7.1.1烷烃的性质 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

人教版高中化学 必修二 第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 【思考与讨论】（课P63） 天然气、沼气和煤层气的主要成分是甲烷；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。请结合生活经验和初中化学的有关知识，想一想烷烃可能具有哪些性质。 组成与结构 性质与转化 应用 分子式CnH2n+2 共价单键(C-H C-C) 饱和碳原子 链状碳骨架 碳四面体 弱极性、非极性 锯齿状排列 难溶于水 碳原子数增多 ， 相对分子质量增大，范德华力增大， 熔沸点升高 键难异裂（离子化）， 能量密度大时可均裂（自由基化） 相似性 递变性 熔沸点不太高，密度不太大 二、烷烃的物理性质 碳原子越多 相对分子质量越大 范德华力越大 熔沸点越高 为什么不单调？ 锯齿状碳链 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 二、烷烃的物理性质 难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂 比水小 逐渐增大↑ 较低 逐渐升高↑ 气态 → 液态 → 固态 (常温常压下，新戊烷为气态) 4个碳以内 5~16个碳 17个碳以上 通常条件下，烷烃比较稳定，与 、 或 等强氧化剂不反应。 强酸 强碱 高锰酸钾 三、烷烃的化学性质 1、相对稳定性： 溴水（或是溴的CCl4溶液） 但物质的稳定性是相对的，在特定条件下，烷烃也会发生某些反应。 2、可燃性： 烷烃完全燃烧通式 _____________________________________ 三、烷烃的化学性质 烃的完全燃烧通式：_____________________________________ 烷烃发生氧化反应 烷烃烷烃在空气中可以完全燃烧。 9.天然气和煤气是常见的气体燃料，被人们广泛应用于工业生产和日常生活中。 (1) 查阅资料，了解煤气的主要成分和生产方法。 煤气是一种混合气体，由多种气体组成，包括CO、H2、少量CO2等 生产煤气的方法通常有两种：煤气化 煤气1 煤气2 (2) 写出天然气、煤气的主要成分在完全燃烧时发生反应的化学方程式。 4体积天然气需8体积O2 4体积煤气需2体积O2 (3) 根据以上反应，在相同条件下燃烧等体积的天然气和煤气，消耗氧气体积较大的是哪一种? (4) 某灶具原来使用的燃料是煤气，如果改用天然气，其进风口应改大还是改小?如不进行调节可能产生什么后果? 改大。可能导致天然气燃烧不完全，产生黑烟或CO。 天然气 8.某种烷烃完全燃烧后生成了17.6gCO₂和9.0gH₂O。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式。 17.6gCO₂物质的量：n(CO₂)= = =0.4mol 9.0gH₂O物质的量：n(H₂O)= = =0.5mol 解：依题意得： 设该烷烃分子式为CnH2n+2,物质的量为xmol x mol 0.4mol 0.5mol 1mol nmol (n+1)mol 根据变化物质的量之比等于化学计量数之比得 17.6gCO₂物质的量：n(CO₂)= = =0.4mol 9.0gH₂O物质的量：n(H₂O)= = =0.5mol 解：依题意得： 设该烷烃分子式为CnH2n+2,物质的量为xmol x mol 0.4mol 0.5mol 1mol nmol (n+1)mol 根据变化物质的量之比等于化学计量数之比得 解得：x=0.1mol, n=4 n+1=5 又因为n,n+1均为整数 分子式：C4H10 结构简式 CH3CH2CH2 CH3 CH3CH(CH3)CH3 煤矿为了保证安全生产，为什么必须采取通风、严禁烟火等措施？ 见课P64---资料卡片 3、 受热分解(热裂反应）：烷烃在较高温度下会发生分解。 三、烷烃的化学性质 如：在隔绝空气并加热至1000℃的高温下，甲烷高温分解 CH4 C + 2H2 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。 制炭黑（用于制墨水等） 通过石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。（课P-103) 知识精讲 实验探究—— CH4与Cl2的取代反应 编号 1 2 试验试剂 体积比1：1的CH4与Cl2，饱和食盐水法 操作 装有混合气体的试管固定在铁架台上，套上铝箔 装有混合气体的试管固定在铁架台上，放在光亮处（不要在日光直射的地方） 静置 静置 现象 编号 1 2 试验试剂 体积比1：1的CH4与Cl2，饱和食盐水法 操作 装有混合气体的试管固定在铁架台上，套上铝箔 装有混合气体的试管固定在铁架台上，放在光亮处（不要在日光直射的地方） 静置 静置 现象 解释 无明显现象 气体颜色(黄绿色)逐渐变浅 试管壁出现油状液滴 试管内水面上升 不发生反应 在光照条件下，CH4与Cl2发生反应 甲烷与氯气反应 键断裂 键形成 局部麻醉剂 无色气体 键断裂 键形成 难溶于水、 无色油状液体 溶剂 4.10.571 键断裂 键形成 溶剂、麻醉剂 难溶于水、 无色油状液体 俗称：氯仿 键形成 键断裂 无色透明油状液体 不溶于水 密度1.595g/cm³ 沸点76.5 ℃ 溶剂、灭火剂 俗称：四氯化碳 反应后的有机分子与反应前比较，碳原子的成键方式、成键原子有无变化？ H被Cl替代 成键方式不变 结构不变 进一出一，取而代之 4、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。 烷烃的特征反应 三、烷烃的化学性质 烷烃在光照条件下可以和氯气,溴蒸气Br2(g)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。 烷烃的碳原子数越多，可以被取代的氢原子多，取代反应比甲烷复杂。 3．CH4和Cl2取代反应时，生成的产物中物质的量最多的是什么？它与Cl2在物质的量上有什么关系？ 【思考与讨论】 是 HCl 1．能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl? 2．CH4与Cl2反应共有几种产物？ 当n(CH4)∶n( Cl2)＝1∶1时，反应产物为混合物。 不能。 在相同条件下，连续发生下述反应。 共5种：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢 n(HCl)=n( Cl2) 练3]某课外活动小组利用如图所示装置(夹持装置略)探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题： (1)CH4与Cl₂发生反应的条件是; 若用日光直射，可能会引起 爆炸 光照(或光亮处) (3)实验中生成的油状液滴的化学式为 ,其中 是工业上重要的溶剂。 练3]某课外活动小组利用如图所示装置(夹持装置略)探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题： (2)实验中可观察到的实验现象有：试管内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出， ， 。 等。 试管内黄绿色气体颜色变浅 试管内液面上升 CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄ CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄ 563.4.7 练3]某课外活动小组利用如图所示装置(夹持装置略)探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题： (4)用饱和食盐水而不用水的原因是 降低Cl₂在水中的溶解度，抑制Cl₂和水的反应 饱和食盐水中有少量固体析出。 试管中有少量白雾， 反应生成的HCl气体遇到水蒸气形成盐酸小液滴 反应生成的HCl溶于水，使溶液中c(Cl-)增大， 饱和NaCl溶液变成过饱和，析出NaCl晶体。 4、甲烷与气态纯卤素单质反应，能与氯水、溴水等反应吗？ 不能。 【思考与讨论】 5. 两个延伸问题 6.在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是( )。 A.Cl₂ B.浓硫酸 C.O₂ D.酸性KMnO₄溶液 AC [练4]下列有关甲烷的取代反应的说法正确的是( ) A.甲烷与氯气按物质的量之比1:1混合，发生取代反应只生成CH₃CI B.甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH₃Cl最多 C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物 D.1 mol甲烷生成CCl,最多消耗2 mol氯气 C 有机物除了有以上通性，依据其组成和结构的不同，还具有很多特性，我们在以后的学习中会逐步接触。 烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。 烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。 与无机物相比，大多数有机物的熔点比较低，且难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂； 大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解； 有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。 用“→”而不用“=”，但仍遵守质量守恒定律，需要配平。 【小结】甲烷与氯气的取代反应 返回 返回 返回 返回 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$