高中化学人教版必修第二册第7章第1节第3课时导学案《烷烃的性质》含答案

第3课时烷烃的性质[核心素养发展目标]1.了解烷烃的主要物理性质和化学性质，培养变化观念与平衡思想的素养。2.熟练掌握甲烷的主要性质，提高证据推理与模型认知能力。3.认识取代反应的概念及特点，培养微观探析及变化观念。一、烷烃的物理性质及可燃性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，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态)溶解性难溶于，易溶于汽油等

2.烷烃的化学性质(1)通常情况下，烷烃比较稳定，与、或高锰酸钾等不发生反应。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。

(2)烷烃的氧化反应(燃烧)烷烃在空气中完全燃烧生成CO2和H2O，写出CH4、C3H8燃烧的化学方程式：；。

思考标准状况下，0.1mol某链状烷烃完全燃烧生成11.2LCO2。(1)写出该链状烷烃的分子式：。(2)写出该链状烷烃燃烧的化学方程式：。(3)该链状烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(—CH3)的结构简式：。

(3)烷烃的分解反应烷烃在下会发生分解，常用于石油化工和天然气化工生产中。

1.判断正误(1)常温常压下，CH4、C2H6和C3H8为气体，C4H10、C6H14呈液态()(2)在通常条件下，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C4H10)，应增大进气量或减小进风量()(5)烷烃都能燃烧，且完全燃烧的产物一定是CO2和H2O()2.几种烷烃的沸点如下：烷烃甲烷乙烷丁烷戊烷沸点/℃-164-89-0.536根据以上数据推断丙烷的沸点可能是()A.-40℃ B.-162℃C.-89℃ D.36℃3.(2024·安徽铜陵高一期中)有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20g·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二、烷烃的典型性质——取代反应1.烷烃的取代反应实验探究(以CH4与Cl2的反应为例)实验操作实验现象A装置：试管内气体颜色逐渐；试管内壁有出现，试管中有，且试管内液面，水槽中有固体析出；

B装置：

实验结论CH4与Cl2需在条件下发生化学反应，有关化学方程式为

CH4+Cl2；

CH3Cl+Cl2；

CH2Cl2+Cl2；

CHCl3+Cl2

有机产物性质水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均溶于水。

状态：常温下除是气体，其余三种均为液体

数量关系每取代1mol氢原子，消耗1molCl2，生成1molHCl2.取代反应概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他所替代的反应。

思考若1mol甲烷和Cl2发生取代反应，生成相同物质的量的4种有机物，则需要Cl2的物质的量是多少？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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1molH被取代，则消耗1molCl2，同时生成1molHCl；1molCH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4molCl2。3.有机物的性质(1)物理性质：与无机物相比，大多数有机物的熔点比较，溶于水，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(有机化学方程式常用“”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。1.判断正误(1)乙烷、丁烷等烷烃和氯水也可以发生取代反应()(2)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1molHCl，则有1molCl2参加反应()(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()(5)CH4和Cl2发生取代反应的产物中，CH3Cl的含量最多()2.下列反应属于取代反应的是(填序号)。

①CH4C+2H2②CuSO4+FeFeSO4+Cu③CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl④2NaBr+Cl22NaCl+Br2⑤CH3OH+HClCH3Cl+H2O⑥CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr⑦CH4+2O2CO2+2H2O3.(2024·广东江门高一段考)取一支硬质大试管，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)，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，应在强烈日光直接照射下完成B.甲烷和Cl2反应后试管内壁出现了油状液滴，是因为该反应生成了氯化氢C.CH4和Cl2的反应属于取代反应D.该反应结束后，液面上升，液体充满试管1.下列关于烷烃性质的叙述正确的是()A.烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低B.烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化C.在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应D.烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物2.(2024·成都高一检测)成都大运会“蓉火”火炬采用清洁燃料——生物质丙烷。下列有关丙烷的说法错误的是()A.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3B.丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应C.等物质的量的丙烷和甲烷完全燃烧，丙烷的耗氧量更多D.丙烷燃烧时将化学能完全转化为热能3.(2024·辽宁抚顺高一期中)异辛烷在内燃机的汽缸里燃烧时抗震性较好，是优良的发动机燃料，异辛烷的球棍模型如图所示。下列说法正确的是()A.异辛烷的分子式为C7H16B.异辛烷中所有的碳原子共平面C.异辛烷与环己烷()互为同系物D.异辛烷可以发生取代反应和氧化反应4.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10mLCH4，同温同压下乙管中吸入50mLCl2，将乙管气体推入甲管中，将针管放在光亮处片刻后，观察现象。(1)下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。其中正确的是(填序号)。

(2)甲管中发生的化学反应类型为。

(3)反应后，甲管中主要剩余气体最好用下列试剂中的(填字母)吸收。

A.水 B.氢氧化钠溶液C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水(4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到

，

若再向其中滴入几滴紫色石蕊溶液，又观察到。

答案精析一、1.升高小增大水有机溶剂2.(1)强酸强碱强氧化剂(2)CH4+2O2CO2+2H2OC3H8+5O23CO2+4H2O思考(1)C5H12(2)C5H12+8O25CO2+6H2O(3)解析(1)n(CO2)=11.2L22.4L·mol-1=0.5mol，则1mol该链状烷烃含有5molC原子，该烷烃为C5H12。(3)C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、、三种，其中分子中含有4(3)较高温度应用体验1.(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√2.A3.A[两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20g·L-1，平均摩尔质量为1.20g·L-1×22.4L·mol-1≈27g·mol-1。两种气态烷烃的平均相对分子质量为27，只有甲烷的相对分子质量小于27，所以混合物中一定含有甲烷，不一定含有乙烷，可能是甲烷和乙烷的混合物，A正确，B、C错误；乙烷的相对分子质量为30，丙烷的相对分子质量为44，根据平均值法，不可能是乙烷和丙烷的混合物，D错误。]二、1.变浅油状液滴少量白雾上升无现象光照CH3Cl(一氯甲烷)+HClCH2Cl2(二氯甲烷)+HClCHCl3(三氯甲烷或氯仿)+HClCCl4(四氯甲烷或四氯化碳)+HCl不CH3Cl2.原子或原子团思考CH4和Cl2发生取代反应生成4种取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据碳原子守恒，4种取代产物的物质的量分别为0.25mol，根据取代反应特点，CH4分子中1个氢原子被取代时消耗1个Cl2分子，则需要Cl2的物质的量等于被取代的氢原子的物质的量，即：0.25mol×(1+2+3+4)=2.5mol。3.(1)低难易应用体验1.(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×2.③⑤⑥3.C[CH4与Cl2发生取代反应，应在漫射光的照射下发生，若用强烈日光直接照射，易发生爆炸，A错误；该反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水且呈液态，故试管内壁出现了油状液滴，B错误；由于CH3Cl不溶于水，所以液体不能充满试管，D错误。]随堂演练知识落实1.D2.D[丙烷燃烧时将化学能转化为光能和热能，故选D。]3.D[异辛烷的分子式为C8H18，A错误；异辛烷中的碳原子都是饱和碳原子，所有的碳原子不可能共平面，B错误；异辛烷与环己烷()结构不相似，不互为同系物，C错误。]4.(1)②③(2)取代反应(3)B(4)液体分为两层，产生白色沉淀溶液变红色解析在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl，CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2CCl4+HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体