《烷烃的性质》课件

《烷烃的性质》

1.甲烷为什么可以作燃料？课前预习：思考与讨论

课前预习：思考与讨论2.你可以将护肤品“凡士林”在手上

涂抹，感受它对皮肤滋润保湿的功效。

凡士林

课前预习：思考与讨论3.你可用蜡笔在纸上书写，然后用水

冲洗，看看可以洗掉吗？

课前预习：思考与讨论

天然气、沼气和煤层气的主要成分是甲烷；部分护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡，其主要成分是含碳原子数较多的烷烃。请结合生活经验和初中所学的有关知识，想一想烷烃可能具有哪些性质。烷烃的物理性质1.烷烃均为难溶于水的无色物质。烷烃的物理性质名称常温下状态熔点/℃沸点/℃相对密度甲烷气-182.5-161.5乙烷气-182.8-88.6丁烷气-138.4-0.50.5788戊烷液-129.736.00.6262癸烷液-29.7174.10.7298十七烷固22.0302.20.7767烷烃的物理性质1.烷烃均为难溶于水的无色物质。2.烷烃的熔点、沸点、密度随着分子中碳原子数的增加（同时相

对分子质量也在增大）而升高，在常温下的状态由气态变为液态，再到固态。烷烃的化学性质

1.稳定性

与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应烷烃的化学性质

2.氧化反应

CH4+2O2CO2+2H2O点燃C3H8+5O23CO2+4H2O点燃烷烃的化学性质

2.氧化反应用途：用作燃料注意：通风、严禁烟火，确保安全生产CH4+2O2CO2+2H2O点燃C3H8+5O23CO2+4H2O点燃烷烃的化学性质

3.高温分解用途：制备化工原料和燃料【实验7-1】甲烷与氯气的反应如何收集甲烷？如何收集氯气？甲烷：排水集气氯气：排饱和NaCl溶液集气【实验7-1】甲烷与氯气的反应静置一段时间，观察两支试管内的现象套上铝箔饱和NaCl溶液光亮处饱和NaCl溶液【实验7-1】甲烷与氯气的反应试管内液面的变化？物质状态变化？气体颜色变化？观察实验资料【实验7-1】甲烷与氯气的反应现象及分析实验现象分析原因无光照无明显变化无光照该反应不能发生光照【实验7-1】甲烷与氯气的反应现象及分析实验现象分析原因无光照无明显变化无光照该反应不能发生光照试管内气体颜色变浅试管壁上有油状液滴试管中液面上升【实验7-1】甲烷与氯气的反应现象及分析实验现象分析原因无光照无明显变化无光照该反应不能发生光照试管内气体颜色变浅氯气逐渐消耗试管壁上有油状液滴生成不溶于水的液体试管中液面上升试管内气体压强减小【实验7-1】甲烷与氯气的反应现象及分析实验现象分析原因无光照无明显变化无光照该反应不能发生光照试管内气体颜色变浅氯气逐渐消耗试管壁上有油状液滴生成不溶于水的液体试管中液面上升试管内气体压强减小反应过程相对缓慢许多有机反应比较缓慢【实验7-1】甲烷与氯气的反应现象及分析实验现象分析原因无光照无明显变化无光照该反应不能发生光照试管内气体颜色变浅氯气逐渐消耗试管壁上有油状液滴生成不溶于水的液体试管中液面上升试管内气体压强减小反应过程相对缓慢许多有机反应比较缓慢可能观察到白雾生成HCl?烷烃的化学性质

4.取代反应

取代：取而代之、替代CHHHHClCl+烷烃的化学性质

4.取代反应取代：取而代之、替代CHHHHClCl+HCl+产物

1光烷烃的化学性质

4.取代反应取代：取而代之、替代一氯甲烷（气体、不溶于水）CHHHHClCl+HCl+光CClHHH烷烃的化学性质

4.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一氯甲烷（气体、不溶于水）CHHHHClCl+HCl+光CClHHH烷烃的化学性质

4.取代反应

二氯甲烷（液体、不溶于水）

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一氯甲烷CHHClHClCl+HCl+光CClHClH烷烃的化学性质

4.取代反应

三氯甲烷（氯仿）（液体、不溶于水）

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二氯甲烷CHHClClClCl+HCl+光CClHClCl烷烃的化学性质

4.取代反应

四氯甲烷（四氯化碳）（液体、不溶于水）

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三氯甲烷CHClClClClCl+HCl+光CClClClCl烷烃的化学性质

4.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甲烷与氯气的取代反应(1)甲烷分子中4个氢原子被氯原子逐一替代(2)产物为混合物烷烃的化学性质

4.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+Cl2+HClCH4CH3ClCH2Cl2CHCl3

CH3ClCH2Cl2CHCl3

CCl4

光+HCl+Cl2光+Cl2光+HCl+Cl2光+HCl烷烃的化学性质

4.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的化学性质

4.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烷烃的化学性质和用途

1.稳定性

2.氧化反应

3.高温分解

4.取代反应

1.燃料

2.生产化工原料

3.有机溶剂

化学性质：

常见用途：1.大多数有机化合物熔点较低2.大多数有机化合物难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂3.大多数有机化合物容易燃烧，受热发生分解有机化合物通性反应原理、条件较复杂，常伴有副反应发生有机物化学反应特点有机化合物通性1.大多数有机化合物熔点较低2.大多数有机化合物难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂3.大多数有机化合物容易燃烧，受热发生分解学习方法提升烷烃代表物甲烷有机物化合物母体烷烃有机化合物结构结构结构性质性质性质【课堂练习】在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是（）A.Cl2B.浓硫酸C.O2D.高锰酸钾酸性溶液【分析】A.甲烷与Cl2在光照条件下可发生取代反应B.甲烷化学性质较稳定，不与浓硫酸反应C.甲烷可以在空气中燃烧，被O2氧化D.甲烷化学性质较稳定，不能被高锰酸钾氧化

【课堂练习】在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应的是（）A.Cl2B.浓硫酸C.O2D.高锰酸钾酸性溶液AC【分析】A.甲烷与Cl2在光照条件下可发生取代反应B.甲烷化学性质较稳定，不与浓硫酸反应C.甲烷可以在空气中燃烧，被O2氧化D.甲烷化学性质较稳定，不能被高锰酸钾氧化

【课堂练习】某种烷烃完全燃烧后生成了17.6gCO2和9.0gH2O。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式。【课堂练习】某种烷烃完全燃烧后生成了17.6gCO2和9.0gH2O。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式。【分析】该烷烃分子中N(C)：N(H)=？N=n•NA

N(C)：N(H)=

n(C)：n(H)【课堂练习】某种烷烃完全燃烧后生成了17.6gCO2和9.0gH2O。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式。【分析】该烷烃分子中N(C)：N(H)=？N=n•NA

N(C)：N(H)=

n(C)：n(H)【课堂练习】某种烷烃完全燃烧后生成了17.6gCO2和9.0gH2O。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式。【分析】n(CO2)2n(H2O)n(C)=n(H)=【课堂练习】某种烷烃完全燃烧后生成了17.6gCO2和9.0gH2O。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式【分析】n(CO2)=17.6g44g/mol=0.4mol2n(H2O)=9.0g×218g/mol=1.0mol该烷烃分子中碳原子与氢原子的个数比为4:10n(C)=n(H)=【课堂练习】某种烷烃完全燃烧后生成了17.6gCO2和9.0gH2O。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式。【分析】该烷烃分子式为C4H10【课堂练习】某种烷烃完全燃烧后生成了17.6gCO2和9.0gH2O。请据此推测其分子式，并写出可能的结构简式。【分析】该烷烃分子式为C4H10结构简式为CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3或【课堂练习】下列有关说法不正确的是（）A.天然气的主要成分为CH4B.1molCl2与1molCH4在光照条件下恰好完全反应，则产物只有CH3ClC.反应CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr,属于取代反应D.CH4的二氯代物只有一种，此事实可说明CH4为正四面体结构光【课堂练习】【分析】A.天然气的主要成分为CH4B.CH4与Cl2发生取代反应，产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4

和HCl的混合物【课堂练习】【分析】C.反应CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr,属于取代反应光取代反应：

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【课堂练习】【分析】D.CH4的二氯代物只有一种，此事实可说明CH4为正四面体结构甲烷二氯甲烷【课堂练习】下列有关说法不正确的是（）A.天然气的主要成分为CH4B.1molCl2与1molCH4在光照条件下恰好完全反应，则产物只有CH3ClC.反应CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr,属于取代反应D.CH4的二氯代物只有一种，此事实可说明CH4为正四面体结构光B【课后思考】总结、梳理第七章第一节《认识有机化合物》知识要点树状分类图表格思维导图……

【课后思考】总结、梳理第七章第一节《认识有机化合物》知识要点

有机化合物类别学习内容举例甲烷烷烃结构特点性质物理性质化学性质用途【课后思考】总结、梳理第七章第一节《认识有机化合物》知识要点

烷烃甲烷物理性质化学性质天然存在分子结构表示方法用途【课后思考】总结、梳理第七章第一节《认识有机化合物》知识要点

【课后思考】总结、梳理第七章第一节《认识有机化合物》知识要点树状分类图表格思维导图……

任务一甲烷的取代反应【问题探究】1.根据取代反应的原理,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的反应是链锁反应,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。【深化拓展】1.甲烷与氯气的取代反应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【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

。

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在水中的溶解度,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。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。【变式设问】从甲烷与Cl2反应的机理分析,所得产物中含量最大的是哪种物质?提示

HCl;CH4与Cl2发生系列取代反应,每一步反应都生成HCl。变式训练1(2021山东烟台高一期末)把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里,放在光亮处。下列说法错误的是(

)A.试管内液面逐渐上升B.有机产物只有CCl4C.混合气体的浅黄绿色逐渐变浅D.水槽内有白色晶体析出答案

B解析

甲烷和氯气发生取代反应,生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体,一氯甲烷是气体,生成的氯化氢极易溶于水,其中的有机产物均难溶于水,生成的产物均无色,因此试管中气体颜色会变浅。氯化氢溶于水后导致试管内液面上升,A正确;甲烷和氯气在光照条件下发生了取代反应,生成的物质有CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,B错误;生成的产物均无色,试管中气体颜色会变浅,C正确;氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大,导致饱和氯化钠溶液中有氯化钠固体析出,D正确。任务二烷烃的结构与性质【问题探究】1.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,推测丙烷具有哪些化学性质?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.多碳原子链状烷烃(如CH3—CH2—CH2—CH3)分子中,碳链是直线形结构吗?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。【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。(2)链状烷烃的燃烧反应。【素能应用】典例2下列有关烷烃的叙述正确的是(

)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。【变式设问】甲烷不能被酸性KMNO4溶液氧化,因此甲烷不能发生氧化反应,这种观点是否正确?为什么?提示

不正确;点燃时,甲烷能与O2反应生成CO2和H2O,该反应属于氧化反应。变式训练2(2021湖南湘中名校高一期末)0.1mol某链状烷烃完全燃烧生成13.44LCO2(已换算成标准状况下),下列说法正确的是(

)A.该烷烃的分子式为C6H12B.该烷烃的同分异构体有6种C.1mol该烷烃完全燃烧需要消耗2.5molO2D.该烷烃与甲烷属于同系物答案

D解析

标准状况下,13.44

L

CO2的物质的量为0.6

mol,即0.1

mol某链状烷烃完全燃烧生成0.6

mol

CO2,则该烃分子中含有6个碳原子,即分子式为C6H14,A错误;含有6个碳的烷烃分子式为C6H14,该烷烃的同分异构体有5种,B错误;含有6个碳的烷烃分子式为C6H14,1

mol该烷烃完全燃烧需要消耗O2的量为6

mol+

mol=9.5

mol,C错误;甲烷属于饱和烃,C6H14也属于饱和烃,且分子组成上相差5个CH2原子团,二者属于同系物关系,D正确。

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。2.(2021福建泉州高一期末)实验室用如图1所示的装置(夹持装置略),进行甲烷与氯气在光照条件下的反应实验。下列说法错误的是(

)A.可发生反应:CH4+Cl2CH3Cl+HClB.光照一段时间后,产生如图2所示实验现象C.反应过程中,饱和食盐水中有NaCl