甲烷

从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构 相似的化合物。
乙烷
丙烷
丁烷
名称
分子式
结构式
H H H C C H H H H H H
结构简式
CH3CH3
乙烷 丙烷
丁烷
C2H6 C3H8
C4H10
H C C C H H H H H H H H
CH3CH2CH3
H C C C C H H H H H
3、烷烃的系统命名法
1、烷基 烷烃分子从形式上消除一个H剩余的原子团叫烷基。
CH3 甲基
CH3CH2 乙基
2、烷烃的系统命名法
⑴ 选主链——选择包含碳原子数最多的碳链作为主链， 支链作取代基。遇多个等长碳链，则取代基多的为主链。 ⑵ 编序号——以靠近支链的一端为起点，将主链中的碳 原子遵守“最低系列编号规则”用阿拉伯数字编号，以确 定支链的位置。 ⑶ 写名称——取代基位次用阿拉伯数字表示；阿拉伯数 字与取代基之间必须用短横线分开；相同取代基合并数 目用中文数字表示；阿拉伯数字之间必须用逗号分开。
思考：将甲烷通入氯水中，光照，氯水会褪色吗？ 通入溴水呢？
各卤代烃结构式：
二氯甲烷的结构式 二氯甲烷的立体结构
讨论:二氯甲烷有同分异构体吗？
（3）分解反应：
CH 4 C 2H 2
高温
性质较稳定 通常：
甲烷化学性质
燃烧反应
一定条件下
取代反应
受热分解
三、甲烷的用途（P60)
①做气体燃料。 ②甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂。 ③热分解产物炭黑是橡胶工业的重要原料， 也可用于制造颜料、油墨、和油漆等。 ④制取氟利昂
专题3
有机化合物的获得与应用
石油
天然气
煤碳
葡萄酒
白酒
啤酒
乙醇俗称酒精
跟我们日常生活密切联系
葡萄糖
思考讨论
1、什么是有机物？其组成元素有哪些？
2、有机物种类繁多的原因何在？
什么叫有机物？ 1、定义： 一般含有碳元素的化合物 （ 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。） 2、组成元素：
例如：
CH 3CH 3 Cl 2 会产生9种产物。
光照
⑶ 受热分解（在石油裂化裂解中介绍）
随堂练习
1、1 mol某气态烷烃完全燃烧生成3 mol CO2，则此烷 烃的分子式是 C3H8 ，结构简式是 CH3CH2CH3 。 2、下列各组化合物互为同系物的是（ A ） A. CH3CH2CH3 与 CH3(CH2)2CH3 B. CH3CH2CH3 与 CH2=CH2 同分异构体 C. C(CH3)4 与 CH3(CH2)3CH3 D. CH3CH3 与 CH3Cl E.
正戊烷
异戊烷
习 惯 命 名 法
新戊烷
C6H14的同分异构体：
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
正己烷
CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH3
CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3
CH3 CH CH CH3 CH3 CH3
CH3 CH3 C CH2 CH3 CH3
习惯命名法有局限，系统命名法全面
-88.6 -42.1
-0.5 36.1 301.8
0.572 0.585
0.5788 0.6262 0.7780
不溶 不溶
不溶 不溶 不溶
十七烷 CH3(CH2)15CH3
思考：烷烃同系物物理性质性质具有哪些相似性 和递变性？
（ 2 ）烷烃同系物的物理性质
相似性：烷烃熔沸点都不高， 都难溶于水而易溶于有机溶剂， 都比水轻。
CH3 CH3 C CH2 CH3 CH3
CH3 CH －二甲基丁烷
(一氯甲烷，气态) 光
CH2Cl2 ＋ Cl2
（二氯甲烷，油状液体） 光
CHCl3 ＋ Cl2
（三氯甲烷，又名氯仿，油状液体， 曾用作麻醉剂，制氟利昂） 光
（四氯甲烷，又叫四氯化碳，油状液体， 常作溶剂、灭火剂）
注意
甲烷中的四个氢原子被氯原子逐步取代，生成一系列 氯代甲烷和HCl。
甲烷的四种氯代物中除一氯甲烷在通常状况下是气体 外，其余三种氯代甲烷都是难溶于水的油状液体。 除与氯气外，甲烷还可以和其它卤素单质发生取代， 生成相应的卤代甲烷和卤化氢。 甲烷卤代反应的条件：与纯卤素单质；在光照条件。
丁烷
C2H6 C3H8
C4H10
H C C C H H H H H H H H
CH3CH2CH3
H C C C C H H H H H
CH3(CH2)2CH3
不同点： 分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团
2、同系物： （ 1 ） 概念：结构相似，分子组成相差1个或若干个 “CH2”原子团的有机化合物，互称同系物。
（2）取代反应
探究活动：
用一只集气瓶作反应容器，用排饱和食盐水法 在集气瓶中先后充入4/5体积的氯气和1/5体积的甲 烷气体，用灯光照射瓶中的混合气体。 现象：集气瓶中淡黄绿色消失，试管壁有油状 液体附着,集气瓶中液面上升，水溶液 呈酸性。
结论： 光照条件下，甲烷与氯气发生了反应
Cl H C H + Cl Cl Cl Cl C H + Cl Cl
CH3(CH2)2CH3
思考：这些化合物在分子组成和结构上有 哪些共同点和不同点?
名称
分子式
结构式
H H H C C H H H H H H
结构简式
CH3CH3
乙烷 丙烷
丁烷
C2H6 C3H8
C4H10
H C C C H H H H H H H H
CH3CH2CH3
H C C C C H H H H H
CH3 CH CH2 CH3 CH3
与
CH3 CH CH3 CH2CH3
同种物质
3、烷烃的命名 C4H10的同分异构体： CH3-CH2-CH2-CH3
正丁烷 C5H12的同分异构体：
CH3-CH-CH3 CH3 异丁烷
CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH2 CH3 CH3
CH3 CH3 C CH3 CH3
（ 3 ） 烷烃的简单命名： 分子中含1～10个碳原子的烷烃，按分子中碳 原子数目词头依次用：甲、乙、丙、丁、戊、 己、庚、辛、壬、癸等天干数字表示成某烷； 分子中含10个碳以上，用中文数字，如十一、 十二等表示。
名称
分子式
结构式
H H H C C H H H H H H
结构简式
CH3CH3
乙烷 丙烷
2、化学性质：
（1）氧化反应（注意要验纯）
CH 4 2O2 CO2 2H 2O
点燃
现象 ：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。
你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物吗？
把甲烷气体通入酸性KMnO4溶液， 观察现象。 结论：甲烷与KMnO4溶液不发生反应， 通常情况下，甲烷比较稳定。 与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应。
CH3(CH2)2CH3
共 同 点 ：
组成元素：碳、氢
烃：碳氢化合物
烷 烃
碳碳单键（C-C）
余键结合H（C-H） 碳链
C已饱和
烷烃
1、烷烃：
（ 1 ）定义：碳原子之间均以碳碳单键相连形成 碳链，其余的价键均用于与H原子结合，（即每 个碳原子的四个共价键都被充分利用，不能再连 接更多原子），达到“饱和”，这一系列化合物 被称为“烷烃” 。 （ 2 ）烷烃通式： CnH2n+2 (n≥1) 甲烷是最简单的烃，也是最简单的烷烃。
正丁烷和异丁烷
同分异构体一定不是同系物
（ 3 ）烷烃同系物的化学性质（与CH4相似） ⑴ 氧化反应
烷烃均不能使KMnO4褪色，不与强酸，强碱反应。 ⑵ 取代反应
3n 1 CnH 2 n 2 O 2 点燃 nCO 2 (n 1) H 2O 2
在光照条件下与纯卤素单质进行，产物更复杂。
CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl
取代反应
⑤制取甲醇
练习:
1．向下列物质的水溶液中加入AgNO3溶液， 有白色沉淀产生的是（B ） Ａ ＣＨ３Ｃl Ｂ ＮaＣl Ｃ ＫＣlＯ３ Ｄ ＣＣl４
２．甲烷在空气中的爆炸极限为５％～１６％。
爆炸最剧烈时空气中含甲烷的体积分数（空气中 含氧气的体积分数为２１％）为 （ B ） Ａ ８．６％ Ｂ ９．５％ Ｃ １０．５％ Ｄ ３３．３％ 3．１mol甲烷如果要完全转化为ＣＣl４， 4 需要Ｃl2 mol，生成HCl 4 mol .
CH3
1
CH3 CH CH2 CH CH CH2 CH3 CH3 CH2 CH3
2
3
4
5
6
7
2,5－二甲基－4－乙基 庚烷
C6H14的同分异构体：
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
己烷
CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH3
2－甲基戊烷
CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3
3－甲基戊烷
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
主要元素
其他元素
有机物种类繁多的原因：
1、碳原子含有4个价电子，可以跟其它原子 形成4个共价键； 2、碳原子易跟多种原子形成共价键；碳原子 间易形成单键、双键、叁键、碳链、碳环等多 种复杂的结构单元。
C
C C C C C C C C C C C
3、存在同分异构现象
甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑 道所产生的坑气气体的主要成分。这些气体 中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物 残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。 此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫 做天然气的可燃性气体，它的主要成分也是 甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷 80%～97%）。