7.1.2 烷烃的性质 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019） 必修第二册

第一节 认识有机化合物 第2课时 烷烃的性质 1 天然气、沼气、煤层气、瓦斯和油田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。请结合生活经验和所学的有关知识，想一想烷烃可能具有哪些性质？ 思考与交流 无色、无味、密度比空气小、极难溶于水的气体 甲烷的物理性质 实验室通常用向下排空气法和排水法收集甲烷，为什么？ 思考 密度比空气小，难溶于水 甲烷是天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气的主要成分 烷烃的性质 溶解性：烷烃均为难溶于水的无色物质，易溶于有机溶剂； 熔沸点：烷烃的相对分子质量越大，烷烃的熔、沸点越高； 相对分子质量相同时，支链越多，熔、沸点越低； 密度：随着碳原子数的增加而升高，但都小于水的密度； 状态：在常温下由气态变为液态，再到固态； 烷烃的性质 物理性质 碳原子数 ≤ 4 ：气态， 5 ≤ 碳原子数 ≤ 16 ：液态 碳原子数 ≥ 17 ：固态 特例：(CH3)4C在常温常压下是气体 烷烃的性质 化学性质 1、稳定性 通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱以及高锰酸钾等强氧化剂不反应。 烷烃的性质 化学性质 2、氧化反应 烷烃都具有可燃性，可做燃料 CH4 + O2 CO2 + H2O 点燃 C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O 点燃 烷烃的燃烧通式： CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O 点燃 现象：安静燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热 注意：煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关，务必通风、严禁烟火等措施。 注意：点燃可燃性气体前要验纯,防止发生爆炸。 CH4+2O2 CO2+2H2O 燃烧 实验步骤 实验现象 实验结论 1.点燃纯净的甲烷 淡蓝色火焰 甲烷可燃烧 2.在火焰的上方罩干燥洁净的烧杯 烧杯内壁出现水珠 燃烧产物中有水 3.迅速将烧杯倒转并注入少量的澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 燃烧产物中有二氧化碳 注意：甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生爆炸 烷烃的性质 甲烷的氧化反应 烷烃在高温条件下可以分解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，如：汽油、柴油。 烷烃的性质 化学性质 3、 高温分解 C8H18 C4H10 + C4H8 高温 C4H10 CH2= CH2（乙烯）+ CH3CH3 高温 CH4 高温 C + 2H2 炭黑：橡胶工业的原料 烷烃的性质 化学性质---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。 避光处理 光照太强，会剧烈反应发生爆炸 降低氯气在水中的溶解度 在室温下，无光照时，无明显现象；光照时，试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管内水面上升（试管中出现少量白雾，饱和食盐水中有少量固体析出）。 CH4 与 Cl2 发生了反应，即取代反应 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。 H C H H Cl H Cl 光 H C H H H Cl Cl + + 一氯甲烷（气态） 实验现象 烷烃的性质 化学性质---取代反应 实验结论 取而代之 烷烃的性质 化学性质---取代反应：甲烷与氯气的反应 H C H Cl Cl H Cl 光 H C H H Cl Cl Cl + + 一氯甲烷还可以继续跟 Cl2 发生取代反应 H C Cl Cl Cl H Cl 光 H C H Cl Cl Cl Cl + + Cl C Cl Cl Cl H Cl 光 H C Cl Cl Cl Cl Cl + + 二氯甲烷 液态 三氯甲烷/氯仿 液态 四氯甲烷/四氯化碳 液态 常作溶剂 逐步取代 同时发生 烷烃的性质 化学性质---取代反应：甲烷与氯气的反应 实验现象 CH4 与 Cl2 的取代反应 ① CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 ② CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光 ③ CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光 ④ CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 光 →产物有 5 种 → 4 种有机物 ：均不溶于水 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 → 1种无机物 HCl 注意：甲烷可以与卤素单质发生取代反应，如：氯气、溴蒸气；与氯水、溴水等不反应。 烷烃的性质 化学性质---取代反应：甲烷与氯气的反应 每 1mol H被取代，消耗1mol Cl2 ，同时生成1mol HCl； 即 1mol CH4与Cl2发生完全取代，消耗 Cl2最多为4 mol。 HCl 含量最多的产物是哪一种？ 思考 1 1mol CH4完全生成1mol CCl4需多少mol Cl2？生成多少mol HCl？ 思考 2 选用什么光照？ 思考 3 一般采用漫射光，如果用强光直射容易发生爆炸 甲烷发生取代反应的规律： 烷烃的性质 取代反应的特点 ① 反应物类型：反应物至少有一种是有机物； ② 反应形式：“上一下一，取而代之” ； ③ 断键特点：反应中旧化学键不一定全断开，可能部分断开； ④ 反应条件：一般都需要加热、光照或催化剂等 ① 定量关系：每有 1mol H 原子被取代，则消耗 1mol Cl2，同时生成 1mol HCl； ② 守恒关系:“原子守恒”，反应前后 C、H、Cl 数目不变 ； 取代反应的计算方法 氯气与乙烷在光照下发生取代反应，产物可能有哪些？ 共9种 烷烃的性质 思考 1 1、下列反应属于取代反应的是 （ ） ③ CH3CH3 + 2Br2 CH2BrCH2Br + 2HBr 光照 ① Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ② NaOH + HCl NaCl + H2O ④ CH2Cl2 + Br2 CHBrCl2 + HBr 光照 A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④ B 课堂练习 饱和食盐水 CH4 和 Cl2 2、将漫射光照射到混合气体（ 体积比 1: 4 ）的装置上，如下图，下列现象正确的是（ ） ① 试管内黄绿色逐渐变浅 ② 试管内黄绿色逐渐加深 ③ 无任何现象 ④ 试管内液面上升 ⑤ 试管内壁有油状物生成 A. ① B. ①④⑤ C. ①⑤ D. ②⑤ B 课堂练习 3、在标准状况下将 11.2L 甲烷和 22.4L 的氧气混和后点燃，恢复到原来的状态，气体的体积是（ ） A．11.2L B．22.4L C．33.6L D．44.8L A 课堂练习 4、标准状况下，0.1 mol某烷烃完全燃烧生成11.2 L CO2。 （1）写出该烷烃的分子式：_______。 （2）写出该烷烃燃烧的化学方程式：______________________。 （3）该烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个—CH3的结构，简式： 。 C5H12 5、1 mol某烷烃完全燃烧需要 8 mol氧气，则这种烷烃的化学式为 （ ） A 6、下列五种烃：①CH3CH2CH(CH3)2、②CH3C(CH3)3、③丙烷、④戊烷、 ⑤CH3CH(CH3)2，其沸点按由高到低的顺序排列正确的是（　　） A．①②③④⑤ B．②③④⑤① C．⑤②①③④ D．④①②⑤③ D 课堂练习 A．C5H12 B．C4H10 C．C3H8 D．C6H14 不与强酸、强碱、溴水、酸性KMnO4反应 密度比水小，难溶于水 CnH2n+2 + O2 CO2 + H2O 点燃 n (n+1) C16H34 C8H18 + C8H16 催化剂 加热、加压 CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl 光 总结 课堂练习 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1) C3H8的熔、沸点和密度均比C6H14的低。 (　　) (2) 烷烃在光照下均能与Cl2发生取代反应。 (　　) (3) CH4、C2H6均能使酸性KMnO4溶液褪色。 (　　) (4) 烷烃很稳定，不能发生分解反应。 (　　) (5) 点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸。 ( ) (6) 点燃甲烷前不需要验纯。 ( ) √ √ × × √ × 22 烃燃烧的有关计算 思考与探究 22 23 烃燃烧的有关计算 思考与探究 23 B A 烃完全燃烧的通式为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．等物质的量(体积相同)的烃(CxHy)完全燃烧规律 (1)耗氧量多少取决于x＋eq \f(y,4)的值，x＋eq \f(y,4)越大，耗氧量越多。 (2)生成CO2的量的多少取决于x的值，x的值越大，生成CO2越多。 (3)生成水的量的多少取决于eq \f(y,2)的值，eq \f(y,2)的值越大，生成水的量越多。 2．等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律 氢元素的质量分数越大，消耗O2越多，产生的H2O越多；反之碳元素的质量分数越大，消耗O2越少，产生的CO2则越多。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)的值，此值越大，耗氧量越多。 3．最简式相同的烃燃烧时的规律 最简式相同的烃不论以何种比例混合，只要混合物总质量一定，完全燃烧后生成的CO2和H2O及耗氧量一定。 练习4．（1）某两种气态烃的混合气体1 L，完全燃烧生成1.6 L CO2和2.0 L水蒸气(体积均在相同状况下测得)，该混合物可能是(　　) A．乙烷、乙烯 B．甲烷、乙烯 C．乙烷、丙烯 D．乙烷、丙烯 （2）下列各项中的两种物质不论以何种比例混合，只要混合物的总物质的量一定，则完全燃烧消耗O2的质量保持不变的是(　　) A．C3H6、C4H6O2 B．C2H6、C2H6O C．C2H2、C6H6 D．C3H6O、C3H8 $$