7.1 认识有机化合物(共22张PPT)（第2课时 烷烃的性质）-2023-2024学年高一化学同步素养目标精品课件（人教版2019必修第二册）

(共22张PPT)
第一节 认识有机化合物　
第2课时 烷烃的性质
人教版必修第二册
学习目标
1. 了解烷烃的物理性质和化学性质。
2. 掌握甲烷的物理性质和化学性质，理解甲烷的特征反应——取化反应的本质。
学习目标
从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。
素养目标
情境引入
天然气、沼气和煤层的主要成分是甲烷；护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡，其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。请结合生活经验和初中化学的有关知识，想一想烷烃可能具有哪些性质？
教学过程
思考：分析下表内容，总结烷烃的物理性质。
教学过程
(1)烷烃均为难溶于水的无色物质。
(2)熔点、沸点与密度：逐渐升高。
(3)状态：由气态→液态→固态，其中常温、常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为气态。
一、烷烃的物理性质
随分子中碳原子数增加：
【点拨】随着分子里含碳原子数的增加，熔点、沸点逐渐升高。若含有相同碳原子数的烷烃，支链越多，熔沸点越低。
典例1．
在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如下表所示。据表分析，下列叙述正确的是( )
A．C5H12的沸点随支链的增加而降低
B．烷烃的沸点随碳原子数的增加而降低
C．标准状况下，1 mol新戊烷的体积为22.4 L
D．其他条件相同时，降低温度，以上5种烷烃中正丁烷最先液化
【答案】A
【解析】A、碳原子数相同的烷烃，支链越多则熔沸点越低，故A正确；B、烷烃中随碳原子数增加，沸点逐渐升高，故B错误；C．标准状况下，新戊烷不是气体，1 mol新戊烷的体积小于22.4 L，故C错误；D．其他条件相同时，物质的沸点越高，越容易液化，降低温度，以上5种烷烃中正己烷最先液化，故D错误；故选A。
课堂练习
物质名称 正丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 正己烷
沸点(℃) 0.5 36.1 27.8 9.5 69.0
典例2．
在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是(　　)
①正丁烷　 ②2—甲基丙烷[CH3CH(CH3)CH3] ③正戊烷　
④2—甲基丁烷[CH3CH(CH3)CH2CH3] ⑤2，2—二甲基丙烷[C(CH3)4]
A．①>②>③>④>⑤ B．⑤>④>③>②>①
C．③>④>⑤>①>② D．②>①>⑤>④>③
【答案】C
【解析】根据烃类的熔沸点大小判断规律：在有机物同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，熔沸点越低。①②均只有4个C原子，③④⑤均有5个碳原子，故①②的沸点小于③④⑤的沸点；②有1个支链，而①无支链,故沸点①>②；③无支链，④只有1个支链，⑤有2个支链，故沸点③>④>⑤；综上所述：沸点③>④>⑤>①>②。
课堂练习
教学过程
一、烷烃的化学性质（以甲烷为代表）
认
识
甲
烷
教学过程
1．氧化反应——燃烧
CH4、C3H8 燃烧的化学方程式分别为：
CH4＋2O2 2 CO2＋2H2O、C3H8＋5O2 3CO2＋4H2O。
烷烃燃烧通式：
煤矿中时常发生瓦斯爆炸，这与CH4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。
资料卡片
教学过程
2．分解反应
烷烃在较高温度下发生分解。这个性质常被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基本化工原料和燃料。
实验探究
实验装置
实验现象
甲烷和氯气的取代反应
3．取代反应
A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，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
实验探究
甲烷和氯气的取代反应
教学过程
3．取代反应
实验原理：
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。
烷烃和卤素取代反应的通式
教学过程
（1）反应条件和反应物
反应条件为光照，反应物为卤素单质。例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。
（2）反应产物
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，但反应(以Cl2为例)的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物。
（3）物质的量的关系
CH4与Cl2发生取代反应时，每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol的HCl分子。
（4）注意
①有机反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应方程式常用“―→”表示。
②CH4与Cl2的反应逐步进行，应分步书写。
③当n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1时，反应并不只发生CH4+Cl2 CH3Cl+HCl，其他反应仍发生。
甲烷发生取代反应的有关规律
教学过程
取代反应与置换反应的比较
取代反应 置换反应
可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质 反应物、生成物中一定有单质
反应能否顺利进行受催化剂、温度、光照等外界条件的影响较大。 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
分步取代，很多反应是可逆的 反应一般是单向进行
典例3．
下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是(　　)
A．烷烃同系物随着相对分子质量增大，熔点、沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态
B．烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大逐渐增大
C．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃燃烧时生成二氧化碳和水
D．烷烃多数能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
【答案】D
【解析】烷烃不能与溴水、酸性KMnO4溶液反应。
课堂练习
典例4．
取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水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(　　)
A．此反应无光照也可发生
B．甲烷和Cl2反应后的产物只有CH3Cl和HCl
C．盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
D．CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管
【答案】C
【解析】甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，CH3Cl是气体，故液体不会充满试管，A、B、D三项错误。甲烷与Cl2反应后产物最多的是HCl，HCl溶于饱和食盐水会有少量NaCl晶体析出，C项正确。
课堂练习
典例5．
关于取代反应和置换反应的下列说法中，正确的是(　　)
A．取代反应和置换反应中一定都有单质生成
B．取代反应和置换反应都属于氧化还原反应
C．取代反应大多是可逆的，反应速率慢，而置换反应一般是单向进行的，反应速率快
D．取代反应和置换反应的产物都是唯一的，不会有多种产物并存的现象
【答案】C
【解析】取代反应的生成物中不一定有单质，A错误；取代反应不一定属于氧化还原反应，B错误；取代反应是逐步进行的，因而生成物中可能会存在多种取代产物共存的现象，D错误。
课堂练习
典例6．
燃烧 0.1 mol 两种气态烃的混合物，生成 3.58 L CO2(标准状况)和 3.6 g H2O，则混合气体中(　　)
A．一定有甲烷 B．一定有乙烷
C．一定无甲烷 D．一定有丙烷
【答案】A
【解析】生成n(CO2)=0.16 mol，生成n(H2O)=0.2 mol，因此两种气态烃的平均分子组成为C1.6H4，根据混合物的平均分子组成可知，分子中碳原子数小于1.6的烃只有甲烷，而另一种烃是分子中氢原子数必为4，碳原子数大于或等于2的气态烃。
课堂练习
课堂小结
课后小任务
天然气和煤气是常见的气体燃料，被人们广泛应用于工业生产和日常生活中。
（1）查阅资料，了解煤气的主要成分和生产方法。
（2）写出天然气、煤气的主在成分在完全燃烧时发生的化学方程式。
（3）根据以上反应，在相同条件下燃烧等体积的天然气和煤气，消耗氧气体积较大的是哪一种？
（4）某灶具原来使用的燃料是煤气，如果改用天然气，其进风口应改大还是改小？如不进行调节，可能产生什么后果？
感 谢 倾 听