第7章 第1节 第3课时 烷烃的性质-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（人教版 多选版）

本讲义聚焦烷烃的性质这一核心知识点，从烷烃的存在入手，系统梳理物理性质（熔沸点、密度的递变性，状态、溶解性等相似性），再深入化学性质（氧化反应的燃烧通式及稳定性，取代反应的条件、产物与特点），构建完整知识支架。 通过甲烷取代反应实验探究、题点多维训练等设计，融合科学探究与实践（实验现象分析）和科学思维（归纳取代反应规律），课中辅助教师直观教学，课后助力学生巩固氧化反应计算、取代产物判断等要点，有效查漏补缺。

第3课时　烷烃的性质 新知探究(一)——烷烃的物理性质和氧化反应　　 1.烷烃的存在 天然气、沼气和煤层气的主要成分均为甲烷;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。 2.烷烃的物理性质 相似性 递变性(随分子中碳原子数的增加) 熔、沸点 较低 逐渐增大 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 颜色 无色 3.烷烃的氧化反应 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发生反应。但可以燃烧发生氧化反应。CH4、C3H8完全燃烧的化学方程式分别为CH4+2O2CO2+2H2O、C3H8+5O23CO2+4H2O。 　　[微点拨]　CnH2n+2完全燃烧通式为CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。 应用化学 　　正丁烷是一种重要的化工原料,正丁烷除直接用作燃料外,还用作亚临界生物技术提取溶剂、制冷剂和有机合成原料。 1.写出丁烷燃烧的化学方程式。 提示:2C4H10+13O28CO2+10H2O。 2.丁烷能否与强酸、强碱或者酸性高锰酸钾反应? 提示:不能。烷烃具有稳定性,一般不与强酸、强碱或者酸性高锰酸钾反应。 [题点多维训练] 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)常温常压下,烷烃均为气体,沸点比H2O的低。 (×) (2)烷烃均难溶于水。 (√) (3)在做甲烷、乙烷燃烧实验前,气体一定要验纯。 (√) (4)使用天然气(主要成分为CH4)的燃气灶,改用液化石油气(主要成分为C4H10),应增大进气量或减小进风量。 (×) (5)甲烷燃烧产物只有CO2和H2O。 (×) 2.根据以下数据推断丙烷的沸点可能是 (　　) 物质 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷 沸点 -164 ℃ -89 ℃ -1 ℃ +36 ℃ A.约-40 ℃　　　　` B.低于-164 ℃ C.低于-89 ℃ D.高于+36 ℃ 答案:A 3.(2025·北京朝阳区高一期中)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,相对密度均小于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>新戊烷 D.甲烷分子中的4个共价键的长度相同,相互之间的夹角相等,所以甲烷的空间结构为正四面体 解析:选B　烷烃密度均小于水,为有机物,依据相似相溶的原理可知,烷烃均难溶于水,故A正确;烷烃都可以燃烧,都能发生氧化反应,故B错误;相同C原子的烷烃,支链越多,沸点越低,则物质的沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷,故C正确;甲烷为正四面体结构,4个共价键的长度相同,相互之间的夹角相等,故D正确。 4.现有①甲烷,②乙烷,③丙烷,④正丁烷4种烷烃,回答下列问题: (1)相同状况下,等体积的上述气态烷烃完全燃烧,消耗O2的量最多的是　　　　(填序号,下同)。  (2)等质量的上述气态烷烃,在完全燃烧时,消耗O2的量最多的是　　　　。  (3)写出正丁烷完全燃烧的化学方程式为 　。  解析:(1)相同状况下,等体积(即物质的量相同)的气态烷烃完全燃烧时,消耗O2的量的多少取决于的值的大小,的值越大,耗氧量越多,故正丁烷完全燃烧时消耗O2的量最多。(2)等质量的烷烃完全燃烧时,耗O2量的多少取决于 的值的大小,的值越大,耗氧量越多,故甲烷完全燃烧时耗O2量最多。 答案:(1)④　(2)① (3)2CH3CH2CH2CH3+13O28CO2+10H2O 新知探究(二)——烷烃的取代反应 导学设计 甲烷的取代反应实验 实验 装置 实验 现象 A装置:试管内气体颜色逐渐变浅;试管壁有油状液滴出现,试管中有少量白雾,且试管内水面上升,水槽内有固体析出 B装置:无明显现象 1.甲烷取代反应的条件是什么?写出有关的化学方程式(注明有机产物名称)。 提示:光照。 CH4+Cl2HCl+CH3Cl(一氯甲烷),CH3Cl+Cl2HCl+CH2Cl2(二氯甲烷), CH2Cl2+Cl2HCl+CHCl3(三氯甲烷),CHCl3+Cl2HCl+CCl4(四氯甲烷)。 2.有机产物溶解性和状态如何? 提示:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水,CH3Cl为气态,CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液态。 3.CH3CH3与Cl2发生取代反应生成哪几种氯代物? 提示:一氯乙烷:CH3CH2Cl,二氯乙烷:CH3CHCl2、, 三氯乙烷:CH3CCl3、,四氯乙烷:CCl3CH2Cl、CHCl2CHCl2, 五氯乙烷:CHCl2CCl3,六氯乙烷:CCl3CCl3。 [系统融通知能] 1.甲烷与氯气的取代反应 反应物 甲烷与氯气(不能用氯水) 反应条件 漫射光照射(不用太阳光直射,以防爆炸) 生成物 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 反应特点 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 2.取代反应及其特点 (1)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。 (2)特点:一下一上,有出有进。 (3)形式:X—Y+W—ZX—Z+W—Y。 3.烷烃的取代反应 在光照条件下,烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体都可以发生取代反应,生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n+2+X2CnH2n+1X+HX,CnH2n+1X可与X2继续发生取代反应。 4.有机物的性质 物理 性质 与无机物相比,大多数有机物的熔点比较低,且难溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂 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,很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行 [题点多维训练] 题点(一)　甲烷与Cl2反应的实验探究 1.(2025·北京西城区高一期中)实验小组探究甲烷与氯气的取代反应,装置、现象如下: 装置 现象 ⅰ.光照后,产生白雾,混合气体颜色变浅 ⅱ.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NaCl溶液可以减少氯气的溶解 B.出现油状液滴,说明CH4全部转化为CCl4 C.产生白雾以及试管内液面上升与HCl的生成有关 D.若用铝箔套住装满CH4和Cl2的试管,一段时间后没有明显变化 解析:选B　氯气和水的反应是可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,饱和食盐水中的氯离子能使平衡左移,从而减少氯气的溶解,故A正确;CH4和Cl2混合后在光照条件下发生的取代反应是连续的:CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl,故油状液滴是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物,故B错误;氯化氢易溶于水,可产生白雾,导致试管内液面上升,故C正确;此反应是在光照条件下发生的,若用铝箔套住装满甲烷和氯气的试管,一段时间后进行观察试管内没有明显变化,即可得出结论,故D正确。 2.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下: 试回答下列问题: (1)请写出C装置中生成CH3Cl的化学方程式:　 。  (2)B装置有三种功能:①混匀混合气体;②　　　　　　　　;③　　　　　　　　。  (3)将1 mol CH4与Cl2发生取代反应,充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol,则参加反应的Cl2的物质的量为　　　　。  解析:(1)C装置中生成CH3Cl的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl。(3)根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol,可以设其物质的量分别是x mol、(x+0.1)mol、(x+0.2)mol、(x+0.3)mol,则x mol+(x+0.1)mol+(x+0.2)mol+(x+0.3)mol=1 mol,解得x=0.1,参加反应的氯气的物质的量为0.1 mol+(2×0.2)mol+(3×0.3)mol+(4×0.4)mol=3 mol。 答案:(1)CH4+Cl2CH3Cl+HCl (2)控制气体流速　干燥气体　(3)3 mol 题点(二)　烷烃的主要性质及取代反应 3.下列反应属于取代反应的是 (　　) ①CHCl3+Cl2CCl4+HCl ②2HI+Cl2===2HCl+I2 ③CO+2H2CH3OH ④CH3CH2CN+Cl2+HCl ⑤CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O A.①② B.①②③④ C.①④⑤ D.②④⑤ 解析:选C　①CHCl3分子中的H原子被Cl原子取代,属于取代反应;②该反应属于置换反应;③该反应属于化合反应;④CH3CH2CN分子中“—CH2—”中的1个H原子被Cl原子取代,属于取代反应;⑤CH3CH2OH分子中的—OH被Br原子取代,属于取代反应。 4.[双选]下列关于烷烃性质的叙述正确的是 (　　) A.烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐升高 B.烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化 C.在光照条件下,烷烃易与溴水发生取代反应 D.烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 解析:选AD　烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐升高,A正确;烷烃性质稳定,不易被酸性高锰酸钾溶液氧化,B错误;在光照条件下,烷烃与液溴发生取代反应,C错误。 5.下列烷烃在光照条件下与氯气反应,只生成一种一氯代物的是 (　　) A.CH3CH2CH2CH3 B. C. D. 解析:选C　A项,分子中有2种类型的氢原子,一氯代物有2种;B项,分子中有2种类型的氢原子,一氯代物有2种;C项,分子中6个甲基类型相同,氢原子只有1种类型,故一氯代物有1种;D项,分子中有4种类型的氢原子,一氯代物有4种。 学科网（北京）股份有限公司 $