文档介绍：专题十九:烃
第一部分:考点
甲烷及烷烃的结构和性质
甲烷的分子结构
组成与结构
名称
分子式
电子式
结构式
分子模型
甲烷
CH4
空间结构
分子结构示意图
结构特点及空间构型
具有正四面体结构,其中,4个C-H键的长度和强度相同,夹角相等;碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子位于4个顶点。
甲烷的性质
物理性质:无色无味气体,难溶于水,密度比空气小
化学性质
在空气中燃烧(氧化反应):安静的燃烧,火焰呈淡蓝色,放出大量的热。
CH4+2O2点燃CO2+2H2O
与酸性KMnO4溶液——溶液不褪色
甲烷的氯代反应需注意:
反应条件为光照,在室温或暗处,二者均不发生反应,也不能用阳光直射,否则会爆炸;
反应物必须用卤素单质,单质的水溶液均不与甲烷反应;
该反应是连锁反应,产物是五种物质的混合物,其中HCl的量最多;
1mol氢原子被取代,消耗1molCl2,同时生成1molHCl,即参加反应的Cl有一半进入有机产物中,另一半进入HCl。
与氯气反应(取代反应):有油状物质生成,产生少量白雾,试管内气体颜色逐渐变浅,最终变为无色。
CH4+Cl2光照CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2光照CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2光照CHCl3+HCl
CHCl3+l4+HCl
甲烷在光照条件下与氯气反应生成的4中取代产物的比较:
分子结构
CCl4是正四面体,其余均不正,但都是四面体;
俗名
CHCl3:l4:四氯化碳;
状态
常温下,CHCl3是气体,其余均为液体;
溶解性
均不溶于水,l4是工业上重要的溶剂;
密度
CHCl3比水轻,其他均比水重。
高温分解:CH4高温C+2H2 工业制炭黑
存在和用途
甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源,还是一种重要的化工原料。
烷烃
概念:仅含有碳和氢两种元素的有机物称为烃。烃分子中的每个碳原子形成四个共价键,且碳原子之间只以单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到饱和,这样的烃叫饱和烃,也成为烷烃。
烷烃的碳碳键为饱和键,碳原子为饱和碳原子
烷烃中的碳原子并不在一条直线上,而是呈锯齿状,如图所示:
烷烃分子中失去一个或几个氢原子所剩余的部分称为烃基,用-R表示。
1mol的-CH3含有9mol电子,1mol的CH4含有10mol电子。
H2n+2(n为整数)。符合此通式的烃一定是烷烃。
烷烃的性质
物理性质
递变性:
烷烃的熔沸点较低,且随碳原子数的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高;
常温下由气态(n≤4)逐渐过渡到液态(5≤n≤16)、固态(n≥17),℃,常温下呈气态;
烷烃的相对密度都较小,且随着碳原子数的增加,烷烃的相对密度逐渐增大。
相似性:烷烃不溶于水而易溶于有机溶剂;液态烷烃的密度均小于1g·cm-3
化学性质
稳定性:烷烃通常较稳定,不能被酸性KMnO4溶液氧化,也不能与强酸强碱发生反应。
氧化反应:烷烃都具有可燃性,在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O
CnH2n+2+3n+12O2点燃nCO2+n+1H2O
取代反应:在光照条件下,烷烃与卤素单质可发生