7.1.3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3课时 烷烃的性质 人教版必修第二册 1.了解烷烃的物理性质和化学性质。 2.理解甲烷发生取代反应的本质。 学习目标 甲烷的取代反应 重难点 情境引入 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？ 阅读课本P64-65回答下列问题 1、烷烃的物理性质具有哪些相似性和递变性？ 2、烷烃的化学性质有哪些？ 3、什么是取代反应？写出CH4与Cl2发生取代反应的化学方程式 一、烷烃的物理性质 总结：1. 颜色：烷烃均为无色物质 2.溶解性：难溶于水，易溶于有机溶剂 3.密度：均小于水; 4.熔沸点：比较低； 随分子中碳原子数增加，熔点、沸点与密度逐渐升高， 5.状态：由气态→液态→固态，其中常温、常压下碳原子数≤4的烷烃为气态。 思考：分析下表内容，总结烷烃的物理性质。 烷烃的物理性质 名称 正戊烷 异戊烷 新戊烷 结构简式 CH3(CH2)3CH3 CH3CH(CH2) CH2CH3 C(CH3)4 沸点/℃ 36.07 27.9 9.5 观察下表中所给的数据，你又能得到哪些规律？ 注：一般含有相同碳原子数的烷烃，支链越多，熔沸点越低。 1． 在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如下表所示。据表分析，下列叙述正确的是( ) A．C5H12的沸点随支链的增加而降低 B．烷烃的沸点随碳原子数的增加而降低 C．标准状况下，1 mol新戊烷的体积为22.4 L D．其他条件相同时，降低温度，以上5种烷烃中正丁烷最先液化 【答案】A 课堂练习 物质名称 正丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 正己烷 沸点(℃) −0.5 36.1 27.8 9.5 69.0 二、烷烃的化学性质（以甲烷为代表） 认 识 甲 烷 甲烷的化学性质 ①通常状况下，CH4比较稳定，与KMnO4等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。 ②在点燃的条件下，CH4可以燃烧（氧化反应），产生淡蓝色火焰。点燃甲烷前，要先检验甲烷的纯度。 1. 稳定性 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发生反应。 2. 氧化反应——燃烧 CH4、C3H8 燃烧的化学方程式分别为： CH4＋2O2 CO2＋2H2O（淡蓝色火焰）、 C3H8＋5O2 3CO2＋4H2O（火焰明亮，伴有黑烟） 注意：①有机反应方程式书写用“ → ”不用“＝” 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。 CnH2n+2 + O2 CO2 + H2O 点燃 3n+1 2 n (n+1) 烷烃在较高温度下发生分解。这个性质常被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基本化工原料和燃料。 3. 分解反应（了解）： 实验探究：甲烷和氯气的取代反应 4. 取代反应（以甲烷为例) ✮✮ 甲烷与氯气的反应 实验现象 原因分析 无光照 光照 无明显变化 无光照该反应不能发生 试管内气体颜色变浅 氯气逐渐消耗 试管壁上有油状液滴 生成不溶于水的液体 试管中液面上升 生成的气体溶于水中使试管内压强减小 水槽中有固体析出 NaCl固体， 可能观察到白雾 生成的HCl溶于挥发出水蒸汽 实验原理： 取代反应： (1)定义：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。 (2)特点：一下一上，有出有进。 (3)形式： X—Y＋W—Z→X—Z＋W—Y。 4. 取代反应（以甲烷为例) 气体 实验原理： 烷烃发生取代反应的有关规律？ 为四面体结构 为正四面体结构 反应物 烷烃与卤素单质气体 例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。 反应条件 光照（是漫射光，强光直射易发生爆炸) 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应特点 连锁反应 甲烷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 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 注意 CH4与Cl2的反应逐步进行，应分步书写 小结：烷烃发生取代反应的有关规律 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(　 ) 课堂练习 答案：D　 解析：在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代烃，氯化氢易溶于水，所以液面会上升。但氯代烃是不溶于水的气体或油状液体，所以最终水不会充满试管，D正确。 3.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是：(　 　) A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl的量最多 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CCl4最多消耗2 mol氯气 E . 此反应无光照也可发生 C 4．光照下，若1mol乙烷被氯气完全取代则需要 molCl2, 产生 molHCl 6 6 5．下列反应属于取代反应的是(　 ) A．①② B．①②③④ C．①④⑤ D．②④⑤ C 取代反应特点是“一上一下，有进有出”，由于共价键断裂而交换原子或原子团，一般生成两种新化合物。 三、烷烃氯代物同分异构体数目的判断 烷烃的氢原子被氯原子取代后，生成的取代产物叫做氯代烃,判断其同分异构体的数目需先找出原烷烃分子中的等效氢有几类，然后再做出正确判断。 1.等效氢：分子结构中空间位置等效对称的氢。 (1)连在同一碳原子上的氢原子等效，如甲烷中的4个氢原子等效 (2)同一碳原子上所连甲基(一CH₃)上的氢为等效， 如： (3)处于对称位置的碳原子上的氢为等效氢，如 练习： 1.下列物质各有几种等效氢。 (1)乙烷 (2)丙烷 (3) (4)丁烷 2.上述物质一氯代物各有几种？ 1 2 4 4 2. 烷烃一氯代物的数目等于等效氢的数目 5．下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成一种一氯代物的是(　 ) 答案：C 解析：A项，分子中有2种类型的氢原子，一氯代物有2种；B项，分子中有2种类型的氢原子，一氯代物有2种；C项，分子中6个甲基类型相同，氢原子只有1种类型，故一氯代物有1种；D项，分子中有4种类型的氢原子，一氯代物有4种。 (1)先写出烃的同分异构体。 (2)按照第一类问题的方法，找出等效氢的种类数。 (3)然后再利用“定一移一”法,即先固定一个氯原子的位置,再移动另一个氯原子,以确定同分异构体的数目,同时要仔细考虑是否出现重复的情况。 注：“定一”时需要寻找等效氢，“移一”需要重新寻找等效氢 3. 烷烃二氯代物数目的判断 例：下列物质有几种 1.二氯甲烷： ； 2.C2H4Cl2： ； 3.C3H6Cl2： ； 4.C4H8Cl2： ； 5. 一氯代物： ；二氯代物： 。 证明甲烷是正四面体结构 四、有机物燃烧的规律和计算 例1：在常温、常压下，取下列四种气态烃各 l mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是（） A.CH4 B. C3H8 C. C4 H10 D.C2H6 规律 练．现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物。 (1)常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是________。 (2)等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是________，生成水最多的是___________。 (3)在120 ℃、1.01×105 Pa下，以上三种物质中的两种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________________。 答案：(1)C2H6　(2)C2H4　CH4 (3)CH4和C2H4 2 练．10 mL某气态烃，在50 mL O2中完全燃烧，得到液态水和体积为35 mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)，该气态烃是______(写分子式)。 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 解析：设气态烃的分子式为CxHy。 CxHy＋O2xCO2＋H2O　体积差 　1　　　　　　x　 　　　　 1＋ 　10　　×10　　　　　　 60－35＝25 ＝，y＝6。×10≤50，x≤3.5，故气态烃为C2H6或C3H6。 答案：C2H6或C3H6 $$