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第一節 認識有機化合物
第2課時：烷烴的性質
第七章 有機化合物
烷烴的物理性質
01
烷烴的化學性質
02
1.了解烷烴的主要物理性質及化學性質。
2.掌握甲烷的結構及其主要性質。
3.掌握取代反應的概念及特點，了解常見有機化合物的性質特點。
學習目標
最簡單的烷烴——甲烷
天然氣
丙烷和丁烷
請結合生活經驗和所學化學的有關知識，想一想烷烴可能具有哪些性質
在生活中我們接觸過哪些烷烴？
烷烴的性質
（一）烷烴的物理性質
狀 態：
熔、沸點：
密 度：
氣→液→固
溶解性：
n≤4的烷烴為氣態(常溫常壓下，新戊烷為氣態)
難溶于水，易溶于有機溶劑
較低，且碳原子數的增加而熔沸點升高。
幾種烷烴的物理性質 名稱 分子式 常溫狀態 熔點/℃ 沸點/℃ 相對密度
甲烷 CH4 氣 －182 －162
乙烷 C2H6 氣 －183 －89
丙烷 C3H8 氣 －188 －42 0.5005
丁烷 C4H10 氣 －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
隨著碳原子數的增加
增大
隨著碳原子數的增加
通式：
CnH2n+2
比水小，一般隨著分子中碳原子數的增加而增大
烷烴的物理性質
名稱 正戊烷 異戊烷 新戊烷
結構簡式 CH3(CH2)3CH3 CH3CH(CH2) CH2CH3 C(CH3)4
熔點/℃ -129.7 -159.6 -20
沸點/℃ 36.07 27.9 9.5
觀察下表中所給的數據，你能得到哪些規律？
對于同種烴，若碳原子數相同時，支鏈越多，熔沸點越低。
烷烴的物理性質
總結：
烷烴，隨著碳原子數的遞增，熔點、沸點逐漸升高、密度逐漸增大，且小于水。均難溶于水。
常溫下烷烴的存在狀態：C1～C4為氣態；C5～C16為液態;C17以上為固態。
同分異構體的熔點沸點規律：支鏈越多，熔點沸點越低。
烷烴的物理性質
課堂檢測
1.下列五種烷烴：① CH3(CH2)4CH3 ②CH3CH2CH(CH3)2
③ CH3CH2CH3 ④ CH3CH3 ⑤ CH3(CH2)3CH3，其沸點按由高到低的順序排列正確的是（ ）
A．①⑤②③④ B．②③④⑤①
C．⑤②①③④ D．④①②⑤③
A
烷烴的物理性質
課堂檢測
2.由沸點數據：甲烷-161.5℃，乙烷-89℃，丁烷-0.5℃，戊烷36℃，可以判斷丙烷的沸點可能是：（ ）
A．高于-0.5℃ B．約是+30℃
C．約是-40℃ D．低于-89℃
C
烷烴的物理性質
烷烴的化學性質
烷烴的化學性質
探究甲烷的化學性質:
通常情況下，烷烴比較穩定，與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不發生反應。
化學性質
濃硫酸
氫氧化鈉
高錳酸鉀
×
×
×
穩定性
烷烴的化學性質
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
點燃
烷烴的穩定性是相對的，在特定的條件下，烷烴也會發生某些反應。
氧化反應——可燃性
甲烷可以在空氣中完全燃燒，發生氧化反應，
生成二氧化碳和水，并放出大量的熱。
明亮的淡藍色火焰，放出大量的熱。無煙
煤礦中的爆炸事故多與甲烷氣體爆炸有關。
為了保證安全生產，必須采取通風、嚴禁煙火等措施。點燃之前要驗純。
現象：
結論：
化學方程式：
注意：有機反應方程式書寫用“ → ”不用“＝”
化學性質
烷烴的化學性質
烷烴都能燃燒。
烷烴燃燒通式：_____________________________________
燃料
甲烷
丙烷
石蠟
煤油
丁烷
化學性質
氧化反應——可燃性
烷烴的化學性質
烷烴在較高溫度下會發生分解，常應用于石油化工和天然氣化工生產中。
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
石油裂解即石油分餾產物的深度裂化
甲烷1 000 ℃以上隔絕空氣完全分解為炭黑和氫氣
化學性質
分解反應
需要隔絕空氣
烷烴的化學性質
【例1】.(2023·山東菏澤曹縣一中高一段考)下列關于甲烷及烷烴的結構及性質的說法錯誤的是（ ）
A.烷烴均難溶于水,相對密度均小于1
B.烷烴不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,因此烷烴不能發生氧化反應
C.物質的沸點：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷
D.甲烷的空間結構為正四面體形,甲烷分子中4個共價鍵的長度相同,相互
之間的夾角相等
B
典例分析
烷烴的化學性質
C
例2.在下列5種物質沸點的排列順序中，正確的是(　　)
①正丁烷?、?-甲基丙烷[CH3CH(CH3)CH3]
③正戊烷?、?-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
【實驗7-1】取兩支試管，均通過排飽和NaCl溶液的方法收集半試管CH4，和半試管Cl2，分別用鐵架臺固定好（如圖7-8）。將其中一支試管用鋁箔套上，另一支試管放在光亮處（不要放在日光直射的地方）。靜置，比較兩支試管內的現象。
作用：避光處理
原因：光照太強，會劇烈反應發生爆炸
作用：降低 Cl2 在水中的溶解度
烷烴的化學性質
化學性質
取代反應
烷烴的化學性質
探究甲烷的化學性質:
實驗現象 原因分析
無光照
光照
無明顯變化
無光照該反應不能發生
試管內氣體顏色變淺
氯氣逐漸消耗
試管壁上有油狀液滴
生成不溶于水的液體
試管中液面上升
生成的氣體溶于水中使試管內壓強減小
水槽中有固體析出
Cl-飽和
可能觀察到白霧
生成了易溶于水的HCl氣體
烷烴的化學性質
反應中的HCl是如何形成的？
Cl—Cl
+
光
C
H
H
H
Cl
Cl
H
+
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
用途
狀態
沸點
水溶性
一氯甲烷(CH3Cl)
常溫下是氣體
難溶于水
-24.2 ℃
可用作溶劑、冷凍劑、香料等
烷烴的化學性質
Cl—Cl
+
光
C
H
H
Cl
Cl
H
+
用途
狀態
沸點
水溶性
二氯甲烷(CH2Cl2)
C
H
H
H
Cl
Cl
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
取代反應
化學性質
常溫下是油狀液體
難溶于水
39.8 ℃
用作牙科局部麻醉劑
烷烴的化學性質
取代反應
化學性質
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
Cl—Cl
+
光
C
H
Cl
Cl
H
+
用途
狀態
沸點
水溶性
三氯甲烷(CHCl3)俗稱：氯仿
C
H
H
Cl
Cl
Cl
Cl
難溶于水
61.7 ℃
主要用來生產氟利昂，常用作有機溶劑
常溫下是油狀液體
烷烴的化學性質
取代反應
化學性質
CH2Cl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
Cl—Cl
+
光
C
Cl
Cl
H
+
用途
狀態
沸點
水溶性
四氯化碳(CCl4)
C
H
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
難溶于水
76.5 ℃
主要用作優良的溶劑
常溫下是油狀液體
烷烴的化學性質
二、取代反應
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
有機物分子里某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應。
1. 定義:
2. 特點:
一上一下，取而代之
小結：一、反應原理
逐步取代、同時發生
A－B ＋ C－D → A－D ＋ C－B
3、在光照條件下，烷烴可與鹵素單質發生取代反應：
CnH2n+2 + X2
CnH2n+1X + HX
光
一氯甲烷（氣體）
二氯甲烷（液態）
三氯甲烷（液態）俗稱：氯仿
四氯甲烷（液態）四氯化碳
烷烴的化學性質
5.反應中量的關系：
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。
不論如何控制反應物的用量，都是五種產物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，HCl的量最多
4.生成物：
CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
空間構型
狀態
四面體
正四面體
四面體
四面體
有機溶劑
氣體
油狀液體
油狀液體
油狀液體
有機溶劑
1
1
烷烴的化學性質
【例1】CH4和Cl2發生取代反應中，產物的物質的量最多的是什么？如1 mol CH4和Cl2發生取代反應，生成的氯代物的物質的量相等，則消耗的氯氣為多少摩爾？
產物中最多的為HCl
根據取代反應的特點，每取代一個氫原子，則消耗一個氯氣分子，故生成1 mol CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4所消耗的氯氣為1 mol、2 mol、3 mol、4 mol，則1 mol CH4和Cl2反應生成等物質的量的氯代物消耗的氯氣為0.25×(1＋2＋3＋4) mol＝2.5 mol。
【例2】乙烷和甲烷性質相似，乙烷和氯氣按體積比1∶1混合，光照條件下能生成純凈的一氯乙烷嗎？
不能，因為烷烴和氯氣的反應是連鎖反應，故乙烷分子中的氫原子是被氯原子逐步取代，故產物是一氯乙烷到六氯乙烷和HCl的混合物，不能得到純凈的一氯乙烷。
烷烴的化學性質
【例3】下列應屬于取代反應的是（ ）
B、 2 HI + Cl2 = I2 + 2HCl
A、 CH4 C + 2 H2
高溫
C、 CH2=CH2 +Br2 CH2BrCH2Br
CCl4
D、 C2H5-H + C2H5Cl C6H5-C2H5+HCl
一定條件
D
烷烴的化學性質
例4.實驗室中用如圖所示的裝置進行甲烷與氯氣在光照下反應的實驗，光照下反應一段時間后，下列說法正確的是：（ ）
A．反應后的混合氣體能使濕潤的石蕊試紙變紅，
說明生成的一氯甲烷具有酸性
B．產物之一氯仿在常溫下為液態
C．甲烷和氯氣在光照條件下反應，只能生成四種含氯的化合物
D．CH4和Cl2完全反應后液面上升，液體可能會充滿試管
B
烷烴的化學性質
C
例5.在標準狀況下，22.4 L CH4與氯氣在光照下發生取代反應，待反應完全后，測得四種有機取代物的物質的量相等，則消耗的氯氣為(　　)
A．1.25 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．4 mol
烷烴的化學性質
小結:烷烴的性質
烷烴的性質
難溶于水，隨碳原子數遞增，熔沸點、密度逐漸增大；
碳原子數相同，含支鏈越多，熔沸點越低；狀態：氣（C≤4）→液→固（C≥17）
①穩定性：與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不反應；②氧化反應：可燃燒（CH4 ：淡藍色火焰）；③高溫分解；④取代反應：與鹵素單質光照取代（多種產物）。
化學性質
物理性質

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