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第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第三课时
烷烃的性质
1. 掌握烷烃的物理性质和化学性质；
2. 认识烷烃取代反应的机理；
3. 掌握烷烃参与化学反应的相关计算。
学习目标
生活中使用的天然气，沼气，以及煤矿坑道气(煤层气)、瓦斯、油田气等主要成分都是甲烷。
护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡，其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。
【思考】烷烃有哪些性质呢？
1.甲烷的物理性质：
2.烷烃的物理性质：
无色、无味、极难溶于水的气体
熔点：-182℃
沸点：-164℃
密度：0.717g/L（标准状况下）
烷烃都不溶于水，可溶于有机溶剂（汽油，苯等）
烷烃的性质
名称 结构简式 常温时的状态 熔点/℃ 沸点/ ℃ 相对密度 水溶性
甲烷 CH4 气 -182 -164 0.466 不溶
乙烷 CH3CH3 气 -183.3 -88.6 0.572 不溶
丙烷 CH3CH2CH3 气 -189.7 -42.1 0.585 不溶
丁烷 CH3(CH2)2CH3 气 -138.4 -0.5 0.5788 不溶
戊烷 CH3(CH2)3CH3 液 -130 36.1 0.6262 不溶
十七烷 CH3(CH2)15CH3 固 22 301.8 0.7780 不溶
烷烃的性质
随 着 C 数 的 增 加 相似性 溶解性 颜色
递变性 状态
密度
熔沸点
烷烃均为难溶于水，易溶于有机溶剂的无色物质
逐渐升高(碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低)
正丁烷
(熔点-138.4℃，沸点-0.5℃)
异丁烷
(熔点-159.4℃，沸点-11.6℃)
逐渐增大(但均小于水)
气(C1-4)→液(C5-16)→固(≥C17)
烷烃的性质
（1）稳定性：通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱和酸性高锰酸钾等一般不发生化学反应。
如图：甲烷与酸性高锰酸钾溶液、溴水等不反应。
烷烃通常情况下，与强酸、强碱和酸性高锰酸钾等不发生化学反应。
烷烃的性质
3. 化学性质
烷烃的性质
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
注意：点燃前必须验纯，否则会发生爆炸!
爆炸！！！
在同等条件下，相同体积的甲烷与氢气、CO相比，燃烧释放出热量更多。
资料卡：煤矿中的瓦斯爆炸，瓦斯的主要成分是甲烷。所以煤矿里必须保持通风、严禁烟火。
烷烃的性质
(2)可燃性(氧化反应)
③CH4爆炸极限：5%~15.4%(空气中)
①现象：淡蓝色火焰，大量放热
注意:
②燃烧是氧化反应
思考：如何检验甲烷燃烧的产物？
提示：可以用干冷烧杯罩在火焰上方检验水，然后翻转烧杯，倒入澄清石灰水检验CO2。
④用“ ”不用“=== ”
烷烃的性质
（3） 高温分解 烷烃在高温条件下可以分解。
C8H18 C4H10 + C4H8
高温
这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中，从烷烃
可得到一系列重要的化工基本原料和燃料。
比如：汽油、柴油
烷烃的性质
……在隔绝空气的条件下加热到将近1000℃，甲烷开始分解得炭黑，可用作颜料、油墨、油漆等……
CH4 C + 2H2
隔绝空气
1000~1200℃
炭黑：橡胶工业的原料
可以用于制造颜料、油墨、油漆等
合成氨
橡胶中加入炭黑做成轮胎，可增强耐磨性，延长其使用寿命。炭黑也可以用于生产油墨、油漆和黑色涂料等。
(4) 取代反应
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。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
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。
烷烃的性质
实验现象：
铝箔套上的试管内没有明显现象；
光亮处的试管内有如下现象：
①试管内Cl2的黄绿色逐渐消失；
②试管内壁出现油状液滴;
③试管内有白雾出现；
④试管内水面上升。
烷烃的性质
CH4 与 Cl2 发生了反应。
一氯甲烷（气态）
H
C
H
H
Cl
H Cl
光
H
C
H
H
H
Cl Cl
+
+
实验结论
H
C
H
Cl
Cl
H Cl
光
H
C
H
H
Cl
Cl Cl
+
+
其实，一氯甲烷还可以继续跟 Cl2 发生取代反应
H
C
Cl
Cl
Cl
H Cl
光
H
C
H
Cl
Cl
Cl Cl
+
+
Cl
C
Cl
Cl
Cl
H Cl
光
H
C
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
+
+
二氯甲烷
三氯甲烷
俗称：氯仿
四氯化碳
四氯甲烷
液态
① CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光照
② CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光照
③ CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光照
④ CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光照
CH4 与 Cl2 的取代反应
产物有 ____ 种，____种有机物 ，____种无机物 。
【思考】1 mol CH4与1 mol Cl2反应，得到几种产物，含量最多的产物是哪一种？1 mol CH4最多与多少摩尔Cl2反应？
CHCl3、CCl4 常用来做有机溶剂。
CH3Cl(___态)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 (均为___态)均_____溶于水。
5
4
1
气
液
不
五种
HCl
4 mol
反应一旦发生，不会停留在某一步，即使氯气不足量，产物依然是五种物质的混合物
反应物 反应条件 生成物 反应特点
甲烷与氯气(_____用氯水，需_____________)
漫散光照射(______用太阳光直射，以防______)
甲烷与氯气反应生成四种有机产物：
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中_____的产量最多
连锁反应
数量关系
每取代1 mol氢原子，消耗____mol Cl2，生成____ mol HCl，即1 mol烷烃CnH2n+2最多可以消耗_____ mol Cl2
甲烷与氯气的取代反应
不能
纯卤素单质
爆炸
不能
HCl
甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应_____进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行
同时
1
1
2n+2
甲烷的各种氯代物比较：
一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷
俗 名 —— ——
分子式
状 态
用 途
氯仿
四氯化碳
CH3Cl
CH2Cl2
CHCl3
CCl4
气态
液态
液态
液态
局部麻醉剂
溶剂
溶剂、
全身麻醉剂
溶剂、
灭火剂
烷烃的性质
取代反应与置换反应的比较
取代反应 置换反应
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
定义
反应物 一种化合物和一种单质或化合物（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
电子转移 不一定发生电子转移 一定发生电子的转移
反应特点 很多反应是可逆反应，副反应较多，用“→” 连接 一般是不可逆反应，用“==”连接
光
烷烃的性质
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。与无机物相比，大多数有机物的熔点比较低，且难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂；大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。有机物除了有以上通性，依据其组成和结构的不同，还具有很多特性，我们在以后的学习中会逐步接触。
烷烃的性质
4.有机物的特性
CO2 + 2H2O
点燃
CH4 + 2O2
不与强酸、强碱、溴水、酸性KMnO4反应
CH4 C + 2H2
隔绝空气
1000~1200℃
CH3Cl + HCl
光
CH4 + Cl2
无色、无味气体，密度小于空气，难溶于水
课堂小结
甲烷
物理性质
化学性质
稳定性
氧化反应
高温分解
取代反应
CH2Cl2 + HCl
CH3Cl + Cl2
光
CHCl3 + HCl
CH2Cl2 + Cl2
光
CCl4 + HCl
CHCl3 + Cl2
光
1. 关于烷烃的叙述不正确的是(　 )
A. 分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
B. 烷烃均能与氯水发生取代反应
C. 正戊烷的熔点、沸点比异戊烷的高
D. 烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
B
当堂检测
2. 将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为( 　 )
A. 3 mol B. 4.5mol C. 6mol D. 7.5 mol
A
当堂检测
3. 在常温常压下，取下列等质量4种气态烃分别在足量的氧气中燃烧其中消耗氧气最多的是( 　 )
A. CH4 B. C2H6 C. C3H8 D. C4H10
A
当堂检测
4. 如图所示，U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混和气体，假定氯气在水中溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混和气体的装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓慢的反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方式
，
CH4 ＋ 4Cl2 4HCl ＋ CCl4
光照
(2)经过几个小时的反应后，U型管右端的玻璃管中水柱变化是 。
A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定
(3)U型管左端的气柱变化是 。
A. 体积增大 B. 体积减小 C. 消失 D. 不变
B
BC
当堂检测
5.如图所示，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题。
气体
A
B
浓H2SO4
澄清石灰水
(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是 。
(2) 若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是 。
(3) 若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X是
。
H2
CO
CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4
当堂检测

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