05 第1章 第3节 第1课时 烷烃及其性质(基础课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步课件(鲁科版)

第1课时　烷烃及其性质(基础课) 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 第3节　烃 一、烷烃及其物理性质 1．烷烃 烷烃是一种饱和链烃，属于脂肪烃，通式为CnH2n＋2(n≥1)。 必备知识　自主预习 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 2．烷烃的物理性质  规律 物理性质 熔点、沸点 一般随碳原子数的增加而____ 随分子中碳原子数的增加而呈现规律性变化 状态(常温、常压) 随碳原子数的增加逐渐由____、____变到____ 密度 密度比水__，且随相对分子质量的增加而____ 溶解性 不溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂 升高 气态 液态 固态 小 增大 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)分子中全是碳碳单键的烃一定是烷烃。 (　) (2)C2H6、C3H8、C4H10的熔、沸点依次升高。 (　) 二、烷烃的化学性质 1．稳定性 因为烷烃分子中碳氢键和碳碳单键的键能较高，所以常温下烷烃很不活泼，与____、____、________和______等都不发生反应。 × √ 强酸 强碱 强氧化剂 还原剂 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 2．取代反应 在紫外线(或强烈日光)照射下，烷烃能与Cl2、Br2等卤素单质发生取代反应。 反应举例：CH3CH3＋Cl2________________(一氯取代)。 3．与氧气的反应 烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O，燃烧的通式为_______________________________________。 CH3CH2Cl＋HCl CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 想一想　日常生产、生活中人们为什么倾向于选择甲烷作燃料？ 提示：质量相同的烃，碳元素的质量分数越低，完全燃烧时放出的热量越多。甲烷是所有有机化合物中碳元素含量最低的。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 关键能力　情境探究 1．烷烃的取代产物卤代烃是一类重要的有机化工原料，通过烷烃和卤素单质1∶1混合在光照的条件下能不能得到纯净的一卤代物？ 认识烷烃的取代反应 提示：不能。不管比例如何，烷烃和卤素单质的反应都不会停留在第一步，所以得到的卤代烃是混合物。 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 2．己烷能不能和溴水在光照下发生取代反应？如果把己烷和溴水混合在一起振荡后有什么现象？ 提示：不能。卤素单质的水溶液不能和烷烃发生取代反应。如果把己烷和溴水混合，己烷能把溴单质从水中萃取出来，所以现象是液体分层，上层溶液为橙红色，下层溶液无色。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 反应条件 紫外线(或强烈日光照射) 反应物 烷烃和气态卤素单质(烷烃与卤素单质的水溶液不反应) 化学键变化 断键：C－H键和X－X键 成键：C－X键和H－X键 取代特点 分子中的氢原子被卤素原子逐步取代，往往是各步反应同时发生 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 产物特点 种类 多种卤代烷烃的混合物 产物 特点 产物 的量 ①根据碳元素守恒，烷烃的物质的量等于所有卤代烷烃的物质的量之和 ②反应消耗的n(X2)＝n(一卤代物)＋2n(二卤代物)＋3n(三卤代物)＋……＝n(HX)，产物中HX的物质的量最多 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 1．关于CH4与Cl2的反应(如图所示)，叙述不正确的是(　　)   A．该反应属于取代反应 B．该反应的条件是光照 C．该反应的生成物最多有四种 D．该反应的现象是量筒内气体颜色变浅，量筒内壁上有油状液滴生成，量筒内液面上升并产生白雾 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) C　[甲烷与Cl2在光照条件下的反应属于取代反应，故A正确；该反应在光照条件下进行，故B正确；CH4和Cl2在光照条件下反应，可生成CH3Cl、HCl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4等，故C不正确；甲烷和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，所以量筒内气体颜色会变浅，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷和HCl是气体，氯化氢极易溶于水，所以量筒内液面上升并产生白雾，故D正确。] 2．一定温度下，CH3CH2CH3的氯化、溴化反应能量变化及一段时间后产物的选择性如图。下列叙述错误的是(　　) 资料：R·＋X·―→RX(R·为烷基自由基，X·为卤素自由基)；通常活化能越大，反应速率受温度影响越大。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) A．丙烷氯代或溴代反应均可能产生同分异构体 B．正丙基自由基(CH3CH2CH2·)比异丙基自由基[·CH(CH3)2]稳定 C．升高温度，体系中n(1-氯丙烷)∶n(2-氯丙烷)的值增大 D．以丙烷为原料通过“卤代－水解”过程合成2-丙醇时，Br2比Cl2更适于作取代试剂 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) B　[丙烷氯代反应可生成互为同分异构体的CH3CH2CH2Cl和(CH3)2CHCl，丙烷溴代反应可生成互为同分异构体的CH3CH2CH2Br和(CH3)2CHBr，A项正确；正丙基自由基(CH3CH2CH2·)具有的能量比异丙基自由基[·CH(CH3)2]具有的能量高，能量越低越稳定，则异丙基自由基比正丙基自由基稳定，B项错误；生成1-氯丙烷的活化能比生成2-氯丙烷的活化能大，通常活化能越大、反应速率受温度影响越大，故升高温度，生成1-氯丙烷的速率增大得更快，体系中n(1-氯丙烷)∶n(2-氯丙烷)的值增大，C项正确；以丙烷氯代反应生成的2-氯丙烷的选择性为55%，而发生溴代反应生成的2-溴丙烷的选择性为97%，故以丙烷为原料通过“卤代－水解”过程合成2-丙醇时，使用Br2作为取代试剂所得产品的纯度更高，即Br2比Cl2更适于作“卤代－水解”过程的取代试剂，D项正确。] 3．烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷与氯气反应的部分历程如下： ①引发：Cl2―→Cl·＋Cl·等； ②链反应：Cl·＋CH4―→·CH3＋HCl，·CH3＋Cl2―→Cl·＋CH3Cl等； ③终止：Cl·＋Cl·―→Cl2，Cl·＋·CH3―→CH3Cl等。 下列说法错误的是(　　) A．引发时可以通过热辐射、光照等条件 B．链反应可以反复进行 C．生成物只有四种 D．生成物中可能出现CH3CH3 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) C　[烷烃发生卤代反应的条件一般为光照，引发时可以通过热辐射、光照等条件，故A正确；根据反应历程可知，Cl·在链反应中既有消耗又有生成，所以链反应可以反复进行，故B正确；甲烷与氯气反应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、HCl等，故C错误；两个·CH3可以结合生成CH3CH3，所以生成物中可能出现CH3CH3，故D正确。] 天然气的主要成分是甲烷，是一种十分重要的“清洁能源”，与液化石油气(主要成分是丙烷、丁烷)一样都是常用的家用燃气。随着现代社会对环境保护要求的提高，液化石油气正逐渐被天然气所取代。居民家庭中在将液化石油气更换为天然气时，通常需要更换燃气灶具或调整进气量。 探究烃类物质燃烧的相关规律 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 1．相同状况下等体积的石油气和天然气，完全燃烧时哪种气体的耗氧量大？ 提示：CH4＋2O2CO2＋2H2O C3H8＋5O23CO2＋4H2O C4H10＋O24CO2＋5H2O 根据以上化学方程式可知相同状况下，等体积(即等物质的量)的石油气耗氧量大。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 2．居民家庭中将液化石油气改为天然气时，如何调整燃气灶的进气量？ 提示：增大天然气进气量或减小空气进气量。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 1．烃类(CxHy)完全燃烧的化学方程式 CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O。 2．烃完全燃烧耗氧量与生成CO2和H2O的规律 (1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，的值越大，则氢元素的质量分数越大，耗氧量越多，生成的水越多，生成的CO2越少。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) (2)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时，x＋的值越大，耗氧量越多。其中x值越大，生成的CO2越多；y值越大，生成的水越多。 (3)最简式(实验式)相同的有机化合物不论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，则完全燃烧时生成的CO2的量一定，生成的H2O的量一定，耗氧量也一定。 (4)不同的有机化合物完全燃烧时，若生成的CO2和H2O的物质的量之比相同，则它们分子中碳原子与氢原子的原子个数比也相同。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 3．同温同压下，气态烃(CxHy)完全燃烧前、后气体体积变化规律 (2)燃烧后温度低于100 ℃时，水为液态，反应后气体体积变化是1＋。 反应前后气体体积变化 V前＝V后 V前＞V后 V前＜V后 x、y满足的条件 y＝4 y＜4 y＞4 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 1．下列烃①CH4，②C4H8，③C7H8，④C6H12分别完全燃烧，耗氧量分析不正确的是(　　) A．等物质的量时耗氧量最多的是① B．等物质的量时③和④的耗氧量相等 C．等质量时耗氧量最大的是① D．等质量时②和④的耗氧量相等 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) A　[等物质的量的烃完全燃烧，(x＋)越大，消耗氧气越多：①CH4，(x＋)＝2，②C4H8，(x＋)＝4＋2＝6，③C7H8，(x＋)＝7＋2＝9，④C6H12，(x＋)＝6＋3＝9。等物质的量题述物质完全燃烧时耗氧量最少的是①，最多的是③和④，③和④的耗氧量相等，A错误、B正确；相同质量的烃完全燃烧时，H元素质量分数越大耗氧越多，即H、C原子数之比越大，H元素质量分数越大，耗氧越多。①～④H、C原子数之比依次为4、2、、2，耗氧量最大的是①，②和④耗氧量相等，C、D正确。] 2．a mL三种气态烃的混合物与足量氧气混合点燃，充分反应后，恢复到原来的状况(常温、常压下)，体积共缩小2a mL。则这三种烃可能是(　　) A．CH4、C2H4、C3H4 B．C2H6、C3H6、C4H6 C．CH4、C2H6、C3H8 D．C2H4、C3H4、C3H6 √ A　[如果分别写出各选项中烃对应的燃烧反应的化学方程式，我们会发现只要烃分子中的氢原子数为4，a mL该烃完全燃烧后恢复至常温常压就一定缩小2a mL体积，实际上就是常温下水为液态，缩小的体积就是反应后水蒸气占有的体积，A项正确。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 3．一定条件(0.1 MPa，100 ℃)下，0.05 mol某烃在氧气中完全燃烧。将生成的产物依次通过浓硫酸和碱石灰，质量分别增加5.4 g和11 g。该烃与氯气发生取代反应所得的一氯取代物没有同分异构体，则这种烃是(　　) A．2-甲基丙烷　 B．2，2-二甲基丙烷 C．2-甲基丁烷 D．2，2，3，3-四甲基丁烷 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) B　[浓硫酸吸收的物质是水、碱石灰吸收的物质是二氧化碳，则n(H2O)＝＝0.3 mol、n(CO2)＝＝0.25 mol，0.05 mol某烃含0.25 mol C、0.6 mol H，故该有机物最简式为C5H12，符合烷烃通式，分子式为C5H12，该烃有多种同分异构体，其中与Cl2发生一氯取代的产物只有一种，说明该有机物只有一种化学环境的氢原子，所以该物质为新戊烷，系统命名法为2，2-二甲基丙烷，选B。] 5 1．下列说法错误的是(　　) A．C3H8和C4H10一定是同系物 B．CH4的二氯代物只有一种结构证明甲烷是正四面体结构 C．正丁烷的沸点高于异丁烷 D．丙烷分子中，三个碳原子可能在同一条直线上 学习效果　随堂评估 √ 2 4 3 题号 1 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 5 2 4 3 题号 1 D　[结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的有机化合物互为同系物，C3H8和C4H10均为烷烃，在分子组成上相差1个CH2，一定互为同系物，A正确；CH4为正四面体结构，分子中的四个氢原子是等效的，所以CH4的二氯代物只有一种结构，B正确；同分异构体中支链越多，熔、沸点越低，正丁烷的沸点高于异丁烷，C正确；丙烷分子可以看作是两个甲基取代甲烷分子中的两个H形成的，甲烷分子为正四面体结构，则丙烷分子中的三个碳原子一定不在同一条直线上，呈锯齿状，D错误。] 5 2．下列说法错误的是(　　) A．烷烃的通式为CnH2n＋2，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小 B． 互为同系物 C．丙烯与HCl加成可以得到互为同分异构体的两种有机物 D．由CH4结构可知CCl4也是正四面体结构，而丙烯分子中所有原子不可能共面 2 3 题号 1 4 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 5 2 3 题号 1 4 A　[烷烃的通式为CnH2n＋2，C元素的质量分数为，则 随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大，A错误； 和 的结构相似，分子和组成上相差1个CH2，二者互为同系物，B正确；丙烯与HCl发生加成反应生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl，二者互为同分异构体，C正确；CCl4与CH4中C原子均为sp3杂化，且分子中的四条共价键均相同，故均为正四面体结构，饱和碳原子具有甲烷结构特点，丙烯中含有甲基，所以该分子中所有原子一定不共平面，D正确。] 5 3．等质量的下列烷烃，完全燃烧消耗氧气最多的是(　　) A．CH4　　　　　 B．C2H6 C．C3H8 D．C6H14 2 3 题号 4 1 √ A　[判断等质量的不同烃燃烧时的耗氧量，可先简化其分子式为CHx，x越大，氢的质量分数就越大，耗氧量就越多。本题中A为CH4；B为CH3；C为CH2.7；D为CH2.3，故答案为A。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 5 2 4 3 题号 1 4．已知某有机化合物的空间填充模型为 ，标准状况下，22.4 L的该物质与足量氯气在光照条件下反应的产生的分子中含氯元素的化合物共有(　　) A．7种　 B．8种　 C．9种　 D．10种 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 5 2 4 3 题号 1 D　[空间填充模型为 的有机化合物为乙烷，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，产物有：一氯乙烷1种：CH3CH2Cl；二氯乙烷2种：CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl；三氯乙烷2种：CH3CCl3、CH2ClCHCl2；四氯乙烷2种：CH2ClCCl3、CHCl2CHCl2；五氯乙烷1种：CHCl2CCl3；六氯乙烷1种：CCl3CCl3，此外取代过程中还会生成HCl，因此产生的分子中含氯元素的化合物总共有10种。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 2 4 3 题号 1 5．丁烷的分子结构可简写成键线式结构 ，有机化合物A的键线式结构为 ，请回答下列问题： (1)有机化合物A的分子式为________。 (2)用系统命名法命名有机化合物A，其名称为_________________。 (3)有机化合物A完全燃烧的化学方程式为_____________________ _______________。 5 C8H18　 2，2，3-三甲基戊烷 2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) 2 4 3 题号 1 (4)有机化合物A与Cl2发生反应生成的一氯代物的可能结构简式为________________________________________________________ ________________________________________________________ _____________________________，写出A与Cl2反应生成任意一种一氯代物的化学方程式：______________________________________________________________________________________。 5 CH2ClC(CH3)2CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)3CCl(CH3)CH2CH3、 C(CH3)3CH(CH2Cl)CH2CH3、C(CH3)3CH(CH3)CHClCH3、 C(CH3)3CH(CH3)CH2CH2Cl C(CH3)3CH(CH3)CH2CH3＋Cl2 C(CH3)3CH(CH3)CH2CH2Cl＋HCl(其他合理答案也可) 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第1课时　烷烃及其性质(基础课) $$