7.1.2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

7.1.2 烷烃的性质 【烷烃的结构】 CH4的结构：正四面体的空间结构 烷烃： 只含C、H元素，C元素之间全部为C-C单键，C原子剩余化学键与H原子结合 通式：CnH2n+2 碳原子不同的烷烃之间互称为同系物，它们结构相似，在分子组成上相差n个CH2 分子式相同，而结构不同的化合物互称为同分异构体 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH3 CH3CH3 生活中我们接触到哪一些烷烃？ 煤层气 凡士林 沼气 天然气 液化石油气 蜡笔 【思考】烷烃有哪些性质呢？ 生活中使用的天然气，沼气，以及煤矿坑道气(煤层气)、瓦斯、油田气等主要成分都是甲烷 蜡烛 烷烃的物理性质 1. 甲烷的存在 自然界中的甲烷都是在隔绝空气的这个情况下， 由于植物残体经过微生物的发酵的作用从而生成的 天然气、油田气——某些地方地下深处 沼气——池沼底部 坑气(瓦斯)、煤层气——煤坑或坑道 可燃冰——海底大陆架或某些冻层 “西气东输”工程 是我国一项重大的工程，为改善我国东部的能源结构，将新疆等地的天然气通过管道东输到长江三角洲、最终到达上海 可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。 在海底大陆架和某些冻土层中发现了可燃冰，其被视作石油等传统能源替代品。仅南海北部的“可燃冰”储量就已达到我国陆上天然气总量的一半左右 烷烃的物理性质 2. 甲烷的物理性质 (1) 色、态、味 (2) 溶解性 (3)密度 (4)熔沸点 无色、无味、气体 熔点：-182℃ 沸点：-164℃ 0.717g/L（标准状况下） 极难溶于水 实验室制甲烷 可用排水法或向下排空气法收集 烷烃的物理性质 名称 结构简式 常温 状态 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度 水溶性 甲烷 CH4 气 -182 -164 0.466 不溶 乙烷 CH3CH3 气 -172 -88.6 0.572 不溶 丙烷 CH3CH2CH3 气 -187 -42.1 0.582 不溶 正丁烷 CH3(CH2)2CH3 气 -138 -0.5 0.579 不溶 正戊烷 CH3(CH2)3CH3 液 -129 36.1 0.626 不溶 十七烷 CH3(CH2)15CH3 固 22 301.8 0.778 不溶 气 液 固 逐 渐 升 高 逐 渐 升 高 烷烃的物理性质 3. 烷烃的物理性质 (1)相似性： (2)递变性： 烷烃均为难溶于水、易溶于有机溶剂的无色物质 ③状态 ②密度 ①熔沸点 气态(C1-4)→液态(C5-16)→固态(≥C17) 随碳原子数增多 (即随相对分子质量增大) (特殊：常温常压下，新戊烷为气态) 逐渐增大(但均小于水) 烷烃的熔沸点较低，随着碳原子数的增加， 熔沸点逐渐增大 相同C原子的烷烃(即同分异构体)，支链越多，沸点越低 [例] 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.约－40 ℃ B.低于－162 ℃ C.低于－89 ℃ D.高于36 ℃ 课堂练习 A 烷烃的化学性质 (一) 稳定性 在通常情况下，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。 但其稳定性是相对的，在特定的条件下， 烷烃也会发生某些反应。 烷烃的化学性质 (二) 可燃性 1. 甲烷燃烧 淡蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，反应放热 城市管道燃气中的气体是天然气，主要成分是甲烷； 甲烷是一种清洁型能源，燃烧时释放出大量的热 煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关 为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施 点燃之前要验纯 空气中CH4含量在5%-15.4%(体积分数)范围内时，遇火花会爆炸，该范围称为CH4的爆炸极限 建立良好的通风系统和监测系统，保证甲烷含量不在爆炸极限内 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 点燃 烷烃的化学性质 2. 烷烃燃烧 与甲烷相似，烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水， 并放出大量的热，故烷烃是良好的燃料 烷烃燃烧通式：_____________________________________ 【注】①有机反应方程式中用“ → ”不用“＝” ②除燃烧反应外，有机方程式中有机物都用结构简式表示 (二) 可燃性 C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O 点燃 CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O 点燃 3n+1 2 烷烃的化学性质 (三) 高温分解 CH4 C + 2H2 高温 炭黑：橡胶工业的原料 可以用于制造颜料、油墨、油漆等 合成氨 橡胶中加入炭黑做成轮胎，可增强耐磨性，延长其使用寿命。炭黑也可以用于生产油墨、油漆和黑色涂料等。 在隔绝空气的条件下加热到将近1000℃， 甲烷开始分解得炭黑，可用作颜料、油墨、油漆等 烷烃的化学性质 烷烃在较高温度下会发生分解 CH4 C + 2H2 高温 C4H10 CH2 = CH2（乙烯）+ CH3CH3 高温 需要隔绝空气 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 (三) 高温分解 C8H18 C4H10 + C4H8 辛烷 丁烷 催化剂 加热、加压 丁烯 烷烃的化学性质 【实验7-1】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 避光处理 光照太强，会剧烈反应发生爆炸 降低 Cl2 在水中的溶解度 【现象】 ①套上铝箔的试管无明显现象 ②光亮处的试管气体颜色逐渐变浅， 试管壁出现油状液滴，试管内液面上升 【结论】 CH4与Cl2在无光照时不发生反应；光照下生成不溶于水的有机物和HCl (试管内可能观察到白雾、水槽中有白色固体) 烷烃的化学性质 (四) 取代反应 CH4与Cl2 【反应原理】 H C H H H Cl Cl + 光 H C H H Cl H Cl + CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 即： 常温下为气态 (一氯甲烷: 沸点：-24.2℃) 反应中生成的油状液体是什么？ 烷烃的化学性质 其实，一氯甲烷还可以继续跟 Cl2 发生反应 光 H C H Cl H Cl Cl + H C H Cl Cl H Cl + 光 H C Cl Cl H Cl Cl + H C Cl Cl Cl H Cl + 光 Cl C Cl Cl H Cl Cl + Cl C Cl Cl Cl H Cl + 二氯甲烷 三氯甲烷 俗称氯仿 四氯甲烷 或：四氯化碳 液态 (四) 取代反应 烷烃的化学性质 ① CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 ② CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光 ③ CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光 ④ CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 光 (一氯甲烷，气态) (二氯甲烷，液态) (三氯甲烷，液态，俗称氯仿) (四氯甲烷，液态， 又叫四氯化碳，常作溶剂) (四) 取代反应 CH4与Cl2 【反应原理】 CH2Cl2 + 2HCl 光 CH4 + 2Cl2 CH4 + 4Cl2 CCl 4 + 4HCl 光 CHCl3 + 3HCl 光 CH4 + 3Cl2 烷烃的化学性质 (四) 取代反应 1. 定义： 有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应叫做取代反应 2. 反应特征： “断单变单，有上有下” A－B ＋ C－D → A－D ＋ C－B CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 CH2Cl2 + 2HCl 光 CH4 + 2Cl2 CH4 + 4Cl2 CCl 4 + 4HCl 光 CHCl3 + 3HCl 光 CH4 + 3Cl2 甲烷与氯气反应， 实质上是发生多次取代，得到多种产物 等物质的量的CH4与Cl2反应，产物有 ____ 种，____种有机物 ，____种无机物 ，______最多 5 HCl 4 1 烷烃的化学性质 (四) 取代反应 3. CH4与Cl2取代反应的特点： (1)反应物：甲烷与纯净卤素才能反应，与卤素溶液不反应 (例如甲烷和溴水，氯水，溴的CCl4溶液不反应) (2)生成物：产物是混合物，CH4与Cl2反应生成了五种产物： CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl(最多) (3)连锁反应：甲烷的取代反应是一种连锁反应， 反应一旦发生，不会停留在某一步， 各步取代反应同时进行， 即使氯气不足量，产物依然是五种物质的混合物 烷烃的化学性质 4. 烷烃与卤素单质的取代反应 (四) 取代反应 CnH2n+2 + X2 CnH2n+1X + HX 光 (X = F、Cl、Br、I) 1 mol烷烃CnH2n+2最多可以消耗_____ mol Cl2 被取代n(H) ＝ 消耗n(Cl2) ＝ 生成n(HCl) 数量关系： 1molCH4的H原子完全被取代，需消耗_______Cl2 2n+2 4mol 【注】烷烃的取代反应特点与甲烷相同： 纯净卤素、产物为混合物、连锁反应 烷烃的性质 【归纳】 烷烃的性质 物理性质： （1）稳定性：与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应 （4）取代反应：与卤素单质光照取代 （2）氧化反应：燃烧 （3）高温分解 难溶于水，随碳原子数递增，熔沸点、密度递增，状态：气→液→固 化学性质： 有机物的性质 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 1. 有机物的物理性质 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. 有机物的化学性质 大多数有机物容易燃烧，受热会分解； 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、光照或催化剂的条件下进行 有机物除了有以上通性，依据其组成和结构的不同，还具有很多特性，我们在以后的学习中会逐步接触 课堂练习 【例】写出CH3CH3 与Cl2反应生成一氯乙烷的化学方程式： CH3CH3 + Cl2 CH2ClCH3 + HCl 光照 【例】下列物质中，不能与氯气发生取代反应的是（ ） A. CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4 D 【例】丙烷与Cl2发生取代反应，生成的一氯丙烷可能有_____种： 2 课堂练习 【课本】P66 3.下列气体的主要成分不是甲烷的是（ ） A. 沼气 B. 天然气 C.煤气 D. 煤层气 6. 在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是（ ） A. Cl2 B. 浓硫酸 C. O2 D. 酸性KMnO4溶液 C AC 【导学案】P83 例2 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）。下列对于试管内 发生的反应及现象的说法正确的是( ) 。 C A.为增大化学反应速率，应在强烈日光直接照射下完成 B.甲烷和 反应后试管内壁出现了油状液滴，是因为该反 应生成了氯化氢 C.和 的反应属于取代反应 D.该反应结束后，液面上升，液体充满试管 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 25 【导学案】P83 随堂检测 1.在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是( ) 。 C A.氯气与氢气的反应 B.氯气与甲烷的反应 C.氧气与甲烷的反应 D.次氯酸的分解 课堂练习 2.甲烷是天然气的主要成分，是一种清洁能源。下列有关甲烷的说法正确的是( ) 。 C A.甲烷性质活泼，能与绝大部分物质发生反应 B.物质的量之比为的甲烷和氯气发生取代反应时，生成物只有和 C.甲烷完全燃烧时消耗氧气的量最多为 D.甲烷分子中所有原子均满足最外层8电子的结构 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 26 【导学案】P83 例1 常温下， 某烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应，若在适当的条件下，完 全取代需要消耗 ，则下列判断正确的是( ) 。 C A.该烷烃的分子式为 B.反应所生成的有机产物为 C.该烷烃的四氯代物有2种 D.反应容器中，一氯代物所占的物质的量分数最大 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 27 【导学案】P83 随堂检测 3.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( ) 。 C A. B . C. D. 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 28 【导学案】P83 随堂检测 4.正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型如图所示，下列有关说法正确的是( ) 。 C A.正己烷的分子式为 B.正己烷的一氯代物有4种 C.正己烷与正戊烷互为同系物 D.主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体只有1种 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 29 【导学案】P84 随堂检测 5.标准状况下，某链状烷烃完全燃烧生成 。 （1） 写出该链状烷烃的分子式：_______。 课堂练习 （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 的结构简式： _ _________。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 30 【固学案】P33 5.一定量的甲烷与发生取代反应（ 全部参加反应）,生成相同物质的量的4 种有机物,则参加反应的甲烷的物质的量为( ) 。 B A. B. C. D. 课堂练习 8.在光照条件下，将 甲烷与一定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气 均无剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，若已知生成的 二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为、、 ，则该反应中 消耗的氯气的物质的量是( ) 。 C A. B. C. D. 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 31 【固学案】P33 6.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为 ，则关于此混合物的 组成说法不正确的是( ) 。 B A.一定有甲烷 B.一定不存在乙烷 C.可能是甲烷和乙烷的混合物 D.不可能为乙烷和丙烷的混合物 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 32 9.一定量的甲烷在不足的条件下燃烧，得到、和的总质量为 ，若其 中水的质量为，则 的质量是( ) 。 A A. B. C. D.在 之间 [解析] 甲烷燃烧时，当少量时生成和，当足量时生成和 ；所以甲 烷在不足量的中燃烧生成、和。由氢原子守恒可知， 的物质的量为 。设和的质量分别为、 ， 则 解得 。 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 33 10.（创新题）一定质量的链状烷烃完全燃烧后生成和 。下列说法 不正确的是( ) 。 C A.的分子式为 B.可能的结构简式为或 C.将通入酸性 溶液中，溶液褪色 D.与 在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 34 课堂练习 1.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降低 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 D 课堂练习 2.在常温、常压下，取下列四种气态烷烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( ) A. CH4 B. C3H8 C. C4H10 D. C2H6 C 3、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物物质的量最多的是（ ） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl D 课堂练习 5、下列物质常温下呈气态的是 （ ） A. CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4 A 6、在一定条件下，能与甲烷发生反应的是（ ） A.浓硫酸 B.氢氧化钠溶液 C.溴蒸汽 D.高锰酸钾溶液 C 课堂练习 7.如图所示的装置是某次实验最初的情况(夹持装置省略)，烧瓶内盛有等物质的量的甲烷和Cl2，用光照射烧瓶一段时间后，下列有关叙述中正确的是( ) A．只能生成CH3Cl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无变化 C 课堂练习 8、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( ) D 课堂练习 9、下列应属于取代反应的是（ ） B、 2 HI + Cl2 = I2 + 2HCl A、 CH4 C + 2 H2 高温 C、 CH2=CH2 +Br2 CH2BrCH2Br CCl4 D、 C6H5-H + C2H5Cl C6H5-C2H5+HCl 一定条件 D 课堂练习 10、如果使0.5 mol甲烷完全跟Cl2发生取代反应并生成等物质的量的四种氯代物，则需要消耗氯气（ ） A．0.5 mol B．1 mol C．1.5 mol D．1.25 mol D 课堂练习 11、将1molCH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测定四种有机物的物质的量相等，则产生HCl的物质的量是 （ ） A．0.5mol B．2 mol C．2.5 mol D．4mol C 课堂练习 (1) 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 ， 指出该有机物的分子的空间结构： 　。 正四面体型 CH4 ＋ 4Cl2 4HCl ＋ CCl4 光照 12、如图所示，U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混和气体，假定氯气在水中溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混和气体的装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓慢的反应一段时间。 课堂练习 12、如图所示，U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混和气体，假定氯气在水中溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混和气体的装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓慢的反应一段时间。 (2)经过几个小时的反应后， U型管右端的玻璃管中水柱变化是 。 A、升高 B、降低 C、不变 D、无法确定 (3)U型管左端的气柱变化是 。 A、体积增大 B、体积减小 C、消失 D、不变 B BC 课堂练习 13、如图所示，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题。 气体 A B 浓H2SO4 澄清石灰水 (1) 若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变， 则气体X是 。 (2) 若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是 。 (3) 若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X是 。 H2 CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4 CO Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 $