7.1.3 烷烃的性质（讲义）-【思维课堂】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第二册）

第七章 第一节 第3课时 烷烃的性质 学习目标： 1. 结合生活经验，明确烷烃用途及性质的关系。 2. 以甲烷为例，掌握烷烃的性质，依据结构决定性质，能够推导出烷烃的性质及有机物的一些通性。 3.了解甲烷和氯气取代反应实验现象，掌握取代反应概念，学会辨识取代反应，了解有机反应的特点。 甲烷的性质 知识整理 1．甲烷的存在： 天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分均为甲烷。我国的天然气主要分布在中西部地区及海底 2．甲烷的物理性质： 无色、无味、极难溶于水、密度比空气小的气体 3．甲烷分子的组成与结构 分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间充填模型 CH4 CH4 结构特点 CH4空间构型为正四面体结构，C原子位于正四面体的中心，4个H原子分别位于正四面体的4个顶点上，4个C—H键的键长、键角、键能完全相同，键角为109°28， 4．甲烷的化学性质： 一般情况下，化学性质很稳定，跟强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂等不反应 （1）甲烷的氧化反应——燃烧反应 甲烷与氧气燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O ①甲烷是优良的气体燃料，通常状况下，1 mol甲烷在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，放出890 kJ热量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源 ②点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在5%～15.4%(体积)范围内时，遇火花将发生爆炸 ③煤矿中时常发生瓦斯爆炸，这与CH4气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取通风，严禁烟火等措施 （2）甲烷的取代反应 ①实验探究 实验过程 取两支试管，均通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置，比较两支试管内的现象 实验装置 A　　　　　　B 实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾生成，且试管内液面上升，水槽中有固体析出 B装置：无明显现象 实验结论 CH4与Cl2在光照时才能发生化学反应 ②反应的机理 ③化学反应方程式 CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl ④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 【要点诠释】 ①反应条件：光照(漫散光照射)，在室温暗处不发生反应，但不能用日光或其他强光直射，以防爆炸 ②对反应物状态的要求：CH4和氯气，因此甲烷和溴蒸气、碘蒸气在光照条件下也能发生取代反应，CH4与氯水、溴水则不反应 ③CH4与Cl2的取代反应为连锁反应，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，因此产物复杂，五种产物都有，但HCl最多 ④甲烷四种取代产物性质见下表 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 名称 一氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯甲烷 俗称 —— —— 氯仿 四氯化碳 状态 气态 液态 液态 液态 结构式 空间构型 四面体 四面体 四面体 正四面体 密度 —— 大于水 大于水 大于水 用途 麻醉剂 —— 溶剂 溶剂、灭火剂 ⑤取代反应的特点是“上一下一，有进有出”，类似无机反应中的复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子 （3）甲烷的受热分解： CH4C+2H2 (分解温度通常在1000°C以上，说明甲烷的热稳定性很强) 烷烃的性质 知识整理 1．烷烃物理性质 几种常见烷烃的物理性质 名称 结构简式 常温时的状态 熔点/0C 沸点/0C 相对密度 甲烷 CH4 气 －182.5 －161.5 乙烷 CH3CH3 气 －182.8 －88.6 丙烷 CH3CH2CH3 气 －188.0 －42.1 0.5005 丁烷 CH3CH2CH2CH3 气 －138.4 －0.5 0.5788 戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 液 －129.7 36.0 0.5572 癸烷 CH3(CH2)8CH3 液 －29.7 174.1 0.7298 十七烷 CH3(CH2)15CH3 固 22.0 302.2 0.7767 正丁烷和异丁烷物理性质的比较 名称 分子式 熔点/0C 沸点/0C 相对密度 正丁烷