第1章 第3节 第1课时 烷烃及其性质-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修3【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第3节　烃 第1课时　烷烃及其性质 发 展 目 标 体 系 构 建 1. 认识烷烃的组成和结构特点。能根据甲烷的性质理解烷烃的化学性质，如取代反应、氧化反应等。 2．掌握由烷烃的通式写其燃烧的化学方程式，会分析有关的燃烧规律。 一、烷烃的物理性质 1．熔、沸点：一般随碳原子数的增加而升高。 2．状态：常温、常压下的状态随碳原子数的增加逐渐由气态→液态→固态。 3．密度：烷烃的密度比水小，随相对分子质量的增加而增大。 4．溶解性：烷烃不溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂。 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、强氧化剂和还原剂等都不发生反应。 2．取代反应 在紫外线(或强烈日光)照射下，烷烃能与Cl2、Br2等卤素单质发生取代反应。 反应举例：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl(一氯取代)。 烷烃取代反应需注意的5个方面 (1)反应的条件——光照(紫外线或强烈日光)。 (2)反应物状态——卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)而不是其水溶液。 (3)反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时进行。 (4)反应产物——混合物(多种卤代烃)，不适宜制备卤代烃。 (5)定量关系——n(X2)＝n(一卤代物)＋2n(二卤代物)＋3n(三卤代物)＋…＝n(HX)。 3．与氧气的反应 烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O，燃烧的通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 　日常生产、生活中人们为什么倾向于选择甲烷作燃料？ 提示：质量相同的烃，碳元素的质量分数越低，完全燃烧时放出的热量越多。甲烷是所有有机物中碳元素含量最低的。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在烷烃分子中，所有的化学键都为单键。 (√) (2)烷烃性质很稳定，常温下不发生任何化学反应。 (×) (3)分子组成符合通式为CnH2n＋2(n为正整数)的烃不一定是烷烃。 (×) (4)乙烷能与溴水发生取代反应而褪色。 (×) 2．下列化学性质中，烷烃不具备的是(　　) A．一定条件下发生分解反应 B．可以在空气中燃烧 C．与氯气发生取代反应 D．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D　[烷烃可以在一定条件下发生分解反应，也可以燃烧、发生取代反应，但烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。] 3．1 mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种有机取代产物物质的量相等，则消耗的Cl2为______mol，被氯原子取代的氢原子有________mol。其中碳含量最小的取代产物的空间构型是________。四种取代产物中有一个不存在同分异构体且能说明CH4是正四面体结构而不是平面结构，该产物是________。 [解析]　因为CH4与Cl2发生取代反应生成的4种取代产物中的碳原子均来自CH4，由碳原子守恒可知，共生成1 mol取代产物，且每一种产物物质的量均为0.25 mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2，由CH4和Cl2反应的化学方程式知共消耗Cl2：0.25 mol＋0.25 mol×2＋0.25 mol×3＋0.25 mol×4＝2.5 mol。一个Cl2分子中的一个氯原子进入HCl，一个氯原子进入有机物，故n(H)取代＝n(Cl2)＝2.5 mol。碳含量最小的取代产物是CCl4，它的空间构型与甲烷相同。不管CH4是正四面体结构还是平面结构，CH3Cl、CHCl3、CCl4都不存在同分异构现象，对于CH2Cl2，若CH4为正四面体结构，CH2Cl2不存在同分异构现象，若CH4为平面结构，则CH2Cl2有两种同分异构体。 [答案]　2.5　2.5　正四面体形　CH2Cl2 探究总结烃类物质燃烧的相关规律 (素养养成——证据推理与模型认知) 1．烃类(CxHy)完全燃烧的化学方程式： CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O。 2．烃完全燃烧耗氧量与生成CO2和H2O的规律 (1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，的值越大，则氢元素的质量分数越大，耗氧量越多，生成的水越多，生成的CO2越少。 (2)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时，x＋的值越大，耗氧量越多。其中x值越大，生成的CO2越多；y值越大，生成的水越多。 (3)最简式(实验式)相同的有机物不论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，则完全燃烧时生成的CO2的量一定，生成的H2O的量一定，耗氧量也一定。 (4)不同的有机物完全燃烧时，若生成的CO2和H2O的物质的量之比相同，则它们分子中碳原子与氢原子的原子个数比也相同。 3．同温同压下，气态烃(CxHy)完全燃烧前、后气体体积变化规律 (1)燃烧后温度高于100 ℃时，水为气态 反应前