内容正文:
第七章 有机化合物
高一化学人教版(2019)必修第二册
1
第一节 认识有机化合物
第2课时 烷烃的性质
2
天然气、沼气、煤层气 → 甲烷
一、烷烃的物理性质
相似性 递变性(随分子中碳原子数增加)
熔、沸点
密度
状态
溶解性
较低
逐渐升高
比水小
逐渐增大
气态→液态→固态,常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下,新戊烷为气态)
难溶于水,易溶于汽油等有机溶剂
烷烃同系物熔沸点规律——碳原子数目越多→相对分子质量越大 →分子间作用力越大→熔沸点越高
通常4个碳以内的正烷烃都是气态;含5~16个碳的为液态;17个碳以上的为固态;
当含碳数目相同时,支链越多,沸点越低。如新戊烷常温为气态
比较下列烷烃的沸点
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
CH3
<
<
<
<
通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或酸性高锰酸钾等强氧化剂都不发生反应。
二、烷烃的化学性质
1.稳定性
烷烃都具有可燃性,可用作燃料。
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
点燃
C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
点燃
注意: 点燃甲烷前必须验纯
否则会爆炸。
( 淡蓝色火焰,放大量热 )
煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。为了保证安全生产,必须采取通风、严禁烟火等措施。点燃之前要验纯。
2.氧化反应
烷烃燃烧通式:
点燃
CnH2n+2+ O2 nCO2+(n+1)H2O
3n+1
2
注意:有机反应很复杂,产物较多,不用“=”用“→”;除燃烧反应外,有机物都用结构简式表示。
烃燃烧通式:
CH4 C + 2H2
隔绝空气
1000~1200℃
炭黑:橡胶工业的原料
可以用于制造颜料、油墨、油漆等
合成氨
3.分解:烷烃在较高温度下会发生分解。
C18H38 C10H22 + C8H16
十八烷
癸烷
催化剂
加热、加压
C8H18 C4H10 + C4H8
辛烷
丁烷
催化剂
加热、加压
4.取代反应——烷烃的特征反应
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。
H
C
H
H
Cl
H Cl
光
H
C
H
H
H
Cl Cl
+
+
一氯甲烷(g)
CH4与Cl2的反应原理
4.取代反应——烷烃的特征反应
特征:一上一下、取而代之
取两支试管,均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管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,另一支试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置,比较两支试管内的现象。
实验操作
实验探究——甲烷与氯气反应
注意:暗处不反应 强光会爆炸
1、套上铝箔的试管无明显现象。
2、光亮处的试管气体颜色(黄绿色)逐渐变浅
试管壁出现油状液滴
同时出现少量白雾
试管内液面上升
饱和食盐水中有少量固体析出;
实验现象
实验探究——甲烷与氯气反应
Cl2发生反应
生成难溶于水的物质
气体体积减小
实验结论
光照条件下,甲烷与氯气发生了反应
反应中生成了氯化氢气体
甲烷和氯气的取代反应
光照
CH4
Cl2
CH3Cl
C
H
Cl
HCl
一氯甲烷
气态(g)、难溶于水
光照
CH3Cl
CH2Cl2
Cl2
C
H
Cl
HCl
液态(l)、难溶于水
二氯甲烷
甲烷和氯气的取代反应
光照
Cl2
C
H
Cl
HCl
CHCl3
CH2Cl2
三氯甲烷(氯仿)
液态(l)、难溶于水、重要有机溶剂
甲烷和氯气的取代反应
光照
Cl2
C
H
Cl
CHCl3
CCl4
HCl
四氯化碳
液态(l)、难溶于水、重要有机溶剂
甲烷和氯气的取代反应
取代反应
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
有机物分子里某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
1. 定义:
2. 特点:
一上一下,取而代之
甲烷和氯气的取代反应
反应原理
逐步取代、同时发生
A-B + C-D → A