烷烃知识点总结

第一节烷烃甲烷

一、甲烷的存在和能源

（1）甲烷是由CH元素组成的最简单的烃，是含氢量最高的有机物。

是天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气的主要成分。俗名又叫沼气、

坑气，由腐烂物质发酵而成。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源.

（2）世界上20%勺能源需求是由天然气供给的，我国的天然气主要分布在东西部（西气东输）

二、物理性质：

甲烷是一种没有颜色，没有气味的气体（天然气为臭味是因为

掺杂了"S等气体），标准状况下密度是0.717 （可求出甲烷的摩尔质量为16）,极难溶于水（两个相似相溶原理都可解释）。

三、甲烷分子的组成及结构：

1、组成：如何确定甲烷属于烃，即如何确定有机物有哪些元素组成？

通常采用燃烧法。

4+ 202 二I 2 + 2H 2O

那么可以肯定甲烷中一定有C、H两元素，而不能确定是否有O 元素，于是需要实验数据：如1.6g甲烷气体点燃后产物使浓硫酸增重3.6g，使碱石灰增重4.4g。

计算：甲烷中C元素为0.1 , 1.2g , H元素为0.4 , 0.4 g

两者加起来刚好等于甲烷的质量，故甲烷中只含C、H两元素。且两

者比例为1：4,但1 : 4的物质有很多如4、QH B、C3Hi2等，如何确定究竟为哪个，则设甲烷化学式为4x（4为最简式），要求出x值还需知道其相对分子质量。由标准状况下密度

是0.717，可求出甲烷的摩尔质量为16,故得到1。于是甲烷的化学式为4。

2、结构

知道了甲烷的组成，究竟甲烷的空间构型如何？到底是平面正四边形还是立体正四面体，科学家为了弄清楚这个问题，分析了甲烷的二氯代物22的种类。如果甲烷是正四边形，那么22应该

有两种产物（邻位和对位）必有熔沸点等物理性质不同，但如果是立体正四面体，其二氯代物就只有一种。事实上科学家发现

确实只有一种，所以确定甲烷的空间构型

为正四面体，在甲烷分子中一碳原子为中心，四个氢原子为顶点形成的正四面体，键角为109° 28'

结构简式（在结构式的基础上省略 C — H 单键）：4 最简式（各元素原子个数的最简单的比值）：4 ［展示］甲烷的球棍模型、比例模型。

四、甲烷的实验室制法：（本部份内容教材已经删去，仅作介绍）（1）原料：无水醋酸钠、碱石灰（、的混合物）（2）反应原理：

三

+ 4 T

卜

H --- C

丄

0 Na -I -

Na 0 十H ―△ . M 気 COp + CH 斗 f

-- -- --- --- --- -- —I

CaO

(3) 装置原理：固体+固体气体(类似制氧气、氨气) (4) 气体收集：向下排空气法或排水法

注：①原料醋酸钠必须是无水的，否则易电离：一

O- + —上述反应不能发生

② 碱石灰中的作用：

吸水剂一一保持原料干燥、无水

稀释剂 --- 稀释，减少与试管接触而使试管受热腐蚀

疏松剂防止结块，有利于气体逸出

五、化学性质：

［实验厂二酸性高锰酸钾滋褪色) 飞水(不褪色) 点燃1、通常状况下，甲烷很稳定，不能被酸性高锰酸钾、溴水、浓硫酸等强

氧化剂氧化，也不能与酸、碱反应。所以甲烷可用浓硫酸干燥。

2、氧化反应一一可燃性：

在空气中或氧气中点燃甲烷，完全燃烧生成2和H0,同时放出大量的

热，还伴有淡蓝色火焰

4 + 20 2 二「2 + 2H 20光照的条件下甲烷与空气或氧气不反应

甲烷燃烧注意事项：

(1)甲烷具有可燃性，甲烷在空气中或氧气中达到一定值时，与火

花就发生爆炸，故点燃前一定要检验其纯度，其他可燃性气体点燃前也应该检验其纯

度。

(2)验纯的方法：用排水法收集一小试管甲烷气体，用拇指堵住，

移近火焰，移开拇指点火，听到尖叫爆鸣声，证明气体不纯，如

听到“噗”的声响，证明气体纯净。

（3）燃烧时火焰呈淡蓝色的物质有4、H、HS等气体，还有固态硫、

液态酒精等。在空气中燃烧火焰呈蓝色。

［例题］

1、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（9.5%）

2、一定量的甲烷燃烧之后得到的产物为、2和水蒸气，此混合气体

重49.6g，当其缓缓通过足量无水氯化钙时，氯化钙固体增重25.2g，

原混合气体中2的质量为（13.2g）

3、等质量的下列烷烃，完全燃烧耗氧量最多的是（B）

3、取代反应：光照下甲烷与氯气的反应

b.实验现象量筒内壁有疣状液滴出现，并伴有少量白雾；试管内气体

应总气体在减小。

c.反应

A、24

B、1、52H5

C、13H8

D、0、54H10

颜色逐渐变浅，最后无色（氯气淡黄色）;试管内液面逐渐上升，说明反

a.实验装置

重点把握：取代反应

① 取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代

替的反应。（概括为：一进一出，取而代之）

取代反应与置换反应的区别为：

取代反应

置换反应

生成物

生成物中不定有单质（般为两

生成物中一定有单质

种化合物）

光

比

MCI

化学式

名称

一氯甲烷

二氯甲烷

三氯甲烷（氯仿）

四氯甲烷（四氯化碳）

溶解性不溶于水，有机溶剂可溶于不溶于水，是重要的有机溶剂常温状态

气

液

」 c C

H-uiHru-o I-CAICI

丄

—0 - - - -

cI0

ci -i —ci

— Cl H Ul

HCl

CI-6—cii

d.甲烷的四种取代物比较

②取代反应条件：纯净的卤素单质且光照，在室温暗处不反应，但也不能用强光直接照射否则会

爆炸。氯水、溴水不能反应但液氯、液溴可以反应。

③此反应一旦进行，将连续发生下去，共生成五种取代产物；其中、3为

气体，22、3、4为液体。3、4是重要的有机溶剂。其中最多的为。

④实验现象：黄绿色气体颜色变浅、倒置的量筒内液面上升、量筒内壁

出现油状液滴、量筒内有白雾、水槽中有白色晶体析出（）o

⑤每一摩氯气反应只有一个氯原子进入有机物，另一个形成氯化氢。

⑥1有机物与2发生完全取代反应时，消耗2的最大的物质的量为

［例题］1 4和12光照下反应生成相同物质的量的四种有机取代物，则

消耗的2的物质的量为（2.5 ）,生成的物质的量为（2.5 ）o

4、受热分解：在隔绝空气加热至1000摄氏度的条件下，甲烷分解生成

炭黑和氢气。

4 二1 C + 2H2

生成的碳黑用于制颜料、油漆。氢气是合成氨的原料。

练习：

1、某烃分子中有40个电子，它燃烧只生成等体积的2和HO蒸汽，则

该烃化学式为（GHi。），若没指明为烃，可能还是哪些有机物？（GH8O C3H6O2、C2H4O3)

2、某有机物4.6g完全燃烧只生成8.8 2、5.4 2。，则此有机物的最简式为（C2H6Q

第二节烷烃

?教学目的：

1、了解烷烃的组成、结构和通式。

2、使学生了解烷烃的性质的递变规律。

3、使学生了解烷基、同系物、同分异构现象和同分异构体。

4、使学生了解烷烃的命名方法。

5、培养学生的空间想象能力；概括、分析能力。

?教学重点：烷烃的性质、同分异构体的写法、烷烃的命名。

教学过程：

一、烷烃的结构和性质

[ 复习引入] 回忆甲烷的结构和组成。在黑板上画出乙烷、丙烷、丁烷、异戊烷的结构式，并展示乙烷、丙烷、异戊烷的球棍模型。

[ 学生] 请对比模型归纳它们结构的共同特点，并找出分子中C 和H 个数之间的关系。

[ 总结] 定义：烃分子里，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，这样的烃叫做饱和链烃，又叫烷烃。

対烷烃的理解：

①碳碳结合成链状（不是直线状，是锯齿型）链上还可分出支

②形成C—C 单键，即每一个碳周围有四个单键

③C其余价键全被H饱和。（烷：即饱和、完全的意思）

④烷烃是饱和烃，在具有相同碳原子的有机物分子里，烷烃含氢

量最大

2、通式：22 （n > 1的正整数）符合其通式的烃一定是烷烃。

3、书写：为了书写方便，常采用结构简式。写出上述结构的结构简式:

33 、323 、3223 ［或 3 （2）23】

3 （3）23 或CH5CKCH3CH3

CH3

总之，c— H单键省略，c— C在横的方向上可省可不省，而在纵方向不省略。

4、性质

物理性质：随C数增加，即随分子量增加，烷烃的密度、熔沸点升高。

四个碳以下（和新戊烷）一般为气体，十六个碳以下一般为液体。当分子式相同即

含C数一样多的烷烃，支链越多，熔沸点越低。如熔沸点：正戊烷〉异戊烷>新戊

烷。

化学性质：烷烃的化学性质类似于典型代表物一一甲烷。在此不多说。

(2)烷軽恂化学性圈与甲烷相似

6、环烷烃

C、C之间也以单键连接，其余的也与H原子配对，也属于饱和烃，但它不是链状

而是环状，如U ,命名为环己烷，其通式为通式：2n (n > 3)，其性质类似烷烃。

二、同系物

定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个2原子团的物质互称为同系物。强调：①结构相似指C与C的连接方式一样，官能团的种类和数目相同。

②同系物属于同一类物质，具有相同的通式。分子组成上n个2原子团。

③有相似的化学性质:一：一...；

土曰十小十虽CH厂匚口=匕耳号CH2—CH a

如口：最后一组正确。

CH 厂CH?

CHi— CU a OII 与CH?—CH a一0 —CH经

CH 3—CH3与CH3—CH—CH3

三、烃基

烃基：烃失去一个氢原子后所剩余的原子团。

甲基：一3；乙基：一23 （—C2H5）；异丙基：一（3）2 （丙基不可写成一GHz）“一”代表一个电子）

注意基与根、原子团之间的区别。

根：带电荷的原子或原子团，都是离子，主要存在于离子化合物中，性质较稳定

基：电中性的原子或原子团，基中必有某原子含有未成对电子，基不能

电离，但在特殊的条件下如光照等可解离出自由基，基不稳定。

原子团：由多个原子组成的集团，所以只要是由多个原子组成的根或基都属于原子团。

五、同分异构体

1、定义:

化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同分

异构现象；具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。（命名不同）2、书写规则：（注意找对称轴）

二官能团异构

—官能团位置异构

_—主链由长到短

碳链异构—支链由繁到简