考点13 甲烷 烷烃 -2023-2024学年高一化学核心考点归纳与分层测试（苏教版2019必修第二册）

考点13 甲烷 烷烃 【核心考点梳理】 一、甲烷的存在、结构及物理性质 1．存在：甲烷是天然气、沼气、油田气、可燃冰和煤矿坑道气的主要成分。 2．分子结构 甲烷的分子式是CH4；电子式是；结构式是。 实验证明，甲烷分子具有正四面体空间结构，其中四个C—H键长度和强度相同，夹角相等。 3．甲烷的物理性质 颜色 状态 气味 密度(与空气相比) 水溶性 无色 气体 无味 比空气小 难溶于水 有机化合物必须含有碳元素，但含有碳元素的化合物不一定是有机化合物，如CO、CO2、碳酸及其盐等。 4．甲烷的化学性质 通常状况下，甲烷比较稳定，不与高锰酸钾等强氧化剂反应，也不与强酸、强碱、高锰酸钾等反应。但在特定的条件下，甲烷也会发生某些反应。 （1）氧化反应(燃烧) 化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。现象：甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。 （2）取代反应 实验装置 与操作 用排饱和食盐水法收集4/5体积的氯气和1/5体积的甲烷气体，用灯光照射瓶中的混合气体 实验现象 集气瓶内壁有油状液体出现，瓶中有少量白雾，且瓶内液面上升，饱和食盐水中有固体析出 实验 结论 CH4与Cl2需在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl(一氯代物)， CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl(二氯代物)， CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl(三氯代物)， CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl(四氯代物) 产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水 状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为油状液体 取代反 应概念 有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应 CH3Cl中3个H和1个Cl仍位于四面体的4个顶点，仍为四面体结构，但不是正四面体结构。 【典型例题】 例1．（23-24高一下·全国·单元测试）下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中能反映其真实存在状况的是 A．结构示意图 B．电子式 C．球棍模型 D．空间充填模型 例2．（22-23高一下·全国·课时练习）下列说法正确的是 A．CH4、CH3CH3互为同分异构体 B．CH4、CH3Cl、CCl4都具有正四面体结构 C．烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连 D．烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上 例3．（22-23高一下·山西运城·期末）实验小组探究甲烷与氯气的取代反应，装置，现象如下：    现象 i.光照后，产生白雾，混合气体颜色变浅 ii.试管内液面上升 iii.试管壁出现油状液滴 下列说法不正确的是 A．若用铝箔套住试管，一段时间后没有明显变化 B．试管内壁出现了油状液滴，油状液滴主要成分是 C．若，则充分反应后试管内充满液体 D．收集白雾配成水溶液，该溶液显酸性 【核心归纳】1．甲烷与氯气的取代反应 反应物 甲烷与氯气(不能用氯水) 反应条件 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应 特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 2.在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n＋2＋X2CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。 二、烷烃 1．烃：由碳、氢两种元素组成的有机化合物，称为碳氢化合物，又叫烃。 2．烷烃 (1)概念：碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和”，这一系列化合物被称为烷烃。 (2)烷烃结构上的特点 烷烃中碳碳结合成链状，链状不是“直线状”，而是呈锯齿状，链上还可分出支链，如图所示。 3．烷烃的命名 (1)表示 碳原子数(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 n＞10 相应汉字数字 (2)碳原子数n相同，结构不同时，用正、异、新表示。 (3)举例：C6H14命名为己烷，C18H38命名为十八烷； C4H10的两种分子的命名： 无支链时：CH3CH2CH2CH3命名为正丁烷，有支链时：命名为异丁烷。 4．同系物 (1)概念：结构相似、分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团的有机化合物互称为同系物。 (2)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。 同系物间的分子