高中化学 专题3 第一单元 第1课时 脂肪烃的类别 烷烃学案 苏教版选修5.doc

第一单元脂肪烃第1课时脂肪烃的类别烷烃学习目标定位1.熟知脂肪烃的类别及各类烃的通式、结构特点。2.知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。3.知道烷烃的化学性质。1甲烷的分子式是ch4，结构式是，空间构型是正四面体型。(1)通常状况下，甲烷性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应，但在特定条件下，甲烷也能发生某些反应。(2)甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色，反应的化学方程式：ch42o2co22h2o。(3)甲烷与cl2在光照条件下发生反应的化学方程式：ch4cl2ch3clhcl(只写第一步)，该反应为取代反应。甲烷与cl2发生反应的产物有5种，其中常温下为气态的有2种，具有正四面体结构的物质是ccl4，产物中量最多的是hcl。2烃是仅由c、h两种元素组成的有机化合物，又叫碳氢化合物。下列有机化合物中属于链烃的是，环烃的是，芳香烃的是，脂肪烃的是。探究点一脂肪烃的类别与通式烃分为脂肪烃和芳香烃。常见的脂肪烃类别如下：1饱和脂肪烃分为烷烃和环烷烃(1)它们结构上的相同点是碳原子之间全以单键相结合。(2)它们结构上的不同点是烷烃分子中碳原子形成碳链、环烷烃分子中形成碳环。(3)烷烃的通式为cnh2n2(n1)，环烷烃的通式为cnh2n(n3)。2不饱和脂肪烃分为不饱和链烃和不饱和环烃(1)常见的不饱和链烃有单烯烃、炔烃、二烯烃，它们的通式分别为cnh2n(n2)、cnh2n2(n2)、cnh2n2(n4)。(2)常见不饱和链烃在结构上的相同点是分子中碳原子结合为碳链，不同点是分子中的官能团种类或数目不同。(3)不饱和环烃如环烯烃，其通式为cnh2n2(n3)，分子结构特点是分子中含有1个碳碳双键的环烃。归纳总结(1)脂肪烃分子结构中一定不含有苯环，含有苯环的烃一定为芳香烃。(2)环烷烃和单烯烃、炔烃和二烯烃它们的通式相同，但不是同系物。(3)通式相同、类别不同的同碳烃类互为同分异构体。 活学活用1科学家对卫星图像进行了分析，发现月球形成时可能存在稀薄的原始大气层，主要由氖、氢、氦、氩等气体组成，不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是()a碳氢化合物的通式为cnh2n2b燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物c碳原子间存在单键相连的烃是烷烃d碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数答案d解析cnh2n2只是烷烃的通式，a错误；燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物，化学式为cxhyoz的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水，b错误；碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃，c错误；因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数，烃分子中的氢原子数也一定为偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数是正确的。2下列说法正确的是()a烷烃、烯烃、炔烃和苯及其同系物都属于脂肪烃b烷烃、烯烃、炔烃都属于脂肪烃c苯及其同系物属于脂环烃d烷烃、烯烃、炔烃都属于饱和烃答案b解析烃的分类依据不同，有苯环的是芳香烃而不是脂肪烃。探究点二烷烃的性质1直链烷烃的熔点和沸点图如下：据图填写下表：物理性质变化规律状态当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态，其他的烷烃常温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态)溶解性都不溶于水，易溶于有机溶剂沸点随碳原子数的增加，沸点逐渐升高。碳原子数相同的烃，支链越多，沸点越低相对密度随碳原子数的增加，相对密度逐渐增大。烷烃的密度小于水的密度2.物质的组成、结构决定物质性质，这个规律在有机物中体现的更为明显。烷烃的化学性质与甲烷相似：(1)稳定性：常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件(如光照或高温)下才能发生某些反应。(2)特征反应取代反应烷烃可与卤素单质在光照条件下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷，化学方程式为ch3ch3cl2ch3ch2clhcl。(3)氧化反应可燃性烷烃可在空气或氧气中燃烧生成co2和h2o，燃烧的通式为cnh2n2o2nco2(n1)h2o。(4)分解反应高温裂化或裂解烷烃受热时会分解生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：c16h34c8h16c8h18。归纳总结(1)随碳原子数的增加，烷烃物理性质的递变规律：熔点、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大，状态：常温下，气态(碳原子数4)液态固态(新戊烷除外)。(2)烷烃的化学性质很稳定，常温下与强酸、强碱、强氧化剂不发生反应，能燃烧发生氧化反应，与卤素能发生取代反应，高温下发生裂化(或裂解)反应。活学活用3丁烷2甲基丙烷戊烷2甲基丁烷2,2二甲基丙烷物质的沸点排列顺序正确的是()a bc d答案c解析对于烷烃而言，含有碳原子数多，相对分子质量大的烃，分子间作用力大，沸点较高，即沸点(、)(、)；对于含有相同碳原子数的烷烃，支链越多，沸点越低，即，故有。4下列有关烷烃的叙述中，不正确的是()a在烷烃分子中，所有的化学键都是单键b烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性kmno4溶液的紫色褪去c分子通式为cnh2n2的烃一定是烷烃d甲烷在光照条件下能与氯气发生取代反应答案b解析烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达饱和，无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，选项a说法正确；烷烃属饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性kmno4溶液)反应，选项b说法不正确；因分子通式cnh2n2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式cnh2n2的烃一定是烷烃，选项c说法正确；甲烷在光照条件下能与氯气发生取代反应，这是甲烷的化学性质之一，选项d说法正确。1判断两种有机物互为同系物的关键：一看是否是同类物质，二看是否结构相似，三看是否相差“ch2”原子团。2比较烷烃的熔点、沸点思维流程：3烷烃的分子结构特点：碳原子以单键形成链状结构；烷烃的主要性质：(1)取代(光照)、(2)氧化(点燃)、(3)分解(高温)。1下列物质属于脂肪烃的是()a b c d答案a2下列说法中，正确的是()a烷烃的分子中，所有碳原子不可能位于同一平面上b随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐降低c所有的烷烃在光照条件下都能与cl2发生取代反应d所有的烷烃间一定互为同系物答案c解析烷烃分子中的所有碳原子可能位于同一平面上(如ch3ch3、ch3ch2ch3)，也可能不都位于同一平面上如(ch3)2chch3分子中最多只有3个碳原子共平面；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力逐渐增大，使其熔沸点逐渐升高；烷烃的特征反应是取代反应，也就是说烷烃在光照条件下都能与cl2等卤素单质发生取代反应；分子式相同的不同烷烃之间互为同分异构体，分子式不同的烷烃之间互为同系物。3下列有关简单的烷烃的叙述中正确的是()都是易燃物特征反应是取代反应相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基a和 b和c只有 d和答案d解析烷烃含有碳和氢两种元素，都能燃烧生成二氧化碳和水，正确；烷烃都易发生取代反应，正确；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个ch2，不正确。4若要使0.5 mol甲烷和cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要cl2的物质的量为()a2.5 mol b2 molc1.25 mol d0.5 mol答案c解析相同物质的量的四种取代物即分别有0.125 mol ch3cl、ch2cl2、chcl3、cc l4，则需cl2：0.125(1234)1.25 mol。5主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有()a2种 b3种 c4种 d5种答案a解析符合题意要求的同分异构体有。需要注意的是烷烃分子中乙基不能出现在第2位碳上，否则主链上就不是5个碳原子而是6个碳原子，如：。6根据碳的骨架对下列脂肪烃进行再分类：(1)ch3ch2ch3：_；(2)：_；(3)ch2chch2ch3：_；(4)hccch2ch3：_。答案(1)烷烃(2)环烷烃(3)烯烃(4)炔烃基础过关一、甲烷的结构与性质1ch4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是()ach3cl不存在同分异构体bch2cl2不存在同分异构体cchcl3不存在同分异构体dch4是气体分子答案b2光照对下列反应几乎没有影响的是()a氯气与氢气反应b氯气与甲烷反应c甲烷与氧气反应d次氯酸分解答案c解析甲烷与氧气点燃时才反应。3下列实验能获得成功的是()甲烷气体通入空气中点燃获得热量甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，可使紫色褪去甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气a只有 b只有c只有 d答案b解析甲烷分子结构稳定，通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应，不能使溴水和酸性kmno4溶液褪色。但是在一定条件下，甲烷也会发生某些反应，如燃烧、与氯气的取代反应等。4我国西部地区的塔里木、柴达木、陕甘宁和四川盆地蕴藏着26万亿立方米的天然气资源，约占全国陆上天然气资源的87%。关于天然气的下列叙述中不正确的是()a天然气和沼气的主要成分是甲烷b改液化的石油气为天然气的燃料燃烧时，应减少进入的空气量或增大进入的天然气量c天然气燃烧的废气中，二氧化硫等污染物的含量少d天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸答案d解析可燃性气体如不纯时，点燃都有可能发生爆炸。二、烷烃的性质5下列烷烃沸点由高到低顺序正确的是()ch4c3h8c5h12c8h18c12h26a bc d答案b解析规律总结：一般来说组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高。6下列烷烃的沸点：甲烷164 ，乙烷89 ，丁烷1 ，戊烷36 ，根据上述数据推断，丙烷的沸点可能是()a低于89 b约为42 c高于1 d高于36 答案b解析由烷烃的熔、沸点变化规律可知，随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点升高，故丙烷的沸点介于乙烷和丁烷沸点之间，根据题目提供的数据，丙烷的沸点可能为42 。7某运动会火炬所用燃料为65%的丁烷(c4h10)和35%的丙烷。下列说法不正确的是()a火炬燃烧主要是将化学能转变为热能和光能b正丁烷的沸点比丙烷高c丁烷和丙烷都不溶于水d丁烷和丙烷的燃烧产物均对环境无影响答案d8下列化学性质中，烷烃不具备的是()a一定条件下发生分解反应b可以在空气中燃烧c与氯气发生取代反应d能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案d解析烷烃可以在一定条件下发生分解反应，也可以燃烧、发生取代反应，但烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。三、由烷烃的一卤代物确定烷烃的结构9某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可能是()ac3h8 bc4h10 cc5h12 dc6h14答案c解析题给各选项均为烷烃，且要求其一氯代物只有一种，这表明烷烃分子中只有一种类型的氢原子。结合烷烃的结构简式，其主链末端只能连有甲基(ch3)，可得出“若烷烃的一卤代物只有1种，则除甲烷外，其他烷烃中的氢原子数必定是6的倍数”的规律性结论，据此分析题目各选项中烷烃的氢原子数，可知只有选项c符合题设要求。10化学家们合成了一种新物质五星烷，其键线式如图所示。下列有关五星烷的说法正确的是()a五星烷与乙烷互为同系物b五星烷的化学式为c15h20c五星烷的分子中含有7个五元环d五星烷的一氯代物有3种答案b解析乙烷的分子式为c2h6，五星烷的分子式为c15h20，显然两者不是同系物，a错；五星烷分子中含有2个五元环，其余的为六元环，c错；五星烷的一氯代物有2种，d错。能力提升11科学家探测到北极海洋中存在大量由天然气水合物“可燃冰”释放出的气泡，这种气体会加剧全球变暖。(1)这种“可燃冰”样品是一种夹杂着白色颗粒状的沉积物，放入水中可以观察到有大量气泡涌出，该白色气泡内的气体主要成分是_。 (2)有科学家预测，从边缘海释放的甲烷，在大气中就占了相当大的比重。有研究表明，地质历史时期有若干全球变化事件(如地球生命灭绝)是由天然气水合物分解甲烷释放造成的，所以海底甲烷如同高悬人类头顶的达摩克利斯之剑。甲烷释放到大气中的危害有_。a导致温室效应b导致局部大气爆炸c使地球生物缺氧而死d甲烷有毒，毒死地球生命(3)已知每1立方米这种晶体能释放出164立方米的甲烷气体，假设甲烷气体体积是标准状况下的数据，且甲烷水合物固体的密度与冰密度相同，若冰密度取水的密度1 gcm3。试计算“可燃冰”晶体中水与甲烷的分子个数比为_，用化学式表示“可燃冰”晶体：_。答案(1)甲烷(2)ab(3)16.77ch447h2o解析(1)甲烷水合物不稳定，在水中极易分解而产生甲烷气体，所以气泡内的主要气体成分就是甲烷。(2)甲烷的温室效应比二氧化碳的温室效应要大得多，所以这是大气中甲烷含量多而导致的危害；另外当大量的甲烷逸出到空气中，与空气混合，当达到其爆炸极限时，遇闪电或火花即可导致局部甚至整个地球大气的爆炸，后果不堪设想。(3)1立方米“可燃冰”晶体释放出的甲烷气体的物质的量：164 m322.4 m3kmol17.32 kmol则其中的水的物质的量：(1 m31 000 kgm37.32 kmol16 kgkmol1)18 kgkmol1)49.05 kmol。所以，ch4h2o7.32 kmol49.05 kmol16.7甲烷水合物的组成可能是7ch447h2o。12回答下列问题：(1)如下图所示：在光照条件下，将盛有ch4和cl2的量筒倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验，对实验现象及产物的分析中错误的是_。a混合气体颜色变浅，量筒中液面上升b量筒内壁上出现的油状液滴应是三氯甲烷、四氯甲烷的混合物c水槽中有白色固体物质析出d甲烷与氯气反应后的产物只有ccl4(2)若有一瓶无色气体，可能含有ch4和ch2=ch2或其中的一种，与一瓶cl2混合后光