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(共24張PPT)
第二章 烴
第一節 烷烴
第1課時 烷烴的結構與性質
1、簡介可燃冰，進行愛國主義教育
2、了解甲烷的物理性質、存在和用途，讓學生認識甲烷的社會價值。
3、掌握甲烷的分子結構，讓學生建立“結構決定性質”的模型認知。
4、掌握甲烷的化學性質，通過實驗探究，培養學生的觀察力，分析整合信息、推理、表達等能力。
池沼的底部(沼氣)
可燃冰等。
油田氣和煤礦坑道氣(坑氣、瓦斯)
天然氣(一般含CH4 80﹪~97﹪)
01
02
03
04
作清潔燃料 化工原料
甲烷在自然界的存在和用途
甲烷的結構（最簡單的烷烴）
H
H
H
C
H
sp3
sp3
sp3
sp3
單鍵、σ鍵、sp3雜化、正四面體結構
CH4
電子式：
CH4
分子式：
結構式：
結構簡式：
球棍模型
空間填充模型
名稱 結構簡式 分子式 碳原子的雜化方式 分子中共價鍵的類型
甲烷 CH4 CH4
乙烷 CH3CH3 C2H6
丙烷 CH3CH2CH3 C3H8
丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10
戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12
sp3
sp3
sp3
sp3
sp3
σ鍵
σ鍵
σ鍵
σ鍵
σ鍵
根據烷烴的分子結構，寫出相應的結構簡式和分子式，分析他們在組成和結構上的相似點。
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
烷烴的結構特點
(1)烷烴的結構與甲烷相似
(2)其分子中的碳原子都采取sp3雜化，以伸向四面體四個頂點方向的sp3雜化軌道與其他碳原子或氫原子結合，形成σ鍵。
(3)烷烴分子中的共價鍵全部是單鍵，單鍵可以旋轉。
注：①烷烴的所有原子不可能共平面
②分子中的碳原子并非直線狀排列，而是鋸齒狀
1.同系物
（1）定義：結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物互稱同系物。同系物一定具有相同的通式。
（2）鏈狀烷烴的通式為CnH2n+2
（3）特點：
飽和烴（烷烴和環烷烴）
①同系物通式一定相同，一定屬于同一類物質。
②一定具有不同的分子式。
③官能團的種類和數目一樣，化學性質相似，物理性質不同，具有相似性和遞變性。
環狀烷烴:CnH2n
官能團種類、個數相同
烷烴的物理性質
①隨碳原子數的遞增，烷烴熔沸點逐漸升高。
碳原子數相同時，支鏈越多，對稱性越好，熔沸點越低。
②常溫/標況下的存在狀態，g→l→s。
C1-C4:氣態 C5-C16:液態 C17以上:固態
[注意]新戊烷為氣態
③隨碳原子數的遞增，烷烴密度逐漸增大，均小于1。
④所有烷烴均難溶于水，易溶于有機溶劑。
物理性質
無色、無味的氣體，難溶于水，密度比空氣的小。
化學性質
（1）穩定性：
（2）氧化反應—
（3）取代反應（特征反應）
（4）分解反應：
不與強酸、強堿、酸性KMnO4溶液、Br2反應
燃燒反應
光照下與氣態純鹵素發生連續反應 （與氯水、溴水不反應）
隔絕空氣，1000℃以上
甲烷的主要性質
（1）甲烷的穩定性
常溫下，甲烷與強氧化劑、強酸、強堿反應探究
操作指南 打開輸液袋下方開關，緩慢擠壓輸液袋
溶液顏色變化情況 KMnO4溶液
滴加酚酞的NaOH溶液
滴加石蕊的H2SO4溶液
結論 通常情況下，CH4的化學性質比較—— 與強氧化劑、強酸、強堿—————
（2）甲烷的氧化反應（燃燒反應）
甲烷與空氣或氧氣的混合氣體點燃時，發生爆炸。因此，在點燃甲烷氣體時，必須先進行純度檢驗。
現象：
淡藍色火焰，放出大量的熱。
CH4+O2 CO2+H2O
點燃
[動手做]寫出汽油的成分之一辛烷(C8H18)完全燃燒的化學方程式。
C8H18＋25/2O2 8CO2＋9H2O
點燃
燃燒通式：CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O
點燃
[現象]火焰呈淡藍色，放熱，隨碳的質量分數逐漸增大，有黑煙產生。
烷烴的氧化反應（燃燒）
如何鑒別CH4、H2、CO三種氣體
氣體 火焰 顏色 干燥的燒杯罩在火焰上方 用澄清的石灰水濕潤燒杯后罩在火焰上方
CH4
H2
CO
淡藍色
有水霧出現
燒杯內壁出現渾濁
淡藍色
有水霧出現
燒杯內壁不出現渾濁
淡藍色
沒有水霧出現
燒杯內壁出現渾濁
（3）甲烷的取代反應
取代反應：
（1）量筒內Cl2的黃綠色逐漸消失
（2）量筒內壁出現油狀液滴
（3）量筒內水面上升
注意：裝置要放在光亮（關照）的地方.
實驗現象：色變淺，有白霧，出油滴，液上升
有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應叫取代反應。
光照、純氣態鹵素單質、五種產物
注意：
a.反應條件：光照（室溫下在暗處不反應）,但不能在陽光下直射，否則會發生爆炸。
b.反應物質：鹵素單質必須是純蒸汽狀態，與鹵素單質的水溶液不反應。如甲烷與氯水、溴水不反應
c.反應歷程：反應是一種連鎖反應，各歩同時進行，因此產物是五種物質的混合物，其中HCl最多。四種氯代產物中，CH3Cl為氣體，CH2Cl2、CHCl3 、CCl4為油狀液體，且它們均不溶于水
d.數量關系：每1mol H被取代，消耗1mol Cl2，同時生成1mol HCl。
甲烷與氯氣的取代反應的計量關系
CH4
CH3Cl+HCl
CH2Cl2 +2HCl
CHCl3 +3HCl
CCl4 +4HCl
+Cl2
+2Cl2
+3Cl2
+4Cl2
n(Cl2)=
n(HCl)=
n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)
n(CH3Cl)+n(CH2Cl2)+n(CHCl3)+n(CCl4)
n(CH4)=
根據碳原子守恒得：
烴中被取代的H原子數=n(Cl2)︰n(烴)
烷烴的取代反應（屬于特征反應）
根據甲烷與氯氣的反應，寫出乙烷與氯氣反應生成一氯乙烷的化學方程式。指出該反應的反應類型，并從化學鍵和官能團的角度分析反應中有機化合物的變化。
CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl
光
取代反應
一氯乙烷
二氯乙烷
三氯乙烷
四氯乙烷
五氯乙烷
六氯乙烷
乙烷與氯氣在光照下反應，可能生成哪些產物？請寫出它們的結構簡式。
可能的產物有：HCl + 9種有機產物
CH3CH2Cl
CH3CHCl2
CH2ClCH2Cl
CH3CCl3
CH2ClCHCl2
CH2ClCCl3
CHCl2CHCl2
CHCl2CCl3
CCl3CCl3
1種
2種
2種
2種
1種
1種
（4）甲烷的分解反應
在隔絕空氣并加熱至1000℃的高溫下，甲烷分解
CH4 C + 2H2
高溫
合成氨、汽油的原料
橡膠工業的原料
2CH4 CH≡CH + 3H2
高溫
烷烴的分解反應（隔絕空氣，1000℃以上）——高溫裂化裂解
長鏈烷烴高溫下可分解成短鏈烷烴和烯烴，被利用在石油的裂化。
×
提示 烷烴不能使酸性KMnO4溶液褪色。
√
提示 烷烴的典型反應為與鹵素單質發生取代反應生成鹵代烴。
√
提示 同系物的分子結構相似,故化學性質相似。
√
1.易錯辨析
(1)烷烴能使酸性KMnO4溶液褪色。(　　)
(2)烷烴在一定條件下與鹵素單質反應生成鹵代烴。(　　)
(3)互為同系物的化合物的化學性質相似。(　　)
(4)烷烴的碳鏈結構并不一定是直線形的。(　　)
6.下列有關烷烴的敘述正確的是(　　)
A.常溫常壓下,所有烷烴都為氣體
B.除甲烷外,大多數烷烴都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.在光照條件下,烷烴能與氯氣、溴水等發生取代反應
D.1 mol丙烷與氯氣發生取代反應,最多能消耗Cl2的物質的量為8 mol
D

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