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3课时 第一节 认识有机化合物 烷烃的性质 1.了解烷烃的主要物理性质及化学性质。 2.掌握甲烷的结构及其主要性质。 3.掌握取代反应的概念及特点，了解常见有机化合物的性质特点。 1.烷烃的结构及化学性质。 2.烷烃的取代反应及其特点。 [学习目标] [重点难点] 2 游戏规则： 1.学生洗牌，老师从牌堆中随机抽取两张牌 2.学生说出这两种物质理论上发生化合反应的产物 卡牌再现 作者编号：35003 复习：甲烷的分子构成 球棍模型 空间填充模型 分子式 电子式 结构式 结构简式 CH4 空间构型 CH4 作者编号：35003 作者编号：35003 问题：甲烷在大自然中主要以什么形式存在？ 天然气、坑道气、油田气、沼气 可燃冰 思考：1.以上物质有什么用途？ 2.生活中除了甲烷，我们接触过哪些物质属于烷烃? 燃料 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 作者编号：35003 一、烷烃的物理性质 【任务一】情境探究：阅读以下材料，从中找出甲烷的物理性质。 甲烷在自然界的分布很广，是天然气、沼气、油田气的主要成分。常温常压下的甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，家用天然气的特殊味道，是为了安全而添加的人工气味。甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。 由于甲烷中碳原子与氢原子间的化学键为较稳定，化学性质比较稳定，因此甲烷能参与的反应较其他有机物少。然而，其具有高度的易燃性，和空气混合时也可能造成爆炸。在隔绝空气的条件下加热到将近1000℃，甲烷开始分解得炭黑，可用作颜料、油墨、油漆等。 作者编号：35003 1. 甲烷的物理性质 思考2：实验室通常用向下排空气法和排水法 收集甲烷，为什么？ ……常温常压下的甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，家用天然气的特殊味道，是为了安全而添加的人工气味。甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。…… 密度比空气小 难溶于水 思考1：为什么家用天然气要加入人工气味？ 甲烷是一种无色、无味的气体 作者编号：35003 任务二：请同学们阅读下列表格，归纳出烷烃的物理性质及规律。 升高 随着碳原子数的增加 增大 随着碳原子数的增加 液 作者编号：35003 2.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 球棍模型 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。 作者编号：35003 二、烷烃的化学性质 【思考】已知：C-C和C-H一般情况下比较稳定，烷烃的化学性质是否活泼? 根据结构决定性质，烷烃的化学性质不活泼 1、稳定性 烷烃的化学性质比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。 作者编号：35003 【思考】天然气（甲烷）为什么能作为燃料供人类日常生活使用？ 2、可燃性（氧化反应） 烷烃可以在空气中完全燃烧，放出大量的热，发生氧化反应，生成CO2 和H2O 【思考】如何检验产物CO2 和H2O？ 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） 链状烷烃燃烧通式： （可燃性气体点燃之前要验纯！！！） 作者编号：35003 1.等物质的量的甲烷和乙烷完全燃烧消耗氧气量：甲烷____乙烷。 2.等物质的量的烷烃完全燃烧时分子式碳原子数越多，耗氧量_____。 3.等质量的甲烷和乙烷完全燃烧消耗氧气量：甲烷____乙烷。 4.等质量的烷烃完全燃烧时分子式含氢量越大，耗氧量_____。 ＜ 越大 越大 ＜ 链状烷烃燃烧通式： 作者编号：35003 作者编号：35003 3. 分解反应（高温）（了解） C16H34 C8H18 + C8H16 催化剂 加热、加压 （石油的裂化） 炭黑：橡胶工业的原料 可以用于制造颜料、油墨、油漆等 合成氨 CH4 C + 2H2 隔绝空气 1000~1200℃ 生成化工原料和燃料 烷烃在较高温度下会发生分解，常应用于石油化工和天然气化工生产中。（石油的裂化和裂解） C3H8 CH4 + C2H4 高温 作者编号：35003 4. 取代反应—— 烷烃的典型性质✮✮ 实验 操作   实验 现象 （1）实验探究烷烃的取代反应(以CH4与Cl2的反应为例) A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升，水槽中有少量白色晶体析出 B装置：无现象 不用太阳（强）光直射，以防爆炸 作者编号：35003 【实验结论】 氯气和甲烷在光照条件下发生了反应，生成了难溶于水的液态物质和HCl气体，反应后气体体积减小。 【实验原理】 光照 Cl2 光照 Cl2 光照 Cl2 光照 Cl2 光照 一氯甲烷 二氯甲烷 氯仿 四氯化碳 作者编号：35003 （2）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叫取代反应。 （3）特点：一下一上，有出有进。 反应方程式 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2+ HCl 光 CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 光 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光 作者编号：35003 H－C－H － H － H Cl－Cl + H－C－Cl － H － H Cl－H 光照 + （3）反应历程 H－C－H － Cl － H Cl－Cl + H－C－Cl － Cl － H Cl－H 光照 + H－C－H － Cl － Cl Cl－Cl + H－C－Cl － Cl － Cl Cl－H 光照 + 作者编号：35003 CH4 + Cl2 HCl + CH3Cl (沸点：-24.2℃，气态，局部麻醉剂) 光照 CH3Cl + Cl2 HCl + CH2Cl2 (沸点：39.8℃，油状液体，溶剂) 光照 CH2Cl2 + Cl2 HCl + CHCl3 (沸点：61.7℃，油状液体，溶剂、全身麻醉剂) 光照 CHCl3 + Cl2 HCl + CCl4 (沸点：76.5℃，油状液体，溶剂、灭火剂) 光照 任务三：观察甲烷与氯气的取代反应，归纳甲烷的取代反应规律 【思考】（1）甲烷与氯气发生反应时，所得产物可能有几种？含量最多的产物是哪种？ （2）能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl ？ （3）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？ 作者编号：35003 反应物 反应条件 生成物 反应特点 甲烷与卤素的气态单质(如氯气、溴蒸气，不能用氯水、溴水) 漫散光照(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 ①每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl ②“原子守恒”，反应前后 C、H、Cl 总数不变 【反应规律小结】 参加反应的 n(Cl2)=n(HCl)=n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4) 即：1molCxHy与Cl2发生完全取代，消耗ymolCl2。 作者编号：35003 取代反应与置换反应的比较 取代反应 置换反应 方程式 CH4+Cl2 CH3Cl+HCl Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ 定义 反应物 生成物 电子转移 反应特点 光 一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物） 一种单质和一种化合物 一般生成两种化合物 另一种化合物和另一种单质 不一定发生电子转移 一定发生电子的转移 很多反应是可逆反应，副反应较多，用“→” 连接 一般是不可逆反应，用“=”连接 作者编号：35003 1.请以乙烷、丙烷为例，写出其与氯气反应生成一氯代物的方程式。 CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl 光 CH3CH2CH3 + Cl2 CH3CH2CH2Cl + HCl 光 CH3CHCH3 Cl 或 2.1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代？ A、4mol B、8mol C、2mol D、6mol D 作者编号：35003 作者编号：35003 烷烃的性质 物理性质 化学性质 稳定性：与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应 氧化反应：燃烧 高温分解 取代反应：与卤素单质光照取代 水溶性：难溶于水，易溶于有机溶剂 状态：气→液→固 熔沸点：碳原子数递增，熔沸点升高 密度：碳原子数递增，密度增大 作者编号：35003 1.下列不属于有机物特点的是 A.大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂 B.有机物之间发生的反应比较复杂，反应速率一般较慢 C.绝大多数有机物受热不易分解，而且不易燃烧 D.大多数有机物是非电解质，不易导电、熔点低 √ 大多数有机物受热易分解且易燃烧 烷烃 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷 沸点/℃ －164 －89 －0.5 36 2.几种烷烃的沸点如下： 根据以上数据推断丙烷的沸点可能是 A.－40 ℃ B.－162 ℃ C.－89 ℃ D.36 ℃ √ 作者编号：35003 作者编号：35003 3.下列反应属于取代反应的是________(填序号)。 ③⑤⑥ ①为分解反应；②和④为无机反应中的置换反应，也为氧化还原反应；⑦为CH4的燃烧，属于氧化反应，③⑤⑥属于有机反应中的取代反应。 作者编号：35003 作者编号：35003 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O Lavf58.46.101 ①CH4C＋2H2　②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　③CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl　④2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2　⑤CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O　⑥CH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HBr　⑦CH4＋2O2CO2＋2H2O $$