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第一节 最简单的有机化合物-甲烷
一、甲烷的性质
1. 物理性质：无色无味气体，极难溶于水。
2. 化学性质：通常情况下比较稳定，不与强氧化剂，强酸强碱反应。
（1）甲烷的氧化反应(火焰明亮呈现蓝色，无黑烟产生)
CH 4(g)+2O2(g) 点燃
→
CO2(g)+2 H 2O(l)
（2）甲烷的取代反应
CH 4(g)+Cl2(g) 光照
→
CH 3Cl(g)+ HCl(g)
3. 取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的
反应叫做取代反应。
【习题一】
下列有关甲烷的叙述正确的是（ ）
A．天然气的主要成分甲烷燃烧时放出大量热量，属于重要的二次能源
B．甲烷分子中四个碳氢单键的性质完全相同，分子结构为平面正方形
C．甲烷和氯气反应生成的二氯甲烷没有同分异构现象
D．甲烷的化学性质比较稳定，不被任何氧化剂氧化
【分析】自然界中大量存在甲烷，为重要的燃料，为一次能源，甲烷为饱和烃，性质较为
稳定，可燃烧，可发生取代反应，为正四面体结构，以此解答该题．
【解答】解：A．甲烷大量存在与自然界中，可直接使用，为一次能源，故A 错误；
B．甲烷为正四面体结构，故B 错误；
C．因甲烷为正四面体结构，则甲烷和氯气反应生成的二氯甲烷没有同分异构现象，故C 正
确；
D．甲烷可与氧气反应，可在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故D 错误。
故选：C。
【习题二】
下列反应属于取代反应的是（ ）
A．甲烷燃烧
B．乙烯与溴水反应
C．甲烷与氯气在光照下反应
D．甲烷制炭黑
【分析】有机物中的原子或原子团被其他的原子或原子团所代替生成新的化合物的反应叫
取代反应；有机物分子中的不饱和键断裂，断键原子与其他原子或原子团相结合，生成新
的化合物的反应是加成反应，据此进行判断．
【解答】解：A．甲烷燃烧生成二氧化碳与水，属于氧化反应，故A 错误；
B．乙烯与溴水发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，不属于取代反应，故B 错误；
C．甲烷与氯气在光照条件下发生反应，甲烷中氢原子被氯原子取代，可制得氯仿，该反应
为取代反应，故C 正确；
D．甲烷分解得到碳黑和氢气，不属于取代反应，故D 错误；
故选：C。
二、烷烃
1. 烃：仅含碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合物，也称烃。
饱和烃——烷烃（甲烷）
脂肪烃
2. 烃的分类 不饱和烃——烯烃（乙烯）
芳香烃——苯
3.
烷烃特点
①
通式: Cn H 2n+2
②
代表物： 甲烷CH 4
③
结构简式： CH 4
④
官能团： C——C
⑤
结构特点：链状，饱和烃
⑥
空间结构：正四面体结构
4.
烷烃的熔点、沸点、相对密度都随碳原子数的增加而增加。
5.
同分异构体：具有相同分子式，但具有不同结构的化合物互称为同分
异构体。
同分异构体中，支链越多，熔沸点越低。
【习题三】
下列说法正确的是（）
A.
卤代烃不是烃
B.
脂环烃是含有苯环的烃
C.
芳香烃不是烃
D.
链状烃是无支链的烃
答案：A
解析：考察烃的分类。烃是由C、H 两种元素形成的化合物。卤代烃中一定含有卤素原子，
则不是烃，A 正确。不含苯环的环状烃是脂肪烃，含苯环的烃是芳香烃，B 和C 都不正确。
链状烃也可以带支链，D 不正确。
【习题四】
烷烃的通式是____，甲烷的电子式是_____
，乙烷的结构简式是____，分子式为
CmH20的烷烃中m 为______，与二氧化碳密度相同（同温同压）的烷烃的分子式为_____．
【分析】根据烷烃的通式可表示为Cn H（2n+2 ）；
根据甲烷分子中碳原子最外层有4 个电子，能形成4 个共价键达到稳定结构，每个氢原子
能形成一个共价键达到稳定结构，据此写出甲烷的电子式；
根据乙烷的分子式与结构写出结构简式；
根据烷烃的通式Cn H（2n+2 ）求出m；
根据气体的密度之比等于相对分子质量之比，然后根据相对分子质量和烷烃的通式Cn H（2n+2
）求出n，并写出分子式．
【解答】解：烷烃的通式可表示为Cn H（2n+2 ）；
因碳原子的最外层有4 个电子，氢原子最外层1 个电子，一个碳原子形成4 对共用电子对，
一个氢原子形成一对共用电子对，所以电子式为：
；
乙烷的分子式为C2H6，结构简式为：CH3CH3；
烷烃的通式Cn H（2n+2 ）可知20=2m+2，解m=9，
二氧化碳的相对分子质量为44，所以烷烃的相对分子质量也为44，则14n+2=44，解得，
n=3，分子式为：C3H8，
故答案为：Cn H（2n+2 ）；
；CH3CH3；9；C3H8．
