第七章 第一节 第3课时 烷烃的性质-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，双选）

本讲义聚焦烷烃的性质这一核心知识点，系统梳理烷烃的物理性质（熔沸点、密度、状态、溶解性的相似性与递变性）、化学性质（稳定性、可燃性、高温分解）及典型性质取代反应，构建从通性到具体反应的知识支架，帮助学生形成完整知识脉络。 该资料通过实验探究（如甲烷与氯气反应现象观察、产物分析）培养科学探究与实践能力，结合交流研讨（燃烧计算问题）和练习题锻炼科学思维（证据推理、归纳分析），课中辅助教师高效授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，体现化学观念中物质性质与结构的关联。

第3课时　烷烃的性质 [学习目标]　1.了解烷烃的主要物理性质和化学性质。　2.熟练掌握甲烷的主要性质。　3.认识取代反应的概念及特点。 任务一　烷烃的物理性质及可燃性 1.物理性质 相似性 递变性(随着分子中碳原子数增加) 熔、沸点 较低 逐渐升高 密度 比水小 逐渐增大 状态 气态→液态→固态，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态) 溶解性 难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂 2.化学性质 (1)稳定性：通常情况下，烷烃与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂都不反应。 (2)可燃性：烷烃都能燃烧。 CH4燃烧方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。 C3H8燃烧方程式：C3H8＋5O23CO2＋4H2O。 链状烷烃燃烧通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 (3)高温分解：烷烃在较高温度下会发生分解，常用于石油化工和天然气化工生产中。如CH4隔绝空气加热至1 000 ℃时，可分解为炭黑和氢气，化学方程式为CH4C＋2H2。 [交流研讨]　有①甲烷、②乙烷、③丙烷、④丁烷4种烷烃，试回答下列问题： (1)请写出丁烷在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：　　　　　　 　　　　　　　。 (2)相同状况下，等体积的上述气态烃完全燃烧，消耗O2的量最多的是　　　　(填序号，下同)。 (3)等质量的上述气态烃，在完全燃烧时，消耗O2的量最多的是　　　　。 (4)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　　　　。 提示：(1)2C4H10＋13O28CO2＋10H2O (2)④　(3)①　(4)② 1.下列关于甲烷及烷烃的结构及性质的说法错误的是(　　) A.烷烃均难溶于水，密度均小于1 B.烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应 C.物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞正丁烷＞丙烷 D.甲烷分子中的4个C—H键的长度相同，相互之间的夹角相等，所以甲烷的空间结构为正四面体 答案：B 解析：烷烃均难溶于水，密度均小于水，密度均小于1，故A正确；烷烃可以燃烧，能发生氧化反应，故B错误；碳原子数越多，沸点越高，相同碳原子数的烷烃，支链越多，沸点越低，正戊烷、异戊烷均含5个碳原子，因支链越多，沸点越低，则沸点：正戊烷＞异戊烷，正丁烷含4个碳原子，丙烷含3个碳原子，沸点：正丁烷＞丙烷，沸点：正戊烷＞异戊烷＞正丁烷＞丙烷，故C正确；甲烷分子中的4个C—H键的长度相同，相互之间的夹角相等，甲烷的空间结构为正四面体，故D正确。 2.下列有关丙烷的叙述正确的是(　　) A.丙烷的分子式是C3H6 B.丙烷分子中的碳原子在一条直线上 学生用书⬇第72页 C.丙烷能发生氧化反应 D.丙烷的沸点比乙烷低 答案：C 解析：烷烃的通式为CnH2n＋2(n≥1)，丙烷中的碳原子数是3，所以丙烷的分子式为C3H8，选项A错误；甲烷是正四面体结构，所有的原子都不在一条直线上，丙烷相当于甲烷中的两个氢原子被两个甲基取代，所以丙烷分子中的碳原子不在一条直线上，选项B错误；烷烃能和氧气发生氧化反应，选项C正确；烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化，沸点逐渐升高，丙烷的碳原子数大于乙烷的碳原子数，所以丙烷的沸点大于乙烷的沸点，选项D错误。 3.标准状况下，0.1 mol某链状烷烃完全燃烧生成11.2 L CO2。 (1)写出该链状烷烃的分子式：　　　　　　　。 (2)写出该链状烷烃燃烧的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。 (3)该链状烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(—CH3)的同分异构体的结构简式：　　　　　　　　　　　。 答案：(1)C5H12　(2)C5H12＋8O25CO2＋6H2O　(3) 解析：(1)n(CO2)＝＝0.5 mol，则1 mol该链状烷烃含有5 mol C原子，该烷烃为C5H12。(3)C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、、三种，其中分子中含有4个甲基的同分异构体为。 任务二　烷烃的典型性质——取代反应 1.探究CH4与Cl2的反应 实验 操作 实验 现象 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，水槽中有固体析出； B装置：无现象 实验 结论 CH4与Cl2需在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为 CH4＋Cl2CH3Cl(一氯代物)＋HCl； CH3Cl＋Cl2CH2Cl2(二氯代物)＋HCl； CH2Cl2＋Cl2CHCl3(三氯代物)＋HCl； CHCl3＋Cl2CCl4(四氯代物)＋HCl 产物 性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水。 状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体 数量 关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 2.取代反应 概念：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。 [交流研讨]　若1 mol甲烷和Cl2发生取代反应，生成相同物质的量的4种有机物，则需要Cl2的物质的量是多少？ 提示：CH4和Cl2发生取代反应生成4种取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据碳原子守恒，4种取代产物的物质的量分别为0.25 mol，根据取代反应特点，CH4分子中1个氢原子被取代时消耗1个Cl2分子，则需要Cl2的物质的量等于被取代的氢原子的物质的量，即：0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol。 烷烃取代反应的特点 1.反应条件为光照(阴暗处不反应，强光照射会发生爆炸)。 2.烷烃和卤素的气态单质反应，溶液不反应(例如甲烷和溴水、溴的CCl4溶液不反应)。 3.连锁反应：烷烃分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。因此制取一氯代物，一般不采用取代反应。 4.“一上一下，取而代之”，用一个卤素原子代替一个氢原子，下来的氢原子与卤素原子形成卤化氢。 3.有机物的性质 (1)物理性质：与无机物相比，大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 (2)化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生(有机化学方程式常用“→”连接反应物和生成物)，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。 学生用书⬇第73页 1.下列反应属于取代反应的是(　　) A.2HI＋Cl22HCl＋I2 B.CH4＋2O2CO2＋2H2O C.Zn＋CuSO4ZnSO4＋Cu D.CH2Br2＋Cl2CHClBr2＋HCl 答案：D 解析：A项：该反应属于置换反应，错误；B项：该反应是燃烧反应，属于氧化反应，错误；C项：该反应属于置换反应，错误；D项：该反应中CH2Br2中的氢原子被氯原子取代，属于取代反应，正确。 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，下列说法正确的是(　　) A.反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红说明生成的一氯甲烷具有酸性 B.产物之一氯仿在常温下为液态 C.甲烷和氯气在光照条件下反应，只能生成四种含氯的化合物 D.CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体可能会充满试管 答案：B 解析：甲烷与氯气在光照下反应所得的混合气体中，只有HCl能使湿润的石蕊试纸变红，不是一氯甲烷，故A错误；氯仿在常温下为液态，故B正确；甲烷和氯气在光照条件下反应，生成HCl和四种氯代烃，共五种含氯的化合物，故C错误；反应生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷均难溶于水，一氯甲烷为气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷为油状液体，氯化氢极易溶于水，故CH4和Cl2完全反应后液面上升，但是液体不会充满试管，故D错误。 3.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(　　) A.甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合时只生成CH3Cl B.甲烷与氯气反应的产物中CH3Cl的量最多 C.甲烷与氯气的取代反应的产物为混合物 D.1 mol甲烷参加反应生成CCl4最多消耗2 mol氯气 答案：C 解析：甲烷与Cl2在光照条件下的反应为连锁反应，甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合时，各步反应同时发生，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等有机物，故A错误；甲烷与氯气反应的产物中HCl的量最多，故B错误；甲烷与氯气的取代反应的产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl的混合物，故C正确；每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl，所以1 mol甲烷参加反应生成CCl4最多消耗4 mol氯气，故D错误。 1.下列性质不是烷烃所具有的是(　　) A.常温下都为气态，都不溶于水 B.完全燃烧时产物只有CO2和H2O C.通常不与强酸、强碱及高锰酸钾反应 D.与卤素单质可以发生取代反应 答案：A 解析：常温下，碳原子数较多时，烷烃可能为液态或固态。 2.在光照条件下，甲烷与Cl2充分反应，得到的生成物中物质的量最多的物质是(　　) A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl 答案：D 解析：甲烷与Cl2在光照条件下的反应为连锁反应，且每有1 mol H被取代，就有1 mol HCl生成，设甲烷的物质的量是1 mol，1 mol甲烷和氯气在光照条件下发生反应，生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据碳原子守恒知，生成的各种氯代烃的物质的量之和为1 mol，但生成的氯化氢的物质的量为n(HCl)＝n(CH3Cl)＋2n(CH2Cl2)＋3n(CHCl3)＋4n(CCl4)大于1 mol，所以生成物的物质的量最多的是HCl。 3.某气态烷烃的体积是20 mL，完全燃烧时，正好消耗同温、同压下的氧气100 mL，该烷烃的化学式是(　　) A.C2H6 B.C3H8 C.C4H10 D.C5H12 答案：B 解析：根据题意，气态烃和消耗氧气的物质的量之比为1∶5，根据烃的燃烧通式：CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O，知x＋＝＝5。C2H6中，x＋＝3.5，A错误；C3H8中，x＋＝5，B正确；C4H10中，x＋＝6.5，C错误；C5H12中，x＋＝8，D错误。 4.某课外活动小组利用如图所示装置探究CH4和Cl2的反应，据题意，回答下列问题： (1)CH4和Cl2发生反应的条件是　　　　　　　，若用日光直射，可能会引起　　　　，假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：　　　　　　　 　　　　　　　。 (2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为　　　　(填字母)。 A.CH3Cl　HCl B.CCl4　HCl C.CH3Cl　CH2Cl2 D.CH3Cl　CH2Cl2　CHCl3　CCl4　HCl (3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是　　　　(填字母)。 A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定 (4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到　　　　　　　　。 (5)右端玻璃管的作用是　　　　　　。 答案：(1)漫射光照射　爆炸　CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl　(2)D　(3)B　(4)有白色胶状沉淀生成　(5)平衡气压 解析：(1)因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，即化学方程式为CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左端生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体，且生成氯化氢气体易溶于水使U形管左端气体的物质的量减少，压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升。(4)因左端生成的HCl溶于水后发生反应2HCl＋Na2SiO3H2SiO3↓＋2NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压，在U形管右端插一个玻璃管。 学科网（北京）股份有限公司 $