《烷烴的性質(zhì)》1.了解烷烴的主要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”的

素養(yǎng)。2.熟練掌握甲烷的主要性質(zhì)，提高“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力。3.認(rèn)識(shí)取代反應(yīng)的概念及特點(diǎn)，培養(yǎng)“微觀探析及變化觀念”。核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1.烷烴的物理性質(zhì)知識(shí)梳理

相似性遞變性(隨分子中碳原子數(shù)增加)熔、沸點(diǎn)較低逐漸_____密度比水___逐漸_____狀態(tài)氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)，常溫常壓下分子中碳原子數(shù)n≤4的烷烴為氣態(tài)(常溫常壓下，新戊烷為氣態(tài))溶解性難溶于

，易溶于汽油等_________升高增大小水有機(jī)溶劑2.化學(xué)性質(zhì)(1)穩(wěn)定性：通常條件下與

、

或

等強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)。(2)可燃性：烷烴都能燃燒。CH4燃燒方程式：________________________C3H8燃燒方程式：__________________________鏈狀烷烴燃燒通式：_____________________________________強(qiáng)酸強(qiáng)堿高錳酸鉀(3)取代反應(yīng)①實(shí)驗(yàn)探究：CH4和Cl2的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A裝置：試管內(nèi)氣體顏色逐漸

；試管內(nèi)壁有

出現(xiàn)，試管中有

，且試管內(nèi)液面

，水槽中有固體析出B裝置：_______變淺油狀液滴一層油狀液體上升無(wú)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論CH4與Cl2在

條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有關(guān)化學(xué)方程式為：________________________；__________________________；__________________________；________________________光照②甲烷的四種氯代產(chǎn)物的性質(zhì)。a.水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均

。b.狀態(tài)：常溫下除CH3Cl是

，其余三種均為

。③取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的

被其他

所替代的反應(yīng)。(4)分解反應(yīng)：烷烴在較高的溫度下會(huì)發(fā)生分解。不溶于水氣體油狀液體某些原子或原子團(tuán)原子或原子團(tuán)(1)C4H10的熔、沸點(diǎn)比CH4的熔、沸點(diǎn)高(

)(2)常溫常壓下，C3H8、C4H10和C6H14都呈液態(tài)(

)√×判斷正誤提示常溫常壓下，分子中碳原子數(shù)n≤4的烷烴為氣態(tài)，故C6H14為液態(tài)。提示CH4和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成物除CH3Cl和HCl外，還有CH2Cl2、CHCl3、CCl4。(3)烷烴的密度都小于水的密度(

)(4)乙烷也可以和氯氣在光照條件下，發(fā)生取代反應(yīng)(

)(5)CH4和Cl2按體積比1∶1混合，發(fā)生取代反應(yīng)生成的產(chǎn)物只有兩種(

)√√×1.CH4和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是什么？如1molCH4和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，生成的氯代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣為多少摩爾？提示產(chǎn)物中最多的為HCl，根據(jù)取代反應(yīng)的特點(diǎn)，每取代一個(gè)氫原子，則消耗一個(gè)氯氣分子，故生成1molCH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4所消耗的氯氣為1mol、2mol、3mol、4mol，則1molCH4和Cl2反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的氯代物消耗的氯氣為0.25×(1＋2＋3＋4)mol＝2.5mol。深度思考2.乙烷和甲烷性質(zhì)相似，乙烷和氯氣按體積比1∶1混合，光照條件下能生成純凈的一氯乙烷嗎？提示不能，因?yàn)橥闊N和氯氣的反應(yīng)是連鎖反應(yīng)，故乙烷分子中的氫原子是被氯原子逐步取代，故產(chǎn)物是一氯乙烷到六氯乙烷和HCl的混合物，不能得到純凈的一氯乙烷。歸納總結(jié)烷烴(以甲烷為例)發(fā)生取代反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律(1)反應(yīng)條件：反應(yīng)條件為光照，其光照為漫射光，強(qiáng)光直射易發(fā)生爆炸。(2)反應(yīng)物：反應(yīng)物為鹵素單質(zhì)，如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，但可以與氯氣、溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)。(3)反應(yīng)產(chǎn)物：雖然反應(yīng)物的比例、反應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)短等因素會(huì)造成各種產(chǎn)物的比例不同，但甲烷與氯氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機(jī)物與HCl形成的混合物。反應(yīng)產(chǎn)物中HCl的物質(zhì)的量最多。(4)反應(yīng)特點(diǎn)①連鎖反應(yīng)甲烷分子中的氫原子被氯原子逐步取代，第一步反應(yīng)一旦開始，后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行，且各步反應(yīng)可同時(shí)進(jìn)行。即當(dāng)n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1時(shí)，并不只發(fā)生反應(yīng)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，其他反應(yīng)也在進(jìn)行。②數(shù)量關(guān)系CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)，每有1molH被取代，則消耗1molCl2，同時(shí)生成1molHCl，即n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，最多消耗4molCl2。1.(2019·濟(jì)南月考)下列關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述正確的是A.烷烴的沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)增加而逐漸降低B.烷烴易被酸性高錳酸鉀溶液氧化C.在光照條件下，烷烴易與溴水發(fā)生取代反應(yīng)D.烷烴的鹵代反應(yīng)很難得到純凈的產(chǎn)物跟蹤強(qiáng)化1234√解析烷烴的沸點(diǎn)一般隨碳原子數(shù)增加而逐漸升高，A項(xiàng)錯(cuò)誤；烷烴通常情況下性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在光照條件下，烷烴只能與純凈的鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)，不與溴水反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于鹵素原子取代烷烴分子中氫原子的位置和個(gè)數(shù)難以控制，故很難得到純凈的產(chǎn)物，D項(xiàng)正確。13422.幾種烷烴的沸點(diǎn)如下：解析隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的沸點(diǎn)逐漸升高，丙烷的沸點(diǎn)應(yīng)介于乙烷和丁烷的沸點(diǎn)之間。1234烷烴甲烷乙烷丁烷戊烷沸點(diǎn)/℃－162－89－136根據(jù)以上數(shù)據(jù)推斷丙烷的沸點(diǎn)可能是A.約－40℃ B.低于－162℃C.低于－89℃ D.高于36℃√3.若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比1∶3混合，在光照下得到的有機(jī)產(chǎn)物：①CH3Cl，②CH2Cl2，③CHCl3，④CCl4，其中正確的是A.只有①

B.只有③C.①②③的混合物

D.①②③④的混合物解析CH4和Cl2的取代反應(yīng)為連鎖反應(yīng)，無(wú)論兩者的物質(zhì)的量之比為多少，其產(chǎn)物都是HCl和CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，故選D。134√24.(2018·上海靜安區(qū)高一檢測(cè))將體積比為1∶4的甲烷與氯氣混合于一集氣瓶中，加蓋后置于光亮處，下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論敘述不正確的是A.產(chǎn)物中只有四氯化碳分子是正四面體結(jié)構(gòu)B.瓶中氣體的黃綠色逐漸變淺，瓶?jī)?nèi)壁有油狀液滴形成C.若日光直射，可能發(fā)生爆炸D.生成物只有CCl4、HCl134√2解析A項(xiàng)，CCl4與CH4結(jié)構(gòu)一樣，為正四面體，正確。B項(xiàng)，CH4與Cl2反應(yīng)消耗Cl2，所以黃綠色逐漸變淺，反應(yīng)生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是油狀液體，正確。C項(xiàng)，若日光直射，反應(yīng)劇烈，放出大量的熱，氣體體積膨脹，可能發(fā)生爆炸，正確。D項(xiàng)，CH4與Cl2反應(yīng)，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，錯(cuò)誤。1342任務(wù)一甲烷的取代反應(yīng)【問題探究】1.根據(jù)取代反應(yīng)的原理,能否用CH4和Cl2按1∶1的體積比混合來制取純凈的CH3Cl?提示

不能。CH4和Cl2的反應(yīng)是鏈鎖反應(yīng),不可能只發(fā)生第一步取代反應(yīng),將CH4與Cl2按體積比1∶1反應(yīng),生成物為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機(jī)物與氯化氫,因此無(wú)法制取純凈的CH3Cl。2.CH4和Cl2取代反應(yīng)的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是什么?它與Cl2在物質(zhì)的量上有什么關(guān)系?提示

因?yàn)樵贑H4和Cl2的取代反應(yīng)中,每一步都有HCl生成,故產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是HCl。根據(jù)化學(xué)方程式可知,每生成1

mol

HCl則消耗1

mol

Cl2,故反應(yīng)生成的HCl與反應(yīng)消耗的Cl2的物質(zhì)的量相等?！旧罨卣埂?.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)2.取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的比較

類別取代反應(yīng)置換反應(yīng)實(shí)例CH4+Cl2

CH3Cl+HClZn+H2SO4===ZnSO4+H2↑定義有機(jī)物分子里的原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)反應(yīng)物一種化合物和另一種化合物或單質(zhì)一種單質(zhì)和一種化合物生成物一般生成兩種新化合物另一種化合物和另一種單質(zhì)反應(yīng)中電子得失不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,因此不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,一定是氧化還原反應(yīng)【素能應(yīng)用】典例1某課外活動(dòng)小組利用如圖所示裝置探究甲烷與氯氣的反應(yīng)。根據(jù)題意,回答下列問題:(1)CH4與Cl2發(fā)生反應(yīng)的條件是

;若用日光直射,可能會(huì)引起

。

(2)實(shí)驗(yàn)中可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有:量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴,飽和食鹽水中有少量固體析出,

,

等。

(3)實(shí)驗(yàn)中生成的油狀液滴的化學(xué)式為

,其中

是工業(yè)上重要的溶劑。

(4)用飽和食鹽水而不用水的原因是

。

答案

(1)光照爆炸(2)量筒內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺量筒內(nèi)液面上升(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4

CHCl3、CCl4(4)降低Cl2在水中的溶解度,抑制Cl2和水的反應(yīng)解析

CH4和Cl2在光照條件下反應(yīng)生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物質(zhì),隨著反應(yīng)進(jìn)行,Cl2不斷消耗,黃綠色逐漸消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4在常溫下是無(wú)色油狀液體,故量筒內(nèi)壁上出現(xiàn)油狀液滴。因生成的HCl易溶于水,量筒內(nèi)的壓強(qiáng)減小,液面上升。HCl溶于水后,溶液中Cl-濃度增大,使NaCl固體析出。規(guī)律方法由于甲烷分子中的4個(gè)C—H鍵完全相同,所以它們都有可能發(fā)生反應(yīng),即甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物很復(fù)雜,生成物常包括4種有機(jī)物和氯化氫,其中氯化氫的量最多,4種有機(jī)物的比例因反應(yīng)物的比例、反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短等因素而變化?！咀兪皆O(shè)問】從甲烷與Cl2反應(yīng)的機(jī)理分析,所得產(chǎn)物中含量最大的是哪種物質(zhì)?提示

HCl;CH4與Cl2發(fā)生系列取代反應(yīng),每一步反應(yīng)都生成HCl。變式訓(xùn)練1(2021山東煙臺(tái)高一期末)把1體積CH4和4體積Cl2組成的混合氣體充入大試管中,將此試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽里,放在光亮處。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.試管內(nèi)液面逐漸上升B.有機(jī)產(chǎn)物只有CCl4C.混合氣體的淺黃綠色逐漸變淺D.水槽內(nèi)有白色晶體析出答案

B解析

甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng),生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油狀的液體,一氯甲烷是氣體,生成的氯化氫極易溶于水,其中的有機(jī)產(chǎn)物均難溶于水,生成的產(chǎn)物均無(wú)色,因此試管中氣體顏色會(huì)變淺。氯化氫溶于水后導(dǎo)致試管內(nèi)液面上升,A正確;甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生了取代反應(yīng),生成的物質(zhì)有CH3Cl(氣體)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,B錯(cuò)誤;生成的產(chǎn)物均無(wú)色,試管中氣體顏色會(huì)變淺,C正確;氯化氫溶于水后溶液中氯離子濃度增大,導(dǎo)致飽和氯化鈉溶液中有氯化鈉固體析出,D正確。任務(wù)二烷烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【問題探究】1.甲烷是可燃性氣體,在點(diǎn)燃可燃性氣體前要注意什么?提示

可燃性氣體在點(diǎn)燃前要驗(yàn)純,因?yàn)榭扇夹詺怏w和空氣混合,如果在爆炸極限內(nèi),點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸。2.根據(jù)甲烷的性質(zhì),推測(cè)丙烷具有哪些化學(xué)性質(zhì)?提示

能與O2發(fā)生燃燒反應(yīng),能與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng)。3.多碳原子鏈狀烷烴(如CH3—CH2—CH2—CH3)分子中,碳鏈?zhǔn)侵本€形結(jié)構(gòu)嗎?提示

不是。在CH3—CH2—CH2—CH3分子中,碳原子與其相連的4個(gè)原子在空間形成四面體結(jié)構(gòu),因此多碳原子直鏈烷烴分子中的碳鏈應(yīng)為鋸齒狀?！旧罨卣埂?.烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)單鍵:碳原子之間以碳碳單鍵相結(jié)合。(2)飽和:碳原子剩余價(jià)鍵全部與氫原子相結(jié)合,烷烴是飽和烴,含相同碳原子數(shù)的有機(jī)物分子里,鏈狀烷烴的含氫量最大。2.烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì)和甲烷相似,通常情況下不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及強(qiáng)氧化劑發(fā)生反應(yīng),都不能夠使酸性高錳酸鉀溶液以及溴水褪色。(1)鏈狀烷烴在光照條件下與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)。(2)鏈狀烷烴的燃燒反應(yīng)。【素能應(yīng)用】典例2下列有關(guān)烷烴的敘述正確的是(

)①在烷烴分子中,所有的化學(xué)鍵都是單鍵②烷烴中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去③通式為CnH2n+2的烴不一定是烷烴④所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)⑤光照條件下,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

烷烴分子中無(wú)論是碳碳鍵還是碳?xì)滏I,都是單鍵,①說法正確;烷烴屬飽和鏈烴,其化學(xué)性質(zhì)一般比較穩(wěn)定,通常烷烴不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑(如酸性KMnO4溶液)反應(yīng),也不能使溴水褪色,②⑤說法不正確;因通式CnH2n+2中的碳原子已達(dá)完全飽和,因此符合通式CnH2n+2的有機(jī)物一定是烷烴,③說法不正確;烷烴在光照下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),這是烷烴的主要特性之一,④說法正確。【變式設(shè)問】甲烷不能被酸性KMNO4溶液氧化,因此甲烷不能發(fā)生氧化反應(yīng),這種觀點(diǎn)是否正確?為什么?提示

不正確;點(diǎn)燃時(shí),甲烷能與O2反應(yīng)生成CO2和H2O,該反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)。變式訓(xùn)練2(2021湖南湘中名校高一期末)0.1mol某鏈狀烷烴完全燃燒生成13.44LCO2(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下),下列說法正確的是(

)A.該烷烴的分子式為C6H12B.該烷烴的同分異構(gòu)體有6種C.1mol該烷烴完全燃燒需要消耗2.5molO2D.該烷烴與甲烷屬于同系物答案

D解析

標(biāo)準(zhǔn)狀況下,13.44

L

CO2的物質(zhì)的量為0.6

mol,即0.1

mol某鏈狀烷烴完全燃燒生成0.6

mol

CO2,則該烴分子中含有6個(gè)碳原子,即分子式為C6H14,A錯(cuò)誤;含有6個(gè)碳的烷烴分子式為C6H14,該烷烴的同分異構(gòu)體有5種,B錯(cuò)誤;含有6個(gè)碳的烷烴分子式為C6H14,1

mol該烷烴完全燃燒需要消耗O2的量為6

mol+

mol=9.5

mol,C錯(cuò)誤;甲烷屬于飽和烴,C6H14也屬于飽和烴,且分子組成上相差5個(gè)CH2原子團(tuán),二者屬于同系物關(guān)系,D正確。

隨堂檢測(cè)1.下列不屬于有機(jī)物特點(diǎn)的是(

)A.大多數(shù)有機(jī)物難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑B.有機(jī)物之間發(fā)生的反應(yīng)比較復(fù)雜,反應(yīng)速率一般較慢C.絕大多數(shù)有機(jī)物受熱不易分解,而且不易燃燒D.大多數(shù)有機(jī)物是非電解質(zhì),不易導(dǎo)電、熔點(diǎn)低答案

C解析

大多數(shù)有機(jī)物難溶于水,易溶于汽油、酒精等有機(jī)溶劑,A項(xiàng)正確;有機(jī)物之間的反應(yīng)比較復(fù)雜,且常伴有副反應(yīng)發(fā)生,故反應(yīng)速率一般較慢,B項(xiàng)正確;大多數(shù)有機(jī)物受熱易分解且易燃燒,C項(xiàng)錯(cuò)誤;大多數(shù)有機(jī)物在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電,屬于非電解質(zhì),D項(xiàng)正確。2.(2021福建泉州高一期末)實(shí)驗(yàn)室用如圖1所示的裝置(夾持裝置略),進(jìn)行甲烷與氯氣在光照條件下的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.可發(fā)生反應(yīng):CH4+Cl2CH3Cl+HClB.光照一段時(shí)間后,產(chǎn)生如圖2所示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象C.反應(yīng)過程中,飽和食鹽水中有NaCl晶體析出D.若用乙烷替代甲烷進(jìn)行實(shí)驗(yàn),也能發(fā)生反應(yīng)答案

B解析

光照條件下,CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),生成物中CH3Cl、HCl是氣體,CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是液體,HCl易溶于水,CH3Cl不溶于水,故試管中液面上升,但液體不會(huì)充滿試管,B錯(cuò)誤。3.下列