课时1.3.1 烷烃及其性质（自主学案）-2021-2022学年高二化学同步学习高效学与练（鲁科版2019选择性必修3）

课时1.3.1 烷烃及其性质 自主学案 [课标要求]　 1.认识烃与烷烃的组成、烷烃的结构特点；2.了解烷烃在化工生产、生活中的重要应用。 3.掌握烷烃的物理性质及变化规律，掌握烷烃的化学性质，了解取代反应的特点。 【情境·思考】 天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁能源，液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷，也是常用的燃气。随着现代社会对环境保护要求的提高，液化石油气逐渐被天然气所取代。居民家庭中将液化石油气更换为天然气时，通常需要更换燃气灶具或调整进气量，为什么？ 提示 等物质的量的天燃气与液化石油气完全燃烧耗氧量不同，即在燃气进气量一致的情况下，充分燃烧需要的空气量不同，因此需要更换燃气灶具或调整进量。 探究学习一 烷烃的组成结构与物理性质 1．烷烃的组成结构 烷烃的组成通式为CnH2n+2 (n≥1) ，结构特点为 碳与碳以单键结合成链状 。 2．烷烃的物理性质 状态 常温下含有1～4个碳原子的烃都是气态 随着碳原子数的增多，由气态逐渐过渡到液态、固态 熔沸点 随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高 同分异构体之间，支链越多，沸点低 相对密度 随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，且密度均比水小 水溶性 不易溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂 【理解应用】 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)烷烃分子中所有的化学键都是单键，碳原子之间只以碳碳单键结合的烃一定是烷烃( ) 答案 × 烷烃结构特点是烃分子中碳碳以单键结合成链状，分子中全是碳碳单键的烃不一定是链烃，也可能是环烷烃，环烷烃不属于烷烃。 (2)分子式符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃( ) 答案 √ (3)丙烷为链状烃，所以丙烷分子中的碳原子在一条直线上( ) 答案 × 丙烷分子中碳碳键的夹角为109.5℃，丙烷分子中所有碳原子不在一条直线上。 2．已知①丁烷；②2­甲基丙烷；③正戊烷；④2­甲基丁烷；⑤2,2­二甲基丙烷，下列关于它们的沸点的排列顺序正确的是(　　) A．①>②>③>④>⑤ B．⑤>④>③>②>① C．③>④>⑤>①>② D．②>①>⑤>④>③ 【答案】　C 【解析】　对于烷烃，随着碳原子数增多，沸点逐渐升高；对于互为同分异构体的烷烃，支链越多，沸点越低，故沸点：③>④>⑤>①>②。 探究学习二 烷烃的化学性质 1．稳定性 因为烷烃分子中碳氢键和碳碳单键的键能较高，所以常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂和还原剂都不反应。 2．取代反应 在光照条件下，烷烃能与Cl2、Br2等卤素单质发生取代反应。 如乙烷与氯气一氯取代反应方程式为CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl 。 3．与氧气的反应 烷烃在空气或氧气中完全燃烧时生成CO2和H2O，燃烧的通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 【理解应用】 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色( ) 答案 × 在光照条件下，烷烃能与溴蒸气反应，而与溴水不反应，不能使溴水褪色。 (2)烷烃能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去( ) 答案 × 烷烃一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂反应，不能使酸性KMnO4溶液褪色。 (3)烷烃在光照条件下能与卤素单质发生取代反应( ) 答案 √ (4)光照条件下，将1 mol甲烷和1 mol氯气混合充分反应后，得到的产物为CH3Cl和HCl( ) 答案 × 虽然甲烷和氯气按等物质的量混合，但实际上反应不会只停留在生成CH3Cl的第一步取代，而是四步取代反应几乎同时发生，所以生成物就是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。 (5)然气灶具将天然气更换为液化石油气时，需增加进气量( ) 答案 × 天然气的主要成分为甲烷，液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷，等物质的量的甲烷比丙烷、丁烷完全燃烧需要的氧气少，故然气灶具将天然气更换为液化石油气时，应增加进气量。 特别提醒 · 烷烃与卤素单质的水溶液不能发生取代反应。 · 无论Cl2是少量还是足量，烷烃的取代反应的产物一定是多种氯代物的混合物。 · 烷烃和Cl2发生取代反应，每1 mol H原子被取代，则生成1 mol HCl，消耗1 mol Cl2，而不是消耗0.5 mol Cl2，参加反应的Cl2的物质的量与生成的HCl的物质的量相等。 2．在光照条件下，将1 mol CH4与Cl2反应，得到等物质的量的4种取代产物，则消耗Cl2的物质的量为(　　) A．1 mol　　B．2 mol C．2.5 mol D．10 mol 【答案】 C 【解