烷烃知识点总结.docx

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1、烷烃知识点总结 1 第一节 烷烃 甲烷 一、甲烷的存在和能源 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. 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 二、物理性质： 甲烷是一种没有颜色，没有气味的气体，标准状况下密度是0.717g/L，极难溶于水。 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。 CH4+ 2O2点燃CO + 2HO 22 那么可以肯定甲烷中一定有C、

2、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CH4、C2H8、C3H12等，如何确定究竟为哪个，则设甲烷化学式为CxH4x，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CH4。 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

3、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CH2Cl2的种类。如果甲烷是正四边形，那么CH2Cl2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CH2Cl2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10928。 分子式 CH4 电子式 结构式 HHCHH结构简式 CH4 空间结构 结构简式：CH4 最简式：CH4 展示 甲烷的球棍模型、比例模型。 四、甲烷的实验室制法： 原料：无水醋酸钠、碱石灰 反应原理： CH3COONa +

4、 NaOH 2CO3 + CH4 NaCaO 1 2 装置原理：固体+固体 气体 气体收集：向下排空气法或排水法 注：原料醋酸钠必须是无水的，否则NaOH易电离：NaOH=Na+ + OH上述反应不能发生。 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 溴水 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

5、2 和H2O，同时放出大量的热，还伴有淡蓝色火焰 CO2 + 2H2O 光照的条件下甲烷与空气或氧气不反应 CH4 + 2O2甲烷燃烧注意事项： 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。 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。 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%，爆炸最剧烈时空气中含

6、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、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 3、等质量的下列烷烃，完全燃烧耗氧量最多的是 A、2molCH4 B、1、5molC2H6 C、1molC3H8 D、0、5molC4H10 3、取代反应：光照下甲烷与氯气的反应 a.实验装置 点燃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；试管内液面逐渐上升，说明反应总气体在减小。 c.反应 2 3 d.甲烷的四种取代物比较 化学式 名称 溶解性 CH3Cl 一氯甲烷 C

7、CH2Cl2 二氯甲烷 CCHCl3 三氯甲烷 C 四氯甲烷 CCl4 不溶于水，可溶于有机溶剂 不溶于水，是重要的有机溶剂 液 液 液 常温状态 气 重点把握：取代反应 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。 取代反应与置换反应的区别为： 取代反应 生成物 反应条件 反应物 方向 电子得失 生成物中不一定有单质 反应受温度、光照、催化剂等外界条件影响大 化合物与单质或化合物 反应逐步进行，很多反应是可逆的 不一定有 置换反应 生成物中一定有单质 在水溶液中进行，遵循金属或非金属活动性顺序 一种单质一种化合物 反应一般为单方向进行 一定有电子的得失或移动 取代反

8、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。 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。 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。 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。 1mol有机物CxHy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1mo

9、l 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，生成HCl的物质的量为。 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。 3 4 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，若没指明为烃，可能还是哪些有机物？ 2、某有机物4.6g完全燃烧只生成8.8gCO2、5.4gH2O，则此有机物的最简式为 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

10、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C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： 碳碳结合成链状 链上还可分出支链。 形成CC C-H

11、单键 ，即每一个碳周围有四个单键 C其余价键全被H饱和。 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：CnH2n+2 (n1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 、 CH3CH2CH2CH3 或CH32CH3 CH3CHCH2CH3 或 总之，CH单键省略，CC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，

12、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。 4 5 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 环己烷，其通式为通式：CnH2n (n3)，其性质类似烷烃。 ，命名为二、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：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。 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。 有相似的化学性质 如：最后一组正确。 5 6 三、烃基 烃基：烃失去一个氢原子后所剩余的原子团。

13、甲基：CH3； 乙基：CH2CH3 ； 异丙基：CH(CH3)2 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。 2、书写规则： 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

14、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、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。 、CH3中三个H是等同的即等效的。 举例 书写分子式为C6H14的烷烃的同分异构体。 主链6个C： CH3CH2CH2CH2CH2CH3 主链5个C： CH CH2 CH CH2 CH3 3 CH3CH3CH2CH2CH2CH3 CH3 CH2 CH2 CH CH3 CH3对称轴 主链4个C： CH3 CH CH CH3 CH3CH3CH3CH2CH2CH3 对称轴 CH3CH3C C

15、H2 CH3CH3 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。 6 7 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 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； CH4 CH3CH3 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： “立方烷”的分子式为 该立方烷的一氯代物 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CRx，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 7 8 8