第1章 第3节 第1课时 烷烃及其性质（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修3【精讲精练】鲁科版

第3节　烃 第1课时　烷烃及其性质 学习目标 1．认识烷烃、烃的组成和结构特点。 2．了解烷烃在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。 3．掌握烷烃的化学性质，能够举例说明烷烃与氧气、卤素单质的反应。 4．了解取代反应的特点。 知识点　烷烃及其性质 一、烷烃 烷烃是一种饱和链烃，属于脂肪烃，通式为__CnH2n＋2(n≥1)__，广泛存在于自然界中。 二、烷烃的物理性质 物理性质 变化规律 状态 当碳原子数小于或等于__4__时，烷烃在常温下呈气态，其他的烷烃常温下呈__固态__或液态(新戊烷常温下为气态) 溶解性 烷烃都难溶于__水__，易溶于__有机溶剂__ 沸点 随碳原子数的增加，烷烃沸点逐渐__升高__；碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越__低__ 相对密度 随碳原子数的增加，相对密度逐渐__增大__；烷烃的密度__小于__水的密度 三、烷烃的化学性质 常温下烷烃很不活泼，与__强酸__、__强碱__、__强氧化剂__和还原剂等都不能发生反应，只有在特殊的条件下才会发生以下化学反应。 1．与卤素单质的反应——取代反应 (1)反应物：烷烃、卤素单质。 (2)反应条件：__光照__。 (3)反应方程式：(以乙烷与Cl2反应生成一氯乙烷为例)CH3CH3＋Cl2__CH3CH2Cl＋HCl__。 2．与氧气的反应——氧化反应 烷烃燃烧的通式为：CnH2n＋2＋O2__nCO2＋(n＋1)H2O__。 一、烷烃的取代反应 [思考探究] 1．为了探究甲烷与氯气的反应，某同学设计了如图所示装置，在U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。 请思考并回答下列问题： (1)反应结束后能否只得到一种有机取代产物？ (2)经过几个小时的反应后，U形管左端的气柱体积怎样变化？ (3)若水中含有Na2SiO3，在U形管的左端会观察到什么现象？ 提示　(1)不能。因为甲烷与氯气的取代反应不能只停留在某一步，最终得到四种有机取代产物的混合物，同时还生成HCl。 (2)体积减小。 (3)有白色沉淀生成。 2．既然烷烃可以与卤素发生取代反应，为什么还可以用汽油(主要成分是烷烃)萃取溴水中的溴单质？ 提示　烷烃与卤素的取代反应需要一定的条件，即在光照条件下与气态卤素单质发生反应。 [归纳提升] 反应条件 光照 反应物 烷烃和气态卤素单质(烷烃与卤素单质的水溶液不反应) 化学键 变化 断键：C—H键和X—X键 成键：C—X键和H—X键 取代特点 分子中的氢原子被卤素原子逐步取代，往往是各步反应同时发生 产物特点 种类 多种卤代烷烃的混合物，HX的物质的量最多 产物 的量 ①根据碳元素守恒，烷烃的物质的量等于所有卤代烷烃的物质的量之和 ②根据取代反应的特点，有机物中卤素的物质的量等于HX的物质的量等于反应了的X2的物质的量，即反应了的n(X2)＝n(一卤代物)＋2n(二卤代物)＋3n(三卤代物)＋……＝n(HX) [规律方法] 关于取代反应和置换反应的判断的简单方法 (1)看参与反应的物质类别：若物质类别是无机物，一定是置换反应，若物质类别均是有机物，则一定不是置换反应。 (2)看产物中是否有单质生成：若产物中有单质生成，一定不是取代反应。 1．在光照条件下，等物质的量的CH3CH3与Cl2充分反应后，得到产物中物质的量最多的是(　　) A．CH3CH2Cl　　　　 B．CH2ClCH2Cl C．CCl3CH3 D．HCl 解析　由于乙烷分子中氢原子的性质完全相同，所以取代反应不只发生一元取代，而是发生一系列的反应： CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl CH3CH2Cl＋Cl2CH3CHCl2＋HCl …… CHCl2CCl3＋Cl2CCl3CCl3＋HCl 每消耗1 mol Cl2就生成1 mol HCl，故生成的产物中HCl的物质的量最多。 答案　D 2．实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。 光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(　　) 解析　甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。黄绿色的氯气参加了反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶