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第十三 章   烃

第三讲  甲烷 烷烃

高三化学    编号 351057   主编人：段雪梅    审核：李玏

班级           学簇           姓名　　　　　　。

【学习目标】

1.掌握甲烷的结构和性质

2．掌握烷烃的概念、分子结构和通式；

3．掌握烷烃的通性、物理性质的递逆变规律和结构式、结构简式的书写；

【知识框架】

 

 

 

 

 

 

【知识要点】

一．甲烷

1.分子结构

2.物理性质

甲烷是          的气体，密度比空气    ，     溶于水

3.化学性质

（1）氧化反应

①不能被高锰酸钾酸性溶液氧化

②可燃性：                                           ，（填写化学方程式）

（2）取代反应（以氯气和甲烷反应为例）

①反应条件：       。

②反应原理：                             ，                             ，

                                        ，                                                                                                    。 CH3Cl为气体，CHCl3三氯甲烷又叫氯仿，CCl4是重要的有机溶剂，

（3）甲烷受热分解：                                               

（注意：有机反应比较复杂，化学方程式中一般用“→”代替“=”）

4.甲烷的实验室制法

化学药品： 无水醋酸钠、碱石灰

仪器装置：固体和固体加热制取气体，与制氧气类似

反应方程式：CH3COONa+NaOH → Na2CO3+CH4↑

注意点及收集方法：

要求药品无水、氧化钙起吸水作用与降低氢氧化钠的碱性。可用排水法或向下排空气法。

二、烷烃

     1．烷烃的概念：碳原子跟碳原子都以     结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟

     原子相结合。这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都已达到“饱和”，这种结合的链烃叫做饱和链烃，或称烷烃。

     2．烷烃的通式：____________________

     3．烷烃物理性质：

（1） 状态：一般情况下，1—4个碳原子的烷烃为___________，5—16个碳原子的烷烃为______，16个碳原子以上的烷烃为_____________。

（2） 溶解性：烷烃________溶于水，_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。

（3） 熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐_____________。

（4） 密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐___________。

（5） 烷烃中碳的质量分数随碳原子数的增加逐渐       ，因此甲烷是烷烃中碳的质量分数最小的有机物。

注意：

（1）烷烃中碳的质量分数 C%=[12n/(14n+2)]×{bfb}，随n值的增大，是一个增函数，当n=1时可以取最小值C%=(12/16)×{bfb}=75%，故甲烷含碳量最小，相应含氢量为{zg}。

（2）烯烃(或环烷烃) C%=(12n/14n)×{bfb}，随n值增大是一个常数，所以烯烃的含碳量是一个常数，不随分子中碳的个数而变化。

（3）炔烃（或二烯烃）C%=[12n/(14n-2)×{bfb}，随n值增大是一个减函数，当n=2时有{zd0}值，C%=92.3%，所以炔烃中乙炔的含碳量{zg}且等于苯的含碳量，炔烃的含碳量要比烯烃高。

       4．烷烃的化学性质

(1)一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。

(2)取代反应：在光照条件下能跟卤素发生取代反应。______________________________

(3)氧化反应：在点燃条件下，烷烃能燃烧______________________________

(4)热解反应：在高温下，烷烃能分解成小分子____________________________

【方法点睛】：

确定一元取代物同分异构体数目的方法——“等效氢”法

（1）“等效氢”

     有机物分子中性质xx相同的氢原子称为“等效氢”原子，分子中有多少种“等效氢”原子，其一元取代物就有多少种。

（2）“等效氢”的判断方法

①同一个碳原子上的氢原子属于“等效氢”例如： 中甲基上的3个氢原子是“等效”氢原子。

②同一个分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子属于“等效”氢原子。例如：

分子中有两种“等效”氢原子，即甲基上的氢原子和苯环上的氢原子。

③同一个碳原子上相同取代基上的氢原子属于“等效氢”原子，如 分子中有两种“等效氢”原子。

【典例分析】：

例1．进行一氯取代后，只能生成三种沸点不同产物的烷烃是（      ）

A．(CH3)2CHCH2CH2CH3                          B．(CH3)3CCH2CH3

C．(CH3)2CHCH(CH3)2                            D．(CH3)2CHCH3

解析：本题考查对同分异构体的理解，同分异构体因彼此的结构不同，化学性质有所区别，物理性质也有区别。例如熔、沸点、密度等都不同，所以有几种同分异构体，就有几种沸点不同的产物。利用等效氢的方法可以对每个选项进行判断。

    

      

【实战演练】

1.（A级）下列物质的化学式只表示一种纯净物的是（    ）                                        A．C4H8            B．C2H4        C．[ CH2—CH2]n            D．CHCl3

 

 

2．(Ａ级) 下列说法正确的是（    ）                                                                           A．符合通式CnH2n+2,n值不同的有机物一定是同系物；

     B．分子量符合通式14n+2(n=1,2,3…)，n值不同的有机物一定是同系物；

     C．碳原子间以单键相连形成的烃一定是烷烃；

      D．烷烃的含碳量随碳原子数的增多而依次增大

 

 

3．（B级）某烷烃，其一氯化物只有两种，二氯化物则有四种，该烷烃一定是（    ）

       A．甲烷                 B．异戊烷            C．丙烷               D．2—甲基丙烷

 

 

4．（B级）下列各组烃的混合物，只要总质量一定，无论它们按什么比例混合，xx燃烧后生成的CO2和H2O都为恒量的是                                                                      （    ）

       A．C2H2和C2H6   B．C2H4和C3H8   C．C2H4和C3H6         D．C3H6和C3H8

 

5．（C级）下列5种烃：① 2—甲基丙烷；② 乙烷；③ 丙烷；④ 丁烷；⑤ 戊烷。按它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是（    ）

A. ①②③④⑤    B. ⑤④①③②     C. ④⑤②①③    D. ③①②⑤④

6．（C级）甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构，其理由是                            （    ）

A、CH3Cl只有一种空间结构      B、CH2Cl2只有一种空间结构 

C、CHCl3只有一种空间结构      D、CCl4是非极性分子

 

 

7．（C级）下列有机物的一氯取代物的同分异构体数目相等的是（   ）

（1） （2）

（3） （4）

A．①、②　　 B．②、③     C．③、④　　　　 D．①、④

 

 

8.（C级）按系统命名下列烷烃命名：

   （1）                ，

（2）分子式为C8H18，一氯代物只有一种的烷烃的名称为              。

 

9.（D级）某化合A的分子式为C5H11Cl，分析数据表明，分子结构中有两个—CH3，两个—CH2—， 一个—CH— 和 一个 —Cl，它们可能结构只有四种，请写出这四种可能的结构简式

（1）                            ，（2）                        ，

 

（3）                           ， （4）                        。

 

 

10.（D级）a mL 三种气态烃混合物与足量氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来的状态（常温常压），体积共缩小2a mL ，则三种烃可能是（   ）

A．CH4、C2H4、C3H4           B．C2H6、C3H6、C4H6

C．CH4、C2H6、C3H8           D．C2H4、C2H2、CH4

 

 

【学习反思】