烷烃知识点总结.doc

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H2S等气体），标准状况下密度是0.717（可求出甲烷的摩尔质量为16），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。
4+2O22+2H2O
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0.1，1.2g，H元素为0.4，0.4g，；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4、C2H8、C3H12等，如何确定究竟为哪个，则设甲烷化学式为4x（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0.717，可求出甲烷的摩尔质量为16，故得到1。于是甲烷的化学式为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22的种类。如果甲烷是正四边形，那么22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22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44
结构简式（在结构式的基础上省略C—H单键）：4
最简式（各元素原子个数的最简单的比值）：4
[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（、的混合物）
（2）反应原理：

3+23+4↑

（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\*3①原料醋酸钠必须是无水的，否则易电离：—O—+—上述反应不能发生。

=2\*3②碱石灰中的作用：
吸水剂——保持原料干燥、无水
稀释剂——稀释，减少与试管接触而使试管受热腐蚀
疏松剂——防止结块，有利于气体逸出
五、化学性质：
[实验]4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2和H2O，同时放出大量的热，还伴有淡蓝色火焰
4+2O22+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：
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。
（3）燃烧时火焰呈淡蓝色的物质有4、H2、H2S等气体，还有固态硫、液态酒精等。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、2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2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、24B、1、52H6C、13H8D、0、54H10
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322
3

4
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\*3①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：
反取代反应置换反应生成物生成物中不一定有单