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

第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 课时3 烷烃的性质 素养目标 宏观辨识与微观探析： 通过甲烷的燃料实验和现象观察及原理分析，由甲烷的燃烧实验现象，推测烷烃燃烧反应的特点和规律，感受化学在生活、生产、科学技术中的作用。 证据推理与模型认知： 通过甲烷性质的学习，能从元素和原子的角度认识物质的组成、结构和性质，形成“结构决定性质”的观念，建立认知模型，并能用模型进行证据推理，解释有关化学现象。 科学探究与创新意识： 通过视频演示甲烷的取代反应，认识甲烷与氯气的取代反应原理，知道取代产物的名称及物理性质和用途、有机反应的特点等；树立以客观事实为依据分析问题、解决问题的科学态度和科学方法。 壹 1. 甲烷的性质 知识导航 贰 2. 烷烃的性质 叁 3. 有机物的通性 4 课堂导入 在生活中我们接触过哪些物质属于烷烃? 结合生活经验以及所学知识，想想烷烃可能有哪些性质 5 烷烃可能具有哪些性质？ 天然气、沼气、煤层气 → 甲烷的性质如何？ 思考与讨论 天然气，沼气，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。结合生活经验初中化学的有关知识，想一想烷烃可能有哪些性质。 课堂导入 6 知识点1. 甲烷的性质 1. 甲烷的物理性质 (2) 通常情况下，甲烷是一种无色无味的气体，甲烷极难溶于水、密度是0.717 g/L(标准状况)，熔点(-182.5 ℃)；沸点(-161.5 ℃)很低。 收集:排水法 收集:向下排空气法 天然气 沼气 煤层气 西气东输 (1) 存在：天然气、瓦斯、油田气、沼气、可燃冰：CH4xH2O 7 2. 甲烷的化学性质 (1) 稳定性：甲烷比较稳定，不与三强(强酸、强碱、强氧化剂)反应 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 不能使溴的四氯化碳褪色 知识点1. 甲烷的性质 8 (2) 可燃性：燃烧氧化反应 现象：放出大量的热，(空气中)产生淡蓝色火焰；(纯氧中)产生蓝紫色火焰 (3) 甲烷的催化裂解(分解)：隔绝空气加热800—1000℃ 制造燃料、油墨、油漆等 合成氨原料气 ①甲烷点燃前要验纯 爆炸极限：5%~15.4% ②有机反应中用“→” 而不是“==”连接 2. 甲烷的化学性质 知识点1. 甲烷的性质 9 知识点1. 甲烷的性质 2. 甲烷的化学性质 (4) 甲烷和卤素气体在光照条件下发生取代反应 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(如图7-8)。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。 【实验7-1】 自然光照 作用：降低 Cl2 在水中的溶解度 10 知识点1. 甲烷的性质 2. 甲烷的化学性质 (4) 甲烷和卤素气体在光照条件下发生取代反应 11 知识点1. 甲烷的性质 套上铝箔的试管 无明显现象。 光亮处的试管 气体颜色(黄绿色)逐渐变浅 Cl2发生反应 试管壁出现油状液滴 生成难溶于水的物质 同时出现少量白雾 反应中生成了氯化氢气体 试管内液面上升 气体体积减小 饱和食盐水中有少量固体析出； 2. 甲烷的化学性质 饱和 12 知识点1. 甲烷的性质 取代反应：有机物分子李的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代 H C H H Cl H Cl 光 H C H H H Cl Cl + + 一氯甲烷(气态) 13 知识点1. 甲烷的性质 CH4与Cl2反应的断键和反应过程！ Cl 14 知识点1. 甲烷的性质 CH4与Cl2反应的断键和反应过程！ 取代反应 15 知识点1. 甲烷的性质 A－B＋C－D →A－D＋C－B 有进有出，取而代之 取代反应：有机物分子李的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代 16 知识点1. 甲烷的性质 一氯甲烷还可以继续跟 Cl2 发生取代反应 H C H Cl Cl H Cl 光 H C H H Cl Cl Cl + + 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 三氯甲烷 氯仿 四氯化碳 四氯甲烷 液态 沸点：76.5℃ 难溶于水的无色液体 有机溶剂 有机溶剂、灭火剂 17 知识点1. 甲烷的性质 甲烷和氯气的取代反应小结 反应物 反应条件 生成物 反应特点 甲烷与氯气(不能用氯水，需纯卤素单质) 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 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(产物复杂) 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 18 知识点1. 甲烷的性质 例1 [2023·上海徐汇区期末] 如图是某同学利用日常用品注射器设计 的简易实验装置。甲注射器中充入 ，同温同压下乙注射器 中充入 ，将乙注射器中的气体推入甲注射器中，气体在甲 注射器中反应，用日光照射一段时间。 19 知识点1. 甲烷的性质 下列说法中不正确的是( ) A.甲注射器中发生的化学反应类型为取代反应 B.实验过程中，甲注射器活塞向内移动，壁有油珠，气体最终变为 无色 C.反应后，甲注射器中主要剩余气体可被 溶液吸收 D.将甲注射器中的物质推入盛有适量 溶液的小试管，液体分 为两层，产生白色沉淀 √ 20 知识点1. 甲烷的性质 例2 实验小组探究甲烷与氯气的取代反应，实验装置及现象如下： 实验装置 现象 ______________________ ⅰ.光照后，产生白雾，混合气体颜色变浅 .试管内液面上升 ⅲ.试管壁出现油状液滴 下列说法不正确的是( ) A.饱和 溶液可以减少氯气的溶解 B.出现油状液滴，说明全部转化为 C.产生白雾以及试管内液面上升与 的生成有关 D.若用铝箔套住装满和 的试管，一段时间后没有明显变化 √ 21 知识点1. 甲烷的性质 例3 甲烷与氯气发生反应时，所得产物有几种 ？能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl ? 例4 CH4和Cl2发生取代反应时，每有1 mol氢原子被取代，消耗的Cl2分子及生成的HCl分子的物质的量分别是多少？ ①反应中得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物和HCl，共5种产物。 ②用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合不能制取纯净的CH3Cl。 CH4和Cl2的反应是连锁反应，不可能只发生第一步取代反应，生成物为混合物。 每有1 mol氢原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol HCl分子。 22 知识点1. 甲烷的性质 例4 CH4和Cl2发生取代反应中，产物的物质的量最多的是什么？如1 mol CH4和Cl2发生取代反应，生成的氯代物的物质的量相等，则消耗的氯气为多少摩尔？ 产物中最多的为HCl 根据取代反应的特点，每取代一个氢原子，则消耗一个氯气分子，故生成1 mol CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4所消耗的氯气为1 mol、2 mol、3 mol、4 mol，则1 mol CH4和Cl2反应生成等物质的量的氯代物消耗的氯气为0.25×(1＋2＋3＋4) mol＝2.5 mol。 23 知识点2. 烷烃的性质 蜡 烛 凡士林 护肤品 烷烃代表物 甲烷 结构 性质 有机化合物母体烷烃 结构 性质 有机化合物 结构 性质 24 知识点2. 烷烃的性质 观察下表中所给的数据，你能得到哪些规律？ 名称 结构简式 常温 状态 熔点/℃ 沸点 /℃ 相对 密度 水溶性 甲烷 CH4 气 -182 -164 0.466 不溶 乙烷 CH3CH3 气 -183.3 -88.6 0.572 不溶 丙烷 CH3CH2CH3 气 -189.7 -42.1 0.582 不溶 丁烷 CH3(CH2)2CH3 气 -138.4 -0.5 0.579 不溶 戊烷 CH3(CH2)3CH3 液 -130 36.1 0.626 不溶 十七烷 CH3(CH2)15CH3 固 22 301.8 0.778 不溶 常温下、碳原子数 ≤ 4 ，为气态，碳原子数 ≥ 17 ，为固态 烷烃难溶于水、易溶于有机溶剂(如汽油、乙醇、苯)。 25 知识点2. 烷烃的性质 沸点℃ 分子中碳原子数 2 4 6 8 10 12 14 16 烷烃 烷烃 相对密度 0.6 0.4 0.2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 分子中碳原子数 相对分子质量增加，分子间作用增大，故熔沸点升高 26 知识点2. 烷烃的性质 27.9℃ 9.5℃ 36.07℃ 沸点 对于同种烃，若碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低 27 知识点2. 烷烃的性质 28 知识点2. 烷烃的性质 1. 烷烃的物理性质 ① 烷烃均为难溶于水的无色物质，易溶于有机溶剂 ② 熔沸点、密度随着碳原子数的增加而升高； ③ 在常温状态下由气态变为液态，再到固态。 常温下、碳原子数 ≤ 4 ，为气态，碳原子数 ≥ 17 ，为固态 ④对于同种烃，若碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低 29 知识点2. 烷烃的性质 烷烃的化学性质是否活泼? 结构 决定 性质 共价键通常 较稳定 共价键在一定条件下也可断裂 30 知识点2. 烷烃的性质 2. 烷烃的化学性质 (1) 稳定性：烷烃比较稳定，不与三强(强酸、强碱、强氧化剂)反应 (2) 可燃性：燃烧氧化反应 烷烃都具有可燃性，可用作燃料。 烷烃燃烧通式为： CnH2n+2 + O2 n CO2 + (n + 1) H2O 点燃 例5 某链状烷烃完全燃烧生成17.6g CO2和 9.0g 水，推测其分子式。 n n+1 理论值 0.4 0.5 实际值 n为4 则烷烃分子式为C4H10 n(CO2)= =0.4 mol 31 (3) 烷烃的催化裂化(分解)：隔绝空气加热 2. 烷烃的化学性质 知识点1. 甲烷的性质 烷烃在较高温度下会发生分解。这一性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中，从烷烃可获得一系列重要的化工基本原料和燃料。 (4) 烷烃的催化裂解(分解)：隔绝空气加热到更高温度之后，产物会进一步的裂化 32 知识点2. 烷烃的性质 (5) 取代反应：烷烃在一定条件下，可以与______单质发生取代反应。例如，光照 时，乙烷可与 反应生成一氯乙烷，化学方程式为 卤素 A.丙烷在较高温度下会分解 B.光照下能够与氯气发生取代反应 C.丙烷的沸点比甲烷低 D.丙烷不能使酸性 溶液褪色 √ 例6 液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与 中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是( ) 33 知识点3. 有机物的通性 1.大多数有机物的熔点比较低，且难溶于水，易溶于有机溶剂 (汽油，乙醇，苯等)。 2.大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解。 34 知识点3. 有机物的通性 3.有机化学反应比较复杂，常有副反应。 4.很多有机化学反应需一定条件，如光照、加热、催化剂等。 35 课堂练习 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)煤气的主要成分是甲烷，完全燃烧时生成和 。( ) × (2)甲烷化学性质比较稳定,不能发生氧化反应。( ) × (3)甲烷和氯气反应,无论生成、、还是 ,都 属于取代反应。( ) √ (4)光照条件下，甲烷与氯气反应可制取纯净的 。( ) × (5)烷烃都能燃烧,且完全燃烧的产物一定是和 。( ) √ 36 课堂练习 3.利用图示装置在光亮处进行甲烷的性质实验，下列有关说法正确的是( ) A.试管中气体颜色逐渐变深 B.一段时间后液体充满试管 C.试管的内壁出现油状液滴 D.该反应的生成物共有4种 √ 4.下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( ) A.烷烃随着相对分子质量的增大，在常温下的状态由气态变为液态， 相对分子质量更大的则为固态 B.烷烃的密度一般随着相对分子质量的增大逐渐增大 C.烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应 D.烷烃能使溴水、酸性 溶液褪色 √ 37 课堂练习 A.甲烷和乙烷在光照条件下都能和溴水发生取代反应 B.甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面内 C.通常条件下，甲烷、乙烷和强酸、强碱、强氧化剂都不反应 D.乙烷分子中含有 共价键 √ 5.[2024·山东济南期末]土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据媒体报道，土卫六表面的“海洋”中有可能存在生命，又知这些“海洋”的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两种物质形成的聚合物。下列说法错误的是( ) A试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁上有油状液滴产生，试管内液面上升B试管中没有明显现象 (2)验证甲烷和氯气发生取代反应的条件，实验装置如图所示： 38 课堂练习 6.甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题： (1)天然气的主要成分是甲烷，甲烷的结构式为_ ，甲烷的空间结构为 正四面体形 ①装置A、B中的实验现象分别为 ②写出甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式： ③若将与一定量的 反应，得到等物质的量的4种取代物(假设完全反应)，则消耗 的物质的量为 39 谢谢观看 THANKS Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$