《学霸笔记·同步精讲》第7章 有机化合物 第1节 第2课时　烷烃的性质（课件）高中化学人教版必修二

(共31张PPT)
第一节　认识有机化合物
第2课时　烷烃的性质
第七章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课 标 定 位
1.结合典型实例,知道烷烃可以发生氧化反应和取代反应。
2.借助实验现象,联系生产生活实际,归纳总结烷烃的结构、性质和应用。
素 养 阐 释
1.能说出烷烃物理性质的相似性和递变性。
2.能以甲烷为例描述烷烃的主要化学性质,并能用化学方程式正确表达。
3.能说出取代反应的特点。
自主预习·新知导学
1.烷烃的物理性质。
(1)共性:无色物质,难溶于水。
(2)递变性:一般随着分子中碳原子数的增加,其熔点、沸点升高。在常温下的状态由气态变为液态,再到固态。
2.烷烃的化学性质。
(1)通常情况下比较稳定:与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。
(2)氧化反应——燃烧。烷烃在空气中完全燃烧,生成CO2和H2O,并放出大量的热。常用作燃料。
分别写出CH4(天然气的主要成分)和C3H8(液化石油气的主要成分)在空气中燃烧的化学方程式:________________________________________。
煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。
(3)受热分解。在较高温度下,烷烃会发生分解。石油化工生产中利用该性质可从烷烃中获得一系列重要的化工基本原料和燃料。
(4)取代反应。光照时,甲烷与氯气的混合气体可发生取代反应,生成HCl和4种不溶于水的取代产物,其结构简式分别为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。4种取代产物中,常温下只有CH3Cl是气体,常用作有机溶剂的是CHCl3、CCl4。
①写出由CH4生成CH3Cl的化学方程式:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl。
②有机化合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叫做取代反应。
【自主思考】 怎样证明甲烷分子是正四面体结构而不是平面正方形结构
提示:根据CH2Cl2只有1种结构,可证明甲烷是正四面体结构而不是平面正方形结构。
3.有机化合物的通性。
与无机物相比,大多数有机化合物的熔点比较低,且难溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂;大多数有机化合物容易燃烧,受热会发生分解;有机化合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。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)烷烃的性质稳定,不与任何氧化剂发生反应。(　　)
(2)甲烷的燃烧反应属于取代反应。(　　)
(3)甲烷能使氯水褪色,是因为光照条件下甲烷与氯气能发生反应。(　　)
(4)标准状况下,2.24 L一氯甲烷所含分子数为0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的数值)。(　　)
(5)甲烷与氯气发生取代反应,生成4种产物。(　　)
(6)甲烷与氯气反应生成的取代产物中,只有CCl4为正四面体结构。(　　)
(7)所有的有机化合物都易燃烧。(　　)
×
×
×
√
×
√
×
2.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,分别进行如下处理,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　　　　　　　　。
甲烷与氯气发生的一系列反应都是　　　反应,生成的有机化合物中常用作有机溶剂的是　　　　　　,可用作灭火剂的是　　　　　。
答案:(1)无明显现象
(2)发生爆炸
(3)气体颜色逐渐变浅,瓶壁上出现油状液滴　取代　CHCl3、CCl4　CCl4
合作探究·释疑解惑
探究任务1
从甲烷与氯气的反应特点认识取代反应
【问题引领】
天然气、沼气、煤层气、可燃冰中都含有甲烷。甲烷主要用作燃料,若作为化工原料,甲烷主要用于制取氢气生产氨和甲醇等。目前,如何利用甲烷通过化学变化形成分子中含两个或多个碳原子的有机化合物的研究极具挑战性。
1.收集甲烷应使用什么方法 为什么
提示:甲烷难溶于水,密度比空气的密度小,可用排水法或向下排空气法收集。
2.分析甲烷分子中的化学键类型及强弱,并判断甲烷的稳定性。
提示:C—H属于极性共价键,作用力强,不易断裂,通常情况下甲烷性质稳定。但是稳定性是相对的,在一定条件下也会断键发生某些反应。
【归纳提升】
1.CH4分子为正四面体的空间结构,4个C—H的长度、强度和相互间的夹角完全相同,因此CH4分子中的4个氢原子性质完全相同。
若将CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子或原子团替代,则形成的分子结构仍为正四面体,如CCl4;若CH4分子中的氢原子部分被其他原子或原子团替代,如CH3Cl、CH2Cl2和CHCl3,则形成的分子结构仍为四面体,但不属于正四面体。
2.光照条件下,甲烷与氯气发生取代反应。甲烷分子中的氢原子可逐步被氯原子取代,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4 4种取代产物,化学方程式分别为:
甲烷与氯气发生取代反应的现象及解释:
3.取代反应与置换反应的比较。
(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“→”。
(2)利用取代反应和置换反应的特点来判断所给的反应类型:一要看反应物,看参加反应的是有机化合物还是无机物,若反应物均为无机物,则不属于取代反应;二要看生成物,若生成物中有单质,则不属于取代反应。
【典型例题】
【例题1】 如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭,管内盛有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方,持续一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,写出相关反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　。
(2)若将甲烷与氯气的体积比变为1∶1,则得到的产物为　　　　(填字母,下同)。
A.CH3Cl、HCl B.CCl4、HCl
C.CH3Cl、CH2Cl2 D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
(3)经过一段时间的反应,U形管右端的玻璃管中液面变化是　　　　。
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
(4)右端玻璃管的作用是　　　　　　　　　　　　。
(5)向U形管中滴入石蕊溶液,则会观察到　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)CH4+4Cl2 CCl4+4HCl
(2)D
(3)B
(4)平衡气压
(5)溶液变红
解析:(1)因Cl2足量,甲烷分子中的氢原子全部被取代,生成CCl4和HCl。(2)取代反应是连锁反应,故得到4种氯代物和HCl。(3)发生取代反应生成的HCl易溶于水,氯代物中只有CH3Cl为气体,其他为液体,因此U形管左侧压强减小,左侧液面上升,右侧液面下降。(4)为了平衡气压,在U形管右侧插有一个玻璃管。(5)左侧反应生成的HCl溶于水后溶液显酸性。
【变式训练1】 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与氧化反应、置换反应的区别。
【问题引领】
探究任务2
从烷烃的组成和结构特点角度认识其性质
从石油中分离出的许多物质在工农业生产和日常生活中发挥着重要作用。护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡,以及机油、润滑油等,其主要成分都是含碳原子数较多的烷烃。
1.为什么医用软膏中的“凡士林”、石蜡等烷烃常温下呈固态或半固态
提示:“凡士林”、石蜡等的主要成分是含碳原子较多的烷烃,常温下这些烷烃一般为固态或液态。
2.蜡烛的主要成分是二十二烷和二十八烷,请写出蜡烛在空气中充分燃烧时发生的主要反应的化学方程式。
【归纳提升】
1.烷烃的物理性质(随分子中碳原子数增加)。
(1)熔点、沸点:逐渐升高。随分子中碳原子数增加,烷烃由气态→液态→固态,其中常温常压下分子中碳原子数小于或等于4的烷烃为气态(常温常压下,新戊烷为气态)。
(2)密度:逐渐增大且均比水的密度小。
(3)溶解性:难溶于水。
2.烷烃的化学性质。
(1)稳定性:通常情况下与强酸、强碱、强氧化剂(如KMnO4)不反应。
烷烃的稳定性是相对的,在点燃、光照或高温条件下也可发生反应。
(2)可燃性——氧化反应:烷烃都能燃烧,直链烷烃在空气中完全燃烧的通式为:
【典型例题】
【例题2】 在101 kPa下,测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析,下列选项正确的是(　　)。
物质名称及结构简式 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.根据表中数据可知,CH3(CH2)5CH3的沸点低于69.0 ℃
B.在101 kPa、20 ℃时,C5H12都是液体
C.标准状况下,新戊烷是气体
D.C5H12随支链的增加,沸点逐渐降低
答案:D
解析:据表中信息可知,在101 kPa下,新戊烷的沸点为9.5 ℃,在20 ℃时新戊烷是气体,在标准状况下,新戊烷是液体,B、C项错误。烷烃随分子中碳原子数的增加,沸点逐渐升高,随分子中支链的增加,沸点逐渐降低,结合表中的数据可知A项错误、D项正确。
【变式训练2】 下列关于烷烃性质的叙述,错误的是(　　)。
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,相对分子质量较大的则为固态
B.烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C.烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D.烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
答案:D
解析:通常情况下烷烃比较稳定,不能与溴水、酸性KMnO4溶液发生反应。
课 堂 小 结