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第一节 认识有机化合物
第2课时：烷烃的性质
第七章 有机化合物
烷烃的物理性质
01
烷烃的化学性质
02
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。
学习目标
最简单的烷烃——甲烷
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
在生活中我们接触过哪些烷烃？
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
烷烃的物理性质
名称 正戊烷 异戊烷 新戊烷
结构简式 CH3(CH2)3CH3 CH3CH(CH2) CH2CH3 C(CH3)4
熔点/℃ -129.7 -159.6 -20
沸点/℃ 36.07 27.9 9.5
观察下表中所给的数据，你能得到哪些规律？
对于同种烃，若碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低。
烷烃的物理性质
总结：
烷烃，随着碳原子数的递增，熔点、沸点逐渐升高、密度逐渐增大，且小于水。均难溶于水。
常温下烷烃的存在状态：C1～C4为气态；C5～C16为液态;C17以上为固态。
同分异构体的熔点沸点规律：支链越多，熔点沸点越低。
烷烃的物理性质
课堂检测
1.下列五种烷烃：① CH3(CH2)4CH3 ②CH3CH2CH(CH3)2
③ CH3CH2CH3 ④ CH3CH3 ⑤ CH3(CH2)3CH3，其沸点按由高到低的顺序排列正确的是（ ）
A．①⑤②③④ B．②③④⑤①
C．⑤②①③④ D．④①②⑤③
A
烷烃的物理性质
课堂检测
2.由沸点数据：甲烷-161.5℃，乙烷-89℃，丁烷-0.5℃，戊烷36℃，可以判断丙烷的沸点可能是：（ ）
A．高于-0.5℃ B．约是+30℃
C．约是-40℃ D．低于-89℃
C
烷烃的物理性质
烷烃的化学性质
烷烃的化学性质
探究甲烷的化学性质:
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。
化学性质
浓硫酸
氢氧化钠
高锰酸钾
×
×
×
稳定性
烷烃的化学性质
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
点燃
烷烃的稳定性是相对的，在特定的条件下，烷烃也会发生某些反应。
氧化反应——可燃性
甲烷可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，
生成二氧化碳和水，并放出大量的热。
明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。无烟
煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。
为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施。点燃之前要验纯。
现象：
结论：
化学方程式：
注意：有机反应方程式书写用“ → ”不用“＝”
化学性质
烷烃的化学性质
烷烃都能燃烧。
烷烃燃烧通式：_____________________________________
燃料
甲烷
丙烷
石蜡
煤油
丁烷
化学性质
氧化反应——可燃性
烷烃的化学性质
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
甲烷1 000 ℃以上隔绝空气完全分解为炭黑和氢气
化学性质
分解反应
需要隔绝空气
烷烃的化学性质
【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
烷烃的化学性质
C
例2.在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是(　　)
①正丁烷　②2-甲基丙烷[CH3CH(CH3)CH3]
③正戊烷　④2-甲基丁烷[CH3CH(CH3)CH2CH3]
⑤2,2-二甲基丙烷[C(CH3)4]
A．①>②>③>④>⑤
B．⑤>④>③>②>①
C．③>④>⑤>①>②
D．②>①>⑤>④>③
【实验7-1】取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4，和半试管Cl2，分别用铁架台固定好（如图7-8）。将其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处（不要放在日光直射的地方）。静置，比较两支试管内的现象。
作用：避光处理
原因：光照太强，会剧烈反应发生爆炸
作用：降低 Cl2 在水中的溶解度
烷烃的化学性质
化学性质
取代反应
烷烃的化学性质
探究甲烷的化学性质:
实验现象 原因分析
无光照
光照
无明显变化
无光照该反应不能发生
试管内气体颜色变浅
氯气逐渐消耗
试管壁上有油状液滴
生成不溶于水的液体
试管中液面上升
生成的气体溶于水中使试管内压强减小
水槽中有固体析出
Cl-饱和
可能观察到白雾
生成了易溶于水的HCl气体
烷烃的化学性质
反应中的HCl是如何形成的？
Cl—Cl
+
光
C
H
H
H
Cl
Cl
H
+
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
用途
状态
沸点
水溶性
一氯甲烷(CH3Cl)
常温下是气体
难溶于水
-24.2 ℃
可用作溶剂、冷冻剂、香料等
烷烃的化学性质
Cl—Cl
+
光
C
H
H
Cl
Cl
H
+
用途
状态
沸点
水溶性
二氯甲烷(CH2Cl2)
C
H
H
H
Cl
Cl
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
取代反应
化学性质
常温下是油状液体
难溶于水
39.8 ℃
用作牙科局部麻醉剂
烷烃的化学性质
取代反应
化学性质
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
Cl—Cl
+
光
C
H
Cl
Cl
H
+
用途
状态
沸点
水溶性
三氯甲烷(CHCl3)俗称：氯仿
C
H
H
Cl
Cl
Cl
Cl
难溶于水
61.7 ℃
主要用来生产氟利昂，常用作有机溶剂
常温下是油状液体
烷烃的化学性质
取代反应
化学性质
CH2Cl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
Cl—Cl
+
光
C
Cl
Cl
H
+
用途
状态
沸点
水溶性
四氯化碳(CCl4)
C
H
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
难溶于水
76.5 ℃
主要用作优良的溶剂
常温下是油状液体
烷烃的化学性质
二、取代反应
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
有机物分子里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:
2. 特点:
一上一下，取而代之
小结：一、反应原理
逐步取代、同时发生
A－B ＋ C－D → A－D ＋ C－B
3、在光照条件下，烷烃可与卤素单质发生取代反应：
CnH2n+2 + X2
CnH2n+1X + HX
光
一氯甲烷（气体）
二氯甲烷（液态）
三氯甲烷（液态）俗称：氯仿
四氯甲烷（液态）四氯化碳
烷烃的化学性质
5.反应中量的关系：
即：被取代n(H)＝消耗n(Cl2)＝生成n(HCl)
1mol H被取代→消耗 mol Cl2→生成 mol HCl。
不论如何控制反应物的用量，都是五种产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，HCl的量最多
4.生成物：
CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
空间构型
状态
四面体
正四面体
四面体
四面体
有机溶剂
气体
油状液体
油状液体
油状液体
有机溶剂
1
1
烷烃的化学性质
【例1】CH4和Cl2发生取代反应中，产物的物质的量最多的是什么？如1 mol CH4和Cl2发生取代反应，生成的氯代物的物质的量相等，则消耗的氯气为多少摩尔？
产物中最多的为HCl
根据取代反应的特点，每取代一个氢原子，则消耗一个氯气分子，故生成1 mol CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4所消耗的氯气为1 mol、2 mol、3 mol、4 mol，则1 mol CH4和Cl2反应生成等物质的量的氯代物消耗的氯气为0.25×(1＋2＋3＋4) mol＝2.5 mol。
【例2】乙烷和甲烷性质相似，乙烷和氯气按体积比1∶1混合，光照条件下能生成纯净的一氯乙烷吗？
不能，因为烷烃和氯气的反应是连锁反应，故乙烷分子中的氢原子是被氯原子逐步取代，故产物是一氯乙烷到六氯乙烷和HCl的混合物，不能得到纯净的一氯乙烷。
烷烃的化学性质
【例3】下列应属于取代反应的是（ ）
B、 2 HI + Cl2 = I2 + 2HCl
A、 CH4 C + 2 H2
高温
C、 CH2=CH2 +Br2 CH2BrCH2Br
CCl4
D、 C2H5-H + C2H5Cl C6H5-C2H5+HCl
一定条件
D
烷烃的化学性质
例4.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验，光照下反应一段时间后，下列说法正确的是：（ ）
A．反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红，
说明生成的一氯甲烷具有酸性
B．产物之一氯仿在常温下为液态
C．甲烷和氯气在光照条件下反应，只能生成四种含氯的化合物
D．CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体可能会充满试管
B
烷烃的化学性质
C
例5.在标准状况下，22.4 L CH4与氯气在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气为(　　)
A．1.25 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．4 mol
烷烃的化学性质
小结:烷烃的性质
烷烃的性质
难溶于水，随碳原子数递增，熔沸点、密度逐渐增大；
碳原子数相同，含支链越多，熔沸点越低；状态：气（C≤4）→液→固（C≥17）
①稳定性：与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应；②氧化反应：可燃烧（CH4 ：淡蓝色火焰）；③高温分解；④取代反应：与卤素单质光照取代（多种产物）。
化学性质
物理性质

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