第1章 第3节 第1课时 烷烃及其性质(教用Word)-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修3同步学案(鲁科版)
第3节 烃
第1课时 烷烃及其性质
学习目标 | 核心素养 |
1.认识烷烃、烃的组成和结构特点。 |
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2.了解烷烃在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。 |
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3.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。 |
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4.了解取代反应的特点。 | 1.科学探究与创新意识:学习烷烃的性质时,以典型代表物的具体反应为载体,通过类比迁移学习一类有机化合物的性质,预测可能的断键部位与相应的反应,然后提供反应事实,引导学生通过探究学习一类有机化合物的性质。 |
2.变化观念与平衡思想:通过烷烃与氧气、卤素单质的反应,能认识到物质是运动和变化的,知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律。 |
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知识点一 烷烃及其性质
一、烷烃
烷烃是一种饱和链烃,属于脂肪烃,通式为CnH2n+2(n≥1),广泛存在于自然界中。
二、烷烃的物理性质
物理性质 | 变化规律 |
状态 | 当碳原子数小于或等于4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 | 烷烃都难溶于水,易溶于有机溶剂 |
沸点 | 随碳原子数的增加,烷烃沸点逐渐升高;碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低 |
相对密度 | 随碳原子数的增加,相对密度逐渐增大;烷烃的密度小于水的密度 |
三、烷烃的化学性质
1.稳定性
因为烷烃分子中碳氢键和碳碳单键的键能较高,所以常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂和还原剂都不反应。
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2.取代反应
在光照条件下,烷烃能与Cl2、Br2等卤素单质发生取代反应。
如乙烷与氯气一氯取代反应方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
3.与氧气的反应
烷烃在空气或氧气中完全燃烧时生成CO2和H2O,燃烧的通式为CnH2n+2+O2
nCO2+(n+1)H2O。
[针对训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)烷烃分子中所有的化学键都是单键,碳原子之间只以碳碳单键结合的烃一定是烷烃。( )
解析 烷烃的结构特点是烃分子中碳碳以单键结合成链状,分子中全是碳碳单键的烃不一定是链烃,也可能是环烷烃,环烷烃不属于烷烃。
答案 ×
(2)分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃。( )
答案 √
(3)丙烷为链状烃,所以丙烷分子中的碳原子在一条直线上。( )
解析 丙烷分子中碳碳键的夹角为109.5 ℃,丙烷分子中所有碳原子不在一条直线上。
答案 ×
(4)光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色。( )
解析 在光照条件下,烷烃能与溴蒸气反应,而与溴水不反应,不能使溴水褪色。
答案 ×
(5)烷烃能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去。( )
解析 烷烃一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂反应,不能使酸性KMnO4溶液褪色。
答案 ×
(6)烷烃在光照条件下能与卤素单质发生取代反应。( )
答案 √
(7)光照条件下,将1 mol甲烷和1 mol氯气混合充分反应后,得到的产物为CH3Cl和HCl。( )
解析 虽然甲烷和氯气按等物质的量混合,但实际上反应不会只停留在生成CH3Cl的第一步取代,而是四步取代反应几乎同时发生,所以生成物就是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。
答案 ×
(8)燃气灶具将天然气更换为液化石油气时,需增加进气量。( )
解析 天然气的主要成分为甲烷,液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷,等物质的量的甲烷比丙烷、丁烷完全燃烧需要的氧气少,故燃气灶具将天然气更换为液化石油气时,应增加进气量。
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答案 ×
2.在一定条件下,能与烷烃发生反应的物质是( )
①氧气 ②氯气 ③溴水 ④盐酸 ⑤烧碱 ⑥酸性KMNO4溶液
A.①②③ B.①③⑥
C.①② D.③④⑤⑥
答案 C
一、烷烃的取代反应
[思考探究]
1.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一定的条件,即在光照条件下与气态卤素单质发生反应。
2.甲烷与足量氯气在光照条件下充分发生反应,生成物中物质的量最多的是哪一种?
提示 氯化氢。甲烷发生取代反应时,有机生成物中有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷,根据氢原子守恒,可知氯化氢生成量最多。
[归纳提升]
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 |
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变化 | 断键:C—H键和X—X键 |
成键:C—X键和H—X键 |
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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 |
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种类 | 多种卤代烷烃的混合物,HX的物质的量最多 |
产物 |
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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) |
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【方法规律】 关于取代反应和置换反应的判断的简单方法
(1)看参与反应的物质类别:若物质类别是无机物,一定是置换反应,若物
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