資源簡介

7.1 課時2 烷烴的性質
【學習目標】 1.結合實驗,掌握甲烷的主要性質及應用,培養“科學探究與創新意識”的核心素養。 2.根據甲烷的性質,遷移理解烷烴的性質及應用。
【自主預習】
一、烷烴的性質
1.烷烴的認識:天然氣、沼氣和煤層氣的主要成分均為　　　　,醫用軟膏中的“凡士林”、石蠟、汽油、煤油的主要成分是含碳原子數較多的　　　　。
2.烷烴的物理性質(隨分子中碳原子數的增加而遞變)
烷烴均為　　　　于水的　　　色物質。
(1)熔點、沸點與密度:逐漸　　　　。
(2)狀態:由　　　態→　　　態→　　　態,其中常溫、常壓下碳原子數小于或等于4的烷烴為　　　態。
3.烷烴的化學性質
在通常情況下,烷烴比較穩定,與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不反應。但在特定條件下可燃燒,在較高溫度下會發生分解,與氯氣等發生取代反應。
(1)氧化反應——燃燒反應
CH4、C3H8燃燒的化學方程式分別為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)受熱分解——應用于石油化工和天然氣化工生產中。
(3)取代反應——以甲烷為例,寫出化學方程式。
①CH4+Cl2　　　　　　　　　　;
②CH3Cl+Cl2　　　　　　　　　　;
③CH2Cl2+Cl2　　　　　　　　　　;
④CHCl3+Cl2　　　　　　　　　。
取代反應是有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應。
二、有機物的一般性質
1.物理性質:大多數有機物的熔點比較低,難溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有機溶劑。
2.化學性質:大多數有機物容易燃燒,受熱會發生分解;有機物的化學反應比較復雜,常伴有副反應發生,很多反應需要在加熱、光照或使用催化劑的條件下進行。
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)在點燃甲烷氣體之前必須檢驗其純度。 (　　)
(2)甲烷化學性質比較穩定,不能被任何氧化劑氧化。 (　　)
(3)甲烷跟氯氣反應無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4,都屬于取代反應。 (　　)
2.CH4與Cl2在光照下能生成幾種有機物 這些產物的狀態和溶解性如何
【合作探究】
　烷烴的性質
　　天然氣、沼氣和煤層氣的主要成分是甲烷;護膚品、醫用軟膏中的“凡士林”和蠟燭、蠟筆中的石蠟,其主要成分都是含碳原子數較多的烷烴。請結合生活經驗和初中化學的有關知識,想一想烷烴可能具有哪些性質。
1.甲烷的氧化反應
將甲烷在空氣中點燃,觀察現象,填寫下表:
燃燒現象 檢驗產物
方法 現象 結論
①　　　　　　　　　 在火焰上方罩一個干燥的燒杯 燒杯內壁有②　　　　　　　　　產生 生成了③　　　
在火焰上方罩一個涂有澄清石灰水的燒杯 燒杯內壁上的澄清石灰水④　　　　　 生成了⑤　　　　
甲烷燃燒的化學方程式為⑥　　　　　　　　　　。
甲烷是優良的氣體燃料,通常狀況下,1 mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水,放出890 kJ能量。因此以甲烷為主要成分的天然氣、沼氣是理想的清潔能源。
2.甲烷的取代反應
按要求完成下列實驗,并填寫下表:
實驗操作
實驗現象 A裝置:a.試管內氣體顏色逐漸　　　　,b.試管內壁有　　　　　　出現,c.試管中有　　　　　　,d.試管內液面　　　　,e.水槽中有　　　　　　; B裝置:無明顯現象
實驗結論 CH4與Cl2在　　　　條件下才能發生化學反應
(1)上述實驗裝置A中發生反應的化學方程式:
CH4+Cl2CH3Cl+HCl;
CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl;
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl;
CHCl3+Cl2CCl4+HCl。
(2)取代反應是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的反應。CH4和Cl2反應的4種取代產物都　　　溶于水,除一氯甲烷在常溫下是氣體外,其他3種都是　　　　　　。
1.能否用CH4和Cl2按體積之比1∶1混合來制取純凈的CH3Cl 為什么
2.0.5 mol CH4與Cl2在光照條件下發生取代反應,反應完全后,測得4種有機產物的物質的量相同,則消耗的Cl2和生成的HCl的物質的量分別為多少
1.烷烴的取代反應(以甲烷與氯氣的反應為例)
2.烷烴的性質
(1)在光照條件下與鹵素單質發生取代反應:
CnH2n+2+X2CnH2n+1X+HX
(2)燃燒反應:
CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
(3)隨著碳原子個數的增多,烷烴的熔、沸點逐漸升高,常溫常壓下,分子中碳原子數大于4的烷烴為非氣態烷烴(新戊烷除外)。
常溫下,1 mol某烷烴在光照條件下與氯氣發生取代反應,若在適當的條件下,完全取代需要消耗6 mol Cl2,則下列判斷正確的是(　　)。
A.該烷烴的分子式為C5H12
B.反應所生成的有機產物為CCl2
C.該烷烴的四氯代物有2種
D.反應容器中,一氯代物所占的物質的量分數最大
取一支硬質大試管,通過排飽和NaCl溶液的方法先后收集半試管甲烷和半試管氯氣(如圖)。下列對于試管內發生的反應及現象的說法正確的是(　　)。
A.為增大化學反應速率,應在強烈日光直接照射下完成
B.甲烷和Cl2反應后試管內壁出現了油狀液滴,是因為該反應生成了氯化氫
C.CH4和Cl2的反應屬于取代反應
D.該反應結束后,液面上升,液體充滿試管
【隨堂檢測】
1.在下列反應中,光照對反應幾乎沒有影響的是(　　)。
A.氯氣與氫氣的反應
B.氯氣與甲烷的反應
C.氧氣與甲烷的反應
D.次氯酸的分解
2.甲烷是天然氣的主要成分,是一種清潔能源。下列有關甲烷的說法正確的是(　　)。
A.甲烷性質活潑,能與絕大部分物質發生反應
B.物質的量之比為1∶1的甲烷和氯氣發生取代反應時,生成物只有CH3Cl和HCl
C.0.5 mol甲烷完全燃燒時消耗氧氣的量最多為1 mol
D.甲烷分子中所有原子均滿足最外層8電子的結構
3.下列烷烴在光照條件下與氯氣反應,只生成一種一氯代物的是(　　)。
A.CH3CH2CH2CH3
B.
C.
D.
4.正己烷是優良的有機溶劑,其球棍模型如圖所示,下列有關說法正確的是(　　)。
A.正己烷的分子式為C6H12
B.正己烷的一氯代物有4種
C.正己烷與正戊烷互為同系物
D.主鏈上含有4個碳原子的正己烷的同分異構體只有1種
5.標準狀況下,0.1 mol某鏈狀烷烴完全燃燒生成11.2 L CO2。
(1)寫出該鏈狀烷烴的分子式:　　　　　　　。
(2)寫出該鏈狀烷烴燃燒的化學方程式:　　　　　　　　　　　　。
(3)該鏈狀烷烴的同分異構體有多種,寫出分子中含有4個甲基(—CH3)的結構簡式:　　　　　　　。
參考答案
自主預習·悟新知
一、1.甲烷　烷烴
2.難溶　無　(1)升高　(2)氣　液　固　氣
3.(1)CH4+2O2CO2+2H2O、C3H8+5O23CO2+4H2O　(3)①CH3Cl+HCl　②CH2Cl2+HCl　③CHCl3+HCl　④CCl4+HCl
效果檢測
1.(1)√　(2)×　(3)√
2.4種有機物,常溫常壓下一氯甲烷(CH3Cl)為氣態,二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯甲烷(四氯化碳)均為液態,4種產物都不溶于水。
合作探究·提素養
任務1　烷烴的性質
實驗探究
1.①產生淡藍色火焰　②水珠(或水霧)　③水
④變渾濁　⑤CO2　⑥CH4+2O2CO2+2H2O
2.變淺　油狀液滴　少量白霧　上升　固體析出　光照
(2)有機物分子中的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代　不　油狀液體
問題生成
1.不能。CH4和Cl2的反應是連鎖反應,不可能只發生第一步取代反應,生成物為混合物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4 4種有機物與氯化氫形成的混合物。因此不能用CH4和Cl2按1∶1的體積之比混合來制取純凈的CH3Cl。
2.4種產物的物質的量均為 mol=0.125 mol,n(Cl)=0.125 mol×(1+2+3+4)=1.25 mol,n(HCl)=n(Cl)=1.25 mol,n(Cl2)=1.25 mol。即消耗Cl2的物質的量為1.25 mol,生成的HCl的物質的量為1.25 mol。
典型例題
例1　C　
解析　設此烷烴的分子式為CnH2n+2,由于烷烴在光照條件下和氯氣發生取代反應時,取代1 mol H需消耗1 mol Cl2,因此消耗6 mol Cl2說明該烷烴分子中含6個H,即2n+2=6,故n=2,即此烷烴為C2H6。A項,此烷烴為C2H6,錯誤;B項,氯氣和乙烷發生完全取代后生成C2Cl6,錯誤;C項,該烷烴共有6個H原子,故其四氯代物種數和二氯代物種數相同,由于乙烷的二氯代物有2種,故其四氯代物也有2種,正確;D項,反應產物中HCl的物質的量分數最大,錯誤。
例2　C　
解析　CH4與Cl2在光照條件下發生反應CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2 CCl4+HCl,CH3Cl、HCl呈氣態,CH2Cl2、CHCl3、CCl4呈液態,則試管內的現象為氣體顏色變淺,液面上升,試管內壁有油狀液體附著,水槽內有白色晶體析出。CH4與Cl2發生取代反應,應在漫射光的照射下發生,若用強烈日光直接照射,易發生爆炸,A項不正確;甲烷和Cl2反應后試管內壁出現了油狀液滴,是因為該反應生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水,且呈液態的緣故,B項不正確;CH4和Cl2的反應中,Cl2中的Cl原子替代了CH4分子中的H原子,反應屬于取代反應,C項正確;該反應結束后,氣體的體積減少,液面上升,但由于CH3Cl不溶于水,所以液體不能充滿試管,D項不正確。
隨堂檢測·精評價
1.C　解析　氧氣和甲烷的反應需在點燃條件下進行,光照對反應幾乎無影響。
2.C　解析　甲烷的性質穩定,只能與少數物質發生反應,A項錯誤;根據甲烷取代反應的特點,物質的量之比為1∶1的甲烷與氯氣發生取代反應時,所得產物是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳以及氯化氫的混合物,B項錯誤;1 mol烷烴CxHy燃燒耗氧量為(x+) mol,則0.5 mol甲烷完全燃燒時消耗氧氣的物質的量最多為1 mol,C項正確;甲烷中H原子不滿足最外層8電子的結構,D項錯誤。
3.C　解析　A項,分子中有2種不同化學環境的氫原子,一氯代物有2種;B項,分子中有2種不同化學環境的氫原子,一氯代物有2種;C項,分子中6個甲基類型相同,只有1種化學環境的氫原子,故一氯代物有1種;D項,分子中有4種不同化學環境的氫原子,一氯代物有4種。
4.C　解析　A項,正己烷的結構簡式為CH3CH2CH2CH2CH2CH3,正己烷的分子式為C6H14,錯誤;B項,CH3CH2CH2CH2CH2CH3中含有3種不同化學環境的H,一氯代物有3種,錯誤;C項,正戊烷的分子式為C5H12,其結構與正己烷相似,二者的化學式相差1個CH2原子團,二者互為同系物,正確;D項,分子的主鏈上含有4個碳原子,則結構中含有2個甲基,不可能含有乙基,符合條件的結構簡式為(CH3)2CHCH(CH3)2或(CH3)3CCH2CH3,錯誤。
5.(1)C5H12
(2)C5H12+8O25CO2+6H2O
(3)
解析　(1)n(CO2)==0.5 mol,則1 mol該鏈狀烷烴含有5 mol C原子,該烷烴為C5H12。(3)C5H12的同分異構體有CH3CH2CH2CH2CH3、、　三種,其中分子中含有4個甲基的為。(共29張PPT)
第七章
有機化合物
第一節 認識有機化合物
第2課時 烷烴的性質
1.結合實驗，掌握甲烷的主要性質及應用，培養“科學探究與創新意識”的核心素養。
2.根據甲烷的性質，遷移理解烷烴的性質及應用。
一、烷烴的性質
1.烷烴的認識：天然氣、沼氣和煤層氣的主要成分均為______，醫用軟膏中的“凡士
林”、石蠟、汽油、煤油的主要成分是含碳原子數較多的______。
2.烷烴的物理性質（隨分子中碳原子數的增加而遞變）
烷烴均為______于水的____色物質。
（1）熔點、沸點與密度：逐漸______。
（2）狀態：由____態 ____態 ____態，其中常溫、常壓下碳原子數小于或等于4
的烷烴為____態。
甲烷
烷烴
難溶
無
升高
氣
液
固
氣
3.烷烴的化學性質
在通常情況下，烷烴比較穩定，與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不反應。但在特
定條件下可燃燒，在較高溫度下會發生分解，與氯氣等發生取代反應。
（1）氧化反應——燃燒反應
、 燃燒的化學方程式分別為
_ ______________________________________________________。
、
（2）受熱分解——應用于石油化工和天然氣化工生產中。
（3）取代反應——以甲烷為例，寫出化學方程式。
① ____________；
② _____________；
③ ____________；
④ ___________。
取代反應是有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應。
二、有機物的一般性質
1.物理性質：大多數有機物的熔點比較低，難溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有機溶劑。
2.化學性質：大多數有機物容易燃燒，受熱會發生分解；有機物的化學反應比較復雜，
常伴有副反應發生，很多反應需要在加熱、光照或使用催化劑的條件下進行。
1.判斷正誤（正確的打“√”，錯誤的打“×”）。
（1） 在點燃甲烷氣體之前必須檢驗其純度。( )
√
（2） 甲烷化學性質比較穩定，不能被任何氧化劑氧化。( )
×
（3） 甲烷跟氯氣反應無論生成、、還是 ，都屬于取代反應。
( )
√
2.與 在光照下能生成幾種有機物？這些產物的狀態和溶解性如何？
[答案] 種有機物，常溫常壓下一氯甲烷 為氣態，二氯甲烷、三氯甲烷
（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳）均為液態，4種產物都不溶于水。
任務1 烷烴的性質
天然氣、沼氣和煤層氣的主要成分是甲烷；護膚品、醫用軟膏中的“凡士林”和蠟
燭、蠟筆中的石蠟，其主要成分都是含碳原子數較多的烷烴。請結合生活經驗和初中
化學的有關知識，想一想烷烴可能具有哪些性質。
1.甲烷的氧化反應
將甲烷在空氣中點燃，觀察現象，填寫下表：
燃燒現象 檢驗產物 方法 現象 結論
①________ _________ 在火焰上方罩一個干燥的 燒杯 燒杯內壁有②___________ _____產生 生成了③____
在火焰上方罩一個涂有澄 清石灰水的燒杯 燒杯內壁上的澄清石灰水 ④________ 生成了⑤_____
產生淡藍色火焰
水珠（或水霧）
水
變渾濁
甲烷燃燒的化學方程式為⑥_ _________________________。甲烷是優良的氣體燃料，
通常狀況下，甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，放出 能量。因此以甲烷為
主要成分的天然氣、沼氣是理想的清潔能源。
2.甲烷的取代反應
按要求完成下列實驗，并填寫下表：
實驗操 作 ______________________________________________________________________________________________________
實驗現 象
實驗結 論
變淺
油狀液滴
少量白霧
上升
固體析出
光照
續表
（1）上述實驗裝置A中發生反應的化學方程式：
；
；
；
。
（2）取代反應是指________________________________________________________
的反應。和 反應的4種取代產物都____溶于水，除一氯甲烷在常溫下是氣體外，
其他3種都是__________。
有機物分子中的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代
不
油狀液體
1.能否用和按體積之比混合來制取純凈的 ？為什么？
[答案] 不能。和 的反應是連鎖反應，不可能只發生第一步取代反應，生成物為
混合物，即、、和 種有機物與氯化氫形成的混合物。因此不
能用和按的體積之比混合來制取純凈的 。
2.與 在光照條件下發生取代反應，反應完全后，測得4種有機產物的物
質的量相同，則消耗的和生成的 的物質的量分別為多少？
[答案] 種產物的物質的量均為 ，
， ，
。即消耗的物質的量為，生成的 的物質的量為
。
1.烷烴的取代反應（以甲烷與氯氣的反應為例）
2.烷烴的性質
（1）在光照條件下與鹵素單質發生取代反應：

（2）燃燒反應：

（3）隨著碳原子個數的增多，烷烴的熔、沸點逐漸升高，常溫常壓下，分子中碳原
子數大于4的烷烴為非氣態烷烴（新戊烷除外）。
例1 常溫下， 某烷烴在光照條件下與氯氣發生取代反應，若在適當的條件下，完
全取代需要消耗 ，則下列判斷正確的是( ) 。
C
A.該烷烴的分子式為
B.反應所生成的有機產物為
C.該烷烴的四氯代物有2種
D.反應容器中，一氯代物所占的物質的量分數最大
[解析] 設此烷烴的分子式為 ，由于烷烴在光照條件下和氯氣發生取代反應時，
取代需消耗，因此消耗說明該烷烴分子中含6個 ，即
，故，即此烷烴為。A項，此烷烴為 ，錯誤；B項，氯氣和
乙烷發生完全取代后生成，錯誤；C項，該烷烴共有6個 原子，故其四氯代物種
數和二氯代物種數相同，由于乙烷的二氯代物有2種，故其四氯代物也有2種，正確；
D項，反應產物中 的物質的量分數最大，錯誤。
例2 取一支硬質大試管，通過排飽和 溶液的方法先后
收集半試管甲烷和半試管氯氣（如圖）。下列對于試管內
發生的反應及現象的說法正確的是( ) 。
C
A.為增大化學反應速率，應在強烈日光直接照射下完成
B.甲烷和 反應后試管內壁出現了油狀液滴，是因為該反
應生成了氯化氫
C.和 的反應屬于取代反應
D.該反應結束后，液面上升，液體充滿試管
[解析] 與在光照條件下發生反應 、
、 、
，、呈氣態，、、 呈液態，則試
管內的現象為氣體顏色變淺，液面上升，試管內壁有油狀液體附著，水槽內有白色晶
體析出。與 發生取代反應，應在漫射光的照射下發生，若用強烈日光直接照射，
易發生爆炸，A項不正確；甲烷和 反應后試管內壁出現了油狀液滴，是因為該反應
生成的、、不溶于水，且呈液態的緣故，B項不正確；和 的反
應中，中的原子替代了分子中的 原子，反應屬于取代反應，C項正確；該反
應結束后，氣體的體積減少，液面上升，但由于 不溶于水，所以液體不能充滿
試管，D項不正確。
1.在下列反應中，光照對反應幾乎沒有影響的是( ) 。
C
A.氯氣與氫氣的反應 B.氯氣與甲烷的反應
C.氧氣與甲烷的反應 D.次氯酸的分解
[解析] 氧氣和甲烷的反應需在點燃條件下進行，光照對反應幾乎無影響。
2.甲烷是天然氣的主要成分，是一種清潔能源。下列有關甲烷的說法正確的是
( ) 。
C
A.甲烷性質活潑，能與絕大部分物質發生反應
B.物質的量之比為的甲烷和氯氣發生取代反應時，生成物只有和
C.甲烷完全燃燒時消耗氧氣的量最多為
D.甲烷分子中所有原子均滿足最外層8電子的結構
[解析] 甲烷的性質穩定，只能與少數物質發生反應，A項錯誤；根據甲烷取代反應的
特點，物質的量之比為 的甲烷與氯氣發生取代反應時，所得產物是一氯甲烷、二
氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳以及氯化氫的混合物，B項錯誤；烷烴 燃燒耗
氧量為，則甲烷完全燃燒時消耗氧氣的物質的量最多為 ，C項
正確；甲烷中 原子不滿足最外層8電子的結構，D項錯誤。
3.下列烷烴在光照條件下與氯氣反應，只生成一種一氯代物的是( ) 。
C
A. B. C. D.
[解析] 項，分子中有2種不同化學環境的氫原子，一氯代物有2種；B項，分子中有2
種不同化學環境的氫原子，一氯代物有2種；C項，分子中6個甲基類型相同，只有1種
化學環境的氫原子，故一氯代物有1種；D項，分子中有4種不同化學環境的氫原子，
一氯代物有4種。
4.正己烷是優良的有機溶劑，其球棍模型如圖所示，下列有關說法正確的是( ) 。
C
A.正己烷的分子式為
B.正己烷的一氯代物有4種
C.正己烷與正戊烷互為同系物
D.主鏈上含有4個碳原子的正己烷的同分異構體只有1種
[解析] 項，正己烷的結構簡式為，正己烷的分子式為 ，
錯誤；B項，中含有3種不同化學環境的 ，一氯代物有3種，
錯誤；C項，正戊烷的分子式為 ，其結構與正己烷相似，二者的化學式相差1個
原子團，二者互為同系物，正確；D項，分子的主鏈上含有4個碳原子，則結構中
含有2個甲基，不可能含有乙基，符合條件的結構簡式為 或
，錯誤。
5.標準狀況下，某鏈狀烷烴完全燃燒生成 。
（1） 寫出該鏈狀烷烴的分子式：_______。
[解析] ，則該鏈狀烷烴含有 原子，該烷烴
為 。
（2） 寫出該鏈狀烷烴燃燒的化學方程式：_ ____________________________。
（3） 該鏈狀烷烴的同分異構體有多種，寫出分子中含有4個甲基 的結構簡式：
_ _________。
[解析] 的同分異構體有 、 、 三種，其
中分子中含有4個甲基的為 。

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