7.1.2 烷烃的性质 课件(共78张PPT)

(共78张PPT)
第七章　
有机化合物
第一节　
认识有机化合物
第2课时　
烷烃的性质
[明确学习目标]
1．了解烷烃的物理性质及用途。
2．了解烷烃的化学性质、认识取代反应的特点。
[核心素养对接]
通过烷烃性质的学习，培养学生证据推理与模型认知能力。
课前篇
·
自主学习固基础
[知识梳理]
1．烷烃的物理性质
烷烃均为________溶于水的________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(同时相对分子质量也在增大)而________，在常温下的状态由气态变为________，再到________。
难　
无　
升高　
液态
固态　
2．烷烃的化学性质
在通常情况下，烷烃比较稳定，与________、________或____________都不反应。如甲烷________使高锰酸钾溶液褪色。但是在特定条件下，烷烃也会发生某些反应。
(1)氧化反应
纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈________，放出890 kJ的热量，反应的化学方程式为___________________________。
丙烷燃烧的化学方程式为_______________________________。
强酸　
强碱　
强氧化剂　
不能
淡蓝色　
CH4＋2O2――→CO2＋2H2O　
点燃
C3H8＋5O2――→3CO2＋4H2O
点燃
(2) 烷烃在较高温度下会发生分解
如：CH4 ——→ C＋2H2
(3) 取代反应
①实验探究(甲烷与Cl2的取代反应)
[实验7－1]
高温
实验 装置
实验 现象 装置中：试管内气体颜色逐渐________；试管内壁有____________出现，试管中有少量白雾，且试管内液面________
实验 结论 CH4与Cl2需在________时才能发生化学反应，有关化学方程式：
____________________________________(一氯代物)，
____________________________________(二氯代物)，
____________________________________(三氯代物)，
____________________________________(四氯代物)
变浅　
油状液滴
上升　
光照　
CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl　
光
CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl　
光
CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl　
光
CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl　
光
②甲烷四种氯代产物的性质
a．水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均________溶于水。
b．状态：常温下除________是气体，其余三种均为液体。
③取代反应概念：有机物分子里的某些______________被其他__________________所替代的反应。
④烷烃在一定条件下，可以与___________发生取代反应。
不　
CH3Cl　
原子或原子团　
原子或原子团　
卤素单质
[自我排查]
尝试解答
能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示：不能；CH4和Cl2的反应是连锁反应，不可能只发生第一步取代反应，生成物为混合物，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，CH3Cl的产率低，因此不能用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl。
课堂篇
·
重点难点要突破
研习 　烷烃的性质
[重点讲解]
1．烷烃的物理性质
(1)烷烃难溶于水。
(2)常温下，碳原子数小于或等于4的烷烃为气态(新戊烷常温下也为气态)。
(3)碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。
2．烷烃的化学性质
(1) 通常较稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化，也不能与强酸、强碱发生反应。
(2) 烷烃完全燃烧的通式为
CnH2n＋2＋O2 ――→ nCO2＋(n＋1)H2O。
点燃
(3)在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。烷烃与卤素单质发生一卤代反应的通式为
CnH2n＋2＋X2――→CnH2n＋1X＋HX，
CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应生成二卤代物，甚至多卤代产物。
光
3．甲烷发生取代反应的有关规律
(1) 反应条件和反应物
反应条件为光照，但不能用太阳光直射，以防爆炸，应用漫射光，反应物为甲烷与卤素单质，与氯水、溴水等不反应。
(2) 反应产物
甲烷与氯气反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但很难出现全部是某一种产物的情况。
(3)反应特点
①连锁反应
甲烷的取代反应是一种连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。生成物中各物质均含有，其中HCl的物质的量最多。
②数量关系
CH4与Cl2发生取代反应时，每1 mol H被取代，消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl。即1 mol CxHy与Cl2发生完全取代，消耗Cl2最多为y mol。n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。
4．取代反应与置换反应的比较
取代反应 置换反应
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 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
通式 ―→A—D＋C—B (分别断键，重新组合，C、D可以相同，也可以不同) 单质＋化合物―→单质＋化合物
取代反应 置换反应
比较 (1)反应物中可以有单质，也可以没有单质 (2)反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响 (3)逐步取代。由于共价键断裂而交换原子或原子团 (1)反应物、产物中一定有单质
(2)在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属活动性顺序
(3)反应一般单向进行。单质与化合物通过电子的转移而发生氧化还原反应
实例 CH3CH3＋Cl2 ――→CH3CH2Cl＋HCl H2＋CuO ==== Cu＋H2O
Cl2＋2KI===2KCl＋I2
光
△
[探究活动]
[实验]　探究甲烷与氯气的反应
实验操作 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。
实验装置
实验现象 A装置：①试管内气体的黄绿色变浅； ②试管内壁有油状液滴产生； ③试管中有少量白雾产生； ④试管内液面上升；⑤水槽液面下降。
B装置：无明显现象
[问题探讨]
1．A装置试管内壁产生的油状液滴是哪些物质？试管中有少量白雾产生，说明反应的生成物是什么？
提示：油状液滴是二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物；试管中产生白雾，说明有HCl生成。
2．由A装置与B装置的实验现象作比较可知，甲烷与氯气发生反应的条件是什么？
提示：光照
3．CH4与Cl2光照下发生反应，产物中物质的量最大的是哪种物质？反应中CH4与Cl2的物质的量有什么关系？能否用氯水代替氯气？
提示：CH4与Cl2光照下发生反应，生成物中物质的量最大的是HCl；反应中每从甲烷中取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl；不能用氯水代替氯气，甲烷与氯水不反应。
[举一反三]
1．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．1.25 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．4 mol
C
解析：1 mol CH4与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，该四种取代物中n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，即1 mol CH4中被取代的氢原子为2.5 mol，每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，故消耗的氯气为2.5 mol。
2．(双选)天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述错误的是(　　 )
A．通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯
C．甲烷与氯气反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种有机氯代产物都易溶于水
BD
解析：A项，通常情况下，CH4性质稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，正确；B项，可燃性气体在加热或点燃前都要验纯，以防发生爆炸，错误；C项，CH4与Cl2的反应是逐步进行的，每步都属于取代反应，正确；D项，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都属于卤代烃，难溶于水，错误。
3．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
解析：甲烷与氯气在光照条件下发生反应：
CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl，
CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl，
CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl，
CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl。
黄绿色的氯气参加反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；
光照
光照
光照
光照
反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。
演习篇
·
学业测试速达标
1．(双选)下列关于烷烃的叙述不正确的是 (　　)
A．分子式符合CnH2n＋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、沸点比异戊烷的低
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
BC
解析：分子式符合CnH2n＋2的烃中碳原子均已饱和，A正确；烷烃的化学性质与甲烷相似，其取代反应必须与纯净卤素单质反应，B错误；结合烷烃的物理性质的递变性可知，C错误；烷烃均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D正确。
2．下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是(　　)
A．氯气 B．溴水
C．氯水 D．酸性高锰酸钾溶液
A
解析：类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。
3．将漫射光照射到装有氯气和甲烷混合气体(体积比为4∶1)的试管上(如下图所示)。下列现象正确的是(　　)
①试管内黄绿色逐渐变浅　②试管内黄绿色逐渐加深　③无任何现象　④试管内液面上升　⑤试管内壁上有油状物生成
A．① B．①④⑤ C．①⑤ D．②⑤
B
解析：在漫射光照射下，试管内的氯气与甲烷发生取代反应，生成四种氯代甲烷和氯化氢，由于氯气的不断反应，试管内黄绿色逐渐变浅，①正确，②、③错误；生成的氯化氢是极易溶于水的气体，随着反应的进行，试管内气体的体积减小，压强减小，试管内液面上升，④正确；常温下一氯甲烷是气体，而二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳均是不溶于水的油状液体，⑤正确。
4．某气态烷烃20 mL，完全燃烧时，恰好消耗同温同压下的氧气100 mL，该烃的化学式是(　　)
A．CH4 B．C3H8
C．C4H10 D．C5H12
B
解析：设烷烃为CnH2n＋2
CnH2n＋2 ＋ O2――→nCO2＋(n＋1)H2O
　 1
20 mL 100 mL
即 ＝
则 n＝3，所以分子式为C3H8。
点燃
5．下列反应属于取代反应的是(　　)
A．C2H4＋3O2 ――→ 2CO2＋2H2O
B．Zn＋CuSO4 === ZnSO4＋Cu
C．NaCl＋AgNO3 === AgCl↓＋NaNO3
D．CH2Cl2＋Cl2 ――→ CHCl3＋HCl
D
点燃
光照
解析：取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。A项C2H4的燃烧不是取代反应；B项为置换反应；C项为复分解反应；D项中Cl原子取代了CH2Cl2中的一个H原子，故属于取代反应。
6．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是(　　)
A．CH3Cl B．CCl4 C．CH2Cl2 D．CH4
B
解析：由甲烷与Cl2发生取代反应的过程可知，CCl4分子中不再含有氢原子，不能再与Cl2发生取代反应。
7．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，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl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CCl4最多消耗2 mol 氯气
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，四种有机物都会产生，故得不到纯净的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甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D错误。
课时作业(十二)　认识有机化合物
A篇·知识对点训练
1．下列说法不属于有机化合物特点的是(　　)
A．大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂
B．有机化合物反应比较复杂，一般反应较慢
C．绝大多数有机化合物受热不易分解，而且不易燃烧
D．绝大多数有机化合物是非电解质，不易导电，熔点低
C
解析：大多数有机化合物受热易分解，而且易燃烧，C不正确。
2．下列物质中，不属于有机物的是(　　)
A．四氯化碳 B．硫氰化钾
C．尿素 D．酒精
B
解析：有机物是一些含碳元素的化合物。组成有机物的元素除碳外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物等少数含碳化合物，由于其组成与性质都跟无机物更相似，故仍属无机物。
3．下列物质分子中，属于正四面体结构的是(　　)
A．CCl4 B．CHCl3 C．CH2Cl2 D．CH3Cl
A
解析：只有CCl4是正四面体，另外三种物质都只是四面体，但不是正四面体。
4．下列反应属于取代反应的是(　　)
A．C2H4＋3O2 ――→ 2CO2＋2H2O
B．Zn＋CuSO4 === ZnSO4＋Cu
C．NaCl＋AgNO3 === AgCl↓＋NaNO3
D．CH2Cl2＋Cl2 ――→ CHCl3＋HCl
D
点燃
光
解析：取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。A项C2H4的燃烧不是取代反应为氧化反应；B项为置换反应；C项为复分解反应；D项中Cl原子取代了CH2Cl2中的一个H原子，故属于取代反应。
5．下列说法中正确的一组是(　　)
D
解析：H2和D2都是氢的单质，A错误；由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质，B错误；正丁烷和异丁烷属于同分异构体，C错误。
6．下列关于同系物的说法中，错误的是(　　)
A．同系物具有相同的最简式
B．同系物能符合同一通式
C．同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D．同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化
A
解析：结构相似，必属同一类物质，因此有同一通式，但不一定有相同的最简式，A错误，B正确；相邻同系物组成上相差一个CH2原子团，C正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，D正确。
7．分子式为C4H10的烃的一氯代物的同分异构体有(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
B
解析：分子式为C4H10的烃有两种同分异构体：CH3CH2CH2CH3
(正丁烷)和 (异丁烷)，正丁烷和异丁烷各有2种不同化学环境的氢原子，故C4H10的一氯取代物有4种。
8．(双选)下列说法正确的是(　 　)
A．戊烷的同分异构体有3种
B．两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则两者一定是同分异构体
C．相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体
D．组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体
AD
解析：戊烷有CH3CH2CH2CH2CH3、
三种同分异构体，A正确；相对分子质量相同而且各元素的质量分数相同，可推出相同的分子式，但由于是不同化合物，结构一定不同，故互为同分异构体，D项正确。
B篇·综合提升训练
9．下列物质中，互为同分异构体的是(　　)
B
解析：两种物质是否为同分异构体，一看分子式(相同)，二看结构式(不同)。如下图：
10．已知丙烷的二氯代物有4种结构，则其六氯代物的同分异构体有(　　)
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
C
解析：丙烷中共有8个H原子，其二氯代物和六氯代物种数相同。
11．(双选)下列关于烷烃的结构与性质等知识的理解正确的是　
(　　)
A．从碳原子的成键特征来分析，应该有CH、CH2、CH3等简单的有机化合物
B．甲烷与溴发生取代后的产物有5种
C．所有的碳原子数大于或等于5的烷烃都不是气体
D．所有的烷烃都能发生取代反应
BD
解析：一个碳原子能形成四个共价键，而一个氢原子只能形成一个共价键，所以不可能有CH、CH2、CH3等有机物，最简单的有机物是甲烷，A错误；CH4与Br2发生取代反应生成CH3Br、CH2Br2、CHBr、CBr4、HBr，B正确；新戊烷常温下为气体，C错误；烷烃中的氢原子在光照下能和卤素单质发生取代反应，D正确。
12．(1)有机化合物中，碳原子之间可以形成______或碳环。
某有机物的结构式为 ，请按照碳原子的
成键方式指出该分子中各共价键的类型：___________________
____________________，该有机物________(填“属于”或“不属于”)烷烃。
碳链
碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键、碳氢键　
不属于
(2) 观察下面几种烷烃的球棍模型。
①A的结构简式为__________________，B的同分异构体的结
构简式为____________。
②C的名称为________，D的分子式为________。
CH3—CH2—CH3　
正戊烷
C5H12　
③随碳原子数增加，烷烃的熔、沸点依次________，液态时密度依次________。
④烷烃分子中碳原子间以____________相连，碳原子的其他价键被H原子饱和。假设链状烷烃分子中碳原子个数是n，则烷烃的通式是________(填字母)。
a．CnH2n－2 b．CnH2n c．CnH2n＋2 d．CnH4n
升高
增大　
碳碳单键
c
(3)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烷烃各为1 mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是________(填化学式，下同)，上述四种烷烃各为1 g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是________。在烷烃分子中，每增加一个碳原子，每摩尔该烷烃完全燃烧需要多消耗氧气________(填字母)。
a．1 mol b．1.5 mol c．2 mol d．2.5 mol
(4)取一定质量的丙烷完全燃烧，生成的CO2的物质的量________(填“大于”“等于”或“小于”)H2O的物质的量。
C4H10　
CH4　
b　
小于
解析：(3)设烷烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋(x＋)O2――→xCO2＋H2O。若同为1 mol烷烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“x＋ ”的大小，“x＋ ”的值越大，消耗O2越多，C4H10耗氧量最多。若同为1 g烷烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小，“”的值越大，消耗O2越多，CH4消耗O2最多。烷烃分子中，每增加一个碳原子，就增加一个CH2原子团，则1 mol烷烃增加1 mol CH2原子团，完全燃烧多消耗1.5 mol O2。
点燃
(4)丙烷的分子式为C3H8，其完全燃烧生成CO2与H2O的物质的量之比为3∶4，所以生成CO2的物质的量比H2O的小。
13．相对分子质量为72的烷烃，其分子式是________。
若此有机物的一氯代物分子中有两个—CH3，两个—CH2—，
一个 和一个—Cl，它们的可能结构分别是_______________、
_____________、__________________、____________________。
C5H12
14．化学上常用燃烧法确定有机物组成，这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。图中所列装置是用燃烧法确定有机物组成的常用装置。(每一组仪器只能使用一次)
回答下列问题：
(1) 产生的氧气按从左到右流向，所选择的装置各导管的连接顺序是g→c，d→________，________→________，________→________。
h　
i　
f　
e　
a(或b)　
(2) A装置中NaOH的作用是______
________________________________。
吸收产生的CO2
(3)B装置中CaCl2的作用是_________
________________________________。
(4)C装置中浓硫酸的作用是______
________________________________。
(5)D装置中MnO2的作用是_______
________________________________。
吸收水分，得到干燥纯净的O2
吸收产生的H2O
作催化剂，加快产生O2的速率
(6)若准确称取3.0 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，A管质量增加8.8 g，C管质量增加5.4 g，则该有机物的最简式为______。
(7)若该有机物的相对分子质量为30，则其分子式为________，其一氯代物有________种。
CH3
C2H6　
1
解析：D装置中产生的O2中含有水蒸气，装置B和C都能吸收水，据(1)的提示可知，B装置是用于吸收产生的O2中的水蒸气，则C装置用于吸收样品燃烧后产生的H2O；根据实验目的和各装置的作用推知整套装置为D→B→E→C→A，各导管接口顺序为g→c，d→h，i→f，e→a(或b)。其中D为O2发生装置(MnO2作催化剂)，B中CaCl2的作用是吸收水分，得到干燥纯净的O2，E为有机物燃烧装置，C中浓硫酸的作用是吸收反应生成的H2O，A中NaOH的作用是吸收反应生成的CO2。
n(C)＝＝0.2 mol，n(H)＝×2＝0.6 mol，m(O)＝3.0 g－0.2 mol×12 g·mol－1－0.6 mol×1 g·mol－1＝0，所以该有机物不含O。根据n(C)∶n(H)＝0.2 mol∶0.6 mol＝1∶3，则该有机物的最简式为CH3，当该有机物的相对分子质量为30时，其分子式为C2H6，为乙烷，一氯代物有1种。
本课结束
This lesson is over
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