甲烷、烷烃学案

甲烷 烷烃

一、有机物

1、定义：绝大多数的含碳化合物。（除CO、CO2、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、氰化物、金属碳化物等外）

2、有机物的特点

⑴大多数难溶于水，易溶于酒精、汽油等有机溶剂。 ⑵大多数为非电解质，熔点低。

⑶大多数受热易分解，且易燃烧。 ⑷有机反应较复杂，一般较慢，且伴有副反应。常常需要加热或使用催化剂。一般使用“→”符号。

尽管有机物跟无机物在性质上存在很大的差别，但他们在一定条件下也是可以相互转化的。P114 阅读

3、有机物种类繁多的原因

目前从自然界发现的和人工合成的有机物约有3000万种。

⑴碳原子最外层4个电子，有机物中，碳原子既能和其他原子形成4个共价键，也能在碳原子键成键，既能形成单键，也能形成双键和叁键。

⑵碳原子既能形成碳链，也能形成碳环。

⑶有机物中既可能只含有一个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 ⑷具有相同分子式的有机物可能具有不同的结构。 所以，C元素形成的化合物种类最多。 4、有机物的元素种类

所有有机物中都含碳元素，多数含氢元素，其他通常还含有氧、氮、卤素、硫、磷等。 5、有机物的分类 烷烃 芳香烃 烃：只含C、H两种元素的有机物。 烯烃 等。 有机物 炔烃

烃的衍生物：除C、H外还含有其他元素的有机物。 例：下列关于有机物的说法中正确的是 （ ） A、所有有机物都可以从动植物的有机体中提取

B、易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质，一定是有机物

C、所有的有机物都易燃烧 D、大多数有机物聚集时形成分子晶体 例：在人类已知的化合物中，品种最多的是 （ ） A、过渡元素的化合物 B、第ⅠA族的化合物

C、第ⅣA族的化合物 D、第ⅥA族的化合物

例：某有机物在氧气中充分燃烧，生成水蒸气和CO2的物质的量之比为1：1，由此可得出的结论是 （ ）

A、该有机物分子中，三种元素的原子个数之比为C：H：O＝1：2：3 B、分子中碳、氢原子个数比为1：2

C、该有机物中必定含氧元素 D、无法判断该有机物中是否含氧元素

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二、甲烷

例：经定量分析得甲烷中含C 75％、H 25％（质量分数），标准状况下密度为0.717g/L，求甲烷的分子式。

1、甲烷的分子结构

化学式： 电子式： 结构式：

分子构型： 键角： 分子极性：

甲烷是最简单的烃，也是烃中H质量分数最高的烃。 2、甲烷的物理性质

甲烷又名沼气、坑气，是一种无色、无气味的气体，密度0.717g/L（标准状况），比空气小，极难溶于水。此外，天然气的主要成分也是甲烷。 3、甲烷的化学性质

甲烷的化学性质比较稳定，通常条件下，既不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色，也不与强酸、强碱发生反应。但甲烷的稳定性是相对的，在特定条件下也会发生某些反应。 ⑴氧化反应

纯净的甲烷在空气里安静的燃烧，火焰呈蓝色，同时放出大量热。 CH4＋2O2→CO2＋2H2O

操作：所有可燃气体与空气（或氧气）的混和气体在一定范围内点燃都会发生爆炸，所以点燃甲烷前应进行验纯。因此煤矿矿井中必须采取严格的安全措施，如通风、严禁明火等，防止爆炸事故。

思考：1、请设计一个简单的实验操作，验证甲烷燃烧产物。

2、如何鉴别甲烷、氢气、CO三种无色气体？

用途：甲烷是一种很好的燃料，清洁，热值高。 ⑵取代反应（条件：光照）

【实验5－2】

现象：混和气体颜色变浅，量筒内壁出现油状液滴，量筒内液面上升。 分析：

反应方程式：

取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应。

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思考：取代反应和置换反应的区别？

卤代烃：烃分子中的氢原子被卤素原子取代生成的化合物叫做卤代烃。 ⑶受热分解

条件：_________空气并加热至1000℃ 化学方程式： 用途：

例：若要使0.5mol CH4完全与氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为 （ ）

A、2.5mol B、2mol C、1.25mol D、0.5mol

例：对CF2Cl2（商品名称为氟利昂－12）的叙述正确的是 （ ）

A、有两种同分异构体 B、有四种同分异构体 C、只有一种结构 D、是非极性分子 4、甲烷的实验室制法

原理：CH3COONa＋NaOH→Na2CO3＋CH4↑ 药品：无水醋酸钠、碱石灰 ．．条件：加热

制取装置：固固加热；收集方法：________。甲烷的制取、收集装置与______的相同。

三、烷烃 1、定义

分子里碳原子间都以_____________键结合成_____状，碳原子其余的价键全部跟_______相结合的烃，叫做饱和烃，又叫烷烃。 2、烷烃的结构特点

3、表示 ⑴分子式 ⑵结构式 ⑶结构简式

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4、同系物：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物。 同系物的特点：

⑴具有相同的通式。例：烷烃的通式为________________________。

⑵分子量相差14的整数倍。

例：根据烷烃的分子通式，随C原子数增加，烷烃中H的质量分数_______（填增大或减小），其极值为______________。 5、烷烃的性质 ⑴物理性质

p116 表5－1

烷烃的物理性质随分子内C原子数的递增，呈现规律性变化。

状态：气→液→固；熔沸点逐渐升高；密度逐渐增大（比水小）；均难溶于水，易溶于有机溶剂。

常温下n(C)≤4的烷烃呈气态。

例：由沸点数据：甲烷：－146℃；乙烷：－89℃；丁烷：－0.5℃；戊烷：36℃，可判断丙烷的沸点可能是 （ ） A、高于－0.5℃ B、约是30℃ C、约是－40℃ D、低于－89℃ ⑵化学性质

与甲烷相似。通常状况下，很稳定，跟酸、碱及氧化剂都不发生反应，也难与其他物质化合。但在特定条件下，也能发生燃烧、取代、分解等反应。 氧化反应：烷烃在空气中都能点燃，完全燃烧生成CO2和H2O。 CnH(2n＋2)＋(3n＋1)/2O2 → nCO2＋(n＋1)H2O 取代：烷烃在光照条件下，都能与氯气发生取代反应。

6、同分异构

⑴同分异构现象：化合物具有相同的分子式，却具有不同的结构式的现象。 同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。 例如：C4H10具有以下两种结构：

例：下列说法中正确的是 （ ） A、式量相同的物质一定是同种物质

B、分子量相同的不同有机物一定是同分异构体 C、同分异构体一定具有相同的分子量

D、满足通式CnH2n+2(n≥1)的有机物一定是烷烃

例：有下列物质：A、O2和O3 B、6C和6C C、CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 Br H

D、甲烷和庚烷 E、Br―C―H Br―C―Br

H H 其中互为同位素的是________，互为同素异形体的是________，互为同系物的是________，

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