内容正文:
第七章 有机化合物
第一节
认识有机化合物
课时2 烷烃的性质
人教版 化学 必修第一册
四、烷烃的性质
思考与讨论
观察下表,总结烷烃的物理性质
逐
渐
升
高
1.链状烷烃的物理性质
课本 P64
大本 P59
课时13 P5
四、烷烃的性质
核心内容
1.链状烷烃的物理性质
相似性 递变性(随着分子中碳原子数的增加)
熔、沸点
密度
状态
溶解性
较低
逐渐升高
比水小
逐渐增大
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)
难溶于水的无色物质,易溶于苯、CCl4等有机溶剂
烷烃同系物熔沸点规律——碳原子数目越多→相对分子质量越大 →分子间作用力越大→熔沸点越高
课本 P64
大本 P59
课时13 P5
大本P59
微训练
2下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是( )。
①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3
③(CH3)3CH ④(CH3)2CHCH2CH3
A.②④①③ B.④②①③
C.④③②① D.②④③①
A
四、烷烃的性质
思考与讨论
2.化学性质
【思考】烷烃的化学性质是否活泼?
共价键通常
较稳定!
结构
决定
性质
通常情况下性质
较稳定
设计实验证明甲烷性质较稳定
甲烷不与溴单质反应,不能使溴的CCl4溶液褪色
四、烷烃的性质
思考与讨论
2.化学性质
(1) 稳定性
通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸/强碱或酸性高锰酸钾等强氧化剂都不发生反应。
课本 P64
大本 P59
课时13 P6
四、烷烃的性质
思考与讨论
2.化学性质
【思考】烷烃的化学性质是否活泼?
共价键通常
较稳定!
结构
决定
性质
通常情况下性质
较稳定
共价键在一定条件下也可断裂!
特定条件下(如光照或高温),烷烃也会发生某些反应
四、烷烃的性质
核心内容
2.化学性质
(1) 稳定性
通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸/强碱或酸性高锰酸钾等强氧化剂都不发生反应。
(2) 可燃性(还原性):烷烃都能燃烧。
注意:有机反应式通常用箭头!
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。
烷烃燃烧通式:
_____________________________________
烷烃都是很好的燃料
课本 P64
大本 P59
课时13 P6
四、烷烃的性质
核心内容
2.化学性质
(2) 可燃性(还原性):烷烃都能燃烧。
烷烃燃烧通式:
①等物质的量的烃完全燃烧,耗氧量取决于x+y/4,生成CO2的量取决于x,生成H2O的量取决于y/2。
②等质量的烃完全燃烧,耗氧量取决于y/x,比值越大,耗氧量越大。
CxHy+ O2 xCO2+ H2O
烃燃烧通式:
课本 P64
大本 P60
课时13 P6
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
2.化学性质
(3) 分解反应:烷烃在较高温度下会发生分解。
隔绝空气
炭黑:橡胶工业的原料
也可以用于制造颜料、油墨、油漆等
合成氨、汽油的原料
裂化反应
得到液态烃
裂解反应
裂化汽油
裂解气
C20H42 C10H22+C10H20
C16H34 C8H16+C8H18
石油化工和天然气化工生产
烷烃 → 化工基本原料和燃料
课本 P64
大本 P59
课时13 P6
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
实验探究
2.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。
自然光照
避光
处理
日光直射
光照太强,会剧烈反应发生爆炸
课本 P64
大本 P60
课时13 P7
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
实验探究
2.化学性质
实验现象 原因分析
无光照
光照
无明显变化
无光照该反应不能发生
试管内气体颜色变浅
氯气逐渐消耗
试管壁上有油状液滴
生成不溶于水的液体
试管中液面上升
生成的气体溶于水中使试管内压强减小
水槽中有固体析出
Cl-饱和
可能观察到白雾
生成了易溶于水的HCl气体
【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。
日光直射
课本 P64
大本 P60
课时13 P7
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
2.化学性质
(4) 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代替的反应。
课本 P65
大本 P60
课时13 P7
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
思考与交流
甲烷与氯气的反应的原理
CH4+Cl2
光照
HCl
+
CH3Cl
一氯甲烷
CH4与Cl2的反应中断了什么键?
+
+
?与初中的什么反应类型相似?
-复分解反应
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
一氯甲烷(CH3Cl)
用途
状态
沸点
水溶性
常温下是气体
难溶于水
-24.2 ℃
主要用作有机硅的原料,也用作溶剂、冷冻剂、香料等
CH3Cl是气体,CH4与Cl2反应中还有油状液体生成,这是什么物质?
是CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物!
①一氯甲烷
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
依照生成一氯甲烷的化学方程式,尝试写出一氯甲烷与氯气进一步反应化学方程式。
HCl
二氯甲烷
光照
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
②二氯甲烷
状态
沸点
水溶性
用途
二氯甲烷(CH2Cl2)
常温下是油状液体
难溶于水
39.8 ℃
用作牙科局部麻醉剂、冷冻剂、灭火剂、金属表面漆层清洗脱脂及脱膜剂
二氯甲烷只有一种结构,说明甲烷分子是正四面体形
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
CH2Cl2+Cl2
CHCl3
HCl
三氯甲烷
光照
依照生成二氯甲烷的化学方程式,尝试写出二氯甲烷与氯气进一步反应化学方程式。
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
③三氯甲烷
状态
沸点
水溶性
用途
难溶于水
61.7 ℃
主要用来生产氟利昂、染料和药物,在医学上,常用作麻醉剂
三氯甲烷(CHCl3)又名氯仿
常温下是油状液体
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
CHCl3+Cl2
CCl4
HCl
四氯甲烷
光照
依照生成三氯甲烷的化学方程式,尝试写出三氯甲烷与氯气进一步反应化学方程式。
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
④四氯甲烷
状态
沸点
水溶性
用途
难溶于水
76.5 ℃
主要用作优良的溶剂、干洗剂、灭火剂、制冷剂及农药等
四氯甲烷(CCl4)又名四氯化碳
常温下是油状液体
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
核心内容
2.化学性质
(4) 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代替的反应。
①反应条件:光照
在暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,以免引起爆炸
②反应物状态:气体
与氯水、溴水、碘水不反应
③反应特征:连锁反应
逐步取代,同时发生(反应不停留在某一步)
一般不用于合成物质(副反应多,产物不纯)
【思考】
1. 甲烷与氯气的取代反应中,生成物中量最多的是什么物质?
2 . 生成的氯化氢与参加反应的氯气有什么关系?
④数量关系:取代1个H原子,消耗1个 Cl2,生成1个 HCl
课本 P64
大本 P60
课时13 P7
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
作业卷P7
7.在标准状况下,22.4 L CH4与氯气在光照下发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗的氯气为 ( )
A.0.5 mol B.2 mol
C.2.5 mol D.4 mol
C
已知
依据
解析
设四种产物物质的量为x,根据碳原子守恒,则有:4x=1 mol,x=0.25 mol。
即n(Cl2)=n(Cl)卤代烃
0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
思考与讨论
1. 若CH3CH2CH2CH3发生一氯取代,可得到几种一氯代烃。
2. 一氯代烃有几种?
烃分子中等效氢原子有几种,
则该烃一卤取代物就有几种同分异构体。
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
思考与讨论
5.“等效氢法”判断一卤代烃的数目。
判断某烃的一氯代物(即一个氯原子取代烃分子中的一个氢原子之后的有机物)的同分异构体的数目,首先要观察烃的结构是否具有对称性。
(1)连在同一碳原子上的氢原子等效。
(2)同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效。
(3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时,物与像的关系)上的氢原子是等效的。
一个烃分子中有几种氢原子,则该烃的一卤代物就有几种。
大本 P62
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
练习
一氯己烷有几种同分异构体?
① CH3CH2CH2CH2CH2CH3
②CH3CH2CHCH2CH3 ③CH3CHCH2CH2CH3
④ CH3CCH2CH3 ⑤CH3CHCHCH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
① ② ③ ③ ② ①
① ② ③ ② ①
④
① ② ③ ④ ⑤
①
① ② ③
①
①
① ② ② ①
①
①
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
四、烷烃的性质
小结
烷烃的性质
难溶于水,随碳原子数递增,熔沸点、密度逐渐增大;
碳原子数相同,含支链越多,熔沸点越低;
状态:气(C≤4)→液→固(C≥17)
①稳定性:与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应;
②氧化反应:可燃烧(CH4 :淡蓝色火焰);
③高温分解;
④取代反应:与卤素单质光照取代(多种产物)。
化学性质
物理性质
单位质量 H 的耗氧量远大于 C
C:12 g C 消耗 32 g O₂ → 1 g C 耗氧 ≈ 2.67 g
H:4 g H 消耗 32 g O₂ → 1 g H 耗氧 = 8 g
Lavf57.71.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
实验现象
A装置:试管内气体颜色逐渐 变浅 ;试管内壁有 油状液体 出现,试管中有少量白雾,且试管内液面 上升 ,有固体析出
B装置: 无明显现象
实验结论
CH4与Cl2需在 光照 时才能发生化学反应,有关化学方程式:
CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl
$