7.1 认识有机化合物 第3课时（导学案）化学人教版必修第二册

第一节 认识有机化合物 课时3 烷烃的性质 一、知识目标 1.通过对甲烷性质的学习，依据结构决定性质的原理，推导烷烃的性质及有机物的一些通性。 2.掌握烷烃的物理性质（如溶解性、熔沸点、密度等随碳原子数的变化规律）和化学性质（稳定性、氧化反应、高温分解、取代反应）。 3.理解取代反应的概念，学会辨识取代反应，能正确书写甲烷与氯气发生取代反应的化学方程式。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识烷烃的性质和用途，从微观上理解烷烃的结构与性质的关系，能从化学键的角度分析烷烃的反应。 2.证据推理与模型认知：通过实验探究和实例分析，建立取代反应的模型，能根据模型分析和解决相关化学问题。 3.科学探究与创新意识：通过分组讨论和实验探究，培养学生的合作能力和探究精神，提高学生设计实验、观察实验和分析实验的能力。 一、教学重点 1.烷烃的性质。 二、教学难点 1.取代反应。 一、天然气的主要成分——甲烷 (1)物理性质 颜色 气味 状态 密度 水溶性 无色 无味 气体 比空气的___________ ___________ (2)化学性质 通常状况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应，如甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但能够燃烧，燃烧的化学方程式为___________。 【答案】(1) 小 难溶于水 (2)CH4＋2O2CO2＋2H2O 二、烷烃化学性质 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反应。但一定条件下可燃烧，在较高温度下会发生分解，与氯气等发生取代反应。 (1)烷烃的燃烧通式为__________________。 (2)以甲烷为例探究烷烃的取代反应 实验装置 实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐______；试管内壁有______出现，试管中有少量白雾，且试管内液面______，水槽内有固体析出；B装置：______ 实验结论 与需要______时才能发生化学反应，有关化学方程式： （一氯代物）， （二氯代物）， （三氯代物）， （四氯代物）。 产物性质 水溶性：、、、均______溶于水。 状态：常温下除______是气体，其余三种均为液体。 取代反应概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其他_____________所替代的反应。 【答案】(1) (2) 变浅 油状液体 上升 无明显现象 光照 难 原子或原子团 三、大多数有机物的熔点比较___________，___________溶于水，___________溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 【答案】 低 难 易 【播放视频】 【提出问题】视频中燃烧的“冰块”是什么物质？它的主要成分是什么？ 【答案】视频中燃烧的“冰块”是可燃冰，它的主要成分是甲烷。 【提出问题】请写出甲烷燃烧的化学方程式。 【答案】。 【提出问题】既然甲烷作为最简单的烷烃有这样的性质，那么其他烷烃又具有怎样的性质呢？它们和甲烷的性质有哪些相同点和不同点呢？ 二、烷烃的性质 任务1：请同学们分组讨论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。 【引入】同学们，我们在生活中经常能接触到一些与烷烃相关的物质，比如天然气、沼气，它们的主要成分是甲烷；还有护肤品、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。那这些烷烃可能具有哪些性质呢？下面我们就一起来探究烷烃的物理性质。 【问题】结合生活经验和初中化学的有关知识，分组讨论烷烃可能具有哪些物理性质。 【交互动画】思考与讨论 【学生答案】： 从甲烷是天然气的主要成分，且以气体形式存在，推测烷烃可能有气态的。从“凡士林”和石蜡常温下是固体，推测可能有固态的。 甲烷是无色无味气体，推测烷烃可能大多是无色的。 天然气能从管道输送，推测烷烃可能难溶于水。 【问题】通常情况下，甲烷的物理性质有哪些？ 【学生答案】：通常情况下，甲烷是一种没有颜色、没有气味的气体，极难溶于水、密度是（标准状况），熔沸点低。 【问题】烷烃物理性质的一般规律有哪些？ 【总结讲解】 一、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。 任务2：请同学们分组讨论甲烷可以在空气中完全燃烧，甲烷和烷烃还有哪些化学性质？ 【问题】请同学们分组讨论，结合已学知识，思考甲烷是否能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。 【学生答案】：通过实验证明，甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾、溴的四氯化碳等强氧化剂不发生反应。 【总结讲解】 一、烷烃的性质 2.烷烃的化学性质 ⑴甲烷、烷烃的稳定性。 ①甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ②甲烷不能使溴的四氯化碳褪色 通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾、溴的四氯化碳等强氧化剂不发生反应。 任务3：请同学们分组讨论资料卡片了解甲烷燃烧的注意事项。 【引入】在生活中，我们知道天然气可以燃烧，天然气的主要成分是甲烷，这说明甲烷具有可燃性。那其他烷烃是否也能燃烧呢？ 【问题】请同学们写出甲烷和丙烷燃烧的化学方程式，并总结烷烃燃烧的通式。 【学生答案】：书写化学方程式： 甲烷燃烧： 丙烷燃烧： 然后总结烷烃燃烧通式： 【问题】烷烃燃烧有什么现象？点燃甲烷前需要注意什么？ 【学生答案】：烷烃燃烧的现象是放出大量的热，产生淡蓝色火焰。点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。 【总结讲解】 一、烷烃的性质 2.烷烃的化学性质 ⑵甲烷、烷烃的氧化反应 烷烃都具有可燃性，可用作燃料。 现象：放出大量的热，产生淡蓝色火焰 烷烃燃烧通式为： 注意: 点燃甲烷前必须验纯否则会爆炸。 【问题】请同学们阅读教材相关内容，了解烷烃高温分解的产物和应用。 【学生答案】：烷烃高温分解可以得到一系列重要的化工基本原料和燃料，如甲烷高温分解生成的炭黑是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中。 【总结讲解】 一、烷烃的性质 2.烷烃的化学性质 ⑶甲烷、烷烃的高温分解 烷烃在较高温度下会发生分解。这个性质常被应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化工基本原料和燃料。 任务4：请同学们分组书写四氯化碳的分子式和结构式，和甲烷的比较，你有什么启示？并进行实验探究。 【引入】我们已经知道了烷烃的一些化学性质，那烷烃还有其他的反应类型吗？下面我们通过实验来探究甲烷与氯气的反应。 【问题】分组进行实验探究，取两支试管，均通过排饱和溶液的方法收集半试管甲烷和半试管氯气，分别用铁架台固定好，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）。静置后，两支试管内分别会出现什么现象？ 【学生答案】室温下，甲烷与氯气的混合气体无光照时不发生反应。光照时，试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管内水面上升。 【问题】根据实验现象，分析甲烷与氯气发生了什么反应？并写出该反应的定义。 【学生答案】：甲烷与氯气发生了取代反应。取代反应的定义为：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。 【问题】写出甲烷与氯气反应的分步方程式。 【学生答案】： 甲烷与氯气反应的分步方程式： 【总结讲解】 一、烷烃的性质 3.取代反应 ⑴实验探究——甲烷与氯气反应 ①在室温下，甲烷与氯气的混合气体无光照时不发生反应。 ②光照时，试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状 液滴，试管内水面上升。 CH4 与 Cl2 发生了反应，即取代反应 任务5：请同学们分组讨论甲烷与氯气发生了取代反应 【交互动画】取代反应 【总结讲解】 一、烷烃的性质 3.取代反应 ⑵取代反应：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。 ⑶CH4 与 Cl2 发生了取代反应 典例精讲 【例1】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？ 【答案】 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。 三、 有机物的通性 任务1：请同学们分组讨论有机物有哪些通性？ 【引入】烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。那有机物有哪些通性呢？下面请同学们分组讨论。 【交互动画】有机物的通性 【问题】请同学们分组讨论有机物有哪些通性。 【学生答案】：物理性质的通性：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）。 【问题】请同学们分组讨论有机物化学性质的通性： 【学生答案】：大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解。 有机化学反应比较复杂，常有副反应。 很多有机化学反应需一定条件，如光照、加热、催化剂等。 【总结讲解】 二、有机物的通性 1.物理性质的通性 烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。 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.化学性质的通性 ①大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解。 ②有机化学反应比较复杂，常有副反应。 ③很多有机化学反应需一定条件，如光照、加热、催化剂等。 一、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。 2.烷烃的化学性质 ⑴甲烷、烷烃的稳定性。 ①甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ②甲烷不能使溴的四氯化碳褪色 通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾、溴的四氯化碳等强氧化剂不发生反应。 ⑵甲烷、烷烃的氧化反应 烷烃都具有可燃性，可用作燃料。 现象：放出大量的热，产生淡蓝色火焰 烷烃燃烧通式为： 注意: 点燃甲烷前必须验纯否则会爆炸。 ⑶甲烷、烷烃的高温分解 烷烃在较高温度下会发生分解。这个性质常被应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化工基本原料和燃料。 3.取代反应 ⑴实验探究——甲烷与氯气反应 ①在室温下，甲烷与氯气的混合气体无光照时不发生反应。 ②光照时，试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状 液滴，试管内水面上升。 CH4 与 Cl2 发生了反应，即取代反应 ⑵取代反应：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 ⑶CH4 与 Cl2 发生了取代反应 二、有机物的通性 1.物理性质的通性 烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。 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.化学性质的通性 ①大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解。 ②有机化学反应比较复杂，常有副反应。 ③很多有机化学反应需一定条件，如光照、加热、催化剂等。 1．下列有关甲烷和乙烷性质的描述错误的是 A．甲烷、乙烷均难溶于水 B．甲烷完全燃烧生成CO2和H2O C．乙烷可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．甲烷不能使溴水褪色 【答案】C 【详解】A．甲烷、乙烷属于烷烃，烷烃难溶于水，A正确； B．碳和氧反应生成二氧化碳、氢和氧反应生成水，甲烷和乙烯完全燃烧的产物都是CO2和H2O，B正确； C．乙烷没有碳碳不饱和键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误； D．甲烷没有碳碳不饱和键，不能使溴水褪色，D正确； 故选C。 2.“结构决定性质”是认识有机化合物的重要观念。乙烷分子的球棍模型如图所示，关于乙烷的说法错误的是 A．是甲烷的同系物 B．分子中所有原子不共面 C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．光照条件下能与发生取代反应 【答案】C 【详解】A．该物质分子中碳原子之间以单键结合形成链状，其余价电子全部与H原子结合，达到结合H原子的最大数目，因此属于烷烃，与甲烷属于同系物，A正确； B．饱和碳为四面体结构，则分子中所有原子不共面，B正确； C．该物质属于烷烃，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误； D．该物质属于烷烃，在光照时，能与Cl2发生取代反应生成氯代烃，D正确； 故选C。 3.乙烷与氯气发生化学反应：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，该反应属于 A．氧化反应 B．取代反应 C．化合反应 D．置换反应 【答案】B 【详解】分析方程式乙烷中的一个H原子被氯气中的Cl原子代替，该反应符合取代反应的定义，属取代反应，故选B。 4. 将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（ ） A、 B、​ C、​ D、​ 【答案】C 【解析】A. 甲烷性质稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A选项错误；B. 二氧化碳不与酸性高锰酸钾溶液反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B选项错误；C. 二氧化硫具有还原性，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，C选项正确；D. 氢气与酸性高锰酸钾溶液不反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D选项错误。答案选C。 5．取一支硬质大试管，通过排饱和溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如图所示）。下列关于试管内发生的反应及现象的说法不正确的是 A．和完全反应后试管内的液面会上升 B．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 C．甲烷和反应后试管内壁的油状液滴含有、、 D．若与足量在光照下反应，如果生成相同物质的量的四种有机物，则消耗的物质的量为 【答案】B 【详解】A．CH4和Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl，其中HCl易溶于水，导致试管内压强减小，反应后液面上升，A正确； B．甲烷和氯气发生取代反应，须在光照条件下进行，但不需要采用强光照射，如采用强光照射，可能发生爆炸，B错误； C．CH4和Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，其中二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为油状液滴，C正确； D．甲烷和Cl2反应发生取代反应生成，相同物质的量的四种有机物，根据守恒可知生成，0.25mol、0.25mol 、0.25mol 、0.25mol ，发生反应时1mol氯气取代1molH，则有机物产物中氯原子的物质的量等于消耗氯气的物质的量，即为0.25×(1+2+3+4) mol=2.5mol，D正确； 故选：B。 考点1烷烃的性质 1．（2025高一下·黑龙江·学业考试）天然气是一种清洁的化石燃料，天然气水合物的主要成分是甲烷水合物，其组成为 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】天然气水合物（可燃冰）是甲烷（CH4）与水在高压低温条件下形成的固态化合物，其组成通常表示为CH4·nH2O。 【详解】A．为一水合氨，A错误； B．为金属盐的结晶水合物，与天然气无关，B错误； C．为金属盐的结晶水合物，与天然气无关，C错误； D．对应甲烷水合物的化学式，D正确； 故选D。 2．（25-26高一下·全国·课前预习）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，混合发生取代反应只生成 B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中最多 C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物 D．甲烷生成最多消耗氯气 【答案】C 【详解】A．甲烷与氯气的取代反应为连续反应，即使二者物质的量之比为1:1，反应也会同时生成、、、和，并非只生成，A 错误； B．甲烷与氯气的取代反应中，每取代1 mol 氢原子就生成1 mol ，反应生成的物质的量最多，并非最多，B 错误； C．甲烷与氯气的取代反应为连续反应，各步取代反应可同时进行，生成、、、和的混合物，C 正确； D．1 mol 甲烷生成，需4 mol 氢原子全部被取代，每取代1 mol 氢原子消耗1 mol 氯气，故最多消耗4 mol 氯气，D 错误； 故选 C。 3．（2026高二下·全国·专题练习）下列有关烷烃的叙述中，正确的是_____。 A．甲烷与氯气以物质的量之比为1∶4混合时只生成CCl4 B．烷烃可以使酸性高锰酸钾褪色 C．所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 D．甲烷与发生光照取代，取代需 E．一定含有键和键且所有的化学键都是单键 F．将乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 【答案】C 【详解】A．甲烷与氯气的取代反应是连锁反应，无论投料比是多少，反应都会同时生成四种有机产物，不会只生成，A错误； B．烷烃性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，不能使酸性高锰酸钾褪色，B错误； C．取代反应是烷烃的特征反应，所有烷烃都含键，在光照条件下都能与氯气发生取代反应，C正确； D．取代反应中，1个分子只能提供1个原子取代，另一个与被取代下来的结合成，因此取代需要，D错误； E．甲烷是最简单的烷烃，分子中只有键，没有键，E错误； F．烷烃与溴水不反应，不能使溴水褪色，乙烷通入溴水不会发生反应，F错误； 故答案选择C。 4．（2026高二下·全国·专题练习）实验室用如图所示装置进行甲烷与氯气在光照下的实验，光照下反应一段时间后，下列说法正确的是_____。 A．一段时间后，试管中气体颜色变浅，液面上升，试管内壁有油珠出现，发生加成反应 B．若试管中有0.5 mol氯气与0.01 mol甲烷，则充分反应后，可得到0.01 mol的CCl4 C．二氯甲烷有同分异构体 D．可以用排饱和食盐水法分别收集甲烷和氯气 E．只能生成四种含氯的化合物 F．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 G．反应后试管壁出现黄色油状液滴说明甲烷的氯代产物中溶解了氯气 【答案】DG 【详解】A．甲烷与氯气在光照下发生的是取代反应，而非加成反应，A错误； B．甲烷与氯气的取代反应为多步反应，会生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等多种氯代物，无法得到纯净的0.01 mol CCl4，B错误； C．甲烷为正四面体结构，四个氢原子等效，二氯甲烷（CH2Cl2）中两个氯原子的位置等效，无同分异构体，C错误； D．甲烷难溶于水，可用排饱和食盐水法收集；氯气在饱和食盐水中因Cl-浓度大，溶解度降低，也可用排饱和食盐水法收集，D正确； E．根据B项分析可知，能生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，共5种含氯的化合物，E错误； F．甲烷和氯气发生取代反应，须在光照条件下进行，但不需要采用强光照射，如采用强光照射，可能发生爆炸，F错误； G．甲烷和氯气发生反应生成无色的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷等，其中二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳均为无色油状液滴，氯气可以溶解在其中，使其呈现黄色，G正确； 故答案选DG。 考点2 有机物的通性 5．（23-24高一下·新疆乌鲁木齐·期末）有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。下列有关烷烃的叙述中，不正确的是 A．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键 B．随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高 C．CH4、CH3Cl都是正四面体结构的烷烃，都能和氯气发生取代反应 D．CH4是最简单的有机化合物，其密度比空气小，难溶于水 【答案】C 【详解】A．因烷烃是饱和烃，在烷烃分子中，所有的化学键都为单键，A正确； B．因烷烃形成的晶体是分子晶体，随着碳原子数的增加，范德华力在增大，烷烃的熔沸点逐渐升高，B正确； C．CH4是正四面体结构的烷烃， CH3Cl不是正四面体结构，也不是烷烃， 二者都能和氯气在光照条件下发生取代反应，C错误； D．CH4是最简单的有机化合物，其密度比空气小，难溶于水，D正确； 故选C。 6．（23-24高一下·广东深圳·阶段练习）我国是世界上第一个在海域成功试采可燃冰的国家。可燃冰主要含有甲烷水合物，是由甲烷与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，具有燃烧值高、污染小、储量大等特点，多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，用作新型高效能源。 (1)甲烷()属于___________。 A．单质 B．化合物 C．碱 D．有机物 (2)下列各图中能表示甲烷的分子结构有___________。 A．甲烷分子结构示意图 B．甲烷分子电子式 C．球棍模型 D．填充模型 A．A B．B C．C D．D (3)下列关于甲烷的说法中，正确的是___________。 A．是天然气、煤层气的主要成分 B．比空气密度小且难溶于水的气体 C．能与氯气发生取代反应 D．分子结构是正四面体构型 (4)如图所示的装置是某次实验最初的情况(夹持装置省略)，烧瓶内盛有等体积的甲烷和，用光照射烧瓶一段时间后，下列说法正确的是___________。 A．只能生成一种有机物 B．烧瓶内液面不可能上升 C．烧瓶内的液体可能会分层 D．向水中加入石蕊试液后变红 (5)在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是___________。 A． B．浓硫酸 C． D．酸性溶液 【答案】(1)BD (2)ABCD (3)ABCD (4)CD (5)AC 【详解】（1）甲烷()由C和H两种元素组成，属于化合物，为含碳的化合物，属于有机物，故选BD； （2） A．甲烷是正四面体结构，分子结构示意图为，A正确； B．甲烷中C与H共用1对电子对，C原子形成8电子稳定结构，电子式为，B正确； C．甲烷的球棍模型为4个碳氢单键，即，C正确； D．甲烷中C原子半径大于H，填充模型为，D正确； 故选ABCD； （3）A．甲烷是清洁能源，是天然气、煤层气的主要成分，A正确； B．甲烷相对分子质量为16，相比空气而言密度小，且是难溶于水的气体，B正确； C．甲烷中H能被Cl取代，与氯气发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等，C正确； D．甲烷中四个C-H单键相同，空间结构是正四面体构型，D正确； 故选ABCD； （4）A．甲烷和反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷四种有机物，故A错误； B．甲烷和反应生成的一氯甲烷和HCl是气体，其余都是液体，且HCl易溶于水，烧瓶内压强减小，则液面上升，故B错误； C．反应生成的二氯甲烷等有机物为油状液体，不溶于水，会分层，故C正确； D．反应生成的HCl溶于水，形成盐酸，显酸性，加入石蕊试液后变红，故D正确； 故选CD； （5）甲烷的化学性质较为稳定，与酸、碱、酸性高锰酸钾溶液等不反应，但可与氯气、溴蒸气等发生取代反应，能在氧气中燃烧，故答案为AC。 （更多的见分层作业) / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 认识有机化合物 课时3 烷烃的性质 一、知识目标 1.通过对甲烷性质的学习，依据结构决定性质的原理，推导烷烃的性质及有机物的一些通性。 2.掌握烷烃的物理性质（如溶解性、熔沸点、密度等随碳原子数的变化规律）和化学性质（稳定性、氧化反应、高温分解、取代反应）。 3.理解取代反应的概念，学会辨识取代反应，能正确书写甲烷与氯气发生取代反应的化学方程式。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识烷烃的性质和用途，从微观上理解烷烃的结构与性质的关系，能从化学键的角度分析烷烃的反应。 2.证据推理与模型认知：通过实验探究和实例分析，建立取代反应的模型，能根据模型分析和解决相关化学问题。 3.科学探究与创新意识：通过分组讨论和实验探究，培养学生的合作能力和探究精神，提高学生设计实验、观察实验和分析实验的能力。 一、教学重点 1.烷烃的性质。 二、教学难点 1.取代反应。 一、天然气的主要成分——甲烷 (1)物理性质 颜色 气味 状态 密度 水溶性 无色 无味 气体 比空气的___________ ___________ (2)化学性质 通常状况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应，如甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但能够燃烧，燃烧的化学方程式为___________。 二、烷烃化学性质 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反应。但一定条件下可燃烧，在较高温度下会发生分解，与氯气等发生取代反应。 (1)烷烃的燃烧通式为__________________。 (2)以甲烷为例探究烷烃的取代反应 实验装置 实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐______；试管内壁有______出现，试管中有少量白雾，且试管内液面______，水槽内有固体析出；B装置：______ 实验结论 与需要______时才能发生化学反应，有关化学方程式： （一氯代物）， （二氯代物）， （三氯代物）， （四氯代物）。 产物性质 水溶性：、、、均______溶于水。 状态：常温下除______是气体，其余三种均为液体。 取代反应概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其他_____________所替代的反应。 三、大多数有机物的熔点比较___________，___________溶于水，___________溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 【播放视频】 【提出问题】视频中燃烧的“冰块”是什么物质？它的主要成分是什么？ 【答案】 【提出问题】请写出甲烷燃烧的化学方程式。 【答案】 【提出问题】既然甲烷作为最简单的烷烃有这样的性质，那么其他烷烃又具有怎样的性质呢？它们和甲烷的性质有哪些相同点和不同点呢？ 二、烷烃的性质 任务1：请同学们分组讨论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。 【引入】同学们，我们在生活中经常能接触到一些与烷烃相关的物质，比如天然气、沼气，它们的主要成分是甲烷；还有护肤品、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。那这些烷烃可能具有哪些性质呢？下面我们就一起来探究烷烃的物理性质。 【问题】结合生活经验和初中化学的有关知识，分组讨论烷烃可能具有哪些物理性质。 【交互动画】思考与讨论 【学生答案】： 【问题】通常情况下，甲烷的物理性质有哪些？ 【学生答案】： 【问题】烷烃物理性质的一般规律有哪些？ 【总结讲解】 一、烷烃的性质 1.烷烃的物理性质 任务2：请同学们分组讨论甲烷可以在空气中完全燃烧，甲烷和烷烃还有哪些化学性质？ 【问题】请同学们分组讨论，结合已学知识，思考甲烷是否能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。 【学生答案】 【总结讲解】 一、烷烃的性质 2.烷烃的化学性质 任务3：请同学们分组讨论资料卡片了解甲烷燃烧的注意事项。 【引入】在生活中，我们知道天然气可以燃烧，天然气的主要成分是甲烷，这说明甲烷具有可燃性。那其他烷烃是否也能燃烧呢？ 【问题】请同学们写出甲烷和丙烷燃烧的化学方程式，并总结烷烃燃烧的通式。 【学生答案】：书写化学方程式： 【问题】烷烃燃烧有什么现象？点燃甲烷前需要注意什么？ 【学生答案】： 【总结讲解】 一、烷烃的性质 2.烷烃的化学性质 现象： 烷烃燃烧通式为： 注意: 【问题】请同学们阅读教材相关内容，了解烷烃高温分解的产物和应用。 【学生答案】： 【总结讲解】 一、烷烃的性质 2.烷烃的化学性质 任务4：请同学们分组书写四氯化碳的分子式和结构式，和甲烷的比较，你有什么启示？并进行实验探究。 【引入】我们已经知道了烷烃的一些化学性质，那烷烃还有其他的反应类型吗？下面我们通过实验来探究甲烷与氯气的反应。 【问题】分组进行实验探究，取两支试管，均通过排饱和溶液的方法收集半试管甲烷和半试管氯气，分别用铁架台固定好，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）。静置后，两支试管内分别会出现什么现象？ 【学生答案】 【问题】根据实验现象，分析甲烷与氯气发生了什么反应？并写出该反应的定义。 【学生答案】： 【问题】写出甲烷与氯气反应的分步方程式。 【学生答案】： 甲烷与氯气反应的分步方程式： 【总结讲解】 一、烷烃的性质 3.取代反应 ⑴实验探究——甲烷与氯气反应 任务5：请同学们分组讨论甲烷与氯气发生了取代反应 【交互动画】取代反应 【总结讲解】 一、烷烃的性质 3.取代反应 ⑵取代反应： ⑶CH4 与 Cl2 发生了取代反应 典例精讲 【例1】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？ 三、 有机物的通性 任务1：请同学们分组讨论有机物有哪些通性？ 【引入】烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。那有机物有哪些通性呢？下面请同学们分组讨论。 【交互动画】有机物的通性 【问题】请同学们分组讨论有机物有哪些通性。 【学生答案】： 【问题】请同学们分组讨论有机物化学性质的通性： 【学生答案】 【总结讲解】 二、有机物的通性 1.物理性质的通性 2.化学性质的通性 一、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。 2.烷烃的化学性质 ⑴甲烷、烷烃的稳定性。 ①甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ②甲烷不能使溴的四氯化碳褪色 通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾、溴的四氯化碳等强氧化剂不发生反应。 ⑵甲烷、烷烃的氧化反应 烷烃都具有可燃性，可用作燃料。 现象：放出大量的热，产生淡蓝色火焰 烷烃燃烧通式为： 注意: 点燃甲烷前必须验纯否则会爆炸。 ⑶甲烷、烷烃的高温分解 烷烃在较高温度下会发生分解。这个性质常被应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化工基本原料和燃料。 3.取代反应 ⑴实验探究——甲烷与氯气反应 ①在室温下，甲烷与氯气的混合气体无光照时不发生反应。 ②光照时，试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状 液滴，试管内水面上升。 CH4 与 Cl2 发生了反应，即取代反应 ⑵取代反应：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 ⑶CH4 与 Cl2 发生了取代反应 二、有机物的通性 1.物理性质的通性 烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。 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.化学性质的通性 ①大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解。 ②有机化学反应比较复杂，常有副反应。 ③很多有机化学反应需一定条件，如光照、加热、催化剂等。 1．下列有关甲烷和乙烷性质的描述错误的是 A．甲烷、乙烷均难溶于水 B．甲烷完全燃烧生成CO2和H2O C．乙烷可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．甲烷不能使溴水褪色 2.“结构决定性质”是认识有机化合物的重要观念。乙烷分子的球棍模型如图所示，关于乙烷的说法错误的是 A．是甲烷的同系物 B．分子中所有原子不共面 C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．光照条件下能与发生取代反应 3.乙烷与氯气发生化学反应：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，该反应属于 A．氧化反应 B．取代反应 C．化合反应 D．置换反应 4. 将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾褪色的是（ ） A、 B、​ C、​ D、​ 5．取一支硬质大试管，通过排饱和溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如图所示）。下列关于试管内发生的反应及现象的说法不正确的是 A．和完全反应后试管内的液面会上升 B．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 C．甲烷和反应后试管内壁的油状液滴含有、、 D．若与足量在光照下反应，如果生成相同物质的量的四种有机物，则消耗的物质的量为 考点1烷烃的性质 1．（2025高一下·黑龙江·学业考试）天然气是一种清洁的化石燃料，天然气水合物的主要成分是甲烷水合物，其组成为 A． B． C． D． 2．（25-26高一下·全国·课前预习）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，混合发生取代反应只生成 B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中最多 C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物 D．甲烷生成最多消耗氯气 3．（2026高二下·全国·专题练习）下列有关烷烃的叙述中，正确的是_____。 A．甲烷与氯气以物质的量之比为1∶4混合时只生成CCl4 B．烷烃可以使酸性高锰酸钾褪色 C．所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 D．甲烷与发生光照取代，取代需 E．一定含有键和键且所有的化学键都是单键 F．将乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 4．（2026高二下·全国·专题练习）实验室用如图所示装置进行甲烷与氯气在光照下的实验，光照下反应一段时间后，下列说法正确的是_____。 A．一段时间后，试管中气体颜色变浅，液面上升，试管内壁有油珠出现，发生加成反应 B．若试管中有0.5 mol氯气与0.01 mol甲烷，则充分反应后，可得到0.01 mol的CCl4 C．二氯甲烷有同分异构体 D．可以用排饱和食盐水法分别收集甲烷和氯气 E．只能生成四种含氯的化合物 F．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 G．反应后试管壁出现黄色油状液滴说明甲烷的氯代产物中溶解了氯气 考点2 有机物的通性 5．（23-24高一下·新疆乌鲁木齐·期末）有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。下列有关烷烃的叙述中，不正确的是 A．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键 B．随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高 C．CH4、CH3Cl都是正四面体结构的烷烃，都能和氯气发生取代反应 D．CH4是最简单的有机化合物，其密度比空气小，难溶于水 6．（23-24高一下·广东深圳·阶段练习）我国是世界上第一个在海域成功试采可燃冰的国家。可燃冰主要含有甲烷水合物，是由甲烷与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，具有燃烧值高、污染小、储量大等特点，多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，用作新型高效能源。 (1)甲烷()属于___________。 A．单质 B．化合物 C．碱 D．有机物 (2)下列各图中能表示甲烷的分子结构有___________。 A．甲烷分子结构示意图 B．甲烷分子电子式 C．球棍模型 D．填充模型 A．A B．B C．C D．D (3)下列关于甲烷的说法中，正确的是___________。 A．是天然气、煤层气的主要成分 B．比空气密度小且难溶于水的气体 C．能与氯气发生取代反应 D．分子结构是正四面体构型 (4)如图所示的装置是某次实验最初的情况(夹持装置省略)，烧瓶内盛有等体积的甲烷和，用光照射烧瓶一段时间后，下列说法正确的是___________。 A．只能生成一种有机物 B．烧瓶内液面不可能上升 C．烧瓶内的液体可能会分层 D．向水中加入石蕊试液后变红 (5)在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是___________。 A． B．浓硫酸 C． D．酸性溶液 （更多的见分层作业) / 学科网（北京）股份有限公司 $