烷烃知识点总结精编版

烷烃知识点总结

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第一节 烷烃 甲烷 一、甲烷的存在和能源

（1）甲烷是由C 、H 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%的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H 2S 等气体），标准状况下密度是L （可求出甲烷的摩尔质量为16g/moL ），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。

CH 4+ 2O 2

−−→−点燃CO 2

+ 2H 2

O

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：如甲烷气体点燃后产物使浓硫酸增重，使碱石灰增重。 计算：甲烷中C 元素为，，H 元素为 mol ， 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CH 4、C 2H 8、C 3H 12等，如何确定究竟为哪个，则设甲烷化学式为C x H 4x （CH 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L ，可求出甲烷的摩尔质量为16g/moL ，故得到x=1。于是甲烷的化学式为CH 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CH 2Cl 2的种类。如果甲烷是正四边形，那么CH 2Cl 2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CH 2Cl 2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）：CH 4

最简式（各元素原子个数的最简单的比值）：

CH 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（NaOH 、CaO 的混合物） （2）反应原理：

（3（4+ + OH —上述反应不能发

生。

②碱石灰中CaO的作用：

吸水剂——保持原料干燥、无水

稀释剂——稀释NaOH，减少NaOH与试管接触而使试管受热腐蚀

疏松剂——防止NaOH结块，有利于气体逸出

五、化学性质：

[实验] CH

4

酸性高锰酸钾（不褪色）溴水（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——可燃性：

在空气中或氧气中点燃甲烷，完全燃烧生成CO

2和H

2

O，同时放出大量的热，还

伴有淡蓝色火焰

CH

4 + 2O

2−

−→

−点燃CO2 + 2H2O 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CH

4、H

2

、H

2

S 等气体，还有固态硫、液态酒

精等。CO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（%）

2、一定量的甲烷燃烧之后得到的产物为CO 、CO 2和水蒸气，此混合气体重，当其缓缓通过足量无水氯化钙时，氯化钙固体增重，原混合气体中CO 2的质量为（）

3、等质量的下列烷烃，完全燃烧耗氧量最多的是（ B ）

A 、2molCH 4

B 、1、5mol

C 2H 6 C 、1molC 3H 8

D 、0、5molC 4H 10 3、取代反应：光照下甲烷与氯气的反应 a.实验装置

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，说明反应总气体在减小。

c.反应

d.甲烷的四种取代物比较

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：

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HCl 、CH 3Cl 为气体， CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4为液体。CHCl 3、CCl 4是重要的有机溶剂。其中最多的为HCl 。

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（NaCl ）。

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。

⑥1mol 有机物C x H y 与Cl 2发生完全取代反应时，消耗Cl 2的最大的物质的量为ymol [例题] 1mol CH 4和1mol Cl 2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Cl 2的物质的量为（ mol ），生成HCl 的物质的量为（ mol ）。

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。

CH 4 −−

→−高温

C + 2H 2 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CO 2和H 2O 蒸汽，则该烃化学式为（C 5H 10），若没指明为烃，可能还是哪些有机物（

2、C 4H 8O 、C 3H 6O 2、C 2H 4O 3）