最简单的有机化合物——甲烷一、甲烷1．分子组成与结构（1）甲烷俗名沼气（存在于池沼中）、坑气（瓦斯，煤矿的坑道中）、天然气（地壳中）。
（2）分子式：CH4；电子式：结构式：。
（3）甲烷空间结构的描述：甲烷是结构，碳原子位于＿＿＿＿＿，顶点都是＿＿＿＿＿。
2．甲烷的物理性质甲烷是＿＿色＿＿味＿＿体，比空气＿＿，＿＿溶于水，但溶于CCl4。
3．甲烷的化学性质（1）稳定性：一般情况下，性质很稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂等不反应。
（2）可燃性：CH4+2O2−−−→点燃CO2+2H2O（3）取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
甲烷与氯气在光照条件下反应，黄绿色逐渐＿＿＿＿，瓶壁出现＿＿＿＿，说明产生了不溶于水的物质。
瓶口有＿＿＿，使湿石蕊试纸变＿＿，推断有氯化氢生成。
四个反应的方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
二、烷烃（1）烷烃：碳原子间以单键结合成链状，碳原子剩余价键全部跟氢原子结合的烃称为烷烃(也叫饱和链烃)（2）烷烃的通式：（3）烷烃物理通性：①状态：C1-C4的烷烃常温为气态，C5-C11液态，C数>11为固态②熔沸点：C原子数越多，熔沸点越高。
C原子数相同时，支键越多，熔沸点越低。
③水溶性：不溶于水，易溶于有机溶剂。
（4）烷烃的命名：碳原子数在10个以内，依次用“天干”（甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸）代表碳原子数，其后加上“烷”字；碳原子数在10个以上，用汉字数字表示（如十二烷)。
系统命名法的命名步骤：①——C原子个数数最多；②——支链最多的碳链，离最简单支链最近的一端编号，且支链位次之和最小；③写名称：——。
三、同系物和同分异构体1．同系物及其判定（1）同系物的定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的有机物称为同系物。
（2）判定依据：①分子组成符合同一，但彼此有若干个系差（CH2）；②主碳链（或碳环）结构（与环的大小无关）；③所含官能团的种类和个数；④有机物所属类别 。
（3）同系物通式的归纳和应用：总结一系列具有相似结构的同系物的通式，应采用数学分析法。
首先找出不同物质的分子式，确定系差，再根据起始碳数即可确定通式。
然后利用通式和数学极限知识即可求同系物中碳的最大含量。
2．同分异构体的书写方法与判断化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。
如正丁烷和异丁烷。
具有同分现象的化合物互称为同分异构体。
（1）同分异构体的种类：①碳架异构（指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构）；②位置异构（指官能团或取代基在碳架上的位置不同而造成的异构）；③类别异构（指有机物分子中的官能团不同或有机物类别不同而造成的异构，也叫官能团异构）。
（2）同分异构体的书写方法：①判 ：据有机物的分子组成判定其可能的类别异构（一般用通式判断）。
②写 ：据有机物的类别异构写出各类异构的可能的碳链异构。
一般采用“减链法”，可概括为：写直链，一线串；取代基，挂中间；一边排，不到端；多碳时，整到散。
③移 ：一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体，然后在各条碳链上依次移动官能团的位置，有两个或两个以上的官能团时，先上一个官能团，依次上第二个官能团，依次类推。
④氢 ：按“碳四键”的原理，碳原子剩余的价键用氢原子去饱和，就可得所有同分异构体的结构简式。
（3）同分异构体的判断依据：①分子式必须 。
相对分子质量相同，结构不同的化合物不一定是同分异构体，如C 8H 18和C 7H 14O 。
②结构 。
碳链骨架不同，或官能团在碳链上的位置不同，或官能团种类不同。
参考答案一、1．正四面体，正四面体的中心，氢原子2．无、无、气，小，极难3．褪去、油状小液滴，白雾产生，变红，推断有氯化氢生成，CH 4+Cl 2−−→光CH 3Cl+HCl(CH 3Cl 一氯甲烷，不溶于水的气体)、CH 3Cl+Cl 2−−→光CH 2Cl 2+HCl(CH 2Cl 2二氯甲烷，不溶于水)、CH 2Cl 2+Cl 2 −−→光 CHCl 3+HCl(CHCl 3三氯甲烷，俗名氯仿，不溶于水，有机溶剂)、CHCl 3+Cl 2 −−→光 CCl 4+HCl(CCl 4四氯甲烷，又叫四氯化碳，不溶于水，有机溶剂) 二、C n H 2n+2(n≥1) ，找主链，编号码，支链位次、支链数目、支链名称某烷。
三、通式，相似，相同，相同；类别、碳链、官位、饱和；相同、不同同步练习题一、选择题（本题包括15小题，每小题只有一个正确答案）1．下列有关甲烷的说法中错误的是 (C )A ．采煤矿井中的甲烷气体是植物残体经微生物发酵而来的B ．天然气的主要成分是甲烷C．甲烷是没有颜色、没有气味的气体，极易溶于水D．甲烷与氯气发生取代反应所生成的产物四氯甲烷是一种效率较高的灭火剂2．下列关于甲烷性质的说法中，错误的是（D）A．甲烷是一种非极性分子B．甲烷分子具有正四面体结构C．甲烷分子具有极性键D．甲烷分子中H－C—H的键角为90℃3．下列物质在一定条件下可与CH4发生化学反应的是（C ）A．氯水B．溴水C．氧气D．酸性KMnO4溶液4．将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在漫射光的照射下充分反应，所得产物中物质的量最大的是（D）A．CH3Cl B．CH2Cl2C．CCl4D．HCl5．下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊的是（B ）A．SO2B．CH4C．H2D．CO6．下列有机物常温下呈液态的是（C ）A．CH3(CH2)2CH3B．CH3(CH2)15CH3C．CHCl3 D．CH3Cl7．正己烷的碳链是（C ）A．直线形B．正四面体形C．锯齿形D．有支链的直线形8．下列数据是有机物的式量，其中可能互为同系物的一组是（A）A．16、30、58、72 B．16、28、40、52C．16、32、48、54 D．16、30、42、569．在同系物中所有同系物都是（D ）A．有相同的分子量B．有不同的通式C．有相同的物理性质D．有相似的化学性质10．在常温常压下，取下列4种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，其中消耗氧气最多的是（D ）A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H1011．下列物质的分子中，属于正四面体结构的是（A ）A．CCl4B．CHCl3C．CH2Cl2D．CH3Cl12．下列微粒中，与甲烷分子具有相同的质子数和相同的电子数的是（B ）A．HCl B．NH3C．NH4＋D．OH－13．光照对下列反应几乎没有影响的是（C ）A．氯气与氢气的反应B．氯气与甲烷的反应C．甲烷与氧气的反应D．次氯酸的分解反应14．下列性质中不属于烷烃具有性质的是（C ）A．燃烧产物只有CO2和H2OB．与卤素单质发生取代反应C．都溶于水D．通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应15．将标准状况下的11.2L甲烷和22.4L氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的总体积为（A ）A．11.2L B．22.4L C．33.6L D．44.8L二、填空题（本题共5小题）16．甲烷的电子式为________，结构式为________。
1 g甲烷含___1/16N A____个甲烷分子，4 g 甲烷与____4.5________ g水分子数相等，与___17.5________g 一氧化碳原子数相等。
17．甲烷和氯气发生的一系列反应都是__取代______反应，生成的有机物中常用作溶剂的是___CCl4________，可用作灭火剂的是____CCl4_________，氯仿的化学式是__CHCl3_________。
参照此类反应，试写出三溴甲烷在光照条件下与溴蒸气反应的化学方程式：____________________________________________________________。
18．某元素原子的最外层电子数是次外层电子数的两倍，该元素是碳，该元素在元素周期表中位于第二周期第ⅣA 族；它和氢元素组成的最简单的化合物的化学式为CH4 ，在这种化合物中氢元素的质量分数为25% 。
19．C8H m的烷烃，其中m值等于18 ；C n H22的烷烃，其n值等于10 ；相对分子质量为212的烷烃的分子式为C15H32 。
20．有下列几种物质：①石墨和金刚石②C2H6和C5H12③C2H4和C2H6④CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2⑤3517Cl和3717Cl，试用序号填写下列空白：属于同分异构体的是 4 ，同素异形体的是 1 ；属于同系物的是 2 ；属于同位素的是5 。
三、计算题（本题共2小题）21．室温时20 mL某气态烃与过量的氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复至室温，气体体积减少了50 mL ，剩余气体再通过氢氧化钠溶液，体积又减少了40 mL 。
求该气态烃的分子式。
C2H622．取标准状况下甲烷和过量氧气的混合气体840mL，点燃并将燃烧后的气体用过量的碱石灰吸收，碱石灰增重0.600g。
计算：碱石灰吸收后所剩气体的体积（标准状况下）。
336mL。