CH3
隔绝
空
气
石油化工：重油→柴油→煤油→汽油→甲烷→C
【实验探究】二、烷烃的化学性质
3. 取代反应
【实验7-1】甲烷与氯气的反应
【现象分析】
实验现象无光照无明显变化
试管内气体颜色变浅试管壁上有油状液滴光照试管中液面上升反应过程相对缓慢可能观察到白雾
分析原因无光照该反应不能发生氯气逐渐消耗生成不溶于水的液体试管内气体压强减小许多有机反应比较缓慢生成HCl?
【知识呈现】
二、烷烃的化学性质 3.取代反应
取代：取而代之、替代
H
H
H C H + Cl Cl 光 H产物C 1Cl + H Cl
课堂练习 6、下列有关烷烃的叙述中，正确的是（ B ）

烷烃环烷烃的物理化学性质详解

链转移
(4) X + X (5) X + R (6) R + R
XX RX RR
链终止
烷烃卤代反应的选择性问题
➢ 反应对不同类型氢的反应选择性如何?（不同类型氢的相对反应活性如何？）
➢ 不同卤素的反应选择性有何差异?（不同卤素的相对反应活性如何?）
如:
CH3CH2CH3
X2 hv or
CH3CH2CH2 X
烷烃的天然来源
烷烃的来源—石油和天然气
– 天然气的主要成分为低级烷烃（ 75％甲烷，15％乙烷，5％丙烷，5%其它较高级的烷烃）的混合物。
– 石油的主要成分是各种烃类(烷烃、环烷烃和芳香烃等)的复杂混合物
烷烃的天然来源可燃冰——天然气水化合物，化学式为CH4·8H2O
烷烃的天然来源
烷烃和环烷烃的化学性质
熔点与结构的关系
m.p. -130 ℃
m.p. -160 ℃
m.p. -17 ℃
对于碳原子相同的烷烃异构体，对称性好的异构体，分子在晶格中排列紧密，分子间力大，熔点高。
相对密度烷烃比水轻，相对密度小于1。随分子量的增加，分子间作用力增强，分子间距离减小，密度增大。
溶解度烷烃溶于有机溶剂中，不溶于水。 "相似者相溶"--普遍适用的经验规律。水是极性分子，烷烃是非极性分子，很难溶于水中。

烷烃的物理性质

2.5烷烃的物理性质
一、烷烃的物理性质有机化合物的物理性质通常是指它的物态、
密度（ρ）相对密度（d）、沸点（bp)、熔点 (mp)、溶解度(s)、折光率(ntD)等。这些性质往往可提供结构的线索。反之，了解一些化合物的结构又能预料它的一些物理性质。
在常温常压下,C1 〜C4的烷烃为气体，C5〜 C16的直链烷烃为液体，C17及以上的烷烃为固Biblioteka Baidu (表2-4)。