7.1 认识有机化合物（第2课时 烷烃性质）-2022-2023学年高一化学同步素养目标精品讲义（人教版2019必修第二册）

第七章 第一节 认识有机化合物 第2课时 烷烃的性质 榆次一中 李金虎 【学习目标】 了解烷烃的物理性质和化学性质。 【素养目标】 从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中，培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：烷烃的物理性质 1．烷烃的认识：天然气、沼气和煤层气的主要成分均为甲烷，“凡士林”、石蜡、汽油、煤油的主要成分是含碳原子数较多的烷烃。 2．烷烃的物理性质(随分子中碳原子数增加) 烷烃均为难溶于水的无色物质。 (1)熔点、沸点与密度：逐渐升高。 (2)状态：由气态→液态→固态，其中常温、常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为气态。 【点拨】随着分子里含碳原子数的增加，熔点、沸点逐渐升高。若含有相同碳原子数的烷烃，支链越多，熔沸点越低。 典例1．在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如下表所示。据表分析，下列叙述正确的是( ) 物质名称 正丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 正己烷 沸点(℃) −0.5 36.1 27.8 9.5 69.0 A．C5HI2的沸点随支链的增加而降低 B．烷烃的沸点随碳原子数的增加而降低 C．标准状况下，1 mol新戊烷的体积为22.4 L D．其他条件相同时，降低温度，以上5种烷烃中正丁烷最先液化 【答案】A 【解析】A、碳原子数相同的烷烃，支链越多则熔沸点越低，故A正确；B、烷烃中随碳原子数增加，沸点逐渐升高，故B错误；C．标准状况下，新戊烷不是气体，1 mol新戊烷的体积小于22.4 L，故C错误；D．其他条件相同时，物质的沸点越高，越容易液化，降低温度，以上5种烷烃中正己烷最先液化，故D错误；故选A。 典例2．在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是(　　) ①正丁烷　 ②2—甲基丙烷[CH3CH(CH3)CH3] ③正戊烷　 ④2—甲基丁烷[CH3CH(CH3)CH2CH3] ⑤2，2—二甲基丙烷[C(CH3)4] 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】根据烃类的熔沸点大小判断规律：在有机物同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，熔沸点越低。①②均只有4个C原子，③④⑤均有5个碳原子，故①②的沸点小于③④⑤的沸点；②有1个支链，而①无支链,故沸点①>②；③无支链，④只有1个支链，⑤有2个支链，故沸点③>④>⑤；综上所述：沸点③>④>⑤>①>②。 知识点二：烷烃的化学性质 在通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应。但在特定条件下可燃烧，在较高温度下会发生分解，与氯气等发生取代反应。 1．氧化反应—燃烧反应 CH4、C3H8燃烧的化学方程式分别为CH4＋2O2CO2＋2H2O、C3H8＋5O23CO2＋4H2O。 【点拨】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．受热分解——应用于石油化工和天然气化工生产中。 3．与Cl2的取代反应 取代反应是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。 (1)反应条件：光照(漫散光照射，不用太阳光直射，以防爆炸。) (2)生成产物的种类很多，烷烃碳原子越多，产物越多，但HCl最多。 (3)反应特点： ①连锁反应 烷烃中的氢原子被氯原子逐步取代，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。 ②数量关系：每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl。 (4)在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n＋2＋X2CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。 (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。 【实验探究】CH4与Cl2的取代反应 实验装置 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，且试管内液面上升，有固体析出。 B装置：无明显现象 化学方程式： ①CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl ②CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl ③CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl ④CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl 【点拨】甲烷发生取代反应的有关规律 (1)反应条件和反应物 反应条件为光照，反应物为卤素单质。例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应