第七章　第一节　第3课时　烷烃的性质--人教版高中化学必修第二册同步课件+讲义+专练（新教材）

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DISANKESHI烷烃的物理性质及可燃性 / 烷烃的典型性质——取代反应 / 随堂演练　知识落实 / 课时对点练烷烃的性质第七章第3课时核心素养 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。内容索引随堂演练　知识落实课时对点练一、烷烃的物理性质及可燃性二、烷烃的典型性质——取代反应烷烃的物理性质及可燃性 1.烷烃的物理性质升高增大水有机溶剂小2.烷烃的稳定性及可燃性(1)稳定性：通常情况下，烷烃比较稳定，与_____、_____或高锰酸钾等_________不发生反应。(2)可燃性：烷烃可以在空气中完全燃烧，发生_____反应，生成CO2和H2O。CH4燃烧的化学方程式：_________________________。C3H8燃烧的化学方程式：___________________________。链状烷烃燃烧通式：_____________________________________。(3)分解反应：烷烃在_________下会发生分解。强酸强碱强氧化剂氧化较高温度(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( )×正误判断√√×√应用体验1.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.15 g·L－1，则关于此混合物的组成说法不正确的是A.一定有甲烷B.一定不存在乙烷C.可能是甲烷和乙烷的混合物D.不可能为乙烷和丙烷的混合物√该混合烷烃的平均摩尔质量为1.15 g·L－1×22.4 L·mol－1＝25.76 g·mol－1，即平均相对分子质量为25.76，相对分子质量小于25.76的烷烃是CH4，其他烷烃都大于25.76，故混合物中一定有甲烷，A正确；乙烷的相对分子质量为30，可能有，也可能没有，故B错误、C正确；乙烷和丙烷的相对分子质量都大于25.76，故不可能是乙烷和丙烷的混合物，D正确。2.标准状况下，0.1 mol某链状烷烃完全燃烧生成11.2 L CO2。(1)写出该链状烷烃的分子式：______。C5H12(2)写出该链状烷烃燃烧的化学方程式：___________________________。C5H12＋8O2 5CO2＋6H2O(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：____________。C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、 、三种，其中分子中含有4个甲基的为 。返回烷烃的典型性质——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)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.取代反应(1)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。(2)特点①烷烃的取代反应是一种连锁反应，不会停留在某一步，因此产物一般为_______。②烷烃分子中1 mol氢原子被取代，消耗______卤素单质，同时生成1 mol卤代氢，1 mol CnH2n＋2与Cl2发生取代反应，最多消耗卤素单质为_______ mol。③烷烃中有几种不同化学环境的氢就可以生成几种一氯代物。原子或原子团混合物1 mol2n＋23.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。低难易(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1 mol HCl，则有1 mol Cl2参加反应( )(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( )×正误判断√×××应用体验1.下列反应属于取代反应的是_______(填序号)。①CH4 C＋2H2②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu③CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl④2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2⑤CH3OH＋HCl CH3Cl＋H2O⑥CH3CH2Br＋H2O CH3CH2OH＋HBr⑦CH4＋2O2 CO2＋2H2O③⑤⑥①为CH4在高温下的分解反应；②和④为无机反应中的置换反应，也为氧化还原反应；⑦为CH4的燃烧，属于氧化反应，③⑤⑥属于有机反应中的取代反应。2.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：试管内壁出现油状液滴，_________________________，_______________等。(3)实验中生成的油状液滴的分子式为____________________，其中____________是工业上重要的有机溶剂。光照爆炸试管内黄绿试管内液面上升色气体颜色变浅CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3和CCl4归纳总结烷烃(以甲烷为例)发生取代反应的有关规律(1)反应条件：光照，其光照为漫射光，强光直射易发生爆炸。(2)反应物：卤素单质，如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。(3)反应产物：虽然反应物的比例、反应时间的长短等因素会造成各种产物的比例不同，但甲烷与氯气反应生成的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物。反应产物中HCl的物质的量最多。归纳总结(4)反应特点——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。即当n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1时，并不只发生反应CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl，其他反应也在进行。返回随堂演练　知识落实 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12345√烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A项错误；烷烃通常情况下性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，B项错误；在光照条件下，烷烃只能与纯净的卤素单质发生取代反应，不与溴水反应，C项错误；由于卤素原子取代烷烃分子中氢原子的位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，D项正确。123452.在标准状况下，22.4 L CH4与Cl2在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2的物质的量为A.0.5 mol B.2 molC.2.5 mol D.4 mol12345√方法一　守恒法1 mol CH4与Cl2发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，这四种取代物中n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，根据取代反应特点，n(HCl)＝2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol＋2.5 mol＝5 mol，参加反应的n(Cl2)＝2.5 mol。1234512345方法二　根据化学方程式进行计算设四种有机取代物的物质的量均为1 mol，写出取代反应总的化学方程式：4CH4＋10Cl2 CH3Cl＋CH2Cl2＋CHCl3＋CCl4＋10HCl，由此可知，4 mol CH4正好与10 mol Cl2反应，当1 mol CH4反应时，消耗2.5 mol Cl2。3.下列烷烃在光照条件下与氯气反应，只生成一种一氯代物的是A.CH3CH2CH2CH3 B.C. D.12345√A项，分子中有2种类型的氢原子，一氯代物有2种；B项，分子中有2种类型的氢原子，一氯代物有2种；C项，分子中6个甲基类型相同，氢原子只有1种类型，故一氯代物有1种；D项，分子中有4种类型的氢原子，一氯代物有4种。123454.如图所示，在光照条件下，将盛有CH4和Cl2的试管倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验，不可能出现的现象是A.试管中液面上升至试管顶部B.试管内的黄绿色变浅C.试管内壁出现油状液滴D.试管内出现少量白雾12345√反应生成的一氯甲烷为气体，故液面不会上升至试管顶部，A项错误；氯气与甲烷发生反应，逐渐被消耗，生成无色物质，黄绿色变浅，B项正确；反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳不溶于水，为油状液滴，C项正确；CH4和Cl2发生取代反应，生成HCl，HCl遇水形成酸雾，D项正确。123455.(2022·长春外国语学校高一期中)如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有CH4和Cl2(体积比为1∶4)的混合气体，假定Cl2在水中的溶解度可以忽略不计。将该装置放置在有漫射光的地方，让混合气体缓慢反应一段时间。回答下列问题：(1)假设CH4与Cl2完全反应，且只生成一种有机物，写出发生反应的化学方程式：________________________。12345若CH4和Cl2完全反应且只生成一种有机物，则CH4中的4个氢原子被完全取代，生成CCl4和HCl，化学方程式为CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl。12345(2)若CH4与Cl2的体积比为1∶1，则反应得到的产物为___(填字母，下同)。A.CH3Cl、HClB.CCl4、HClC.CH3Cl、CH2Cl2D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HClCH4与Cl2的取代反应是一种连锁反应，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，因此四步反应均发生，故得到4种氯代产物和HCl。12345D(3)经过几个小时的反应，U形管右侧的水面___。A.升高 B.降低C.不变 D.无法确定CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应，U形管左侧生成的HCl气体极易溶于水，在此条件下除CH3Cl外其他3种氯代产物均为液体，U形管左侧气体压强减小，U形管右侧液面降低，左侧液面升高。12345B(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左侧观察到的现象有__________________________________________________________________________。因左侧生成的HCl溶于水后发生反应：2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl，所以除了能观察到U形管左侧液面升高，内壁有油状液滴附着，气体颜色变浅或消失，还能观察到有白色胶状沉淀生成。12345 液面升高，内壁附有油状液滴，黄绿色气体颜色变浅或消失，有白色胶状沉淀生成(5)右端玻璃管的作用是__________。12345平衡气压返回课时对点练 题组一　烷烃的性质1.下列有关烷烃性质的叙述不正确的是A.常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应B.烷烃都具有还原性，能被氧气氧化C.烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水D.烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色1234567891011121314√烷烃为碳、氢元素组成的化合物，原子间均以单键结合，属于饱和烃，性质稳定，常温下与酸、碱、强氧化剂不反应，A正确、D错误；烷烃都能在氧气中燃烧，表现出还原性，B正确；烷烃为碳、氢元素组成的化合物，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，C正确。12345678910111213142.在1.013×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是1234567891011121314A.在标准状况下，新戊烷是气体B.在1.013×105 Pa、20 ℃时，戊烷 都是液体C.烷烃随碳原子数的增加，熔点降低D.分子式为C5H12的烷烃的同分异构 体中，随支链的增加，沸点降低√由题表信息可知，新戊烷的沸点是9.5 ℃，标准状况下是液体，20 ℃时是气体，A、B项错误；烷烃随碳原子数的增加，熔点升高，C项错误；C5H12的三种同分异构体中，随支链数的增加，沸点降低，D项正确。12345678910111213143.分子中含有2～5个碳原子的直链烷烃沸点的数据如下表所示：1234567891011121314下列判断错误的是A.正庚烷在常温、常压下肯定 不是气体B.碳原子数大于4的烷烃在常温下一定为液体C.一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高D.一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃的密度逐渐增大√根据表格中数据可知，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高，由于正庚烷分子中碳原子数大于正戊烷分子中的碳原子数，所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体，A项正确；一般情况下，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高，密度逐渐增大，C、D项正确；新戊烷在常温下为气体，B项错误。12345678910111213144.已知有一种烃的结构类似自行车，简称“自行车烃”，如图所示，下列关于它的性质叙述正确的是A.易溶于水B.可以发生取代反应C.其密度大于水的密度D.与环己烷互为同系物√1234567891011121314烷烃都难溶于水，密度比水小，可以发生取代反应，A、C错误，B正确；“自行车烃”与环己烷二者结构不同，不满足分子式相差n个CH2原子团的要求，所以和环己烷不互为同系物，D错误。12345678910111213145.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是1234567891011121314√甲烷和氯气在光照条件下反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，试管内压强减小，外压大于内压，试管内液面升高，且试管内出现白雾和油状液滴，综合上述分析，D项正确。1234567891011121314题组二　取代反应的理解及判断6.下列反应属于取代反应的是①CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl②2HI＋Cl2===2HCl＋I2③CO＋2H2 CH3OH④CH3CH2CN＋Cl2 ＋HCl⑤CH3CH2OH＋HBr CH3CH2Br＋H2OA.①② B.①②③④ C.①④⑤ D.②④⑤1234567891011121314√①CHCl3中的H原子被Cl原子取代，属于取代反应；②该反应属于置换反应；③该反应属于化合反应；④CH3CH2CN分子中—CH2—上的1个H原子被Cl原子取代，属于取代反应；⑤CH3CH2OH分子中的—OH被Br原子取代，属于取代反应。12345678910111213147.下列物质的一氯代物有4种的是A.CH3CH2CH3B.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3C.D.√1234567891011121314CH3CH2CH3中含有2种等效氢原子，其一氯代物只有2种，A错误；CH3CH2CH(CH3)CH2CH3中含有4种等效氢原子，其一氯代物有4种，B正确； 中含有2种等效氢原子，其一氯代物有2种，C错误； 中含有3种等效氢原子，其一氯代物有3种，D错误。12345678910111213148.下列各组有机物中，其一氯代物的数目不相等的是A.正戊烷和正己烷B.新戊烷和C.环戊烷( )和乙烷D.丙烷和√1234567891011121314正戊烷有3种等效的H原子，其一氯代物有3种；正己烷有3种等效的H原子，其一氯代物有3种，A项不符合题意；新戊烷中所有H原子等效，其一氯代物只有1种； 有2种等效的H原子，其一氯代物有2种，B项符合题意；环戊烷中所有H原子等效，其一氯代物只有1种，乙烷中所有H原子等效，其一氯代物只有1种，C项不符合题意；丙烷有2种等效的H原子，其一氯代物有2种； 有2种等效的H原子，其一氯代物有2种，D项不符合题意。12345678910111213149.下列说法正确的是A.链状烷烃的通式为CnH2n＋2，随着n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小B. 和 互为同系物C.丙烷的空间填充模型为D.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目不可能相同1234567891011121314√随着碳原子数的增多，链状烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大，A项错误； 和 的结构相似、分子组成相差一个CH2原子团，二者互为同系物，B项正确；丙烷的球棍模型为 ，C项错误；1234567891011121314CH3CH3的一氯代物只有1种，C5H12有3种同分异构体，其中的一氯代物只有1种，D项错误。123456789101112131410.一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列说法不正确的是A.X的分子式为C4H10B.X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3C.将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色D.X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物√123456789101112131417.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol，据此可得C原子与H原子的个数之比为0.4 mol∶1 mol＝4∶10，故链状烷烃X的分子式为C4H10，A项正确；C4H10有两种结构，B项正确；烷烃不与酸性KMnO4溶液反应，故溶液不褪色，C项错误；正丁烷和异丁烷分子中都有2种氢原子，故无论是哪种丁烷与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物，D项正确。123456789101112131411.(2022·无锡高一检测)立方烷是一种新合成的烃，其分子结构为正方体，其碳架结构如图所示。下列有关立方烷的说法正确的是A.立方烷的分子式为C8H18B.立方烷和氯气发生取代反应，1 mol立方烷最多 会生成4 mol HClC.1 mol立方烷完全燃烧消耗氧气的体积为224 LD.立方烷的一氯代物只有1种，二氯代物有3种√1234567891011121314根据碳原子成键特点，立方烷的分子式为C8H8，A项错误；1 mol立方烷和氯气反应，最多需要8 mol氯气，生成8 mol HCl，B项错误；根据燃烧方程式C8H8＋10O2 8CO2＋4H2O，燃烧1 mol立方烷需要10 mol氧气，在标准状况下为224 L，但所给选项氧气的状态不确定，不一定为标准状况，C项错误；立方烷分子是高度对称的，分子中只有一种等效氢，故其一氯代物只有1种，二氯代物有3种，D项正确。123456789101112131412.(2022·银川高一期末)两种气态烃组成的混合气体，完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随着混合烃的物质的量的变化如图所示，则下列对混合烃的判断正确的是①可能有C2H2　②一定有CH4　③一定有C3H8　④一定没有C4H6　⑤可能有C2H6A.②⑤ B.②④C.③④ D.②③√1234567891011121314由题图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4，根据碳原子平均数可知，该混合气体中一定含有CH4，由氢原子平均数可知，另一气态烃中氢原子数目为4，碳原子数目大于1.6，且不超过4，故一定没有C2H2、C3H8、C4H6、C2H6，故②④正确。123456789101112131413.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10 mL CH4，同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2，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______。1234567891011121314②③在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl。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积比为5∶1＞4∶1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。1234567891011121314(2)甲管中发生的化学反应类型为__________。甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子取代，故甲管中发生的是取代反应。1234567891011121314取代反应(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.饱和食盐水剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。1234567891011121314B(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___________。生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴紫色石蕊溶液，溶液变红色。1234567891011121314液体分为两层，产生白色沉淀溶液变红色14.(2022·金华高一检测)利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图所示。根据设计要求回答下列问题：(1)A装置中发生反应的离子方程式是__________________________________________。1234567891011121314Cl2↑＋2H2O浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气、水和氯化锰，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。1234567891011121314(2)B装置有三种功能：①______________；②均匀混合气体；③干燥混合气体。B装置除具有均匀混合气体、干燥混合气体的作用之外，还可以根据气泡多少控制气流速度。1234567891011121314控制气流速度(3)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：_______________________。1234567891011121314在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，这说明有碳单质产生，则置换出碳单质的化学方程式为CH4＋2Cl2 C＋4HCl。(4)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是________________。氯气能与KI反应生成氯化钾和I2，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气。1234567891011121314吸收过量的氯气(5)E装置的作用是____(填字母)。A.吸收氯气　B.吸收氯化氢　C.防止倒吸E装置中盛装的是水，反应中有HCl生成，HCl极易溶于水，所以E装置的作用是吸收氯化氢和防止倒吸。1234567891011121314BC(6)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气中主要的含氯有机物为___(填字母)。A.CH3Cl B.CH2Cl2C.CHCl3 D.CCl4甲烷与氯气反应生成的四种氯代烃中，只有一氯甲烷是气体，故尾气中主要的含氯有机物为CH3Cl。1234567891011121314A返回