第1章 第3节 第1课时 烷烃及其性质(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修3（鲁科版2019）

第1章　有机化合物的结构与性质　烃 第3节　烃 第1课时　烷烃及其性质 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 目 录 知识整合·新知探究 01 CONTENTS 03 课时作业·知能达标 02 随堂演练·巩固落实 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 知识整合·新知探究 01 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 CnH2n＋2(n≥1) 4 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 水 有机溶剂 升高 低 增大 小于 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 强酸 强碱 强氧化剂 CH3CH2Cl＋HCl nCO2＋(n＋1)H2O 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 随堂演练·巩固落实 02 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 课时作业·知能达标 03 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 谢谢观看 返回目录 第1章　有机化合物的结构与性质　烃 化学•选择性必修3　有机化学基础(配LK版) 1 [素养目标]　1.认识烷烃的组成和结构特点。2.掌握烷烃的化学性质，能够举例说明烷烃与氧气、卤素单质的反应。3.了解烷烃的卤代反应的特点。 知识点　烷烃及其性质 1．通式 烷烃是一种饱和链烃，属于脂肪烃，通式为_______________，广泛存在于自然界中。 2．物理性质 物理性质 变化规律 状态 当碳原子数小于或等于___时，烷烃在常温下呈气态，其他的烷烃常温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态) 溶解性 烷烃都难溶于___，易溶于__________ 熔、沸点 随碳原子数的增加，烷烃熔、沸点逐渐_____；碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越___ 相对密度 随碳原子数的增加，相对密度逐渐_____且_____水的密度 3.化学性质 常温下烷烃很不活泼，与_____、_____、__________和还原剂等都不能发生反应，只有在特殊的条件(如光照或高温)下才会发生以下化学反应，这与构成烷烃分子的C—H和C—C的牢固程度较高有关。 (1)与卤素单质的反应——取代反应 烷烃与卤素单质在光照的条件下能发生取代反应，且生成多种卤代物。如CH3CH3＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(hν))_________________________。 (2)与氧气的反应——氧化反应 烷烃燃烧的通式为：CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \o(――→,\s\up17(点燃))_________________。 探究一　烷烃的取代反应 1．为了探究甲烷与氯气的反应，某同学设计了如图所示装置，在U形管的左端有甲烷和氯气(体积比为1∶1)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。 请思考并回答下列问题： (1)反应结束后能否只得到CH3Cl? (2)经过几个小时的反应后，U形管左端的气柱体积怎样变化？ (3)若水中含有Na2SiO3，在U形管的左端会观察到什么现象？ 提示：(1)不能。因为甲烷与氯气的取代反应是连续反应，最终得到四种氯代产物的混合物，同时还生成HCl。 (2)体积减小。 (3)有白色沉淀生成。 2．既然烷烃可以与卤素发生取代反应，为什么还可以用汽油(主要成分是烷烃)萃取溴水中的溴单质？ 提示：烷烃与卤素的取代反应需要在光照条件下与气态卤素单质发生反应，与卤素单质的水溶液不发生反应。 烷烃的取代反应 反应条件 光照 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 断裂C—H键和X—X键， 形成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 产物特点 种类 多种卤代烷烃的混合物，HX的物质的量最多 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根据取代反应的特点，有机物中卤素的物质的量等于HX的物质的量，等于反应了的X2的物质的量，即反应了的n(X2)＝n(一卤代物)＋2n(二卤代物)＋3n(三卤代物)＋……＝n(HX) 探究二　烃的燃烧规律 1．把某纯净气体点燃，在火焰上方罩一烧杯，观察到烧杯内壁有水珠生成，迅速倒转烧杯，倒入少量澄清石灰水并振荡，石灰水变浑浊。 (1)若该气体为甲烷，请写出上述过程中发生反应的化学方程式。 (2)上面实验能否证明该气体一定属于烃类化合物？ 提示：(1)CH4＋2O2eq \o(――→,\s\up17(点燃))CO2＋2H2O，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。 (2)不能。可证明该气体中含有C、H两种元素，不能确定是否含有氧元素。 2．烷烃燃烧的通式：CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \o(――→,\s\up17(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O 试讨论： (1)当烷烃的物质的量相同时，n越大，耗氧量________。 (2)当烷烃的质量相同时，n越大，耗氧量______。 提示：(1)越多　(2)越少 烃完全燃烧的规律 1．对于气态烃CxHy完全燃烧后生成CO2和H2O，可表示为：CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq \o(――→,\s\up17(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O。 (1)当H2O为液态时，1体积气态烃燃烧后气体总体积减小，减小量ΔV＝eq \f(y,4)＋1。 (2)当H2O为气态时，1体积气态烃燃烧后气体总体积与燃烧前气体总体积的差为eq \f(y,4)－1，根据y值不同有三种情况： ①当y＝4时，ΔV＝0，即反应前后气体总体积相等。 ②当y<4时，ΔV＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(y,4)－1))<0，即反应后气体总体积减小。 ③当y>4时，ΔV＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(y,4)－1))>0，即反应后气体总体积增大。 2．当等物质的量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量取决于eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))的值，此值越大，耗氧量越多。 3．等质量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量取决于CxHy中eq \f(y,x)的比值，此值越大，耗氧量越大。 4．若烃分子的组成中碳、氢原子个数比为1∶2，则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。 5．等质量的且最简式相同的各种烃完全燃烧时，其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。 1．在光照条件下，等物质的量的CH3CH3与Cl2充分反应后，得到产物中物质的量最多的是(　　) A．CH3CH2Cl　　　　　 B．CH2ClCH2Cl C．CCl3CH3 D．HCl 解析　由于乙烷分子中氢原子的性质完全相同，所以取代反应不只发生一元取代，而是发生一系列的反应： CH3CH3＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光照))CH3CH2Cl＋HCl CH3CH2Cl＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光照))CH3CHCl2＋HCl …… CHCl2CCl3＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光照))CCl3CCl3＋HCl 每消耗1 mol Cl2就生成1 mol HCl，故生成的产物中HCl的物质的量最多。 答案　D 2．实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。 光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(　　) 解析　甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH4＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光照))CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光照))CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光照))CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光照))CCl4＋HCl。黄绿色的氯气参加了反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。综合上述现象，答案选D项。 答案　D 3．n L三种气态烃混合物与足量氧气混合点燃后，恢复到原来状态(常温常压)，体积共缩小2n L，这三种烃不可能的组合是(　　) A．CH4、C2H4、C3H4以任意比混合 B．C2H6、C4H6、C2H2以2∶1∶2的物质的量之比混合 C．C3H8、C4H8、C2H2以11∶14∶26的质量之比混合 D．CH4、C3H6、C2H2以a∶b∶b的体积比混合 解析　设混合烃的平均分子组成为CxHy，根据完全燃烧通式 CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq \o(――→,\s\up17(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O(l)　ΔV 　1　　　　　　　　　　 　　　　　1＋eq \f(y,4) 　n L 2n L 则1＋eq \f(y,4)＝2，解得y＝4，即1 mol混合气体分子中平均含有4 mol H原子。CH4、C2H4、C3H4以任意比混合时分子中都平均含有4个H原子，故A不符合题意；C2H6、C4H6、C2H2以2∶1∶2的物质的量之比混合，分子中平均含有eq \f(22,5) 个H原子，故B符合题意；C3H8、C4H8、C2H2以11∶14∶26的质量之比混合时，物质的量之比为1∶1∶4，分子中平均含有4个H原子，故C不符合题意；CH4、C3H6、C2H2以a∶b∶b的体积比混合，分子中平均含有4个H原子，故D不符合题意。 答案　B 4．现有A、B、C三种烃，其球棍模型如图： 请回答下列问题： (1)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________(填对应字母，下同)。 (2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。 (3)等质量的以上三种物质完全燃烧时，生成二氧化碳最多的是__________，生成水最多的是____________。 (4)在120 ℃、1.01×105 Pa时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是________。 解析　据球棍模型可知A为CH4，B为C2H4，C为C2H6。 (1)等质量的烃CxHy完全燃烧时，氢元素的质量分数越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6中的eq \f(y,x)依次为eq \f(4,1)、eq \f(4,2)、eq \f(6,2)，故CH4耗O2最多。(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))的值越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6的x＋eq \f(y,4)依次为1 ＋eq \f(4,4)＝2、2＋eq \f(4,4)＝3、2＋eq \f(6,4)＝3.5，故C2H6耗O2最多。(3)等质量的烃完全燃烧时，含碳量越高，生成的CO2越多，含氢量越高，生成的H2O越多。把CH4、C2H4、C2H6改写为CH4、CH2、CH3，可知C2H4含碳量最高，CH4含氢量最高。(4)温度≥100 ℃的条件下，当烃分子CxHy中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变，y＝4的为CH4、C2H4，故答案为AB。 答案　(1)A　(2)C　(3)B　A　(4)AB 1．下列有关烷烃性质的叙述正确的是(　　) A．烷烃分子结构稳定，不发生任何化学反应　　 B．烷烃中碳元素表现负价，易被酸性KMnO4溶液氧化 C．在光照条件下，烷烃可与溴水中的溴发生取代反应 D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 解析　烷烃性质的稳定性是相对的，一定条件下可发生取代、燃烧等反应；烷烃不能和酸性KMnO4溶液反应；烷烃发生的自由基取代反应并不能在水溶液中进行，故不能被溴水中的溴取代，D正确。 答案　D 2．将0.5 mol CH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测定四种有机物的物质的量相等，则产生HCl的物质的量是(　　) A．0.5 mol　　　　　 B．1.25 mol C．1.5 mol D．2 mol 解析　四种有机物的物质的量相等，0.5 mol CH4中共有0.5 mol C，平均分到四种有机物中，每种有机物的物质的量都是0.125 mol，则消耗氯气的物质的量分别是0.125 mol＋0.125 mol×2＋0.125 mol×3＋0.125 mol×4＝1.25 mol。根据取代反应的特点，每消耗1个氯气分子，相应地就生成1个HCl分子，所以生成HCl的物质的量为1.25 mol。 答案　B 3．物质的量相同的下列烃，完全燃烧，耗氧量最多的是(　　) A．C2H6 B．C4H6 C．C5H10 D．C7H8 解析　依据1 mol CxHy耗氧量为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4))) mol来确定；1 mol C2H6耗氧2 mol＋eq \f(6,4) mol＝3.5 mol；1 mol C4H6耗氧4 mol＋eq \f(6,4) mol＝5.5 mol；1 mol C5H10耗氧5 mol＋eq \f(10,4) mol＝7.5 mol；1 mol C7H8耗氧7 mol＋eq \f(8,4) mol＝9 mol。 答案　D 4．下列烃在光照下与氯气反应，最多可生成三种一氯代物的是(　　) A．2－甲基丁烷 B．2,2－二甲基丁烷 C．环戊烷( 解析　2－甲基丁烷分子中含有4种氢原子，则在光照下与氯气反应，最多可生成四种一氯代物，A不合题意；2,2－二甲基丁烷分子内含有3种氢原子，则一氯代物只有三种，B符合题意；环戊烷( 答案　B 5．已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。 (1)该烷烃A的分子式为________，写出A可能存在的结构简式：__________ ____________________________________________________________________。 (2)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。 ①用系统命名法命名，B的名称为____________。 ②B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为_____________________。 ③B燃烧的化学方程式为_________________________________________。 解析　根据A的密度是相同条件下H2密度的36倍，推知其相对分子质量为72，设分子式为CnH2n＋2，求得n＝5，则分子式为C5H12。 答案　(1)C5H12　CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、CH3C(CH3)2CH3 (2)①2,2－二甲基丙烷　②CH3C(CH3)2CH3＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(hν))CH3C(CH3)2CH2Cl＋HCl ③C5H12＋8O2eq \o(――→,\s\up17(点燃))5CO2＋6H2O $$