7.1.3烷烃的性质 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

必修二 第七章 有机化合物 7.1.2烷烃的性质 1 [学习目标] 1. 了解烷烃的主要物理性质及化学性质。 2. 掌握甲烷的结构及其主要性质(重点)。 3. 掌握取代反应的概念及特点,了解常见有机化合物的性质特点 (重点)。 课堂导入 在生活中我们接触过哪些烷烃？ 【思考】想一想烷烃可能具有哪些性质？ 天然气 凡士林 页岩气 石油中 凡士林中“石蜡” 蜡笔中“石蜡” 逐 渐 升 高 逐 渐 升 高 逐 渐 增 大 气 液 固 均 不溶于水 随着碳原子数的增多，由气(1-4个C)→液(5-16个C)→固(≧17个C)。 随着碳原子数的增多，熔沸点逐渐增大；同碳原子数，支链越多沸点越低。 随着碳原子数的增多，密度逐渐增大。 均难溶于水 沸点相差较大的烷烃，可用蒸馏法分离。 新戊烷也是气态 状态： 熔沸点： 密度： 水溶性： 一、烷烃的物理性质 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发生反应。 （1）稳定性 二、烷烃的化学性质 （2）氧化反应 烷烃可以在空气(或氧气)中完全燃烧，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。 CH4+2O2 CO2+2H2O C3H8+5O2 3CO2+4H2O 可燃性气体点燃前必须验纯，否则会爆炸！ 链状烷烃CnH2n＋2燃烧的通式 二、烷烃的化学性质 (3)分解反应 C3H8 CH4 + C2H4 高温 常应用于石油化工和天然气化工生产中。 尝试写出甲烷在1 000 ℃以上隔绝空气完全分解为炭黑和氢气的化学方程式： ________________________。 随堂训练 (4)烷烃的取代反应 二、烷烃的化学性质 大多数有机物的性质 烷烃性质体现了有机物的通性。 (1)物理性质 熔点较低，且难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 (2)化学性质 易燃烧，受热会分解； 反应较复杂，常伴随副反应(方程式常用“→”表示)， 很多反应需在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。 二、烷烃的化学性质 判断正误 (1)将煤油加入水中，煤油在上层(　　) (2)碳原子数相同的烷烃熔、沸点也相同(　　) (3)常温常压下，C4H10呈气态，辛烷呈液态(　　) (4)在通常条件下，甲烷能使高锰酸钾溶液褪色(　　) (5)有机物都易燃烧(　　) (6)甲烷、乙烷等可燃气体点燃前必须验纯，并注意通风(　　) × √ √ × × √ 应用体验 2. 几种烷烃的沸点如下： 烷烃 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷 沸点/℃ －164 －89 －0.5 36 根据以上数据推断丙烷的沸点可能是 A．－40 ℃ B．－162 ℃ C．－89 ℃ D．36 ℃ √ 随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，所以丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。 应用体验 取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2，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，比较两支试管内的现象。 实验7-1——甲烷与氯气反应 实验步骤： 自然光照 三、烷烃的典型性质——取代反应 【实验7-1】 实 验 现 象 ①试管内黄绿色变浅； ②试管壁上出现油状液滴; ③试管内的液面上升; ④试管中有少量白雾。 光照 无光照条件下，甲烷和氯气不反应。 Cl2发生反应 生成难溶于水的物质 气体体积减小 生成了HCl 二、烷烃的典型性质——取代反应 Cl—Cl + 光 C H H H Cl Cl H + CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 用途 状态 沸点 水溶性 一氯甲烷(CH3Cl) 常温下是气体 难溶于水 -24.2 ℃ 可用作溶剂、冷冻剂、香料等 反应原理： 键断裂 取代反应 结构：四面体 除燃烧可用分子式，有机物方程式用结构简式书写 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代替的反应。 Cl—Cl + 光 C H H Cl Cl H + 用途 状态 沸点 水溶性 二氯甲烷(CH2Cl2) C H H H Cl Cl CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光 常温下是油状液体 难溶于水 39.8 ℃ 反应原理： 取代反应 用作牙科局部麻醉剂 结构：四面体，无同分异构体 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光 Cl—Cl + 光 C H Cl Cl H + 用途 状态 沸点 水溶性 三氯甲烷(CHCl3)又叫氯仿 C H H Cl Cl Cl Cl 难溶于水 61.7 ℃ 主要用来生产氟利昂，常用作有机溶剂 常温下是油状液体 反应原理： 取代反应 结构：四面体 状态 沸点 水溶性 四氯甲烷(CCl4)又叫四氯化碳 难溶于水 76.5 ℃ 常温下是油状液体 反应原理： 取代反应 结构 正四面体 用途 有机溶剂 原理 分析 实验 结论 Cl2 光照 Cl2 光照 Cl2 光照 Cl2 光照 1. 实验探究烷烃的取代反应(以CH4与Cl2的反应为例) 一氯甲烷 二氯甲烷 三氯化甲烷或氯仿 四氯化碳 ①光照条件，产物5种 (HCl)； ②常温CH3Cl是气体，其余为液体； ③氯代物均不溶于水，出现油状液滴； ④HCl溶于水形成小液滴，产生白雾。 光照条件下，CH4和Cl2发生取代反应，生成多种氯代物和HCl 二、烷烃的典型性质——取代反应 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。 (1)甲烷能使溴水褪色吗？ 不能 (2)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，试分析消耗Cl2的物质的量是多少？ 生成4种有机取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4， 根据碳原子守恒，4种取代产物分别为0.25 mol， 根据取代反应特点，CH4中1个 H 被取代消耗1个Cl2， 则需 n(Cl2) =n(被取代的H) ，即：0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol。 思考1 二、烷烃的典型性质——取代反应 烷烃取代反应特点(以CH4与Cl2的反应为例) (1)反应条件 光照条件，与纯卤素单质反应。 (2)连锁反应 CH4中的 H 被 Cl 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。 (3)数量关系 CH4与Cl2发生取代反应时，每有1 mol H被取代，则消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl；1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4 mol Cl2。 二、烷烃的典型性质——取代反应 归纳总结 3. 一氯代物种类数的判断 (1)等效氢原子(相同化学环境的氢原子) ①连接同一碳原子的氢原子是等效的。 ②连接同一碳原子的相同基团上的氢原子是等效的。 ③处于对称位置上相同基团上的氢原子是等效的。 思考2 正丁烷和异丁烷各有几种不同化学环境的氢原子？ 2种 2种 均有1种 二、烷烃的典型性质——取代反应 思考3 (2)一氯代物(一元取代物)种类数 当 H 被 Cl 取代时，有几种不同化学环境的H，就可产生几种一氯代物。 3. 一氯代物种类数的判断 戊烷(C5H12)的结构简式及一氯代物各有几种。 CH3CH2CH2CH2CH3 (3种)、 (4种)、 (1种)。 二、烷烃的典型性质——取代反应 1.判断正误 (1)CH4和Cl2按体积比1∶1混合，发生取代反应生成的产物只有两种(　　) (2)CH4和Cl2发生取代反应时，每生成1 mol HCl，则有1 mol Cl2参加反应(　　) (3)CH4和Cl2发生取代反应的产物中，CH3Cl的含量最多(　　) × √ × 2.下列反应属于取代反应的是_______(填序号)。 ③⑤⑥ 取代产物有4种CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4有机物和无机物HCl 产物中HCl最多 置换反应/氧化还原反应 置换反应/氧化还原反应 分解反应 氧化反应 二、烷烃的典型性质——取代反应 应用体验 随堂检测 1.关于烷烃的结构和性质下列说法不正确的是 A.甲烷的二氯代物只有一种结构证明甲烷是正四面体结构 B.甲烷易燃易爆，点燃前必须要验纯 C.甲烷和氯气以物质的量之比1∶1混合，发生取代反应只生成一氯甲烷 D.烷烃性质稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 √ 若甲烷为平面结构， 则其二氯代物有2种结构 生成物有CH3Cl、CH2Cl2、 CHCl3、CCl4、HCl 2. 有机物 的一氯代物有 A.7种 B.6种 C.5种 D.4种 √ ① ② ③ ④ 随堂检测 3.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.15 g·L－1，则关于此混合物的组成说法不正确的是 A.一定有甲烷 B.可能存在乙烷 C.可能是甲烷和乙烷的混合物 D.可能为乙烷和丙烷的混合物 √ 平均摩尔质量=1.15 g·L-1×22.4 L·mol-1＝25.76 g·mol-1 即平均相对分子质量为25.76 故该混合物中一定有相对分子质量小于25.76的烷烃——甲烷；也一定有相对分子质量大于25.76的烷烃，如乙烷等。 随堂检测 4.美国宇航局科学家确认火星大气中存在甲烷气体，可能来自火星火山活动或者生命活动，这一发现将为寻找火星生命带来希望。某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应，根据题意，回答下列问题： 爆炸 (1)CH4与Cl2发生反应的条件是_______________；若用日光直射，可能会引起_______。 (2)用饱和食盐水而不用水的原因是______________________________________。 光照(或光亮处) 降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应 随堂检测 (3)实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体——光气，反应的化学方程式为2CHCl3＋O2===2COCl2＋2HCl，上述反应______(填字母)。 A.属于取代反应 B.不属于取代反应 B (4)为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是______。 A.氢氧化钠溶液 B.硝酸银溶液 C.稀盐酸 D.水 E.湿润的蓝色石蕊试纸 F.湿润的无色酚酞试纸 BE 随堂检测 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.45 CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O CH4C＋2H2↑ Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 CH4＋Cl2HCl＋CH3Cl CH3Cl＋Cl2HCl＋CH2Cl2 CH2Cl2＋Cl2HCl＋CHCl3 CHCl3＋Cl2HCl＋CCl4 ①CH4C＋2H2　②CuSO4＋Fe==FeSO4＋Cu　③CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl　④2NaBr＋Cl2==2NaCl＋Br2　⑤CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O　 ⑥CH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HBr　⑦CH4＋2O2CO2＋2H2O $