高中化学新人教版必修第二册第七章第1节第2课时烷烃的性质课件

第2课时

烷烃的性质素养目标1.通过实验探究甲烷与氯气的反应,理解取代反应的本质。培养科学探究与创新意识。2.通过阅读教材,认识烷烃的物理性质和化学性质,培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等学科素养。3.初步了解多数有机物与无机物的区别。知识铺垫必备知识正误判断1.科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——“可燃冰”,其中主要含有甲烷水合物,可成为未来的新能源。2.在点燃甲烷前,应先检验甲烷的纯度,纯净的甲烷在空气中燃烧发出淡蓝色火焰。3.置换反应是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。知识铺垫必备知识正误判断一、烷烃的性质1.物理性质一般来说,随着分子中碳原子数的增加:(1)熔、沸点:逐渐升高。(2)状态: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。(3)密度:逐渐增大且均比水的密度小。(4)溶解性:难溶于水。知识铺垫必备知识正误判断2.化学性质(1)稳定性:在通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。(2)可燃性:烷烃可以在空气中完全燃烧,生成二氧化碳和水,并放出大量的热。知识铺垫必备知识正误判断【微思考1】空气中含甲烷5%~15%或氧气中含甲烷5.4%~59.2%时,遇火花将发生爆炸,煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。假如你是一名煤矿工人,当你在矿井采矿时,为预防瓦斯爆炸,你会采取哪些措施呢?提示:及时通风、避免明火。知识铺垫必备知识正误判断(3)受热分解:烷烃在较高温度下会发生分解反应。(4)取代反应(以CH4与Cl2的反应为例):实验操作

实验现象A装置:a.试管内气体黄绿色逐渐变浅b.试管内壁有油状液滴出现c.试管内液面上升B装置:无明显现象知识铺垫必备知识正误判断常温下,一氯甲烷为气体,二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯甲烷(四氯化碳)都为液体,4种产物都不溶于水。知识铺垫必备知识正误判断【微思考2】根据烷烃取代反应的特点分析,乙烷与Cl2发生取代反应后得到的有机物是6种吗?提示:不是。乙烷的一氯代物、五氯代物、六氯代物各有1种,二氯代物、三氯代物、四氯代物各有2种,共有9种。(5)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。烷烃在一定条件下,可以与卤素单质发生取代反应。知识铺垫必备知识正误判断二、大多数有机化合物的通性1.物理性质(1)熔点比较低。(2)难溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。2.化学性质大多数有机物容易燃烧,受热会发生分解;有机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。知识铺垫必备知识正误判断(1)C5H12的熔点、沸点比C3H8的熔点、沸点高。(

)(2)常温常压下,C3H8呈气态,C6H14呈液态。(

)(3)乙烷能与溴水发生取代反应而使之褪色。(

)(4)所有有机化合物均易燃烧,所以有机化合物都不能用来灭火。(

)(5)甲烷与氯气按照物质的量之比1∶4反应,有机产物只有四氯化碳。(

)答案:(1)√

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×任务一任务二素养脉络随堂检测甲烷的取代反应问题探究1.根据取代反应的原理,思考能否用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,将CH4与Cl2按体积比1∶1反应,生成物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物与氯化氢,因此无法制取纯净的CH3Cl。2.CH4和Cl2取代反应的产物中物质的量最多的是什么?它与Cl2在物质的量上有什么关系?提示:因为在CH4和Cl2的取代反应中,每一步都有HCl生成,故产物中物质的量最多的是HCl。根据化学方程式可知,每生成1

mol

HCl则消耗1

mol

Cl2,故反应生成的HCl与反应消耗的Cl2的物质的量相等。任务一任务二素养脉络随堂检测深化拓展1.甲烷与氯气的取代反应任务一任务二素养脉络随堂检测2.取代反应和置换反应的比较

类别取代反应置换反应实例CH4+Cl2

CH3Cl+HClZn+H2SO4

===ZnSO4+H2↑定义有机物分子里的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与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应反应物一种化合物和另一种化合物或单质一种单质和一种化合物任务一任务二素养脉络随堂检测类别取代反应置换反应生成物一般生成两种新化合物另一种化合物和另一种单质反应中电子得失不一定发生电子转移,因此不一定是氧化还原反应一定发生电子转移,一定是氧化还原反应任务一任务二素养脉络随堂检测素能应用典例1某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意,回答下列问题:(1)CH4与Cl2发生反应的条件是

;若用日光直射,可能会引起

。

(2)实验中可观察到的实验现象有:量筒内壁出现油状液滴,饱和食盐水中有少量固体析出,

,

等。

(3)实验中生成的油状液滴的化学式为

,其中

是工业上重要的溶剂。

(4)用饱和食盐水而不用水的原因是

。

任务一任务二素养脉络随堂检测答案:(1)光照爆炸(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅量筒内液面上升(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4

CHCl3、CCl4(4)降低Cl2在水中溶解度,抑制Cl2和水的反应解析:CH4和Cl2在光照条件下反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质,随着反应进行,Cl2不断消耗,黄绿色逐渐消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4在常温下是无色油状液体,故量筒内壁上出现油状液滴。因生成的HCl易溶于水,量筒内的压强减小,液面上升。HCl溶于水后,溶液中Cl-浓度增大,使NaCl固体析出。任务一任务二素养脉络随堂检测规律方法由于甲烷分子中的4个C—H键完全相同,所以它们都有可能发生反应,即甲烷发生取代反应的产物很复杂,生成物常包括4种有机物和氯化氢,其中氯化氢的量最多;4种有机物的比例因反应物的比例、反应时间的长短等因素而变化。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1在标准状况下,22.4LCH4与Cl2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Cl2的物质的量为(

)A.0.5mol B.2mol C.2.5mol D.4mol答案:C解析:1

mol

CH4与Cl2发生取代反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各

mol,这四种取代物中n

mol,根据取代反应特点,生成的n

mol,故生成物中所含氯原子共

mol=5

mol,参加反应的Cl2的物质的量n(Cl2

mol。任务一任务二素养脉络随堂检测烷烃的结构与性质问题探究1.右图说明甲烷是可燃性气体,在点燃可燃性气体前要注意什么?提示:可燃性气体在点燃前要验纯,因为可燃性气体和空气混合,如果在爆炸极限内,点燃会发生爆炸。2.根据甲烷的性质,推测丙烷的化学性质有哪些?提示:能与O2发生燃烧反应,能与Cl2在光照下发生取代反应。3.多碳原子直链烷烃(如CH3—CH2—CH2—CH3)分子中,碳链是直线状吗?提示:不是。在CH3—CH2—CH2—CH3分子中,碳原子与其相连的4个原子在空间形成四面体结构,因此多碳原子直链烷烃分子中的碳链应为锯齿状。任务一任务二素养脉络随堂检测深化拓展1.烷烃的结构特点(1)单键:碳原子之间以碳碳单键相结合。(2)饱和:碳原子剩余价键全部与氢原子相结合,烷烃是饱和烃,含相同碳原子数的有机物分子里,链状烷烃的含氢量最大。2.烷烃的化学性质烷烃的化学性质和甲烷相似,通常情况下不与强酸、强碱以及强氧化剂发生反应,都不能够使酸性高锰酸钾溶液以及溴水褪色。(1)链状烷烃在光照条件下与卤素单质发生取代反应。任务一任务二素养脉络随堂检测素能应用典例2下列有关烷烃的叙述中,正确的是(

)①在烷烃分子中,所有的化学键都是单键②烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去③通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应⑤光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色A.①③⑤ B.②③ C.①④ D.①②④答案:C任务一任务二素养脉络随堂检测解析:烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键,①说法正确;烷烃属饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应,也不能使溴水褪色,②⑤说法不正确;因通式CnH2n+2中的碳原子已达完全饱和,因此符合通式CnH2n+2的有机物一定是烷烃,③说法不正确;烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特性之一,④说法正确。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2硅与碳属于同族元素,有一类由Si和H形成的有机硅化合物称“硅烷”,硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似。下列叙述中不正确的是(

)A.硅烷的通式为SinH2n+2(n≥1)B.乙硅烷(SiH3SiH3)的二氯代物有两种同分异构体C.甲硅烷(SiH4)沸点比甲烷(CH4)低D.甲硅烷热稳定性小于甲烷答案:C解析:由烷烃通式CnH2n+2(n≥1)可推知,硅烷的通式为SinH2n+2(n≥1),A正确;乙硅烷(SiH3SiH3)的二氯代物有SiHCl2SiH3和SiH2ClSiH2Cl两种同分异构体,B正确;甲硅烷(SiH4)的相对分子质量比甲烷(CH4)大,则甲硅烷(SiH4)沸点比甲烷(CH4)高,C不正确;非金属性:Si<C,则甲硅烷热稳定性小于甲烷,D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测1.下列不属于有机物特点的是(

)A.大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂B.有机物之间发生的反应比较复杂,反应速率一般较慢C.绝大多数有机物受热不易分解,而且不易燃烧D.大多数有机物是非电解质,不易导电、熔点低答案:C解析:大多数有机物难溶于水,易溶于汽油、酒精等有机溶剂,A项正确;有机物之间的反应比较复杂,且常伴有副反应发生,故反应速率一般较慢,B项正确;大多数有机物受热易分解且易燃烧,C项错误;大多数有机物在水溶液里和熔融状态下都不能导电,属于非电解质,D项正确。任务一任务二素养脉络随堂检测2.室温下,下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是(

)A.都是有机物B.都不溶于水C.有一种气态物质,其余均是液体D.除一种外,其余分子均是四面体结构答案:D解析:甲烷与Cl2反应产物中的HCl不是有机物,HCl易溶于水;产物中HCl、CH3Cl是气态物质;除HCl外,其余产物分子均为四面体结构。任务一任务二素养脉络随堂检测3.下列反应中,不属于取代反应的是(

)答案:B解析:B项反应属于氧化反应,不是取代反应。任务一任务二素养脉络随堂检测4.(双选)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.