烷烃知识点总结

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0.717g/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 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0.1mol ，1.2g ，H 元
素为0.4 mol ，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0.717g/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’。

分子式
电子式 结构式 结构简式 空间结
构 CH 4
CH 4
结构简式（在结构式的基础上省略C —H 单键）：CH 4 H C H H H
最简式（各元素原子个数的最简单的比值）：CH4
[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）
CH3COONa + NaOH Na2CO3 +
Ca
CH4↑
（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NaOH易电离：Na——H==Na+ + 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] CH4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CO2和
H2O，同时放出大量的热，还伴有淡蓝色火焰
CH4 + 2O2−−→
−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CH4、H2、H2S 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
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CO、CO2
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CO2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 ）
A、2molCH4
B、1、5molC2H6
C、1molC3H
D、0、5molC4H10
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
化学式CH
3
Cl
CH2Cl
2
CHC
l3
C
Cl4
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，可
溶于有机溶剂
不溶于水，是重要
的有机溶剂
常温
状态
气液液液
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
生成物生成物中不一定有单质
（一般为两种化合物）
生成物中一定有单
质
反应条件反应受温度、光照、催化
剂等外界条件影响大
在水溶液中进行，
遵循金属或非金属
活动性顺序
反应物化合物与单质或化合物一种单质一种化合
物
方向反应逐步进行，很多反应是可逆的反应一般为单方向进行
电子得失不一定有一定有电子的得失
或移动
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、CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3、
CCl4为液体。

CHCl3、CCl4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Cl2发生完全取代反应时，消耗Cl2的最大的物质的量为ymol
[例题] 1mol CH4和1mol Cl2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Cl2的物
质的量为（2.5 mol），生成HCl的物质的量为
（2.5 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。

CH4−−→
−高温 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CO2和H2O蒸汽，则该烃化学式为（C5H10），若没指明为烃，可能还是哪些有机物？（C4H8O、C3H6O
2、C2H4O3）
、5.4gH2O，则此有机物的最简式为（C2H6O）
2
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）
链上还可分出支链。

②形成C—C C---H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：C n H2n+2 (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：
CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH [或CH3（CH2）2CH3]
（CH3）CH2CH3 或
CH3CH
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——甲烷。

在此不多说。

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，命名为环己烷，其通式为通式：C n H2n(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CH2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CH2原子团。

③有相似的化学性质
如：最后一组正确。

三、烃基
烃基：烃失去一个氢原子后所剩余的原子团。

甲基：—CH3；乙基：—CH2CH3（—C2H5）；
异丙基：—CH(CH3)2（丙基不可写成—C3H7）
（“—”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）
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 支链位置由心到边
[讲解]烷烃只存在碳链异构，按照主链由长到短，支链由繁到简
支链位置由心到边的规则书写。

[强调]（1）、同分异构体的书写主要是防止重写和陋写。

为了防止陋写，书写时特别注意找对称轴。

用系统命名法得到同一名称的为重写。

（2）、—CH 3中三个H 是等同的即等效的。

[举例] 书写分子式为C 6H 14的烷烃的同分异构体。

主链6个C ： ①CH 3—CH 2—CH 2—CH 2—CH 2—CH 3
主链5个C ：
② CH 3—CH 2—CH 2—
CH 2—CH 3
③
CH 3
CH 2
CH CH 2
CH 3
CH 3
CH 3 CH 2 CH 2 CH CH 3
CH 3
对称轴
主链4个C ： ④ CH 3—CH 2
——CH 2—
CH 3
⑤
对称轴
书写同分异构体时，端碳上不能有取代基，2位碳上不
能有乙基，3位上不能有丙基……依次类推。

2、2，2—二甲基丁烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有（ ） A 、1种 B 、2种 C 、3种
D 、4种
CH 3 CH C H CH 3
CH 3CH 3
3
CH 3
CH 3
C CH 2 CH 3
3、碳原子数为十以内的烷烃，其一卤代物不存在同分
异构体的有种；
CH4CH3—CH3新戊烷
2，2，4，4—四甲基丁烷
5、已知丙烷的二氯代物有四种异构体，则其六氯代物的异构体有4种。

6、“立方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结
构，
其碳骨架如右图所示：
（1）“立方烷”的分子式为
（2）该立方烷的一氯代物（填有、没
有）同分异构体，
其二氯代物具有同分异构体数目为种。

7、某非金属R与C元素可形成CR x，分子中各原子
的最外层电子数之和为32，核外电子总数为74，则
R为元素，x =
8、某烃发生氯代反应，其一氯代物只有一种，7.2g该
烃进行氯代反应完全转化为一氯代物时，放出的气
体通入500mL0.2mol/L的NaOH溶液中恰好完全中
和，此烃不能使Br2水褪色，求该烃的化学式，结
构简式。

（）
9、C6H14的五种同分异构体中，所含甲基数和它的一
氯代物的数目相符合的是（）
A、2个甲基，能生成四种一氯代物
B、3个甲基，能生成四种一氯代物
C、3个甲基，能生成五种一氯代物
D、4个甲基，能生成四种一氯代物。