内容正文:
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第三课时
烷烃的性质
1. 掌握烷烃的物理性质和化学性质;
2. 认识烷烃取代反应的机理;
3. 掌握烷烃参与化学反应的相关计算。
学习目标
生活中使用的天然气,沼气,以及煤矿坑道气(煤层气)、瓦斯、油田气等主要成分都是甲烷。
护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡,其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。
【思考】烷烃有哪些性质呢?
1.甲烷的物理性质:
2.烷烃的物理性质:
无色、无味、极难溶于水的气体
熔点:-182℃
沸点:-164℃
密度:0.717g/L(标准状况下)
烷烃都不溶于水,可溶于有机溶剂(汽油,苯等)
烷烃的性质
名称 结构简式 常温时的状态 熔点/℃ 沸点/ ℃ 相对密度 水溶性
甲烷 CH4 气 -182 -164 0.466 不溶
乙烷 CH3CH3 气 -183.3 -88.6 0.572 不溶
丙烷 CH3CH2CH3 气 -189.7 -42.1 0.585 不溶
丁烷 CH3(CH2)2CH3 气 -138.4 -0.5 0.5788 不溶
戊烷 CH3(CH2)3CH3 液 -130 36.1 0.6262 不溶
十七烷 CH3(CH2)15CH3 固 22 301.8 0.7780 不溶
烷烃的性质
随
着
C
数
的
增
加 相似性 溶解性
颜色
递变性 状态
密度
熔沸点
烷烃均为难溶于水,易溶于有机溶剂的无色物质
逐渐升高(碳原子数相同时,支链越多,熔沸点越低)
正丁烷
(熔点-138.4℃,沸点-0.5℃)
异丁烷
(熔点-159.4℃,沸点-11.6℃)
逐渐增大(但均小于水)
气(C1-4)→液(C5-16)→固(≥C17)
烷烃的性质
(1)稳定性:通常情况下,甲烷比较稳定,与强酸、强碱和酸性高锰酸钾等一般不发生化学反应。
如图:甲烷与酸性高锰酸钾溶液、溴水等不反应。
烷烃通常情况下,与强酸、强碱和酸性高锰酸钾等不发生化学反应。
烷烃的性质
3. 化学性质
烷烃的性质
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
注意:点燃前必须验纯,否则会发生爆炸!
爆炸!!!
在同等条件下,相同体积的甲烷与氢气、CO相比,燃烧释放出热量更多。
资料卡:煤矿中的瓦斯爆炸,瓦斯的主要成分是甲烷。所以煤矿里必须保持通风、严禁烟火。
烷烃的性质
(2)可燃性(氧化反应)
③CH4爆炸极限:5%~15.4%(空气中)
①现象:淡蓝色火焰,大量放热
注意:
②燃烧是氧化反应
思考:如何检验甲烷燃烧的产物?
提示:可以用干冷烧杯罩在火焰上方检验水,然后翻转烧杯,倒入澄清石灰水检验CO2。
④用“ ”不用“=== ”
烷烃的性质
(3) 高温分解 烷烃在高温条件下可以分解。
C8H18 C4H10 + C4H8
高温
这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中,从烷烃
可得到一系列重要的化工基本原料和燃料。
比如:汽油、柴油
烷烃的性质
……在隔绝空气的条件下加热到将近1000℃,甲烷开始分解得炭黑,可用作颜料、油墨、油漆等……
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
橡胶中加入炭黑做成轮胎,可增强耐磨性,延长其使用寿命。炭黑也可以用于生产油墨、油漆和黑色涂料等。
除了这些性质外,甲烷还有些什么性质呢?从材料中我们知道,在隔绝空气的时候,加热到将近1000度,甲烷会分解,产生的炭黑,是橡胶工业的原料,也可以用于制造颜料、油墨、油漆等,还会产生氢气,是合成氨的原料之一
(4) 取代反应
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。
作用:避光处理
原因:光照太强,会剧烈反应发生爆炸
作用:降低 Cl2 在水中的溶解度
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。
烷烃的性质
实验现象:
铝箔套上的试管内没有明显现象;
光亮处的试管内有如下现象:
①试管内Cl2的黄绿色逐渐消失;
②试管内壁出现油状液滴;
③试管内有白雾出现;
④试管内水面上升。
烷烃的性质
CH4 与 Cl2 发生了反应。
一氯甲烷(气态)
H
C
H
H
Cl
H Cl
光
H
C
H
H
H
Cl Cl
+
+
实验结论
H
C
H
Cl
Cl
H Cl
光
H
C
H
H
Cl
Cl Cl
+
+
其实,一