7.1.2 烷烃的性质-2023-2024学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）

第七章 有机化合物 第一节 烷烃的性质 [学习目标] 1.认识甲烷、烷烃分子中的化学键和空间结构，辨识烷烃的宏观性质，能认识官能团与物质性质间的辩证关系。 2.建构由个别到类型(由甲烷到烷烃)、由类型到个别的认知方法和认知模型。 3.通过探究甲烷与氯气取代反应的实验，对实验现象的分析、综合实验事实得出结论，并提出自己的看法。 4.通过甲烷燃烧、煤气燃烧对比，让学生具有安全意识，逐步养成严谨求实的科学态度。 课前预习 知识点01 链状烷烃的存在和物理性质 1．存在 （1）天然气、沼气和煤层气的主要成分均为 （2）“凡士林”、石蜡、汽油、煤油的主要成分是含碳原子数较多的 。 2．物理性质 知识点02 链状烷烃的化学性质 1．稳定性：通常情况下与 、 、 不反应 2．可燃性：完全燃烧生成二氧化碳和水 （1）甲烷： （2）丙烷： 3．高温分解：烷烃在较高的温度下会发生分解。如： 4．甲烷的取代反应 （1）概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他 所替代的反应 （2）实验装置及现象 A装置： ①混合气体颜色逐渐 ，集气瓶壁出现 ，试管中有少量白雾，集气瓶内液面 ； ②饱和NaCl溶液中有 B装置： （3）反应特点：分步进行，每一步都是可逆反应 （4）反应方程式 ① ② ③ ④ （5）产物种类：每一步的取代产物都有，最多的是 （6）产物性质 ①水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均 溶于水。 ②状态：常温下除 是气体，其余三种均为油状液体 知识点总结 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。 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。 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 【大招总结】 1.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。 2.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。 3.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