高中化学第七章有机化合物第一节第2课时烷烃的性质课件新人教版必修第二册 31页

第 2 课时 　 烷烃的性质 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的 “ 冰 ”——“ 可燃冰 ”, 其中主要含有 甲烷水合物 , 可成为未来的新能源。 2 . 在点燃甲烷前 , 应先 检验甲烷的纯度 , 纯净的甲烷在空气中燃烧发出 淡蓝 色火焰。 3 . 置换反应是一种单质和一种 化合物 反应生成另一种单质和另一种 化合物 的反应。 知识铺垫 新知预习 自主测试 一、烷烃的性质 1 . 物理性质 烷烃均为 难溶 于水的 无 色物质 , 其熔点、沸点和密度一般随着分子中碳原子数的增加而 升高 , 在常温下的状态由 气 态变为 液 态 , 再到 固 态。 2 . 化学性质 (1) 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。 (2) 可燃性 烷烃可以在空气中完全燃烧 , 生成二氧化碳和水 , 并放出大量的热。 知识铺垫 新知预习 自主测试 【微思考 1 】 链状烷烃的通式为 C n H 2 n +2 ( n ≥ 1), 试写出链状烷烃在空气中完全燃烧的通式。 (3) 受热分解 烷烃在 较高温度 下会发生分解反应。 知识铺垫 新知预习 自主测试 (4) 取代反应 ( 以 CH 4 与 Cl 2 的反应为例 ) ① 实验装置 ② 实验现象 在室温下 , 甲烷与氯气的混合气体在无光照时 不反应 。 光照时 , 试管内气体颜色 逐渐变浅 , 试管壁出现 油状液滴 , 试管内水面 上升 。 知识铺垫 新知预习 自主测试 ③ 化学方程式 知识铺垫 新知预习 自主测试 常温下 , 一氯甲烷为 气体 , 二氯甲烷、三氯甲烷 ( 氯仿 ) 、四氯甲烷 ( 四氯化碳 ) 都为 液体 ,4 种产物都 不 溶于水。 【微思考 2 】 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 四种氯代甲烷中 , 哪种物质的分子结构也是正四面体结构 ? 提示 CCl 4 。 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 所替代的反应。烷烃在一定条件下 , 可以与卤素单质发生取代反应。 知识铺垫 新知预习 自主测试 二、大多数有机化合物的通性 1 . 物理性质 (1) 熔点比较 低 。 (2) 难 溶于水 , 易 溶于 汽油 、乙醇、 苯 等有机溶剂。 2 . 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。 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 判断正误 ( 正确的打“ √ ” , 错误的打“ ×”) (1)C 5 H 12 的熔点、沸点比 C 3 H 8 的熔点、沸点高。 ( 　　 ) (2) 常温常压下 ,C 3 H 8 呈气态 ,C 6 H 14 呈液态。 ( 　　 ) (3) 乙烷能与溴水发生取代反应而使之褪色。 ( 　　 ) (4)C 2 H 6 与 Cl 2 按体积比 1 ∶ 1 混合 , 发生取代反应 , 生成的产物仅有两种。 ( 　　 ) 答案 : (1) √ 　 (2) √ 　 (3)× 　 (4)× 解析 : (1) 烷烃分子中碳原子数越多 , 熔点、沸点越高 ; (2) 烷烃分子中碳原子数为 1~4 的为气态 ,C 3 H 8 呈气态 ,C 6 H 14 呈液态 ; (3) 乙烷与溴水不反应 ; (4)C 2 H 6 与 Cl 2 的取代产物有 7 种。 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 下列物质一定属于烷烃的是 ( 　　 ) A.C 8 H 16 B.CH 3 CH 2 CH 2 OH 答案 : C 知识铺垫 新知预习 自主测试 3 . 若甲烷与氯气以物质的量之比 1 ∶ 3 混合 , 在光照下得到以下有机产物的正确组合是 ( 　　 ) ① CH 3 Cl 　 ② CH 2 Cl 2 　 ③ CHCl 3 　 ④ CCl 4 A. 只有 ① B. 只有 ③ C. ①②③ 的混合物 D. ①②③④ 的混合物 答案 : D 解析 : CH 4 与 Cl 2 在光照条件下反应可得到题给 4 种有机产物。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 甲烷的取代反应 问题探究 1 . 实验探究甲烷与氯气的反应 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 .CH 4 与 Cl 2 反应共有几种产物 ? 根据取代反应的原理 , 思考能否用 CH 4 和 Cl 2 按 1 ∶ 1 的体积比混合来制取纯净的 CH 3 Cl? 提示 5 种。 CH 4 和 Cl 2 的反应是连锁反应 , 不可能只发生第一步取代反应 , 生成物为 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 四种有机物与氯化氢形成的混合物 ,CH 3 Cl 的产率低。因此不能用 CH 4 和 Cl 2 按 1 ∶ 1 的体积比混合来制取纯净的 CH 3 Cl 。 3 .CH 4 和 Cl 2 取代反应的产物中物质的量最多的是什么 ? 它与 Cl 2 在物质的量上有什么关系 ? 提示 因为在 CH 4 和 Cl 2 的取代反应中 , 每一步都有 HCl 生成 , 故产物中物质的量最多的是 HCl 。根据化学方程式可知 , 每生成 1 mol HCl 则消耗 1 mol Cl 2 , 故反应生成的 HCl 与反应消耗的 Cl 2 的物质的量相等。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 知识拓展 1 . 甲烷与氯气的取代反应 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 . 取代反应和置换反应的比较 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例 1 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 时 , 混合发生取代反应只生成 CH 3 Cl B. 甲烷与氯气的取代反应 , 生成的产物中 CH 3 Cl 的物质的量最多 C. 甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物 D.1 mol 甲烷生成 CCl 4 最多消耗 2 mol 氯气 答案 : C 解析 : 甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步 , 四种有机产物都会生成 , 故得不到纯净的 CH 3 Cl,A 项错误 ,C 项正确 ; 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 的物质的量最多 ,B 项错误 ;1 mol 甲烷生成 CCl 4 最多消耗 4 mol 氯气 ,D 项错误。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 1 在标准状况下 ,22.4 L CH 4 与 Cl 2 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 Cl 2 的物质的量为 ( 　　 ) A.0.5 mol B.2 mol C.2.5 mol D.4 mol 答案 : C 解析 : 1 mol CH 4 与 Cl 2 发生取代反应 , 生成 CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 各 0.25 mol, 这四种取代物中 n (Cl)=0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol, 根据取代反应特点 , 生成的 n (HCl)=2.5 mol, 故生成物中所含氯原子共 2.5 mol+2.5 mol=5 mol, 参加反应的 Cl 2 的物质的量 n (Cl 2 )=2.5 mol 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 烷烃的结构与性质 问题探究 1 . 上图说明甲烷是可燃性气体 , 在点燃可燃性气体前要注意什么 ? 提示 可燃性气体在点燃前要验纯 , 因为可燃性气体和空气混合 , 如果在爆炸极限内 , 点燃会发生爆炸。 2 . 根据甲烷的性质 , 推测丙烷的化学性质有哪些 ? 提示 能与 O 2 发生燃烧反应 , 能与 Cl 2 在光照下发生取代反应。 3 . 多碳原子烷烃 ( 如 CH 3 —CH 2 —CH 2 —CH 3 ) 分子中 , 碳链是直线状吗 ? 提示 不是。在 CH 3 —CH 2 —CH 2 —CH 3 分子中 , 碳原子与其相连的 4 个原子在空间形成四面体结构 , 因此多碳原子烷烃分子中的碳链应为锯齿状。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 知识拓展 1 . 烷烃的结构特点 (1) 单键 : 碳原子之间以碳碳单键相结合。 (2) 饱和 : 碳原子剩余价键全部与氢原子相结合 , 烷烃是饱和烃 , 含相同碳原子数的有机物分子里 , 链状烷烃的含氢量最大。 2 . 烷烃的化学性质 烷烃的化学性质和甲烷相似 , 通常情况下不与强酸、强碱以及强氧化剂发生反应 , 都不能够使酸性高锰酸钾溶液以及溴水褪色。 (1) 链状烷烃在光照条件下与卤素单质发生取代反应。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例 2 下列有关烷烃的叙述中 , 正确的是 ( 　　 ) ① 在烷烃分子中 , 所有的化学键都是单键　 ② 烷烃中除甲烷外 , 很多都能使酸性 KMnO 4 溶液的紫色褪去 ③ 通式为 C n H 2 n +2 的烃不一定是烷烃　 ④ 所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应　 ⑤ 光照条件下 , 乙烷通入溴水中 , 可使溴水褪色 A. ①③⑤ B. ②③ C. ①④ D. ①②④ 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : C 解析 : 烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键 , 都是单键 , ① 说法正确 ; 烷烃属饱和链烃 , 其化学性质一般比较稳定 , 通常烷烃不与强酸、强碱、强氧化剂 ( 如酸性 KMnO 4 溶液 ) 反应 , 也不能使溴水褪色 , ②⑤ 说法不正确 ; 因通式 C n H 2 n +2 中的碳原子已达完全饱和 , 因此符合通式 C n H 2 n +2 的有机物一定是烷烃 , ③ 说法不正确 ; 烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应 , 这是烷烃的主要特性之一 , ④ 说法正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 2 下列性质中 , 属于烷烃特征的是 ( 　　 ) A. 完全燃烧只生成二氧化碳和水 B. 不溶于水 C. 分子的通式为 C n H 2 n +2 , 与氯气在光照条件下发生取代反应 D. 密度都较小 答案 : C 解析 : 分子的通式为 C n H 2 n +2 , 与 Cl 2 在光照条件下发生取代反应是烷烃的特征 , 而燃烧时产生二氧化碳和水、密度较小、不溶于水等不是烷烃特有的性质。故 A 、 B 、 D 错误 , 选 C 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 1 . 下列说法中不正确的是 ( 　　 ) A. 有机物一定含有碳元素 B. 烷烃属于有机物 , 只含碳、氢两种元素 C. 有机物都不溶于水 , 如 CCl 4 、 CS 2 等 D. 在周期表中形成化合物种类最多的是第 Ⅳ A 族元素 答案 : C 解析 : 大多数有机物都不溶于水 , 但有一部分有机物溶于水 , 如乙酸、乙醇等 , 所以 C 项错误。第 Ⅳ A 族的元素中 , 硅酸盐是地壳和岩石的主要成分 , 所以人们称硅是无机界的主角 ; 碳是有机物必含的元素 , 所以人们称碳是有机界的主角 , 故 D 项正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 . 室温下 , 下列关于甲烷与 Cl 2 的取代反应所得产物的说法正确的是 ( 　　 ) A. 都是有机物 B. 都不溶于水 C. 有一种气态物质 , 其余均是液体 D. 除一种外 , 其余分子均是四面体结构 答案 : D 解析 : 甲烷与 Cl 2 反应产物中的 HCl 不是有机物 , 易溶于水 ; 产物中 HCl 、 CH 3 Cl 是气态物质 ; 除 HCl 外 , 其余产物分子均为四面体结构。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3 . 下列反应属于取代反应的是 ( 　　 ) 答案 : D 解析 : A 项属于分解反应 ;B 项属于置换反应 ;C 项属于氧化反应 ;D 项属于取代反应。要从反应实质的角度理解取代反应和置换反应的区别。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 4 .( 双选 ) 关于烷烃的叙述不正确的是 ( 　　 ) A. 分子式符合 C n H 2 n +2 的烃一定是烷烃 B. 烷烃均能与氯水发生取代反应 C. 正戊烷的熔点、沸点比异戊烷的高 D. 烷烃能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化 答案 : BD 解析 : 对烷烃的概念应从 “ 单键、饱和、链状 ” 三方面理解 , 分子式符合 C n H 2 n +2 的烃中碳原子均已饱和 , 则 A 不符合题意 ; 烷烃均不能与氯水发生取代反应 , 也不能被酸性 KMnO 4 溶液氧化 , 则 B 、 D 符合题意 ; 结合烷烃的物理性质的递变规律 , 可知 C 不符合题意。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 5 . 将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶 , 用玻璃片把瓶口盖好后 , 分别作如下处理 , 各有怎样的现象发生 ? (1) 置于黑暗处 　　　　　 。   (2) 将点燃的镁条靠近集气瓶外壁 　　　　　 。   (3) 放在光亮的教室里 　 。   (4) 甲烷和氯气发生的一系列反应都是 　　　 反应 ( 填反应类型 ), 生成的有机物中常用作有机溶剂的是 　　　　　　　　 , 可用作灭火剂的是 　　　　　 。   任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : (1) 无明显现象　 (2) 发生爆炸 (3) 黄绿色逐渐变浅 , 最后消失 , 瓶壁上出现油状液滴 (4) 取代　 CHCl 3 、 CCl 4 　 CCl 4 解析 : 由于 CH 4 与 Cl 2 的取代反应是在光照条件下进行的 , 因而在黑暗处不会发生反应 ; 将点燃的镁条靠近集气瓶 , 因光太强烈 , 反应较快 , 会发生爆炸 ; 放于光亮的教室里 , 反应较平缓地发生 , 现象为黄绿色渐渐变浅 , 最后消失 , 瓶壁上出现油状液滴。该类有机反应是典型的取代反应 , 其产物中有机物共四种 , 常作有机溶剂的是 CHCl 3 、 CCl 4 , 作灭火剂的是 CCl 4 。