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【温故知新】有机化合物中碳原子的成键特点
有机化合物中每个碳原子能与其他原子形成4个共价键。下图中碳原子的其余共价键均与氢原子相连。写出各物质的分子式。
C4H10
C4H10
C4H8
C4H8
C4H8
C4H6
C4H6
C4H8
C4H8
【温故知新】甲烷中碳原子的成键特点
电子式
结构式
CH4
CH4
分子式
结构简式
CH4
实验式
球棍模型
空间填充模型
键角
109°28′
分子结构示意图
甲烷的空间结构为正四面体形，四个C-H 键的键长、键角、键能均相等
第二课时 烷烃的性质
第七章　有机化合物
第一节　认识有机化合物
素养要求
1.了解烷烃的主要物理性质及化学性质。
2.掌握甲烷的结构及其主要性质。
3.掌握取代反应的概念及特点，了解常见有机化合物的性质特点。
化学与生活
天然气
丙烷和丁烷
请结合生活经验和所学化学的有关知识，想一想烷烃可能具有哪些性质
1
烷 烃 的 性 质
任务一 烷烃的性质
（一）烷烃的物理性质
状 态：
熔、沸点：
密 度：
气→液→固
溶解性：
n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态)
难溶于水，易溶于有机溶剂
较低，且碳原子数的增加而熔沸点升高。
几种烷烃的物理性质 名称 分子式 常温状态 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度
甲烷 CH4 气 －182 －162
乙烷 C2H6 气 －183 －89
丙烷 C3H8 气 －188 －42 0.5005
丁烷 C4H10 气 －138 0 0.5788
戊烷 C5H12 液 －130 36 0.5572
癸烷 C10H22 液 －95 69 0.7298
十六烷 C16H34 液 －91 98 0.7733
十七烷 C18H38 固 －57 126 0.7767
升高
随着碳原子数的增加
增大
随着碳原子数的增加
通式：
CnH2n+2
比水小，一般随着分子中碳原子数的增加而增大
任务一 烷烃的性质
名称 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度g/cm-3
正丁烷 -138.4 -0.5 0.5788
异丁烷 -159.6 -11.6 0.557
名称 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度g/cm-3
正戊烷 -129.8 36.1 0.63
异戊烷 -159.9 27.8 0.62
新戊烷 -19.5 9.5 0.60
资料1
互为同分异构体
资料2
同分异构体物理性质
关系：
熔沸点：
支链越多，熔沸点越低
密 度：
支链越多，密度越大
任务一 烷烃的性质
1.通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应
但物质的稳定性是相对的，在特定条件下，烷烃也会发生某些反应。
（二）烷烃的化学性质
任务一 烷烃的性质
2.烷烃的氧化反应(燃烧)：
链状烷烃CnH2n＋2燃烧的通式
烷烃在空气中完全燃烧生成CO2和H2O，当不完全燃烧时C元素可生成C或CO。
写出CH4、C4H10燃烧的化学方程式:
tips：计算依据元素守恒。
任务一 烷烃的性质
烷烃在较高温度下会发生分解，常应用于石油化工和天然气化工生产中。
C8H18
辛烷
C4H10
丁烷
＋
C4H8
丁烯
C4H10
丁烷
C2H6
乙烷
＋
C2H4
乙烯
C4H10
丁烷
CH4
甲烷
＋
C3H6
丙烯
石油裂解即石油分馏产物的深度裂化
3、烷烃的分解反应
甲烷1 000 ℃以上隔绝空气完全分解为炭黑和氢气
任务一 烷烃的性质
【归纳】烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体，烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。
熔点一般较低，常温下多为固态或液态
一般难溶于水，易溶于有机溶剂汽油、苯等
绝大多数容易燃烧，受热易分解，
有机化学反应慢且复杂，常常伴有副反应发生
物理性质
化学性质
加热、光照或催化剂
有机化合物
特别提醒　有机化学方程式常用“ →”连接反应物和生成物
任务一 烷烃的性质
【例1】.(2023·山东菏泽曹县一中高一段考)下列关于甲烷及烷烃的结构及性质的说法错误的是（ ）
A.烷烃均难溶于水,相对密度均小于1
B.烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此烷烃不能发生氧化反应
C.物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷
D.甲烷的空间结构为正四面体形,甲烷分子中4个共价键的长度相同,相互
之间的夹角相等
B
典例分析
2
烷 烃 的 取 代 反 应
任务二 烷烃的典型性质——取代反应
实验 操作

实验 现象
A装置：①试管内气体颜色逐渐变浅②试管内壁有油状液滴出现③试管中有少量白雾④且试管内液面上升⑤水槽中有少量白色晶体析出
B装置：无现象
实验探究
【实验7-1】
任务二 烷烃的典型性质——取代反应
反应原理：
光
H
C
H
H
H
Cl Cl
+
H
C
H
H
Cl
H Cl
+
H
C
H
Cl
H
Cl Cl
+
光
H
C
H
Cl
Cl
H Cl
+
一氯甲烷(沸点：-24.2℃)
二氯甲烷(沸点：39.8℃)
1.实验探究烷烃的取代反应(以CH4与Cl2的反应为例)
空间结构只有一种，可证明甲烷为正四面体，而不是平面形
任务二 烷烃的典型性质——取代反应
光
H
C
Cl
Cl
H
Cl Cl
+
H
C
Cl
Cl
Cl
H Cl
+
Cl
C
Cl
Cl
H
Cl Cl
+
光
Cl
C
Cl
Cl
Cl
H Cl
+
三氯甲烷或氯仿(沸点：61.7℃)
四氯甲烷或四氯化碳(沸点：76.5℃)
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水。常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体
任务二 烷烃的典型性质——取代反应
D
链接高考
任务二 烷烃的典型性质——取代反应
2.取代反应
CH4与Cl2发生取代反应时，每有1 mol H被取代，则消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl；1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4 mol Cl2。
（2）烷烃取代反应特点(以CH4与Cl2的反应为例)
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
（1）定义：
①反应条件
光照条件下与纯卤素单质反应。
(2)连锁反应
甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。因此制取一氯代物，一般不采用取代反应。
(3)数量关系
任务二 烷烃的典型性质——取代反应
3.一氯代物种类数的判断
(1)等效氢原子(相同化学环境的氢原子)
①连接同一碳原子的氢原子是等效的。
②连接同一碳原子的相同基团上的氢原子是等效的。
③处于对称位置上相同基团上的氢原子是等效的。
(2)一氯代物(一元取代物)种类数
当氢原子被氯原子取代时，有几种不同化学环境的氢原子，即可产生几种一氯代物。
典例分析
正丁烷CH3—CH2—CH2—CH3和异丁烷 各有几种不同化学环
境的氢原子？一氯代物有几种？
　 共有2种不同化学环境的氢原子，2种一氯代物，处于对
称位置①和②； 共有2种不同化学环境的氢原子，2种一氯
代物，连接在同一碳原子上的基团—CH3中的氢原子等效。
小组小结
烷烃的性质
物理性质
化学性质
稳定性：与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应
氧化反应：燃烧
高温分解
取代反应：与卤素单质光照取代
水溶性：难溶于水，易溶于有机溶剂
状态：气→液→固
熔沸点：碳原子数递增，熔沸点升高
密度：碳原子数递增，密度增大
当 堂 练 习
3
任务三 限时训练
1.(2023·安徽安庆一中高一月考)下列关于甲烷的说法正确的是（ ）
①一氯甲烷分子具有正四面体结构
②二氯甲烷有两种同分异构体
③甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应,取代1 mol H需0.5 mol Cl2
④甲烷分子的四个C—H中,任意两个之间的键角均相等
A.④ B.②③ C.③④ D.①④
A
任务三 限时训练
2.(2023·辽宁铁岭西丰高中高一期中)实验室中将盛有甲烷与氯气混合气体的量筒倒立在盛有饱和食盐水的水槽中,光照使其发生反应,下列说法错误的是（ ）
A.量筒中气体颜色逐渐变浅
B.氯化氢极易溶于水,导致量筒中液面上升
C.饱和食盐水能够抑制氯气的溶解
D.通过量筒内壁上出现的油状液滴可以说明生成四种有机产物
D
任务三 限时训练
3.(2023·江西抚州南城二中高一月考)在常温常压下,甲烷和一定量氧气的混合气体88 mL,点燃爆炸后,恢复到原来状况,剩余气体为56 mL。原混合气体中甲烷的体积可能为（ ）
A.14 mL B.16 mL C.58 mL D.66 mL
B
任务三 限时训练
4.(2023·校考)立方烷是一种新合成的烷烃,其分子结构为 。下列有关它的说法错误的是（ ）
A.分子式为C8H8 B.能燃烧
C.能发生取代反应 D.一氯代物有2种
D

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