第1课时 甲烷的性质
一、有机化合物和烃
概念
组成元素
有机化合物
大部分含有______的化合物
一定含有____，常含有____，有的还含有____________等(写元素符号，下同)。
烃
仅含有______________的有机物
有机化合物都含有____元素，但含有____元素的物质不一定都是有机物，如CO、CO2、
碳酸盐、碳酸氢盐都属于______。
有机物特点：
(1)种类繁多 碳元素是形成物质最多的元素 (2)结构复杂 (3)难溶于水
(4)易分解、易燃烧、不易导电二、甲烷的存在与结构
二、甲烷的存在与组成和结构
1．甲烷的存在
甲烷是______、______、油田气和煤矿坑道气的主要成分。天然气中甲烷所占的体积分数一般为80%～97
思考
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
1 一般引起煤矿中瓦斯爆炸的气体的主要成分是什么？
2．甲烷的组成与结构
甲烷的分子式为______。甲烷分子的空间构型是________结构，其中，碳原子位于____________，四个氢原子分别位于____________。碳原子与4个氢原子形成4个完全相同的C—H共价 键， C—H键之间的夹角都是______。
思考题2 甲烷分子中所含的共价键有几种？是极性键还是非极性键？
例1．如图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4都是正四面体结构
C．CH4和CCl4中的化学键完全相同
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
三、甲烷的性质
1．物理性质
甲烷是一种______颜色、______气味的气体，______溶于水，密度比空气______。
2．化学性质
(1)稳定性：在通常情况下，甲烷比较______，与KMnO4等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。
(2)可燃性：甲烷完全燃烧的化学方程式：______________________________
燃烧现象
检验产物
方法
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现象
结论
______
在火焰上方罩一个干燥的烧杯
烧杯内壁有水珠产生
生成了水
在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯
烧杯内壁变浑浊
生成了二氧化碳
【思考与交流】：“通过这个实验，说明甲烷由什么元素组成？你是如何推知的？组成里有没有氧？上述实验能肯定或否定吗？”
（3）．取代反应
甲烷与Cl2等物质可以发生取代反应。取代反应是指有机物分子里的__________________被__________________所代替的反应。在室温下，甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中共存而不发生反应，但把混合气体放在光亮的地方就会发生反应。混合物的颜色逐渐______，瓶壁出现______液滴，瓶中有少量______。在光照条件下，CH4与Cl2发生下述反应：
反应并没有到此终止，生成的一氯甲烷继续与氯气反应，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷(又叫氯仿)和四氯甲烷(又叫四氯化碳)，这些反应可分别表示如下：
在这些反应里，甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子所取代，生成四种取代产物(CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4)及HCl的混合物。四种有机产物都______溶于水。在常温下，一氯甲烷是______，其他三种都是____________。
[特别提醒]
①甲烷的取代反应要注意：
反应条件：光照(室温下，在暗处不发生反应，但不能用强光直接照射，否则会发生爆炸)。
反应物：纯卤素单质，如甲烷通入溴水中不反应。
反应不会停留在某一步，因此产物是5种物质的混合物。1 mol H被取代需要1 mol Cl2，认为1个Cl2分子能取代2个H原子是一个常见的错误。
②有机物参加的反应往往比较复杂，常有副反应发生，生成副产物，因此，有关有机物反应的化学方程式通常不用“===”而用“―→”表示。
例2．关于取代反应和置换反应的下列说法中，正确的是( )
A．取代反应和置换反应中一定都有单质生成
B．取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应
C．取代反应大多是可逆的，反应速率慢，而置换反应一般是单向进行的，反应速率快
D．取代反应和置换反应的产物都是惟一的，不会有多种产物并存的现象
例3．1 mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为( )
A．0.5 mol B．2 mol C．2.5 mol D．4 mol
（4）．甲烷的高温分解反应
甲烷在1500 ℃以上的高温条件下能较完全分解，生成炭黑和氢气。
反应的化学方程式为_______________________ 。
针对训练
1．下列说法正确的是( )
A．有机物的水溶液都不导电 B．有机物都易燃烧
C．有机物只能从有机体中获得 D．有机物中都含有碳元素
2．下列物质属于烃类的是( )
A．C6H6 B．H2CO3 C．C2H4O D．CHCl3
3．下列叙述中错误的是( )
A．点燃甲烷不必事先进行验纯
B．甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料
C．煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生
D．点燃甲烷不一定会爆炸
4．在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后，得到产物的物质的量最多的是( )
A．CH3Cl B．CHCl3 C．CCl4 D．HCl
5．CH4和H2混合气体10 mL，完全燃烧后生成6 mL CO2气体(气体的体积在相同状况下测定)，则混合气体中CH4和H2的体积之比为( )
A．2∶3 B．3∶2 C．2∶1 D．1∶2
6．下列气体的主要成分不是甲烷的是( )
A．沼气 B．煤气 C．天然气 D．坑道气
7．以下关于甲烷的说法中错误的是( )
A．甲烷分子是由极性键构成的分子 B．甲烷分子具有正四面体结构
C．甲烷分子中四个C—H键是完全等价的键 D．甲烷分子中具有非极性键
8．下列反应属于取代反应的是( )
A．CH4C＋2H2 B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2
C．CH4＋2O2CO2＋2H2O D．CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
9.如右图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水
挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，集气瓶内气体可能是( )
①CO、O2 ②Cl2、CH4
③NO2、O2 ④N2、H2
A．①② B．②④ C．③④ D．②③
10．常温下把体积相同的甲烷和氯气充入一个无色的集气瓶中，光照一段时间后，发现气体的黄绿色变浅，集气瓶上有淡黄绿色液滴，此时集气瓶中最多含有气体物质的种数是( )
A．5种 B．6种 C．4种 D．3种
11．某有机物在O2中充分燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1，由此可得出的结论是( )
A．该有机物分子中C、H、O原子个数比为1∶2∶3
B．该有机物分子中C、H原子个数比为1∶2
C．该有机物中必定含有氧元素
D．该有机物化学式为C2H4
12.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气体点燃，将燃烧后的气体通过A、B两个
洗气瓶。试根据实验现象回答下列问题：
(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则X气体是________。
(2)若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则X气体是________。
(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则X气体可能是_________________。
13.如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比
为1∶4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将
封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让
混合气体缓慢地反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，
请写出化学方程式________________________________________。
(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为________。
A．CH3Cl HCl B．CCl4 HCl
C．CH3Cl CH2Cl2 D．CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl
(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是__________。
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到________________________________。
(5)右端玻璃管的作用是______________________________________。
14．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
的模拟装置如下：根据要求填空：
(1)装置A有三项作用：①控制气流速度；②均匀混合气体；③________________。
(2)装置C的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是____________________。
(3)装置D的作用是________(填字母，下同)，使用球形干燥管的目的是________。
a．收集多余的甲烷 b．吸收氯气
c．防止倒吸 d．吸收氯化氢
(4)装置D中除生成盐酸外，还含有有机物，从D中分离出盐酸的最佳方法是____________。
(5)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气中主要有害成分为________(填字母)。
a．CH3Cl b．CH2Cl2 c．CHCl3 d．CCl4
第2课时 烷烃
一、烷烃的组成和结构特点
1．烷烃：烃的分子中碳原子之间只以 键结合，剩余的价键全部跟 结合，达
到 状态，这样的烃叫饱和烃，也叫烷烃。由于C—C连成链状，所以烷烃又叫饱和链烃。
2．烷烃的组成通式为 。
3．烷烃的性质
(1)烷烃的物理性质
随着分子中碳原子数的增加，烷烃的物理性质呈现规律性的变化：状态由气态到液态再到固态，熔、沸点逐渐 ，密度逐渐 。
思考题1 烷烃分子中碳元素的质量分数随着碳原子数的增大会如何变化？
(2)烷烃的化学性质
烷烃的化学性质与甲烷相似，一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和酸性高锰酸钾等强氧化剂都不起反应，也不跟其他物质化合。但在特定条件下也能发生下列反应：
①取代反应；
②氧化反应(燃烧)等。烷烃完全燃烧的通式为
思考题2 若乙烷与Cl2在光照条件下发生取代反应，得到的产物中物质的量最多的是什么？
例1 科学家对中国首颗探月卫星——“嫦娥一号”发回的数据进行了
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
，发现月球在形成时可能存在稀薄的原始大气层，它主要由氖、氢、氦、氩等气体组成，不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述中正确的是( )
A．碳氢化合物的通式为CnH2n＋2
B．燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物
C．碳氢化合物的碳原子间均以单键相连
D．碳氢化合物的相对分子质量一定是偶数
跟踪练习1 下列有关烷烃的叙述中正确的是( )
①都是易燃物 ②特征反应是取代反应 ③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH3
A．①和③ B．②和③ C．只有① D．①和②
5．同系物
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
例1、下列化合物互为同系物的是：
A 、 和 B、C2H6和C4H10
H Br CH3
C、Br—C—Br和Br—C—H D、CH3CH2CH3和CH3—CH—CH3
H H
跟踪练习2 下列关于同系物的说法中错误的是( )
A．同系物一定具有相同的实验式
B．同系物能符
合同
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一通式
C．相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D．同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数的增加而呈现规律性的变化
二、烷烃的命名
烷烃常用的命名法有 和 。
（1）普通命名法
烷烃可以根据分子里所含 原子的数目来命名称为“某烷”，碳原子数在 以下的，用甲、乙、丙、丁、戊、己、 、 、 、 来表示；碳原子数在 以上的，就用数字来表示。例如C5H12叫 烷，C17H36叫 烷。戊烷的三种同分异构体，可用“ ”、“ ”、“ ”来区别，这种命名方法叫普通命名法。只能适用于构造比较简单的烷烃。
（2）烷烃系统命名法
①烃基
定义：烃分子失去一个或几个氢原子后剩余的部分叫烃基，烃基一般用“R-”来表示。若为烷烃，叫做 。如“—CH3”叫 基；“—CH2CH3”叫 基；“—CH2CH2CH3”叫 基“—CH(CH3)2”叫 丙基
②烷烃系统命名的步骤
口诀为：选主链，称某烷；编号位，定支链；取代基，写在前；标位置，短线连；不同基，简到繁；相同基，合并算。
(1)找主链：最长、最多定主链
①选择最长碳链作为主链。
应选含6个碳原子的碳链为主链，如虚线所示。
②当有几个不同的碳链时，选择含支链最多的一个作为主链。如
含7个碳原子的链有A、B、C三条，因A有三个支链，含支链最多，故应选A为主链。
(2)编碳号：编号位要遵循“近”、“简”、“小”
①以离支链较近的主链一端为起点编号，即首先要考虑“近”。如：
②有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从较简单的支链一端开始编号。即同“近”，考虑“简”。如
③若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各位次和最小者即为正确的编号，即同“近”、同“简”，考虑“小”。如：
(3)写名称
按主链的碳原子数称为相应的某烷，在其前写出支链的位号和名称。原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字之间用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字用“”连接。如
命名为：2,4,6三甲基3乙基庚烷。
2．烷烃命名的5个原则和5个必须
(1)5个原则
①最长原则：应选最长的碳链作主链；
②最近原则：应从离支链最近的一端对主链碳原子编号；
③最多原则：若存在多条等长主链时，应选择含支链较多的碳链作主链；
④最小原则：若相同的支链距主链两端等长时，应以支链位号之和为最小为原则，对主链碳原子编号；
⑤最简原则：若不同的支链距主链两端等长时，应从靠近简单支链的一端对主链碳原子编号。
(2)5个必须
①取代基的位号必须用阿拉伯数字“2,3,4……”表示；
②相同取代基的个数，必须用中文数字“二，三，四，……”表示；
③位号2,3,4等相邻时，必须用逗号“，”表示(不能用顿号“、”)；
④名称中凡阿拉伯数字与汉字相邻时，必须用短线“一”隔开；
⑤若有多种取代基，不管其位号大小如何，都必须把简单的写在前面，复杂的写在后面。
例3、给下列烷烃进行系统命名，名称填在横线上：
（1）CH3—CH—CH2—CH3 ______________________________
CH2
CH3
（2）CH3—CH—CH—CH3 ______________________________
CH3 CH2
CH3
CH3—CH2—CH2 CH2—CH3
（3）CH3—CH2—C—CH—CH—CH3 ______________________________
CH2 CH3
CH3
例4、写出下列物质的结构简式：
（1）2，3，5-三甲基已烷
（2）2，5-二甲基-4-乙基已烷
针对训练
1．下列烷烃，常温下呈气态的是 ( )
A．戊烷 B．丁烷 C．庚烷 D．十二烷
2、科学家对中国首颗探月卫星——“嫦娥一号”发回的数据进行了分析，发现月球在形成时可能存在稀薄的原始大气层，它主要由氖、氢、氦、氩等气体组成，不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述中正确的是( )
A．碳氢化合物的通式为CnH2n＋2
B．燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物
C．碳氢化合物的碳原子间均以单键相连
D．碳氢化合物的相对分子质量一定是偶数
3．下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( )
A．烷烃同系物随着相对分子质量的增大，熔、沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递
变到液态，相对分子质量大的则为固态
B．烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，它们燃烧时生成二氧化碳和水
D．烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
4．根据下列数据判断丙烷的沸点可能是( )
物质
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸点
－162 ℃
－89 ℃
－1 ℃
＋36 ℃
A.约－40 ℃ B．低于－162 ℃
C．低于－89 ℃ D．高于＋36 ℃
5．下列说法正确的是( )
A．烃分子中，碳原子间都以碳碳单键结合，其余的价键均与氢原子结合，这一系列化
合物的分子通式为CnH2n＋2
B．分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，互称为同系物
C．烷烃分子中，相邻的三个碳原子有可能在同一条直线上
D．、CH4、 CH3CH2CH3互为同系物
6．有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子结构与烷烃相似。下列说法错误的是( )
A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n+2 B．硅甲烷燃烧生成二氧化硅和水
C．相同条件下，甲硅烷的密度小于甲烷 D．硅甲烷与乙硅烷的相对分子质量相差30
7．下列名称不正确的是( )
A．2甲基丁烷 B．1,2二甲基戊烷
C．2,3二甲基戊烷 D．2甲基4乙基庚烷
8．某种烷烃11 g完全燃烧时，需要28 L氧气(标准状况下)，该烷烃是( )
A．C5Hl2 B．C4H10 C．C3H8 D．C2H6
9 用系统命名法命名下列各有机物：
10．0.5 mol某烃完全燃烧后得到二氧化碳和水蒸气的混合气体。若将该混合气体全部通
入盛有足量澄清石灰水的洗气瓶中，洗气瓶内产生白色沉淀100 g；若将该混合气体全部
通入盛有足量过氧化钠的干燥管，干燥管的质量增加30 g。
试完成下列问题：
(1)该烃的化学式是________。
(2)该烃是否为烷烃________(填“是”或“否”)，理由是_______________
________________________________________________________________________。
第2课时 同分异构体
一、同分异构现象和同分异构体
（1）同分异构现象
化合物具有相同的_____________，但具有不同___________的现象称为同分异构现象。
（2）同分异构体
_____________相同，_____________不同的_____________互称为同分异构体。
（3）存在
同分异构现象广泛存在于有机化合物中，也存在于无机物中以及有机物与无机物之间。
思考题3 互为同分异构体的物质必然具有相同的分子式和相对分子质量，那么具有相同的相对分子质量的物质是否一定互为同分异构体？
【注意】同系物、同分异构体、同位素、同素异形体、同种物质的比较
定义
比较对象
分子式
结构
性质
同位素
质子数相同、中子数不同的核素(原子)互称为同位素
核素(原子)
符号表示不同，如：H、H、H
电子排布相同，原子核结构不同
物理性质不相同，化学性质相同
同素异形体
同一元素组成的不同单质
单质
元素符号表示相同，分子式可不同，如：金刚石和石墨、O2和O3
单质的组成或结构不同
物理性质不同，化学性质相似
同分异构体
分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体
化合物
相同
不同
物理性质不同，化学性质不一定相同
同种物质
分子式和结构式都相同的物质
－
相同
相同
相同
同系物
结构相似，分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物
化合物
不相同
相似
物理性质不同，化学性质相似
【 注意】 1．同分异构体的书写方法
(1)降碳对称法(适用于碳链异构)
下面以C7H16为例写出它的同分异构体：
①将分子写成直链形式：CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
②从直链上去掉一个—CH3，依次连在剩余碳链中心对称线的一侧的各个碳原子上，得
到多种带有甲基的，主链比原主链少一个碳原子的异构体。
根据碳链中心对称，将—CH3连在对称轴的右侧就会与左侧连接方式重复。另外甲基不能连在链端链上，否则就会与第一种连接方式重复。
③再从主链上去掉一个碳，可形成一个—CH2CH3或
两个—CH3来取代有5个碳原子的主链上的氢。当
取代基为—CH2CH3时，由对称关系只能接在中间
的碳原子上，即
当取代基为两个甲基时，在主链上先定一个甲基，
按照对、邻、间的位置依次移动另外一个甲基，注意不要重复。
2．同分异构体数目的判断方法
(1)对称法(又称等效氢法)
等效氢法的判断可按下列三点进行：
①同一甲基上的氢原子是等效的；
②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的；
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时，物与像的关系)。
(2)替代法
如二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H替代Cl)；CH4的一氯代物只有一种同分异构体，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有一种同分异构体。
例1、CH4分子的结构是由碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是( )
A．CH3Cl不存在同分异构体 B．CH2Cl2不存在同分异构体
C．CHCl3不存在同分异构体 D．CCl4不存在同分异构体
例2 正丁烷和异丁烷互为同分异构体的依据是( )
A．具有相同的通式 B．具有相似的化学性质
C．具有不同的物理性质 D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
例3．分子式为C7H16的烷烃中，含有三个甲基的同分异构体的数目是( )
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
例4．主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有( )
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
例5同分异构体和同系物是不同的两个概念，观察下面列出的几种物质的化学式或者结构式，然后解题。
①CO(NH2)2 ②NH4CNO ③CH3CH2CH3 ④CH3CH2CH2CH3
其中，（1）互为同分异构体的是 ；
（2）互为同系物的是 ；
（3）实际上是同种物质的是 。
例6 某化合物A的化学式为C5H11Cl，分析数据表明，分子中有两个“—CH2—”，两个“—CH3”，一个“CH”和一个“”，试写出它的同分异构体的结构简式。
二、有机物结构和组成的几种图示比较
种类
实例
含义
应用范围
化学式
C2H6
用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目
多用于研究物质组成
最简式（实验式）
乙烷最简式为CH3
①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子②由最简式可求最简式量
有共同组成的物质
电子式
用小黑点等记号代表电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
多用于表示离子型、共价型的物质
结构式
①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型
①多用于研究有机物的性质②由于能反映有机物的结构，有机反应常用结构式表示
结构简式
CH3—CH3
结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)
同“结构式”
球棍模型
小球表示原子，短棍表示价键
用于表示分子的空间结构(立体形状)
比例模型
用不同体积的小球表示不同的原子大小
用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序
例7．请你判断己烷有 种同分异构体，并试写出这些同分异构体的结构简式和键线式：
（1）结构简式：
。
（2）键线式：
。
浙公网安备 33021202002483