甲烷、烷烴編稿：張燦麗責編：閆玲玲【習標初步認識有機化合物種類繁多的原因；掌握甲烷的結構特點、性質和用途，理解取代反應的本質；掌握烷烴的特征、性質和通式；了解同系物、同分異構現象、同分異構體等概念，并掌握烷烴同分異構體的書寫。【點理要一有物、有機物的定義含碳元素的化合物叫有機化合物，簡稱有機物。要詮：①個別含碳的化合物如、及碳酸和碳酸鹽等結構與性質跟無機物相似，故仍屬無機物。2有機物一定是含碳元素的化合物。有機物除含有氫、氧元素外，還含有氮、硫、鹵素、磷等。有機物與無機物的區別見下表所示性質和反應有機物

無機物溶解性耐熱性可燃性電離性

多數不溶于水，易溶于有機溶劑多數不耐熱，熔點較低，一般在℃以下多數可以燃燒多數是非電解質

大多數溶于水，而不溶于有機溶劑多數耐熱，難熔化，熔點一般比較高多數不能燃燒多數是電解質、有機物種類繁多的主要原因：碳原子的結構特征是最外層有電子，常常以共價鍵與碳原子或別的原子結合；碳碳間除能形成單鍵外，還能形成雙鍵和三鍵，并且能形成長的碳鏈或碳環有機物普遍存在同分異構現象。、烴的定義僅由碳和氫兩種元素組成的一類有機物稱為烴，也叫碳氫化合物。要二甲、分子結構在甲烷分子里，1個原子與個原子形成CH共鍵。甲烷分子是正四面體形C原居于正四面體的中心，4個原位于個點C—H鍵鍵長、鍵能相等，鍵角均為109°′。①分子式：CH4②電子式：③結構式：、物理性質甲烷是無色無味的氣體，標準狀況下的密度為0.717g/L，極難溶于水。、化學性質（1）穩定性：通常情況下，甲烷與強酸、強堿、強化劑一般都不發生反應，也不能使酸KMnO溶和4溴水褪色。但在特定的條件下，也會發生某些反應。【清堂最單有化物—烷ID：甲烷氯的應（2取代反應：有機物分子里的某些原子或原子團被其它原子或原子團所代替的反應叫取代反應。要詮：反應需在光照條件下進行，參加反應的物質必須是氯氣不能是氯水。反應后生成的有機物中，常溫下只有CHCl為態，其余三種均為液體。四種產物均不溶于水。四氯甲3烷也叫四氯化碳，是一種效率較高的滅火劑。在取代反應中，甲烷的四個氫原子可以依次逐步被取代，最終完全被取代，四級反應同時發生無先后次序，產物是混合物，通常不能用于制取某鹵代烴。實驗現象：的綠色逐漸變；管壁上有油狀液滴生成；用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近瓶口，能看見有2白煙產生。⑤書寫有機反應的化學方程式通常用“不用“取代反應與置換反應的區別反應類型定義反應特點本質反應條件

取代反應有機分子內的原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應反應物：有機物與單質或化合物生成物：不一定有單質很多反應進行不完全，速度慢反應中無電子得失反應受催化劑、溫度、光的影響

置換反應一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應反應物：一種單質和一種化合物；生成物：新的單質和新的化合物；一般能反應完全，速度快反應中有電子轉移水溶液中置換遵循“以強制弱”的原則（3）氧化反應：甲烷易燃，燃燒時發出藍色焰CH完全燃燒放出量。4要詮：烷在點燃前必須驗純。如果點燃甲烷和氧氣或空氣的合物，就會立即發生爆炸。、存在和用途存在：是天然氣、沼氣、坑道氣或瓦斯氣的主要成分用途）高效清潔燃料化原料——甲烷高溫分解可得炭黑，用作顏料、油墨、油漆以及橡膠的添加劑等；氯仿和CCl都重要的溶劑。4要三烷、結構特點和通式：烴分子里碳原子間都以單鍵互相連接成鏈狀原子的其余的價鍵全部跟氫原子結合達到飽和態這類型的烴叫飽和烴，也稱為烷烴。若C-C連成環狀，稱為環烷烴。烷烴的通式H≥1)n2n+2、物理性質隨著分子里碳原子數的遞增，它們在常溫下的狀態由氣態、液態到固態CC為氣態，C為態，1516C以上為固態；它們的沸點和液態時的密度也都逐漸升和增大。其原因是烷烴是分子晶體，隨著碳原子數增17多相對分子質量逐漸增大分間作用力增大而熔沸點逐漸升高相分子質量相同時烴支鏈越多，熔沸點越低。注意分析隨著碳原子數增加，烷烴分子的含碳量和含氫量的遞變規律：含碳量逐增大，含氫量逐漸減小。、化學性質烷烴的化學性質與其代表物甲烷的相似般比較穩定在通常情況下跟酸堿酸性高錳酸鉀等氧化劑都不起反應，也不跟其它物質化合。但在特定條件下也能發生下列反應：在光照條件下均可與氯氣發生取代反應；氧化反應：均可點燃；烷烴燃燒的通式為：要四同物同系物：結構相似，在分子組成上相差一個或若干個原子團的物質互稱為同系物。2要詮：同系物必須結構相似，即組成元素相同、分子組成通式相同。同系物間相對分子質量相差或的整數倍。同系物有相似的化學性質，物理性質有一定的遞變規律。要五同異現與分構、定義化合物具有相同的分子式但具不同結構的現象叫做同分異構現象具同分異構現象的化合物互稱為同分異構體。要詮：同分異構體必須是分子式相同而結構不同的物質。它們可以是同一類（系列）物質，如：正丁和異丁烷，也可以是不同類（非同系物）的物質，如：丙烯和環丙烷。同分異構體可以是有機物和有機物，還可以是無機物和有機物之間構成。如NHCNO和CO(NH)。4“四同”總結如下表：、烷烴同分異構體的寫法書寫規律可概括為：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊。要詮：先寫出碳原子數量最多的主鏈；寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基接在主鏈某碳原子上。寫出少兩個碳原子上的主鏈，另兩個碳原子作為乙基或兩個甲基接在主鏈碳原子上，以此類推對由于碳原子的連接方式不同而產生異構的同分異構體，稱為碳鏈異構。常常采用“碳鏈縮短”來書寫并確定異構體的數目。現以CH為例，具體說明如下：6先寫出六個碳原子都在同一條線上，即主鏈上為碳原子：－CH－CHCH－CH－322縮減主鏈（注意主鏈位置的對稱性）：去掉主鏈上一個碳原子，使主鏈為五個碳原子，將取下的碳原子擺放在主鏈不同位置上，并由主鏈中間位置開始擺放，逐漸向外移，但不能移到端碳上。可形象稱為：去一個，掛中間；向外移，不靠邊（只分叉，不拐彎）。再去掉一個碳原子使主鏈為四碳原子兩個碳原子擺放在主鏈不同位置去兩個碳掛去個，肩并肩）：不能再縮短碳鏈了，碳原子也沒有可擺放的位置了（否則，會出現重復）。在書寫同分異構體一定要隨時注意滿足碳四價、氫一價的原則。因此H共有5種同分異構體。614要六烷分式確直法直接求算出烷中各元素原子的物質的量即可推出烷烴的分子式給出一定條件下的密度（或相對密度）以及各元素的質量比求算分子式的途徑為：密度（或相對密度）摩質烷中C、原的物質的量分式。、最簡式法：根據分子式為最簡式的整數倍，利用相對分子質量和最簡式量可確定分子式。即（簡整數比簡式為H分子式(CH)，abb（M為烴的相對分子質量為簡式量）。、商余法：烷烴的通式為H，相對分子質量為14n+2即烷烴的相對分子質量除以，若余數為，n2n+2即=x（M為烴的相對分子質量），則為含x個碳原子的烷烴CH）。x2x+2、利用燃燒反應化學方程式，抓住以下關鍵：①氣體體積變化；②氣體壓強變化；氣體密度變化。【型題類一有物例2015福省建甌二中期中考）下列有關有機物的組成和結構的敘述中，正確的是（A僅由碳、氫兩種元素組成．僅由碳、氫、氧三種元素組成．有機化合物中的碳原子只能以共價鍵形成碳鏈，不能形成碳環．有機化合物分子中可存在碳碳單鍵，也可以存在碳碳雙鍵或碳碳三鍵【思路點撥】有機物除了含有碳元素外，還含有其它多種元素；有機物中碳原子間可以以碳碳鍵、雙鍵或三鍵的形式形成碳鏈、碳環。【答案】【解析】構成有機物的元素有C、、、、P、、素等，只含CH兩元素的有機化合稱為烴，故AB都正確。有機化合物分子中碳原子能以共價鍵結合成碳鏈，也可以形成碳環；可形成碳單鍵，也可形成碳碳雙鍵或三鍵，故C不確D正。【總結升華】要從有機化合物整體去把握其組成和結構特點。舉反：【變式】在人類已知的化合物中種類最多的是（．過渡元素的化合物．第ⅡA族化合物．第ⅢA族化合物．第ⅣA族化合物【答案】【解析】種類最多的化合物是含碳化合物，碳位于元素周期表第A族。故選D類二甲例2016內古杭錦奮斗中學期中考）能夠證明甲烷分子的空間結構為正四面體的事實是（A甲烷的個碳氫鍵的鍵能相等．甲烷的4個氫鍵的鍵長相等．甲烷的一氯代物只有種．甲烷的二氯代物只有1種【思路點撥】關于甲烷的空間結構有兩種說法，一種說法為平面型結構，一種說法為正四面體構，根據兩種結構的不同點作答。【答案】【解析A項，甲烷無論是正四面體結構，還是正方形，甲烷的4個碳氫鍵鍵能也相等，所以無法判斷甲烷為正四面體結構，故A錯B項甲烷無論是正四體結構，還是正方形，甲烷的個氫鍵的鍵長都相等，無法判斷甲烷的結構，故B錯，甲烷無論是正四面體結構，還是正方形，其一氯代物只1種不能說明分子結構，故錯誤D項，若為平面正方形結構，二氯甲烷有2種分異構體，只有甲烷分子為正四面體結構時，其二氯代物只有，故D正確。【總結升華】理解并掌握CH的構。4舉反：【變式】下列分子具有正四面體構的是（【答案AD【解析】本題主要考查甲烷分子的正四面體結構。由甲烷分子的結構，推導其取代物的分子結。同時應明確正面體結構中各鍵應完全一樣CH為四面體結構，若分子中4個原子被氯原子取代后，與CH分44子結構相似，而CHClCHBrCl子中各鍵不完全相同，均不屬于正四面體結構。32例31molCH與Cl發取反應反應完成后測得四種取代物的物質的量相等消Cl（42A．B．2mol．2.5molD．4mol【思路點撥】根據守恒定律，理清數量關系。【答案C【解析】因為參加反應的只，CH與Cl發取代反應有4種物，根據碳原子守恒種取代42產物的物質的量相等，則每種取代物均為0.25mol而取代物中的氯均來自于氯氣，且有1mol氫子被取，消耗1mol氯氣，則需氯氣的物質的量為：×1mol+2mol+3mol+4mol）=2.5mol【總結升華】抓住守恒定律，根據取代反應的特征，找出數量關系。舉反：【變式】（湖南省衡陽四中期中考）甲烷和氯以物質的量∶1混，在光照條下，得到的產物是（①Cl②Cl③CHCl④⑤HCl324A只有①⑤B①②③④的混合物C．有②⑤D．②③④⑤的混合物【答案】D【解析】Cl與CH發生取代反應，無論按何種體積比合，都有兩種氣體接觸不均勻的現象，將會發生各步取2代反應，生成ClCHCHClCCl、HCl，不像無機應那樣可由反應物的比例關系確定生成物種類，32234無機反應易于控制，有機反應都不易控制在某一階段。因此，各步取代反應的產物都將存在。【變式】（四川眉山期末考）將甲烷與氯氣按13的體積比混合于試管中，倒立于盛有飽和食鹽水的水槽，置于光亮處（如圖所地列有關此實驗的現象和結論的敘述不正確的是（．試管中氣體的黃綠色逐漸變淺，水面上升．生成物只有三氯甲烷和氯化氫在標準狀況下是氣體．試管內壁有油狀液滴形成．試管內有少量白霧【答案】B【解析A．氯氣是黃綠色氣體，光照條件下，甲烷和氯氣發生取代反應生成氯代烴和氯物，所以氣體顏色變淺，氯化氫溶于水后導致試管內液面上升，故A正；．甲烷和氯氣反應的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫，標況下三甲烷為液態，故B錯；．二氯甲烷、三氯甲烷和三氯甲烷都是液態有機物，所以瓶內壁有油狀液滴生成，故C正；．該反應中有氯化氫生成，氯化氫與空氣中的水蒸氣形成白霧，故D正。nn類三烷例、下列敘述錯誤的是．烷烴分子中的每個C子都和其他原子形成四個共價鍵．凡是烷烴，不論碳鏈長短都可視為結構相似．符合通式為H(烴一定為烴．烷烴必須是直鏈的【思路點撥烷的定義：烴子里碳原子間都以單鍵互相連接成鏈狀碳原子的其余的價鍵全跟氫原子結合，達到飽和狀態，這種類型的烴稱為烷烴。【答案D【解析】掌握烷烴的結構特點，每個碳原子都占四個共價鍵，且結構相似，可以是直鏈的，也帶支鏈。【總結升華】解烷烴的結構特點，并能熟練應用。舉反：【變式】烷烴CH中—C鍵—鍵數目分別是（4A4個，個B．個，10個C．個8個．，個【答案B類四同物例、下列各組物質中，為同系物的是（ACH和Cl4B．CH和H48C．CH和H26【思路點撥】結構相似，組成上相差一個或若干個CH原子團的化合物互稱同系物。2【答案B、【解析和CH均屬于烷烴，和CHCH均烷烴，它們互為系物。482【總結升華】判斷兩種物質是否為同系物的方法：同系物必須符合同一通式，且分子式不能相同；同系物結構相似，如含官能團，其數目應相等；在組成上相差一個或若干個CH原團，即相對分子質量之差為為同系物分子間的碳原子數的2差值)舉反：【變式】下列有機物中，不屬于乙烷同系物的是（ACH2C．CH4【答案A

B．(CH)33D．)CH322【解析】同系物的特點：結構相似，通式相同，在分子組成上相差一個或多個C原團。只有CH不屬22于乙烷同系物。類五同異現與分構例、在下列結構的有機合物中，屬于同分異構體的正確組合是（①CHCH32223②CHCH322223A①和③C．和②

B②③⑤D．③和④【思路點撥】同分異構體的特點：分子式相同，結構不同。【答案B【解析】首先找出具有相同碳原子數的有機物，①和④都5個原子，②③⑤都是個碳原子，然后再看它們的結構，都是烷烴，但是結構不同，所以①和④互為同分異構體，②③⑤互為同分異構體【總結升華】同分異構體必須是分子式相同而結構不同的物質。舉反：【變式】下列物質進行一氯取代反應后，只能生成四種沸點不同的產物的烴是（A(CHCHCHCHCH32223C．)CHCH(CH)32

B(CH)CHCH322D．(CH)CCH332【答案B【解析本題實際上是對有機物一個氫分子被氯原子取代后得到的同分異構體的數目的考查以從有機物中氫原子的種類進行考慮A項中有種氫，被氯原子取代有5產物B項中有種氫，被氯原子取代后有種產物C選中有2