第1章 第3节 第1课时 烷烃及其性质(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3（鲁科版）

本讲义聚焦烷烃及其性质核心知识点，从烃的组成分类切入，系统梳理烷烃的结构特点、物理性质（如沸点、密度变化规律）及化学性质（取代反应、燃烧规律），构建“组成-结构-性质-应用”的知识支架。 资料通过探究活动（如烷烃与Cl₂取代反应定量分析）、实验题（甲烷取代反应现象观察）培养科学思维与探究能力，结合实例练习题（如沸点比较、燃烧耗氧量计算），课中辅助教师教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第1课时　烷烃及其性质 1.认识烃、烷烃的组成和结构特点。 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。 3.能描述和分析烷烃的典型代表物的重要反应，能书写相应的化学方程式。 4.了解取代反应的特点。 知识点一　烃的概述　烷烃的物理性质 1.烃 只由碳、氢两种元素组成的有机化合物。 2.烃的分类 烃 3.烷烃 烷烃是一种饱和链烃，属于脂肪烃。 4.烷烃的物理性质 1.（2025·辽宁沈阳期中）下列有关烷烃的说法正确的是（　　） A.烃类物质的密度随碳原子数的增加而增大，所以十八烷的密度比水大 B.烃类物质大多难溶于水，易溶于有机溶剂 C.沸点：正戊烷＞正丁烷＞2，2-二甲基丙烷＞2-甲基丙烷 D.等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时，后者耗氧量大 2.下列说法正确的是（　　） A.烷烃的通式为CnH2n＋2（n≥1），随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小 B.和互为同分异构体 C.丙烷的空间填充模型为 D.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同 3.由沸点数据：甲烷－164 ℃、乙烷－89 ℃、丁烷－0.5 ℃、戊烷36 ℃，可判断丙烷的沸点可能是（　　） A.高于－0.5 ℃ B.约是－90 ℃ C.约是－40 ℃ D.低于－89 ℃ 知识点二　烷烃的化学性质 1.烷烃的化学性质 2.烷烃取代反应需注意的4个方面 （1）反应的条件——光照。 （2）反应物状态——卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2），而不是其水溶液。 （3）反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时进行。 （4）反应产物——混合物（含多种卤代烃），不适宜制备卤代烃。 3.烃类燃烧的规律 （1）烃类完全燃烧耗氧量大小的判断 烃（CxHy）完全燃烧的化学方程式： CxHy＋O2xCO2＋H2O。 ①等物质的量的烃（CxHy）完全燃烧时，x＋的值越大，耗氧量越多。其中x值越大，生成的CO2越多；y值越大，生成的水越多。 ②等质量的烃（CxHy）完全燃烧，烃（CxHy）燃烧可看作烃中的C和H分别与O结合。其关系式为 C　＋　O2～CO2　　4H　＋　O2～2H2O 12 g 32 g 4 g 32 g 由上面关系可知，等质量的烃的耗氧量的大小取决于，的值越大，则H元素的质量分数越大，耗氧量越多，生成的水越多，生成的CO2越少。 ③最简式（实验式）相同的有机化合物不论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，则完全燃烧时生成的CO2的量一定，生成的H2O的量一定，耗氧量也一定。 （2）同温同压下，气态烃（CxHy）完全燃烧前后气体体积变化的判断 ①燃烧后温度高于100 ℃时，水为气态，则 CxHy（g）＋O2（g）xCO2（g）＋H2O（g）　ΔV 1 x＋ x －1 故反应前后气体体积的变化ΔV仅与氢原子数y有关。 ②燃烧后温度低于100 ℃时，水为液态，反应后气体体积的变化ΔV＝－，气体体积一定都是减小的。 【探究活动】　 1.烷烃与Cl2发生取代反应，1 mol CnH2n＋2（n≥1）可以与多少mol Cl2发生取代反应？ 2.等质量的甲烷与辛烷完全燃烧后哪种燃料放出的热量更多？日常生活中选用哪种燃料更佳？ 1.下列有关烷烃性质的叙述不正确的是（　　） A.常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应，但能发生取代反应 B.烷烃都具有还原性，能被氧气氧化 C.烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水 D.烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色 2.关于CH4与Cl2的反应（如图所示），叙述不正确的是（　　） A.该反应属于取代反应 B.该反应的条件是光照 C.该反应的生成物有四种 D.该反应的现象是量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴生成，量筒内液面上升并产生白雾 3.下列各组化合物中，不论两者以什么比例混合，只要总质量一定，则完全燃烧时消耗O2的质量和生成水或CO2的质量不变的是（　　） A.CH4　C2H6 B.C2H6　C3H6 C.C2H4　C3H6 D.C2H4　C3H4 能力培养　甲烷取代反应的实验现象与定量关系判断（探究与创新） 　如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1∶4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。 （1）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是　　　　（填“升高”“降低”或“不变”）。若水中含有Na2SiO3，则U形管左端会观察到　　　　。 （2）将1 mol CH4和一定物质的量的Cl2混合均匀，以漫射光照射使CH4与Cl2发生取代反应。反应后CH4与Cl2均无剩余，且生成了四种有机取代物，其物质的量之比为n（CH3Cl）∶n（CH2Cl2）∶n（CHCl3）∶n（CCl4）＝1∶2∶3∶4，则参加反应的Cl2的物质的量是　　　　，反应生成物中物质的量最大的产物是　　　　（填物质化学式和物质的量数值）。 【规律方法】 烷烃发生取代反应时的数量关系 　（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，有机化合物中卤素原子的物质的量等于HX的物质的量等于参加反应的X2的物质的量，即n（X2）＝n（一卤代物）＋2n（二卤代物）＋3n（三卤代物）＋……＝n（HX）。 【迁移应用】 1.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，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是（　　） 2.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1∶1，混合后发生取代反应只生成CH3Cl B.甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物中CH3Cl最多 C.甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物为混合物 D.1 mol CH4完全生成CCl4，最少需要2 mol Cl2 1.（2025·北京顺义期中）下列关于有机化合物的说法，不正确的是（　　） A.一氯取代产物有4种 B.名称为2-甲基丙烷 C.属于烷烃、与乙烷互为同系物 D.所有碳原子都是sp3杂化 2.下列说法正确的是（　　） A.分子式为C7H16的烷烃中含有3个甲基的同分异构体有2种 B.链状烷烃的组成通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大 C.烷烃分子中碳原子不可能在同一平面上 D.异戊烷与2-甲基丁烷互为同系物 3.在光照条件下，等物质的量的CH3CH3与Cl2充分反应后，得到的产物中物质的量最多的是（　　） A.CH3CH2Cl B.CH2ClCH2Cl C.CCl3CH3 D.HCl 4.（2025·江苏南通期中）以下是某环状烃（X）开环反应生成更稳定的烷烃过程，下列说法正确的是（　　） A.X的一氯代物有4种 B.Y不能使酸性KMnO4溶液褪色 C.Y中有5个C原子位于同一直线 D.反应有副产物生成 5.现有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五种有机化合物。 （1）等质量的以上物质中，在相同状况下体积最大的是　　　　。 （2）等质量的以上物质完全燃烧时，消耗O2的量最多的是　　　　。 （3）等物质的量的以上物质完全燃烧时，消耗O2的量最多的是　　　　。 （4）等质量的以上物质完全燃烧时，生成CO2最多的是　　　　　　　　，生成水最多的是　　　　　　　　。 提示：完成课后作业　第1章　第3节　第1课时 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　烃 第1课时　烷烃及其性质 知识点一 对点训练 1.B　随着碳原子数的增加，烃类物质的密度增大，但烷烃的密度比水小，A错误。烃类物质都含有憎水基，难溶于水，但是易溶于有机溶剂，B正确。烷烃中碳原子数越多，熔、沸点越高；碳原子相同时，支链越多，熔、沸点越低，故沸点：正戊烷＞2，2-二甲基丙烷＞正丁烷＞2-甲基丙烷，C错误。丙烷氢元素的百分含量高于丁烷的，故等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时，前者耗氧量大，D错误。 2.D　烷烃的通式为CnH2n＋2（n≥1），其中C元素的质量分数＝＝，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐增大，A错误；结构简式表示的物质都是2-甲基丁烷，因此属于同一物质，B错误；图示为丙烷的球棍模型，C错误。 3.C　烷烃的沸点随碳原子数的递增而升高。丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。 知识点二 1.强酸　强碱　强氧化剂　还原剂　牢固程度　nCO2　（n＋1）H2O 探究活动 1.提示：烷烃和Cl2发生取代反应，每1 mol H原子被取代，则生成1 mol HCl，消耗1 mol Cl2，而不是消耗 0.5 mol Cl2，参加反应的Cl2的物质的量与生成的HCl的物质的量相等。则1 mol CnH2n＋2消耗（2n＋2）mol Cl2。 2.提示：相同状况下，质量相同的烃，甲烷中碳元素的质量分数最低，完全燃烧时放出的热量最多。日常生活中选用甲烷作燃料。 对点训练 1.D　烷烃性质稳定，常温下与酸、碱、强氧化剂（如KMnO4）不反应，A正确，D错误；烷烃都能燃烧发生氧化反应，具有还原性，B、C正确。 2.C　甲烷与Cl2在光照条件下的反应属于取代反应，A正确，B正确；CH4和Cl2在光照条件下缓慢反应，生成了HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，共5种产物，C不正确；甲烷和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，所以试管中气体颜色会变浅，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷和HCl是气体，氯化氢极易溶于水，所以量筒内液面上升并产生白雾，D正确。 3.C　质量一定时，生成的水或CO2的质量不变，则两种有机物中C、H的质量分数要相等。C项，由于两者的最简式相同，因此两种有机物中C和H的质量分数相同，故不论两者以什么比例混合，只要质量一定，则完全燃烧时消耗O2的质量、生成水的质量和CO2的质量不变。 能力培养 （1）提示：降低；有白色沉淀生成。CH4和Cl2在光照条件下生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，为取代反应，随着反应的进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色油状液体且HCl易溶于水，使U形管左端压强减小，液面上升，则U形管右端液面下降；HCl溶于水后与Na2SiO3反应生成白色絮状沉淀。 （2）提示：3 mol；HCl，n（HCl）＝3 mol。因为CH4与Cl2发生取代反应生成的4种取代产物中的碳原子均来自CH4，由碳原子守恒可知，1 mol CH4共生成1 mol取代产物，且关系满足n（CH3Cl）∶n（CH2Cl2）∶n（CHCl3）∶n（CCl4）＝1∶2∶3∶4，则生成的四种产物分别为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2，有机物中含有的氯原子为0.1 mol＋0.2 mol×2＋0.3 mol×3＋0.4 mol×4＝3 mol，故消耗的n（Cl2）＝3 mol，生成物中HCl最多，也是3 mol。 迁移应用 1.D　在光照条件下，Cl2与CH4发生取代反应生成HCl和四种氯代甲烷，由于Cl2被消耗，气体颜色变浅；HCl易溶于水，液面上升；但氯代甲烷是不溶于水的无色气体或油状液体，最终液体不能充满试管。 2.C　甲烷与氯气发生取代反应得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；1 mol CH4完全生成CCl4，最少需要4 mol Cl2，D错误。 【随堂演练】 1.A　该有机化合物有2种氢，故一氯代物有2种，A错误；根据有机化合物的结构简式可知，名称为2-甲基丙烷，B正确；该有机物属于烷烃，与乙烷互为同系物，C正确；该有机物中所有碳原子都是饱和碳原子，均采取sp3杂化，D正确。 2.B　分子式为C7H16的烷烃中含有3个甲基，主链两端一定各含有1个甲基，另外1个甲基为取代基（形成—CH3或—CH2CH3），所以其同分异构体有 （CH3）2CHCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH（CH3）CH2CH2CH3、 （CH3CH2）2CHCH2CH3，共3种，A项错误；由三点决定一个平面可知，乙烷、丙烷分子中的碳原子均可以在同一平面上，另外，含多个碳原子的烷烃分子中的碳链呈折线形，碳原子也可以位于同一平面，C项错误；异戊烷与2-甲基丁烷的结构式相同，是同一种物质，D项错误。 3.D　根据烷烃与Cl2取代反应规律的定量关系可知，每消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl，故生成的产物中HCl的物质的量最多。 4.B　X的一氯代物有5种，，A错误；Y属于烷烃，烷烃性质相对稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，B正确；Y属于烷烃，每个碳原子与周围原子呈四面体，5个碳原子呈锯齿状，C错误；X开环与H2反应，断开①②碳碳单键，得到Y，若断开②③碳碳单键，得到副产物己烷CH3CH2CH2CH2CH2CH3，不能生成，D错误。 5.（1）CH4　（2）CH4　（3）C3H8　（4）C2H4、C3H6　CH4 解析：V＝Vm·，等质量时，气体体积与气体的摩尔质量成反比，所以等质量的五种气体，在相同状况下，CH4的体积最大。对于等质量的烃CxHy，完全燃烧时耗氧量的多少取决于的大小，越大，耗氧量越多，生成的H2O的物质的量越大，CO2的物质的量越小。等物质的量的烃CxHy完全燃烧，耗氧量取决于的相对大小。 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $