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第一节 认识有机化合物
第2课时 烷烃的性质
学习任务一 甲烷的化学性质
学习任务二 烷烃的性质
学习任务一 甲烷的化学性质
【新知自主预习】
1.甲烷的燃烧反应
甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，并放出大量的热，化
学方程式为_ _________________________。
［注意］ 甲烷中混有空气，在点燃时易发生爆炸，因此点燃甲烷前
要检验其纯度。
2.甲烷与氯气的反应
（1）实验探究
实验 操作 ____________________________________________________________________________________
实验 现象 甲装置：试管内气体颜色逐渐______，试管内壁有__________出
现，试管内液面逐渐______
乙装置：____________
变浅
油状液滴
上升
无明显现象
实验 结论 室温下，与 的混合气体无光照时不发生反应。光照时，发
生化学反应，有关化学方程式：
_______（一氯代物）
________（二氯代物）
_______（三氯代物）
_____（四氯代物）
续表
［注意］ 有机物发生的反应一般比较复杂，副反应多，因此书写化
学方程式时，反应物与生成物之间一般用“ ”连接。
（2）甲烷的四种取代产物的性质
①水溶性：、、、 都____溶于水。
②状态：常温下，除 是______外，其余三种均为液体。
不
气体
（3）取代反应
有机物分子里的某些______________被其他______________所替代
的反应叫作取代反应。
原子或原子团
原子或原子团
3.热分解反应
烷烃在较高温度下会发生分解： ，可获得炭黑。
【核心知识讲解】
1.甲烷与氯气的反应
反应 物 甲烷与氯气
反应 条件 漫射光照射（不用太阳光直射，以防爆炸）
生成 物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物、、 、
和一种无机物，其中 的产量最多
反应 特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反
应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续
反应立即进行
数量关系 每取代氢原子，消耗 ，生成
续表
［注意］只有一种结构，说明 分子的空间结构为正四面
体形而非平面正方形。
2.取代反应和置换反应的比较
取代反应 置换反应
实例
反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 （反应物中至少有一种是有机物） 一种单质和一种化
合物
生成物 一般生成两种化合物 另一种化合物和另
一种单质
【知识迁移应用】
例1 如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲注射
器中充入 ，同温同压下乙注射器中充入 ，将乙注
射器中的气体推入甲注射器中，气体在甲注射器中反应，用日光照射
一段时间。
下列说法中不正确的是( )
A.甲注射器中发生的化学反应类型为取代反应
B.实验过程中，甲注射器活塞向内移动，壁有油珠，气体最终变为
无色
C.反应后，甲注射器中主要剩余气体可被 溶液吸收
D.将甲注射器中的物质推入盛有适量 溶液的小试管，液体分
为两层，产生白色沉淀
√
[解析] 在光照下,甲烷与氯气发生取代反应：
， ,
, ，A正确；
理论上，甲烷与氯气体积比为 时二者恰好完全反应，而该注射器里
氯气与甲烷体积比为 ，说明氯气过量，最终气体中仍有氯
气，气体不会变成无色，B错误；
甲注射器中主要剩余气体是 、，可被溶液吸收，C正确；
生成的会与 反应生成白色沉淀，同时因、
、 难溶于水而看到液体分为两层，D正确。
例2 实验小组探究甲烷与氯气的取代反应，实验装置及现象如下：
实验装置 现象
______________________ ⅰ.光照后，产生白雾，混合气体颜色变浅
.试管内液面上升
ⅲ.试管壁出现油状液滴
下列说法不正确的是( )
A.饱和 溶液可以减少氯气的溶解
B.出现油状液滴，说明全部转化为
C.产生白雾以及试管内液面上升与 的生成有关
D.若用铝箔套住装满和 的试管，一段时间后没有明显变化
√
[解析] 氯气和水的反应是可逆反应：，
和食盐水中的 较大，能降低氯气的溶解度，减少氯气的溶解，
A正确；
和 混合后在光照条件下发生的取代反应是连续的：
、 、
、 ，故油状液
滴是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物，B错误；
易溶于水，可产生白雾，导致试管内液面上升，C正确；
此反应是在光照条件下发生的，若用铝箔套住装满甲烷和氯气的
试管，一段时间后没有明显变化，D正确。
［特别提醒］
（1）甲烷与氯气反应时，光照不能过于强烈，避免强烈日光直接照
射，否则可能导致爆炸。
（2）甲烷与氯气反应所得的有机产物是混合物，不能通过二者反应
只制取、、、 中的某种有机物。
学习任务二 烷烃的性质
【新知自主预习】
一、烷烃的性质
1.烷烃的物理性质
颜 色 水溶性 熔点、沸点和密度 状态
无 色 ____溶 于水 一般随着分子中碳 原子数的增加而 ______ 随着分子中碳原子数的增加，常温下的
状态由______变为液态，再到______；
一般小于5个碳原子的烷烃呈______
难
升高
气态
固态
气态
2.烷烃的化学性质
（1）烷烃的稳定性
通常情况下，烷烃比较稳定，与______、______
或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应，故烷烃不能使酸性高锰酸钾溶
液褪色。
强酸
强碱
（2）燃烧反应（氧化反应）
与甲烷类似，烷烃可以在空气中完全燃烧，发生______反应，生成
二氧化碳和水，并放出大量的热。例如， 完全燃烧的化学方程
式为_ ___________________________。
［注意］ 链状烷烃完全燃烧的通式为
。
氧化
（3）高温分解反应
烷烃在较高温度下会发生分解。这一性质常被应用于石油化工和天
然气化工生产中，从烷烃可获得一系列重要的化工基本原料和燃料。
（4）取代反应
烷烃在一定条件下，可以与______单质发生取代反应。例如，光照
时，乙烷可与 反应生成一氯乙烷，化学方程式为
_ _________________________________。
卤素
二、有机物的性质
1.物理性质
与无机物相比，大多数有机物的熔点比较____，且____溶于水，___
溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
低
难
易
2.化学性质
（1）大多数有机物______燃烧，受热会发生______。
（2）有机物的化学反应比较复杂，常伴有________发生，很多反应
需要在加热、______或使用________的条件下进行。
容易
分解
副反应
光照
催化剂
【情境问题思考】
液化石油气是在提炼原油时生产出来的，或是从石油
（或天然气）开采过程挥发出的气体，其主要成分是丙烷
、正丁烷、异丁烷 等。
液化石油气常用作燃料，广泛地进入人们的日常生活领域。
问题一： 分别写出丙烷、丁烷 完全燃烧的化学方程式。
提示： ；
。
问题二： 结合甲烷与的取代反应机理，推测丙烷、异丁烷与
发生反应生成一氯代物的种类，并写出其结构简式。
提示：丙烷：2种，分别为、 ；异丁烷：2
种，分别为、 。
【知识迁移应用】
例3 [2024·山东菏泽期末] 液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子
成键特点与 中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不
正确的是( )
A.丙烷在较高温度下会分解
B.光照下能够与氯气发生取代反应
C.丙烷的沸点比甲烷低
D.丙烷不能使酸性 溶液褪色
√
[解析] 烷烃在较高温度下会发生分解，A正确；
丙烷等烷烃在光照的条件下可以和氯气发生取代反应，B正确；
烷烃的沸点一般随着分子中碳原子数的增加而升高，丙烷的沸点比
甲烷高，C错误；
丙烷等烷烃性质稳定，不能使酸性 溶液褪色，D正确。
［特别提醒］
（1）光照条件下，气态烷烃与卤素单质发生取代反应，与卤水不发
生反应。
（2）链状烷烃在足量空气（或氧气）中完全燃烧生成和 ，
且二者的物质的量之比为 ，常用于确定链状烷烃的分子式。
例4 [2024·浙江舟山中学检测] 下列烷烃中，一氯代物只有一种的是
( )
A. B.
C. D.
√
分子只有1种氢原子： ，故其一氯代物有1种，C
正确；
分子有2种氢原子： ，故其一氯代物有2种，
D错误。
[解析] 根据“等效氢法”判断烷烃一氯代物的种类， 分子中
有两种氢原子： ，则其一氯代物有2种，A错误；
有2种氢原子： ，其一氯代物有2种，B错误；
［方法技巧］ 利用“等效氢法”判断烷烃分子的一氯取代产物的种类
1.判断正误（正确的打“√”,错误的打“×”）。
（1）煤气的主要成分是甲烷，完全燃烧时生成和 。( )
×
[解析] 煤气的主要成分是 。
（2）甲烷化学性质比较稳定,不能发生氧化反应。( )
×
[解析] 的性质比较稳定,通常情况下,不与强酸、强碱、强氧化剂
反应,但可在空气中燃烧,发生氧化反应。
（3）甲烷和氯气反应,无论生成、、还是 ,都
属于取代反应。( )
√
[解析] 涉及的反应是取代反应,其特点是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。
（4）光照条件下，甲烷与氯气反应可制取纯净的 。( )
×
[解析] 甲烷与氯气的取代反应是连锁反应,反应生成的是多种产物的
混合物,得不到纯净的 。
（5）烷烃都能燃烧,且完全燃烧的产物一定是和 。( )
√
[解析] 烷烃完全燃烧的产物一定是和 。
2.[2024·北京西城区期末]下列关于甲烷的说法不正确的是( )
A.甲烷是最简单的烷烃
B.甲烷不与强酸、强碱反应
C.常温常压下甲烷是无色无味的气体
D.甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
[解析] 甲烷是最简单的有机物，也是最简单的烷烃，A正确；
甲烷不与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液反应，B正确，D错误；
常温常压下，甲烷是无色无味、密度比空气小的气体，C正确。
√
3. [2024·浙江台州七校联考] 利用图示装置在光亮处进行甲烷的性质实验，
下列有关说法正确的是( )
A.试管中气体颜色逐渐变深
B.一段时间后液体充满试管
C.试管的内壁出现油状液滴
D.该反应的生成物共有4种
√
[解析] 甲烷与氯气反应生成氯化氢气体和氯代产物，消耗氯气，颜
色变浅，A错误；
甲烷与氯气生成氯化氢和氯代产物，除一氯甲烷外其他氯代产物均为
液体，并且 易溶于水，试管内气体压强减小，液面上升，但一氯甲
烷难溶于水，故液体不会充满试管，B错误；
、、 不溶于水，壁上有油状液滴，C正确；
该反应得到的是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四
氯化碳和 的混合物，得到五种产物，D错误。
4.[2024·河北石家庄期末]下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是
( )
A.烷烃随着相对分子质量的增大，在常温下的状态由气态变为液态，
相对分子质量更大的则为固态
B.烷烃的密度一般随着相对分子质量的增大逐渐增大
C.烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D.烷烃能使溴水、酸性 溶液褪色
√
[解析] 烷烃结构相似，相对分子质量越大，熔、沸点越高，随着碳
原子数的增加，常温下的状态逐渐由气态到液态、固态，A正确；
烷烃结构相似，相对分子质量越大，其密度越大，B正确；
烷烃的化学性质与 相似，能跟卤素单质在光照条件下发生取代
反应，C正确；
烷烃的结构决定了化学性质，碳原子是饱和状态，所以不能使溴水、
酸性 溶液褪色，D错误。
5.[2024·山东济南期末]土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据媒体
报道，土卫六表面的“海洋”中有可能存在生命，又知这些“海洋”的
主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两种物质形成的聚合物。下列说
法错误的是( )
A.甲烷和乙烷在光照条件下都能和溴水发生取代反应
B.甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面内
C.通常条件下，甲烷、乙烷和强酸、强碱、强氧化剂都不反应
D.乙烷分子中含有 共价键
√
[解析] 甲烷、乙烷和溴蒸气在光照条件下可以发生取代反应，和溴
水不反应，A错误；
烷烃分子中都是以碳原子为中心的四面体结构，故甲烷、乙烷分子中
所有原子不在同一平面内，B正确；
烷烃性质稳定，通常条件下和强酸、强碱、强氧化剂都不反应，C正确；
乙烷的结构式为 ，乙烷分子中含 共价键，
D正确。
6.甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题：
（1）天然气的主要成分是甲烷，甲烷的结构式为_ ______，甲烷的
空间结构为____________。
正四面体形
（2）验证甲烷和氯气发生取代反应的条件，实验装置如图所示：
①装置A、B中的实验现象分别为___
_______________________________
_______________________________
____、_____________________。
A试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁上有油状液滴产生，试管内液面上升
B试管中没有明显现象
②写出甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：
_ _____________________________。
③若将与一定量的 反应，得到等物质的量的4种取代物
（假设完全反应），则消耗 的物质的量为______。
1.[2024·北京丰台区期中]下列有机物的一氯代物同分异构体数目最
多的是( )
A.乙烷
B. 甲基丙烷
C.2， 二甲基丙烷
D.2， 二甲基丁烷
[解析] 四种物质分子中不同化学环境的氢原子分别有1种、2种、1种、
3种，因此一氯代物分别有1种、2种、1种、3种，D项最多。
√
2.某链状烷烃完全燃烧生成 （已换算成标准状况
下）。下列说法正确的是( )
A.该烷烃的分子式为
B.该烷烃与乙烷互为同分异构体
C.该烷烃完全燃烧需要消耗
D.该烷烃与甲烷属于同系物
√
[解析] 标准状况下，的物质的量为，即 某
链状烷烃完全燃烧生成 ，即该烃分子中含有6个碳原子，
即分子式为。根据烷烃的通式 可知，含有6个碳的链
状烷烃分子式为 ，A错误；
该烷烃含有6个碳原子，与乙烷的分子式不同，不是同分异构体，B错误；
根据烷烃的分子式为，该烷烃完全燃烧需要消耗 的物
质的量为 ，C错误；
甲烷属于饱和烃，只存在单键，也属于饱和烃，只存在单键，
且分子组成上相差5个 原子团，二者互为同系物，D正确。
3.有A、B、C三种烃，已知： 完全燃烧的产物
； 为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二
氯代物有四种；是B分子中的氢原子全部被甲基 取代的
产物，A的一氯代物只有一种。请完成下列问题：
（1）B的最简式为_____，分子式为______，二溴代物有___种。
2
[解析] 烃B完全燃烧的产物，据C、 原子守
恒可得，故B的最简式为 ，
分子式应为，即B为乙烷，结构简式为 ，其二溴代物有
2种，分别为、 。
（2）C的四种二氯代物的结构简式为_____________、____________、
______________、_______________。
[解析] C为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有四种，则C
为，四种二氯代物分别为、 、
、 。
（3）A的结构简式为________________。
[解析] B为，A是B分子中的氢原子全部被甲基 取代
的产物，则A的结构简式为 。

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