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第一節 認識有機化合物
第2課時 烷烴的性質
學習任務一 甲烷的化學性質
學習任務二 烷烴的性質
學習任務一 甲烷的化學性質
【新知自主預習】
1.甲烷的燃燒反應
甲烷在空氣中完全燃燒，生成二氧化碳和水，并放出大量的熱，化
學方程式為_ _________________________。
［注意］ 甲烷中混有空氣，在點燃時易發生爆炸，因此點燃甲烷前
要檢驗其純度。
2.甲烷與氯氣的反應
（1）實驗探究
實驗 操作 ____________________________________________________________________________________
實驗 現象 甲裝置：試管內氣體顏色逐漸______，試管內壁有__________出
現，試管內液面逐漸______
乙裝置：____________
變淺
油狀液滴
上升
無明顯現象
實驗 結論 室溫下，與 的混合氣體無光照時不發生反應。光照時，發
生化學反應，有關化學方程式：
_______（一氯代物）
________（二氯代物）
_______（三氯代物）
_____（四氯代物）
續表
［注意］ 有機物發生的反應一般比較復雜，副反應多，因此書寫化
學方程式時，反應物與生成物之間一般用“ ”連接。
（2）甲烷的四種取代產物的性質
①水溶性：、、、 都____溶于水。
②狀態：常溫下，除 是______外，其余三種均為液體。
不
氣體
（3）取代反應
有機物分子里的某些______________被其他______________所替代
的反應叫作取代反應。
原子或原子團
原子或原子團
3.熱分解反應
烷烴在較高溫度下會發生分解： ，可獲得炭黑。
【核心知識講解】
1.甲烷與氯氣的反應
反應 物 甲烷與氯氣
反應 條件 漫射光照射（不用太陽光直射，以防爆炸）
生成 物 甲烷與氯氣反應生成四種有機產物、、 、
和一種無機物，其中 的產量最多
反應 特點 連鎖反應 甲烷中的氫原子被氯原子逐步取代，各步反
應同時進行，即第一步反應一旦開始，后續
反應立即進行
數量關系 每取代氫原子，消耗 ，生成
續表
［注意］只有一種結構，說明 分子的空間結構為正四面
體形而非平面正方形。
2.取代反應和置換反應的比較
取代反應 置換反應
實例
反應物 一種化合物和另一種化合物或單質 （反應物中至少有一種是有機物） 一種單質和一種化
合物
生成物 一般生成兩種化合物 另一種化合物和另
一種單質
【知識遷移應用】
例1 如圖是某同學利用日常用品注射器設計的簡易實驗裝置。甲注射
器中充入 ，同溫同壓下乙注射器中充入 ，將乙注
射器中的氣體推入甲注射器中，氣體在甲注射器中反應，用日光照射
一段時間。
下列說法中不正確的是( )
A.甲注射器中發生的化學反應類型為取代反應
B.實驗過程中，甲注射器活塞向內移動，壁有油珠，氣體最終變為
無色
C.反應后，甲注射器中主要剩余氣體可被 溶液吸收
D.將甲注射器中的物質推入盛有適量 溶液的小試管，液體分
為兩層，產生白色沉淀
√
[解析] 在光照下,甲烷與氯氣發生取代反應：
， ,
, ，A正確；
理論上，甲烷與氯氣體積比為 時二者恰好完全反應，而該注射器里
氯氣與甲烷體積比為 ，說明氯氣過量，最終氣體中仍有氯
氣，氣體不會變成無色，B錯誤；
甲注射器中主要剩余氣體是 、，可被溶液吸收，C正確；
生成的會與 反應生成白色沉淀，同時因、
、 難溶于水而看到液體分為兩層，D正確。
例2 實驗小組探究甲烷與氯氣的取代反應，實驗裝置及現象如下：
實驗裝置 現象
______________________ ⅰ.光照后，產生白霧，混合氣體顏色變淺
.試管內液面上升
ⅲ.試管壁出現油狀液滴
下列說法不正確的是( )
A.飽和 溶液可以減少氯氣的溶解
B.出現油狀液滴，說明全部轉化為
C.產生白霧以及試管內液面上升與 的生成有關
D.若用鋁箔套住裝滿和 的試管，一段時間后沒有明顯變化
√
[解析] 氯氣和水的反應是可逆反應：，
和食鹽水中的 較大，能降低氯氣的溶解度，減少氯氣的溶解，
A正確；
和 混合后在光照條件下發生的取代反應是連續的：
、 、
、 ，故油狀液
滴是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物，B錯誤；
易溶于水，可產生白霧，導致試管內液面上升，C正確；
此反應是在光照條件下發生的，若用鋁箔套住裝滿甲烷和氯氣的
試管，一段時間后沒有明顯變化，D正確。
［特別提醒］
（1）甲烷與氯氣反應時，光照不能過于強烈，避免強烈日光直接照
射，否則可能導致爆炸。
（2）甲烷與氯氣反應所得的有機產物是混合物，不能通過二者反應
只制取、、、 中的某種有機物。
學習任務二 烷烴的性質
【新知自主預習】
一、烷烴的性質
1.烷烴的物理性質
顏 色 水溶性 熔點、沸點和密度 狀態
無 色 ____溶 于水 一般隨著分子中碳 原子數的增加而 ______ 隨著分子中碳原子數的增加，常溫下的
狀態由______變為液態，再到______；
一般小于5個碳原子的烷烴呈______
難
升高
氣態
固態
氣態
2.烷烴的化學性質
（1）烷烴的穩定性
通常情況下，烷烴比較穩定，與______、______
或高錳酸鉀等強氧化劑不發生反應，故烷烴不能使酸性高錳酸鉀溶
液褪色。
強酸
強堿
（2）燃燒反應（氧化反應）
與甲烷類似，烷烴可以在空氣中完全燃燒，發生______反應，生成
二氧化碳和水，并放出大量的熱。例如， 完全燃燒的化學方程
式為_ ___________________________。
［注意］ 鏈狀烷烴完全燃燒的通式為
。
氧化
（3）高溫分解反應
烷烴在較高溫度下會發生分解。這一性質常被應用于石油化工和天
然氣化工生產中，從烷烴可獲得一系列重要的化工基本原料和燃料。
（4）取代反應
烷烴在一定條件下，可以與______單質發生取代反應。例如，光照
時，乙烷可與 反應生成一氯乙烷，化學方程式為
_ _________________________________。
鹵素
二、有機物的性質
1.物理性質
與無機物相比，大多數有機物的熔點比較____，且____溶于水，___
溶于汽油、乙醇、苯等有機溶劑。
低
難
易
2.化學性質
（1）大多數有機物______燃燒，受熱會發生______。
（2）有機物的化學反應比較復雜，常伴有________發生，很多反應
需要在加熱、______或使用________的條件下進行。
容易
分解
副反應
光照
催化劑
【情境問題思考】
液化石油氣是在提煉原油時生產出來的，或是從石油
（或天然氣）開采過程揮發出的氣體，其主要成分是丙烷
、正丁烷、異丁烷 等。
液化石油氣常用作燃料，廣泛地進入人們的日常生活領域。
問題一： 分別寫出丙烷、丁烷 完全燃燒的化學方程式。
提示： ；
。
問題二： 結合甲烷與的取代反應機理，推測丙烷、異丁烷與
發生反應生成一氯代物的種類，并寫出其結構簡式。
提示：丙烷：2種，分別為、 ；異丁烷：2
種，分別為、 。
【知識遷移應用】
例3 [2024·山東菏澤期末] 液化石油氣中含有丙烷，且丙烷中碳原子
成鍵特點與 中碳原子相似，性質相似。下列有關丙烷的敘述中不
正確的是( )
A.丙烷在較高溫度下會分解
B.光照下能夠與氯氣發生取代反應
C.丙烷的沸點比甲烷低
D.丙烷不能使酸性 溶液褪色
√
[解析] 烷烴在較高溫度下會發生分解，A正確；
丙烷等烷烴在光照的條件下可以和氯氣發生取代反應，B正確；
烷烴的沸點一般隨著分子中碳原子數的增加而升高，丙烷的沸點比
甲烷高，C錯誤；
丙烷等烷烴性質穩定，不能使酸性 溶液褪色，D正確。
［特別提醒］
（1）光照條件下，氣態烷烴與鹵素單質發生取代反應，與鹵水不發
生反應。
（2）鏈狀烷烴在足量空氣（或氧氣）中完全燃燒生成和 ，
且二者的物質的量之比為 ，常用于確定鏈狀烷烴的分子式。
例4 [2024·浙江舟山中學檢測] 下列烷烴中，一氯代物只有一種的是
( )
A. B.
C. D.
√
分子只有1種氫原子： ，故其一氯代物有1種，C
正確；
分子有2種氫原子： ，故其一氯代物有2種，
D錯誤。
[解析] 根據“等效氫法”判斷烷烴一氯代物的種類， 分子中
有兩種氫原子： ，則其一氯代物有2種，A錯誤；
有2種氫原子： ，其一氯代物有2種，B錯誤；
［方法技巧］ 利用“等效氫法”判斷烷烴分子的一氯取代產物的種類
1.判斷正誤（正確的打“√”,錯誤的打“×”）。
（1）煤氣的主要成分是甲烷，完全燃燒時生成和 。( )
×
[解析] 煤氣的主要成分是 。
（2）甲烷化學性質比較穩定,不能發生氧化反應。( )
×
[解析] 的性質比較穩定,通常情況下,不與強酸、強堿、強氧化劑
反應,但可在空氣中燃燒,發生氧化反應。
（3）甲烷和氯氣反應,無論生成、、還是 ,都
屬于取代反應。( )
√
[解析] 涉及的反應是取代反應,其特點是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。
（4）光照條件下，甲烷與氯氣反應可制取純凈的 。( )
×
[解析] 甲烷與氯氣的取代反應是連鎖反應,反應生成的是多種產物的
混合物,得不到純凈的 。
（5）烷烴都能燃燒,且完全燃燒的產物一定是和 。( )
√
[解析] 烷烴完全燃燒的產物一定是和 。
2.[2024·北京西城區期末]下列關于甲烷的說法不正確的是( )
A.甲烷是最簡單的烷烴
B.甲烷不與強酸、強堿反應
C.常溫常壓下甲烷是無色無味的氣體
D.甲烷能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
[解析] 甲烷是最簡單的有機物，也是最簡單的烷烴，A正確；
甲烷不與強酸、強堿、酸性高錳酸鉀溶液反應，B正確，D錯誤；
常溫常壓下，甲烷是無色無味、密度比空氣小的氣體，C正確。
√
3. [2024·浙江臺州七校聯考] 利用圖示裝置在光亮處進行甲烷的性質實驗，
下列有關說法正確的是( )
A.試管中氣體顏色逐漸變深
B.一段時間后液體充滿試管
C.試管的內壁出現油狀液滴
D.該反應的生成物共有4種
√
[解析] 甲烷與氯氣反應生成氯化氫氣體和氯代產物，消耗氯氣，顏
色變淺，A錯誤；
甲烷與氯氣生成氯化氫和氯代產物，除一氯甲烷外其他氯代產物均為
液體，并且 易溶于水，試管內氣體壓強減小，液面上升，但一氯甲
烷難溶于水，故液體不會充滿試管，B錯誤；
、、 不溶于水，壁上有油狀液滴，C正確；
該反應得到的是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四
氯化碳和 的混合物，得到五種產物，D錯誤。
4.[2024·河北石家莊期末]下列關于烷烴性質的敘述中，不正確的是
( )
A.烷烴隨著相對分子質量的增大，在常溫下的狀態由氣態變為液態，
相對分子質量更大的則為固態
B.烷烴的密度一般隨著相對分子質量的增大逐漸增大
C.烷烴與鹵素單質在光照條件下能發生取代反應
D.烷烴能使溴水、酸性 溶液褪色
√
[解析] 烷烴結構相似，相對分子質量越大，熔、沸點越高，隨著碳
原子數的增加，常溫下的狀態逐漸由氣態到液態、固態，A正確；
烷烴結構相似，相對分子質量越大，其密度越大，B正確；
烷烴的化學性質與 相似，能跟鹵素單質在光照條件下發生取代
反應，C正確；
烷烴的結構決定了化學性質，碳原子是飽和狀態，所以不能使溴水、
酸性 溶液褪色，D錯誤。
5.[2024·山東濟南期末]土衛六是環繞土星運行的一顆衛星，據媒體
報道，土衛六表面的“海洋”中有可能存在生命，又知這些“海洋”的
主要成分是液態甲烷、乙烷以及這兩種物質形成的聚合物。下列說
法錯誤的是( )
A.甲烷和乙烷在光照條件下都能和溴水發生取代反應
B.甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面內
C.通常條件下，甲烷、乙烷和強酸、強堿、強氧化劑都不反應
D.乙烷分子中含有 共價鍵
√
[解析] 甲烷、乙烷和溴蒸氣在光照條件下可以發生取代反應，和溴
水不反應，A錯誤；
烷烴分子中都是以碳原子為中心的四面體結構，故甲烷、乙烷分子中
所有原子不在同一平面內，B正確；
烷烴性質穩定，通常條件下和強酸、強堿、強氧化劑都不反應，C正確；
乙烷的結構式為 ，乙烷分子中含 共價鍵，
D正確。
6.甲烷的綜合利用是各國科學家研究的重要課題。回答下列問題：
（1）天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的結構式為_ ______，甲烷的
空間結構為____________。
正四面體形
（2）驗證甲烷和氯氣發生取代反應的條件，實驗裝置如圖所示：
①裝置A、B中的實驗現象分別為___
_______________________________
_______________________________
____、_____________________。
A試管內氣體顏色逐漸變淺，試管壁上有油狀液滴產生，試管內液面上升
B試管中沒有明顯現象
②寫出甲烷與氯氣反應生成一氯甲烷的化學方程式：
_ _____________________________。
③若將與一定量的 反應，得到等物質的量的4種取代物
（假設完全反應），則消耗 的物質的量為______。
1.[2024·北京豐臺區期中]下列有機物的一氯代物同分異構體數目最
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] 四種物質分子中不同化學環境的氫原子分別有1種、2種、1種、
3種，因此一氯代物分別有1種、2種、1種、3種，D項最多。
√
2.某鏈狀烷烴完全燃燒生成 （已換算成標準狀況
下）。下列說法正確的是( )
A.該烷烴的分子式為
B.該烷烴與乙烷互為同分異構體
C.該烷烴完全燃燒需要消耗
D.該烷烴與甲烷屬于同系物
√
[解析] 標準狀況下，的物質的量為，即 某
鏈狀烷烴完全燃燒生成 ，即該烴分子中含有6個碳原子，
即分子式為。根據烷烴的通式 可知，含有6個碳的鏈
狀烷烴分子式為 ，A錯誤；
該烷烴含有6個碳原子，與乙烷的分子式不同，不是同分異構體，B錯誤；
根據烷烴的分子式為，該烷烴完全燃燒需要消耗 的物
質的量為 ，C錯誤；
甲烷屬于飽和烴，只存在單鍵，也屬于飽和烴，只存在單鍵，
且分子組成上相差5個 原子團，二者互為同系物，D正確。
3.有A、B、C三種烴，已知： 完全燃燒的產物
； 為飽和鏈烴，通常狀況下呈氣態，其二
氯代物有四種；是B分子中的氫原子全部被甲基 取代的
產物，A的一氯代物只有一種。請完成下列問題：
（1）B的最簡式為_____，分子式為______，二溴代物有___種。
2
[解析] 烴B完全燃燒的產物，據C、 原子守
恒可得，故B的最簡式為 ，
分子式應為，即B為乙烷，結構簡式為 ，其二溴代物有
2種，分別為、 。
（2）C的四種二氯代物的結構簡式為_____________、____________、
______________、_______________。
[解析] C為飽和鏈烴，通常狀況下呈氣態，其二氯代物有四種，則C
為，四種二氯代物分別為、 、
、 。
（3）A的結構簡式為________________。
[解析] B為，A是B分子中的氫原子全部被甲基 取代
的產物，則A的結構簡式為 。

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