烷烃知识点总结.docVIP

第一节烷矩甲烷 一、 甲烷的存在和能源 （1） 甲烷是山c、H元素组成的最简单的桂，是含氢量最高的有机物。是天然气、 沼气、油田气、煤矿坑道气的主要成分。俗名乂叫沼气.坑气，由腐烂物质发酵而 成。天然气是一种高效.低耗.污染小的清洁能源. （2） 世界上20%的能源需求是由天然气供给的，我国的天然气主要分布在东西部 （西气东输） 二、 物理性质： 甲烷是一种没有颜色，没有气味的气体（天然气为臭味是因为掺杂了 H2S等气 体）,标准状况下密度是L （可求出屮烷的摩尔质量为16g/moL）,极难溶于水（两 个相似相溶原理都可解释）。 三、 甲烷分子的组成及结构： 1>组成：如何确定中烷属于绘，即如何确定有机物有哪些元素组成通常采用燃烧法。 点燃、 CH4+ 202 > CO2 + 2H2O 那么可以肯定屮烷中一定有C、H两元素，而不能确定是否有O元素，于是需要实验 数据：如甲烷气体点燃后产物使浓硫酸增重，使碱石灰增重。 计算：中烷中C元素为，，H元素为mob g,;两者加起来刚好等于甲烷的质量， 故屮烷中只含C、H两元素。且两者比例为4,但4的物质有很多如CH4、 C2H8、C3H12等，如何确定究竟为哪个,则设屮烷化学式为CxH4x（CH4为最简式）, 要求出x值还需知道其相对分子质量。山标准状况下密度是L,可求出屮烷的摩尔质 量为16g/moL,故得到于是甲烷的化学式为CH4o 2、结构 知道了屮烷的组成，究竟屮烷的空间构型如何到底是平面正四边形还是立体正四面体， 科学家为了弄清楚这个问题，分析了甲烷的二氯代物CH2CI2的种类。如果屮烷是正四边 形，那么CH2CI2应该有两种产物（邻位和对位）必有熔沸点等物理性质不同，但如果是立体 正四面体，其二氯代物就只有一种。事实上科学家发现CH2CI2确实只有一种，所以确定 甲烷的空间构型为正四面体，在甲烷分子中一碳原子为中心，四个氢原子为顶点形成的正 四面体，键角为109。28' o 分子式 电子式 结构式 结构简 式 空间结构 CH4 H HSC：H ■ ? H H 1 H-C-H 1 H CH4 结构简式（在结构式的基础上省略C—H单键）:CH4 最简式（各元素原子个数的最简单的比值）：CH4 ［展示］甲烷的球棍模型、比例模型。 甲烷的实验室制法：（本部份内容教材已经删去，仅作介绍） （1） 原料：无水酷酸钠、碱石灰（NaOH、CaO的混合物） （2） 反应原理： CHsCOONa + NaOH - A > Na2CO3 + CH4 t CaO H C— C 0 Na 4* Na — 0 十H —~~Na2CO3 + CH4 I I 1 ? CaO （3） 装置原理：固体+固体气体（类似制氧气、氨气） （4） 气体收集：向下排空气法或排水法 ： 注：①原料酷酸钠必须是无水的，否则NaOH易电离：Na—0—H==Na+ + OH ±述反应不能发生。 I 碱石灰中CaO的作用： 吸水剂一一保持原料干燥、无水 稀释剂一一稀释NaOH,减少NaOH与试管接触而使试管受热腐蚀 疏松剂 防止NaOH结块，有利于气体逸出 五、化学性质： ［实验］—€H4 酸性高镭酸钾（不褪色） 谟亦（不褪色） 索燃 1、 通常状况下，甲烷很稳龙，不能被酸性高锈酸钾、浪水、浓硫酸等强氧化剂氧化，也不能与酸、碱 反应。所以甲烷可用浓硫酸干燥。 2、 氧化反应一一可燃性： 在空气中或氧气中点燃屮烷，完全燃烧生成C02和H20,同时放出大量的热，还伴有淡 蓝色火焰 CH4 + 202 > C02 + 2H2Q光照的条件下甲烷与空气或氧气不反应 甲烷燃烧注意事项： （1） 中烷具有可燃性，中烷在空气中或氧气中达到一定值时，与火花就发生爆炸， 故点燃前一定要检验其纯度，其他可燃性气体点燃前也应该检验其纯度。 （2） 验纯的方法：用排水法收集一小试管屮烷气体，用拇指堵住，移近火焰，移开 拇指点火，听到尖叫爆鸣声，证明气体不纯，如听到“噗”的声响，证明气体 纯净。 （3） 燃烧时火焰呈淡蓝色的物质有CH4、我、H2S等气体，还有固态硫、液态酒精 等。CO在空气中燃烧火焰呈蓝色。 ［例题］ 1、 甲烷在空气中的爆炸极限为5%—16%,爆炸最剧烈时空气中含屮烷的体积分数（％） 2、 一定量的甲烷燃烧之后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体重，当其缓 缓通过足量无水氯化钙时，氯化钙固体增重，原混合气体中C02的质量为（） 3、 等质量的下列烷炷，完全燃烧耗氧量最多的是（B） A、2molCH4 B、lx 5molC2H6 C、ImolCsHs D、0、SmolCHo 3、取代反应：光照下甲烷与氯气的反应 a实验装置 b?实验现象量筒内壁有疣状液滴出现，并伴有少量口雾；试管内气体颜色逐渐变浅，最 后无色（氯气淡黄色）：试管