人教版高中化学必修第二册第七章有机化合物第一节第2课时烷烃的性质课件

(共55张PPT)
[学习目标]
1.了解烷烃的主要物理性质和化学性质。
2.认识甲烷的结构及其主要性质和应用。
3.知道取代反应的概念及特点。
1.烷烃的物理性质
相似性 递变性(随分子中碳原子数的增加)
熔、沸点 较低 逐渐_____
密度 比水___ 逐渐_____
状态 气态→液态→固态
常压下，分子中碳原子数≤4的烷烃为__态(常温常压下，新戊烷为气态)
溶解性 难溶于__，易溶于汽油等有机溶剂
升高
小
增大
气
水
2.烷烃的化学性质
(1)稳定性
通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或__________等强氧化剂不发生反应，但物质的稳定性是相对的，在特定条件下，烷烃也会发生某些反应。
高锰酸钾
(3)分解反应
烷烃在较高温度下会发生分解，常用于石油化工和天然气化工生产中。
[自我思考]
试比较戊烷三种同分异构体的熔、沸点，并写出烷烃(CnH2n＋2)的燃烧通式。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)常温常压下，CH4、C2H6和C3H8为气体，C4H10、C6H14呈液态( )
(2)在通常情况下，烷烃和硫酸、氢氧化钠不反应，和酸性KMnO4溶液也不反应( )
(3)在做甲烷、乙烷燃烧实验前，气体一定要验纯( )
(4)使用天然气(主要成分为CH4)的燃气灶，改用液化石油气(主要成分为C3H8)时，应增大进气量或减小进风量( )
×
√
√
×
1.(2025·广元高一检测)下列关于烷烃的结构及性质的说法错误的是(　　)
A.烷烃均难溶于水，相对密度均小于1
B.烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应
C.物质的沸点：正戊烷>异戊烷>正丁烷>丙烷
D.分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃
B
解析　烃类由C、H两种元素组成，密度均小于水，而烷烃均难溶于水，相对密度均小于1，故A项正确；烷烃可以燃烧，能发生氧化反应，故B项错误；碳原子数越多，沸点越高，相同碳原子数的烷烃，支链越多，沸点越低，正戊烷、异戊烷均含5个碳原子，且支链越多，沸点越低，则沸点：正戊烷＞异戊烷，正丁烷含4个碳原子，丙烷含3个碳原子，沸点：丁烷＞丙烷，沸点：正戊烷＞异戊烷＞正丁烷＞丙烷，故C项正确；链状烷烃的通式为CnH2n＋2，若符合CnH2n＋2，则该烃一定是烷烃，故D项正确。
2.下表是几种烷烃的沸点：
A
烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 正戊烷
沸点/℃ －164 －89 … －0.5 36.1
根据以上数据推断丙烷的沸点可能是(　　)
A.－40 ℃ B.－162 ℃
C.－89 ℃ D.36 ℃
解析　烷烃的沸点随C原子数的增大而升高，故丙烷的沸点介于乙烷和丁烷之间。
3.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20 g·L-1，则关于此混合物组成的说法正确的是(　　)
A.一定有甲烷 B.一定有乙烷
C.不可能是甲烷和乙烷的混合物 D.可能是乙烷和丙烷的混合物
解析　两种气态烃平均摩尔质量为 1.20 g·L-1×22.4 L·mol-1＝26.88 g·mol-1，烷烃中相对分子质量小于26.88的只有甲烷，根据平均值规则，则该混合气体中一定含有CH4。
A
1.取代反应——以甲烷为例
实验
装置
实验
现象 A装置：试管内气体颜色逐渐_____；试管内壁有__________出现，试管中有少量白雾出现，且试管内液面上升，水槽内有固体析出
B装置：无现象
变浅
油状液滴
光照
CH3Cl＋HCl
CH2Cl2＋HCl
CHCl3＋HCl
CCl4＋HCl
不
CH3Cl
2.取代反应
(1)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。
(2)烷烃在光照条件下与卤素单质的反应属于____反应。
3.有机化合物的一般性质
(1)物理性质
与无机物相比，大多数有机物的熔点比较___，且___溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
取代
低
难
②有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生(有机方程式常用“―→”连接反应物和生成物)，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。
燃烧
[自我思考]
1.若1 mol甲烷和Cl2完全发生取代反应，生成相同物质的量的四种有机产物，则需要Cl2的物质的量是多少？
提示　依据C原子守恒可知生成4种有机产物的物质的量均为0.25 mol，根据CH4取代反应的特点，CH4分子中1个氢原子被取代时消耗1个Cl2分子，则需要Cl2的物质的量等于4种有机产物中Cl原子的物质的量，即为0.25 mol×1＋0.25 mol×2＋0.25 mol×3＋0.25 mol×4＝2.5 mol。
2.是不是所有的有机物都难溶于水？
提示　大多数有机物都难溶于水，但也有少量有机物如乙醇、乙酸易溶于水。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)乙烷、丁烷等烷烃和氯水也可以发生取代反应( )
(2)室温下，CH4和Cl2按体积比1∶1混合，发生取代反应生成的产物只有两种( )
(3)CH4和Cl2发生取代反应时，每生成1 mol HCl，则有1 mol Cl2参加反应( )
(4)CH4分子为正四面体结构，因此其生成物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4都为正四面体结构( )
×
×
√
×
1.关于CH4与Cl2的反应，下列说法错误的是(　　)
A.室温下，光照时反应可发生 B.产物中有易溶于水的物质生成
C.属于取代反应 D.属于置换反应
解析　已知CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等四种有机产物和HCl一种无机产物。由分析可知，室温下，光照时反应可发生，A正确；由分析可知，产物中HCl易溶于水，B正确；由分析可知，该反应是CH4上的H被Cl所取代的反应，属于取代反应，C正确；已知置换反应是指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，而CH4与Cl2的反应产物中没有单质生成，故不属于置换反应，D错误。
D
2.液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是(　　)
A.分子中碳原子不在一条直线上
B.光照下能够发生取代反应
C.丙烷与甲烷不是同系物
D.丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
解析　丙烷等烷烃在光照的条件下，可以和氯气发生取代反应，故B正确；甲烷和丙烷都是烷烃，且分子式相差2个CH2原子团，属于同系物，故C错误；丙烷性质稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。
C
3.取一支试管，通过排饱和NaCl溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图所示)。下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是(　　)
A.为加快化学反应速率，应在强光照射下完成
B.甲烷和Cl2反应后试管内壁的油状液滴的主要成分是
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4
C.盛放饱和NaCl溶液的水槽底部会有少量晶体析出
D.CH4和Cl2完全反应后，液体充满整个试管
C
解析　A项，甲烷和氯气发生取代反应，必须在漫射光条件下进行，强光照射会发生爆炸，错误；B项，常温下CH3Cl是气体，试管内壁的油状液滴的主要成分是CH2Cl2、CHCl3、CCl4，错误；C项，发生取代反应生成的HCl溶于氯化钠溶液后，能使氯化钠的溶解度降低，故饱和NaCl溶液中会有少量NaCl晶体析出，正确；D项，甲烷和氯气发生取代反应后生成的CH3Cl为气体，其他有机产物均为液体，且生成的HCl易溶于水，故甲烷和氯气的反应为气体的物质的量减少的反应，会导致试管中液面上升，但液体不会充满整个试管，错误。
[名师点睛]
烷烃取代反应特点(以CH4与Cl2的反应为例)
(1)反应条件
光照条件下与纯卤素单质反应。
(2)连锁反应
甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。因此制取一氯代物，一般不采用取代反应。
(3)数量关系
CH4与Cl2发生取代反应时，每有1 mol H被取代，则消耗1 mol Cl2，同时生成
1 mol HCl；1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗 4 mol Cl2。
A
2.某烃分子的球棍模型如图所示，关于该烃的说法不正确的是(　　)
A.分子式为C3H8 B.该烃含有碳碳双键
C.结构简式为CH3CH2CH3 D.化学性质与甲烷相似
解析　根据该烃分子的球棍模型可知，分子中含有3个C原子和8个H原子，分子式为C3H8，A正确；分子中只存在碳碳单键，没有碳碳双键，该烃属于烷烃，B错误；根据分子的球棍模型可知，该烃分子的结构简式为CH3CH2CH3，C正确；分子中只存在碳碳单键，没有碳碳双键或三键，该烃属于烷烃，化学性质与甲烷相似，D正确。
B
3.在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。据此分析下列选项不正确的是(　　)
B
物质名称 沸点/℃
正丁烷CH3(CH2)2CH3 －0.5
正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.0
异戊烷CH3CH2CH(CH3)2 27.8
新戊烷C(CH3)4 9.5
正己烷CH3(CH2)4CH3 69.0
A.在标准状况下，正丁烷是气体
B.在1.01×105 Pa、20 ℃下，C5H12是液体
C.随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高
D.C5H12随支链的增加，沸点逐渐降低
解析　根据表中信息知，在1.01×105 Pa下，正丁烷的沸点为－0.5 ℃，故在标准状况下是气体，而在20 ℃时新戊烷是气体，A正确，B错误；随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，C项正确；C5H12随支链的增加，沸点逐渐降低，D项正确。
D
(2)某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷和氯气的反应：

①甲烷与氯气在光照条件下的反应属于________反应。
②请写出生成一氯甲烷的化学反应方程式：___________________________。
③将1 mol CH4与Cl2发生反应，若充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为________mol。
(3)有机物C2H6O、C2H5Cl、CH3CH==CH2、C4H10中，与甲烷互为同系物的是________。
取代
3
C4H10
1．下列说法正确的是(　　)
A.烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
B.CH4和C3H8一定互为同系物
C.二氯甲烷有两种同分异构体
D.由在光照条件下CH4能与氯气发生取代反应，可推知CH4能使氯水褪色
解析　烷烃结构稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，A错误； CH4和C3H8均为饱和烷烃，一定互为同系物，B正确；甲烷分子具有正四面体结构，二氯甲烷只有一种结构，C错误；CH4和氯水不反应，不能使氯水褪色，D错误。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3．(2024·云南学业考试)“结构决定性质”是认识有机化合物的重要观念。乙烷分子的球棍模型如图所示，关于乙烷的说法错误的是(　　)
A.是甲烷的同系物
B.分子中所有原子不共面
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.光照条件下能与Cl2发生取代反应
解析　该物质分子中碳原子之间以单键结合形成链状，其余价电子全部与H原子结合，达到结合H原子的最大数目，因此属于烷烃，与甲烷属于同系物，A正确；饱和碳原子为四面体结构，则分子中所有原子不共面，B正确；该物质属于烷烃，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；该物质属于烷烃，在光照时，能与Cl2发生取代反应生成氯代烃，D正确。
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　HCl极易溶于水，饱和NaCl溶液是为了减小Cl2的溶解度，A错误；甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成HCl和4种卤代烃，产生白雾，气体颜色变浅，试管内液面上升，试管内壁和液面有油状液滴生成；若用铝箔套住试管，一段时间后进行观察没有明显变化，两种条件下反应现象不一样，B错误；CH4为四面体结构，四个H的位置相同，其中2个H原子被Cl原子取代生成CH2Cl2只有一种结构，没有同分异构体，C错误；试管内壁出现油状液滴，说明反应生成了难溶于水的CH2Cl2、CHCl3、CCl4液体，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5．(2025·宜春高一期末)关于烷烃性质的叙述中正确的是(　　)
A.烷烃同系物的熔、沸点一般随分子内碳原子数的增多逐渐升高
B.烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递增到比水重
C.CH4与氯气反应可得四种有机化合物，而C2H6与氯气反应只得一种有机化合物
D.烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此烷烃不能发生氧化反应
解析　烷烃同系物都是由分子构成的，随着物质分子内碳原子数的增多，分子间作用力逐渐增强，物质的熔、沸点逐渐升高，A正确；烷烃同系物的密度随相对分子质量增大而增大，但是所有的烷烃都比水轻，B错误；CH4与氯气反应可得四种有机化合物，但C2H6与氯气反应得到各种氯代乙烷的混合物，C错误；烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是烷烃能与氧气发生氧化反应，D错误。
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6．(2025·天水高一检测)天然气的主要成分是甲烷，下列有关叙述正确的是(　　)
A.天然气是可再生能源
B.甲烷的二氯代物只有1种
C.甲烷可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1 mol甲烷与3 mol氯气充分反应生成 1 mol三氯甲烷
解析　甲烷是天然气的主要成分，天然气属于化石燃料，短时期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误；CH4是正四面体结构，只有一种环境的氢，故甲烷的二氯代物只有1种，故B正确；甲烷性质稳定，不能被强的氧化剂氧化，不能被酸性高锰酸钾氧化，故C错误；甲烷与氯气发生取代反应，多步取代反应同时进行，产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，1 mol甲烷与
3 mol氯气充分反应生成三氯甲烷的物质的量小于 1 mol，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8．C5H12有3种不同结构：甲CH3(CH2)3CH3，乙CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4，下列相关叙述正确的是(　　)
A.甲、乙、丙属于同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B.C5H12表示一种纯净物
C.甲、乙、丙中，丙的沸点最低
D.乙的名称为戊烷
解析　CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4分子式相同，结构不同，属于同分异构体，不是同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应，故A错误；C5H12存在3种同分异构体：CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4，不能表示纯净物，故B错误；沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷，即甲、乙、丙中，丙的沸点最低，故C正确；乙的名称为异戊烷，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
9．(2025·宜春高一检测)Ⅰ.烷烃完全燃烧的产物都是CO2和H2O。
完成下列小题：
(1)相同条件下等体积的甲烷、乙烷、丙烷，分别在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是________；等质量的甲烷、乙烷、丙烷，分别在O2中完全燃烧，消耗O2最多的是________。
(2)一定质量的甲烷在不足量氧气中燃烧后，得到CO、CO2和水蒸气共49.6 g，将该混合气体缓慢通过无水CaCl2时，无水CaCl2增重 25.2 g，则原混合气体中CO2的质量为________g。
Ⅱ.已知某链状烷烃分子中含有的电子数为42。
(3)该链状烷烃的分子式为________。
(4)该链状烷烃所有的同分异构体中沸点最低的结构简式为________。
丙烷
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
甲烷
13.2
C5H12
C(CH3)4
Ⅲ.“辛烷值”用来表示汽油的质量。异辛烷用作抗爆性优良的标准，辛烷值为100。正庚烷用作抗爆性低劣的标准，辛烷值为0。下图是异辛烷的球棍模型：

(5)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式：___________________________________
(异辛烷用分子式表示)。
(6)异辛烷的同分异构体有很多，其中一种同分异构体X的一氯代物只有一种，则X
的结构简式为__________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10．将链状烷烃进行如图所示转化是近年来发现的石油绿色裂解方法，反应温度更低，且催化剂具有良好的选择性。下列说法正确的是(　　)

A.反应物与产物是同分异构体
B.物质的量相同的3种烷烃，完全燃烧时丙烷放出的热量最多
C.3种烷烃在常压下的沸点由高到低的顺序是戊烷、丁烷、丙烷
D.题中图示结构模型为空间填充模型
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　反应物是正丁烷，产物是丙烷和正戊烷，反应物和产物是同系物，A错误；等物质的量的烷烃完全燃烧，分子中碳原子数越多，放出的热量越多，故等物质的量的三种烃中戊烷放出的热量最多，B错误；烷烃中碳原子数越多，沸点越高，因此3种烷烃在常压下的沸点由高到低的顺序是戊烷、丁烷、丙烷，C正确；模型为球棍模型，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。若将1 mol CH4与Cl2反应，待反应完成后测得不存在甲烷，且四种有机取代物的物质的量之比为n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝4∶3∶2∶1，则消耗Cl2的物质的量为(　　)
A.1.0 mol B．2.0 mol
C.3.0 mol D．4.0 mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12．几种烷烃分子的球棍模型如图所示：

请回答：
(1)写出E的所有同分异构体的结构简式：_____________________________________。
(2)B和氯气反应生成一氯代物的化学方程式为________________________________。
(3)等质量的A、B、C充分燃烧时，消耗O2的量最多的是________(填名称)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
甲烷
CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3
(4)A和Cl2反应的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团，如Cl·、·CH3)反应，包括以下几步：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
写出由CH2Cl2生成CHCl3过程中链传递的方程式：__________________________，
__________________________。
Cl·＋CH2Cl2―→·CHCl2＋HCl
　·CHCl2＋Cl2―→CHCl3＋Cl·
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12