高中化学选修5有机化学讲义烷烃烷烃中最简单的烃——甲烷一、甲烷的结构分子式_________ 结构式__________结构简式________ 实验式________空间构型___________ 电子式___________【例题】下列事实中能证明甲烷分子是正四面体结构，而不是平面正方形的是A．CH3Cl只代表一种物质B．CH2Cl2只代表一种物质C．CHCl3只代表一种物质D．CCl4只代表一种物质二、甲烷的物理性质__________________________________________________________________三、甲烷的化学性质______________________________________________________________1．氧化反应2．取代反应（教材科学探究的实验现象）现象（1）________________________________________（2）________________________________________（3）________________________________________（4）________________________________________在光照条件下，甲烷和氯气发生的化学反应方程式为（1）________________________________________（2）________________________________________（3）________________________________________（4）________________________________________取代反应的定义：__________________________________________【例题】取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，下列说法正确的是A．此反应属于加成反应B．此反应无光照也可发生C．试管内壁出现油状液滴D．此反应得到的产物是纯净物【变式】某课外兴趣小组利用如下图所示的装置探究甲烷与氯气的反应。
根据题意，回答下列问题：（1）反应前量筒内CH4与Cl2的体积比为_______，向100mL量筒中收集充入CH4、Cl2的方法是________________________。
（2）CH4与Cl2发生反应的条件是_____________；若用日光直射，可能会引起___________ 。
（3）实验中可观察到的现象有：量筒内壁上出现黄绿色油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出、____________、____________等。
（4）实验中生成的油状液滴的化学式为，其中______________是工业上重要的有机溶剂。
（5）饱和食盐水中有少量固体析出，其原因是_________________________。
（6）用饱和食盐水而不用水的原因是_________________________________。
【练习】2 mol CH4与Cl2光照下发生充分反应，生成相同物质的量的4种取代物，则消耗的Cl2的物质的量为__________一、烷烃的基本概念①烷烃的定义：①烷烃的通式：【例题1】下列数值都是烃的相对分子质量值，其对应的烃一定为烷烃的是A．44 B．42 C．54 D．128【例题2】已知下列两个结构简式：CH3－CH3和－CH3，两式均有短线“－”，这两条短线所表示的意义是A．都表示一对共用电子对B．都表示一个共价单键C．前者表示一对共用电子对，后者表示一个未成对电子D．前者表示分子内只有一个共价单键，后者表示该基团内无共价单键二、烷烃的性质1．物理性质（1）熔沸点有规律递变：a．随C原子数增多，熔沸点___________b．C原子数目相同时，支链越多，熔沸点___________（2）一般来说，烷烃的密度随C原子数目增多而________，但密度均比水_______（3）烷烃均不溶于水，液态烷烃和水混合会分层，且均在________（4）分子里碳原子数等于或小于4的烷烃在常温常压下都是气体，其他烷烃在常温常压下都是液态或固体。
注：新戊烷常温常压为气体2．化学性质（1）稳定性____________________________________（2）可燃性（氧化反应）（3）取代反应反应条件：__________________【插曲】烃的定义：______________________________________________一、烷烃的命名1．习惯命名法分子里所有含C原子的数后面加一个“烷”字，就是简单的烷烃的名称：①C原子数在十以下的，从一至十依次用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”来表示①C原子在十以上，就用数字表示，如十一烷①当C原子数目相同，在某烷前加“正”“异”“新”，但仅适用简单烷烃的命名a．直链烷烃叫正某烷，如CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷b．把在碳链的一末端在有两个甲基的特点结构的烷烃称为异某烷，如戊烷c．含有季碳原子称为新某烷，如新戊烷【插曲】与一个碳原子相连的碳原子叫伯碳原子，如CH3CH3中的碳都是伯碳原子；与两个碳原子相连的碳叫仲碳原子，如CH3CH2CH3中中间碳原子为仲碳原子；与三个碳相连的碳原子叫叔碳原子，如CH3CH(CH3)2分子中的中间碳原子为叔碳原子；与四个碳相连的碳原子叫季碳原子如(CH3)2C(CH3)2中间碳原子为季碳原子。
2．系统命名法①选主链，称某烷，编碳位，定支链①取代基，写在前，注位置，短线连①相同基，合并算，不同基，简在前——必须满足支链和最小，数字与数字“逗号”连，数字与汉字“短线”连【演练】(CH3)2CHCH2CH2CH3 (CH3)2CHCH2CH(CH3)2 (CH2CH3)2CHCH2CH(CH3)2 _______________________、_______________________、_______________________【例题1】现有一种烃可表示为命名该化合物时，应认定它的主链上的碳原子数目是A．9B．10 C．11D．12【变式1】有机物的主链上有几个碳原子________，并命名________________________【例题2】有机物的名称是___________________【变式2】有机物的正确命名为___________________【巩固加深】1．下列有机物的名称正确的是A．2，2-甲基戊烷B．4，5-二甲基-3-乙基己烷C．2，3-二甲基-4-乙基己烷D．2，3，3-三甲基丁烷2．某同学写了8种烷烃的名称：①3-甲基丁烷②2-乙基戊烷③2，2-二甲基-2-乙基丙烷④2-甲基丁烷⑤2，3，3-三甲基丁烷⑥2，2，3，3-四甲基戊烷⑦3，3-二甲基-4-乙基己烷⑧4，5-二甲基-6，8-二乙基壬烷（1）其中命名正确的是___________（2）其中命名错误，但有机物存在的是______________（3）其中命名错误且有机物不存在的是______________3．对下列烷烃进行系统命名：(1) ________________(2) ___________________________(3) ________________(4) _____________________（5）________________________二、烷烃的同分异构体同分异构体定义：书写方法：等效氢的判断：【例题】写出下列烷烃的同分异构体C4H10C5H12C6H14C7H16【变式1】分子式为C4H9Cl的同分异构体有_______种【变式2】下列烷烃进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的是A．CH3CH2CH2CH3 B．(CH3CH2)2CHCH3C．(CH3)2CH CH2CH(CH3)2 D．(CH3)3C(CH2)2CH31．分子式为C7H16的烷烃的各同分异构体中，含有三个甲基的同分异构体的数目为____种2．C6H14的各种同分异构体中，若使其一氯代物数目最少，则结构中所含的甲基数为______ 3．主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有_______种三、同系物同系物定义：【例题】有下列几种物质：A．金刚石和石墨B．C2H6和C5H12 C．C2H4和C2H6D．CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2E．35Cl和37Cl 属于同分异构体的是_________；属于同素异形体的是_ _____；属于同系物的是______；属于同位素的是______。
【课堂练习】1．下列化学用语表达正确的是A．丙烷的球棍模型：B．CO2的比例模型：C．乙烷的实验式：C2H6D．次氯酸的结构式：H-Cl-O2．设阿伏加德罗常数为N A，则下列说法正确的是A．15g甲基(－CH3)所含有的电子数是7N AB．常温常压下，16g甲烷所含有的原子数目为5N AC．标准状况下，2.24L己烷充分燃烧后生成的CO2的体积为11.2 LD．常温常压下，1mol丙烷所含有的共价键数目为12N A3．两种气态烃的混合物共1L，在空气中完全燃烧得到1.5L CO2，2L水蒸气（相同状况下测定），下列说法合理的是A．一定含甲烷，不含乙烷B．一定含乙烷，不含甲烷C．一定是甲烷和乙烷的混合物D．以上说法都不正确4．写出下列各烷烃的分子式（1）烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍______（2）烷烃B的分子中含有200个氢原子______（3）1L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15L的水蒸气______（4）分子中含有22个共价键的烷烃______（5）0.1 mol烷烃E完全燃烧，消耗标况下的O2 11.2L______（6）室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F为______5．有下列各组物质：A．O2和O3 B．12C和13CC．CH3CH2CH2CH3和D．和E．甲烷和庚烷（1）______组两物质互为同位素（2）______组两物质互为同素异形体（3）______组两物质属于同系物（4）______组两物质互为同分异构体（5）______组中两物质是同一物质6．写出C5H12、C8H18的一氯代物只有一种的结构简式7．C6H14的各种同分异构体中，所含甲基数和它的一氯代物的数目与下列叙述相符合的是A．4个甲基，能生成4种一氯代物B．3个甲基，能生成4种一氯代物C．3个甲基，能生成5种一氯代物D．2个甲基，能生成4种一氯代物8．某链状有机物分子中含有n个-CH2-，m个，a个-CH3，其余为-Cl，则Cl的个数为A．2n＋3m－a B．m＋2－a C．n＋m＋a D．m＋2n＋2－a9．下列有关甲烷的说法中，不正确的是A. 1 mol甲烷中含有4mol C-H共价键B．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构C．光照条件下甲烷能与溴蒸气发生取代反应D．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不反应烯烃烯烃的定义：通式：最简单的烯烃——乙烯，乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志根据乙烯的分子组成与结构完成下表分子式电子式结构式结构简式空间构型比例模型：球棍模型：链线式：【例题】写出下列物质的分子式：(1) _________(2) _______(3) ___________ (4) _________物理性质：乙烯是一种_____色_____味的气体，密度比空气______，______溶于水。