《烷烴的性質(zhì)》1.了解甲烷的物理性質(zhì)、存在及用途。2.了解甲烷的化學(xué)性質(zhì)，以甲烷為例理解取代反應(yīng)的概念。3..了解甲烷的結(jié)構(gòu)，烷烴的概念、通式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。4.以甲烷為例，認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物分子具有立體結(jié)構(gòu)，初步培養(yǎng)空間想象能力學(xué)習(xí)目標(biāo)一、有機(jī)物1．定義

稱為有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱有機(jī)物。組成有機(jī)物的元素有

等大部分含有C元素的化合物

C、H、O、N、S、P

答案

不一定，少數(shù)含碳化合物如：CO、CO2、H2CO3、碳酸鹽、碳酸氫鹽等，由于它們的組成與性質(zhì)更接近于無(wú)機(jī)物，因此仍把它們歸為無(wú)機(jī)物。含碳元素的化合物一定是有機(jī)物嗎？思維拓展A.多數(shù)熔、沸點(diǎn)低B.多數(shù)難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑C.多數(shù)易燃燒，受熱易分解D.多數(shù)不電離或者難電離，不導(dǎo)電……2、有機(jī)化合物的共同性質(zhì)甲烷的性質(zhì)一、物理性質(zhì)：無(wú)色，無(wú)味，難溶，氣體，密度比空氣的小。收集？天然氣、沼氣、坑道氣、瓦斯甲烷的結(jié)構(gòu)以碳原子為中心，四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的正四面體。鍵角：109°28′分子式電子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式球棍模型比例模型空間結(jié)構(gòu)CH4CH4正四面體點(diǎn)燃CH4前必須驗(yàn)純,否則會(huì)爆炸?，F(xiàn)象：產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰!如何檢驗(yàn)生成物為二氧化碳和水？?二、甲烷的化學(xué)性質(zhì)----可燃性（氧化反應(yīng)）實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.

點(diǎn)燃純凈的甲烷2.在火焰的上方罩干燥潔凈的燒杯3、向反應(yīng)后的燒杯中注入澄清的石灰水安靜燃燒,火焰呈淡藍(lán)色燒杯內(nèi)壁上有水珠澄清石灰水變渾濁甲烷中含氫元素甲烷中含碳元素甲烷易燃用“→”不用“＝”氧化反應(yīng)（可燃性）CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃想一想:怎么用最簡(jiǎn)單的方法把甲烷、氫氣、一氧化碳區(qū)分開(kāi)?

在特定條件下，甲烷能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2、與酸性KMnO4溶液現(xiàn)象：不褪色結(jié)論：一般情況下，性質(zhì)穩(wěn)定，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及強(qiáng)氧化劑等不反應(yīng)。3、與Cl2取代反應(yīng)

光照時(shí)，試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺，液面上升，試管壁出現(xiàn)油狀液滴。現(xiàn)象：

光照

光照

光照

光照+Cl--Cl+HCl+Cl--Cl+HCl+Cl--Cl+HCl+HCl+Cl--Cl取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)A、反應(yīng)條件：光照，在暗處不反應(yīng)、也不能強(qiáng)光直射C、反應(yīng)產(chǎn)物：反應(yīng)產(chǎn)物為有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的混合物，產(chǎn)物中HCl最多E、有機(jī)產(chǎn)物的說(shuō)明四種氯代有機(jī)物均難溶于水，其中一氯甲烷氣態(tài)，其余為油狀液態(tài)，三氯甲烷曾被用作麻醉劑，三氯甲烷和四氯甲烷（四氯化碳）是重要的工業(yè)溶劑氯氣與甲烷反應(yīng)的說(shuō)明

B、反應(yīng)物質(zhì)：純鹵素單質(zhì)反應(yīng)；而與鹵素的水溶液不反應(yīng)

D、1molH被取代需要1molCl2

取代反應(yīng)（甲烷與氯氣的反應(yīng)）

置換反應(yīng)（鋅與稀硫酸反應(yīng)）生成物都是化合物生成物中一定有單質(zhì)反應(yīng)受溫度、壓強(qiáng)催化劑等外界條件的影響多數(shù)在水溶液中進(jìn)行，遵循金屬（或非金屬）活動(dòng)順序反應(yīng)逐漸進(jìn)行，多數(shù)是可逆的反應(yīng)多數(shù)為一步單向進(jìn)行取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的對(duì)比4、高溫分解：隔絕空氣將甲烷加熱到1000℃以上，甲烷分解生成炭黑和氫氣任務(wù)一甲烷的取代反應(yīng)【問(wèn)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(lái)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。【深化拓展】1.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(wèn)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。【變式設(shè)問(wèn)】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(shuō)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(wèn)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)?！舅啬軕?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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(shuō)法正確?！咀兪皆O(shè)問(wèn)】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(shuō)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