高中化學(xué)新人教版必修第二冊第七章第1節(jié)第2課時烷烴的性質(zhì)課件

第2課時

烷烴的性質(zhì)素養(yǎng)目標(biāo)1.通過實驗探究甲烷與氯氣的反應(yīng),理解取代反應(yīng)的本質(zhì)。培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。2.通過閱讀教材,認識烷烴的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知等學(xué)科素養(yǎng)。3.初步了解多數(shù)有機物與無機物的區(qū)別。知識鋪墊必備知識正誤判斷1.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底埋藏著大量可燃燒的“冰”——“可燃冰”,其中主要含有甲烷水合物,可成為未來的新能源。2.在點燃甲烷前,應(yīng)先檢驗甲烷的純度,純凈的甲烷在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰。3.置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。知識鋪墊必備知識正誤判斷一、烷烴的性質(zhì)1.物理性質(zhì)一般來說,隨著分子中碳原子數(shù)的增加:(1)熔、沸點:逐漸升高。(2)狀態(tài):由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài),其中常溫、常壓下分子中碳原子數(shù)小于或等于4的烷烴為氣態(tài)。(3)密度:逐漸增大且均比水的密度小。(4)溶解性:難溶于水。知識鋪墊必備知識正誤判斷2.化學(xué)性質(zhì)(1)穩(wěn)定性:在通常情況下,烷烴比較穩(wěn)定,與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不發(fā)生反應(yīng)。(2)可燃性:烷烴可以在空氣中完全燃燒,生成二氧化碳和水,并放出大量的熱。知識鋪墊必備知識正誤判斷【微思考1】空氣中含甲烷5%~15%或氧氣中含甲烷5.4%~59.2%時,遇火花將發(fā)生爆炸,煤礦中的瓦斯爆炸多數(shù)是甲烷氣體爆炸引發(fā)的。假如你是一名煤礦工人,當(dāng)你在礦井采礦時,為預(yù)防瓦斯爆炸,你會采取哪些措施呢?提示:及時通風(fēng)、避免明火。知識鋪墊必備知識正誤判斷(3)受熱分解:烷烴在較高溫度下會發(fā)生分解反應(yīng)。(4)取代反應(yīng)(以CH4與Cl2的反應(yīng)為例):實驗操作

實驗現(xiàn)象A裝置:a.試管內(nèi)氣體黃綠色逐漸變淺b.試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)c.試管內(nèi)液面上升B裝置:無明顯現(xiàn)象知識鋪墊必備知識正誤判斷常溫下,一氯甲烷為氣體,二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯甲烷(四氯化碳)都為液體,4種產(chǎn)物都不溶于水。知識鋪墊必備知識正誤判斷【微思考2】根據(jù)烷烴取代反應(yīng)的特點分析,乙烷與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)后得到的有機物是6種嗎?提示:不是。乙烷的一氯代物、五氯代物、六氯代物各有1種,二氯代物、三氯代物、四氯代物各有2種,共有9種。(5)取代反應(yīng)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(yīng)。烷烴在一定條件下,可以與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)。知識鋪墊必備知識正誤判斷二、大多數(shù)有機化合物的通性1.物理性質(zhì)(1)熔點比較低。(2)難溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等有機溶劑。2.化學(xué)性質(zhì)大多數(shù)有機物容易燃燒,受熱會發(fā)生分解;有機物的化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜,常伴有副反應(yīng)發(fā)生,很多反應(yīng)需要在加熱、光照或使用催化劑的條件下進行。知識鋪墊必備知識正誤判斷(1)C5H12的熔點、沸點比C3H8的熔點、沸點高。(

)(2)常溫常壓下,C3H8呈氣態(tài),C6H14呈液態(tài)。(

)(3)乙烷能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)而使之褪色。(

)(4)所有有機化合物均易燃燒,所以有機化合物都不能用來滅火。(

)(5)甲烷與氯氣按照物質(zhì)的量之比1∶4反應(yīng),有機產(chǎn)物只有四氯化碳。(

)答案:(1)√

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測甲烷的取代反應(yīng)問題探究1.根據(jù)取代反應(yīng)的原理,思考能否用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)是連鎖反應(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、CCl4四種有機物與氯化氫,因此無法制取純凈的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:因為在CH4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。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測深化拓展1.甲烷與氯氣的取代反應(yīng)任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測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)實例CH4+Cl2

CH3Cl+HClZn+H2SO4

===ZnSO4+H2↑定義有機物分子里的原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應(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)和一種化合物任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測類別取代反應(yīng)置換反應(yīng)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)任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測素能應(yīng)用典例1某課外活動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,可能會引起

。

(2)實驗中可觀察到的實驗現(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)實驗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

。

任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案:(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。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測規(guī)律方法由于甲烷分子中的4個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種有機物和氯化氫,其中氯化氫的量最多;4種有機物的比例因反應(yīng)物的比例、反應(yīng)時間的長短等因素而變化。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練1在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LCH4與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng),待反應(yīng)完全后,測得四種有機取代物的物質(zhì)的量相等,則消耗的Cl2的物質(zhì)的量為(

)A.0.5mol B.2mol C.2.5mol D.4mol答案:C解析:1

mol

CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各

mol,這四種取代物中n

mol,根據(jù)取代反應(yīng)特點,生成的n

mol,故生成物中所含氯原子共

mol=5

mol,參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量n(Cl2

mol。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測烷烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)問題探究1.右圖說明甲烷是可燃性氣體,在點燃可燃性氣體前要注意什么?提示:可燃性氣體在點燃前要驗純,因為可燃性氣體和空氣混合,如果在爆炸極限內(nèi),點燃會發(fā)生爆炸。2.根據(jù)甲烷的性質(zhì),推測丙烷的化學(xué)性質(zhì)有哪些?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.多碳原子直鏈烷烴(如CH3—CH2—CH2—CH3)分子中,碳鏈?zhǔn)侵本€狀嗎?提示:不是。在CH3—CH2—CH2—CH3分子中,碳原子與其相連的4個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。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測深化拓展1.烷烴的結(jié)構(gòu)特點(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,通常情況下不與強酸、強堿以及強氧化劑發(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)。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測素能應(yīng)用典例2下列有關(guān)烷烴的敘述中,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任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測解析:烷烴分子中無論是碳碳鍵還是碳氫鍵,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,通常烷烴不與強酸、強堿、強氧化劑(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中的碳原子已達完全飽和,因此符合通式CnH2n+2的有機物一定是烷烴,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。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練2硅與碳屬于同族元素,有一類由Si和H形成的有機硅化合物稱“硅烷”,硅烷的組成、結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烷烴相似。下列敘述中不正確的是(

)A.硅烷的通式為SinH2n+2(n≥1)B.乙硅烷(SiH3SiH3)的二氯代物有兩種同分異構(gòu)體C.甲硅烷(SiH4)沸點比甲烷(CH4)低D.甲硅烷熱穩(wěn)定性小于甲烷答案:C解析:由烷烴通式CnH2n+2(n≥1)可推知,硅烷的通式為SinH2n+2(n≥1),A正確;乙硅烷(SiH3SiH3)的二氯代物有SiHCl2SiH3和SiH2ClSiH2Cl兩種同分異構(gòu)體,B正確;甲硅烷(SiH4)的相對分子質(zhì)量比甲烷(CH4)大,則甲硅烷(SiH4)沸點比甲烷(CH4)高,C不正確;非金屬性:Si<C,則甲硅烷熱穩(wěn)定性小于甲烷,D正確。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測1.下列不屬于有機物特點的是(

)A.大多數(shù)有機物難溶于水,易溶于有機溶劑B.有機物之間發(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)有機物受熱不易分解,而且不易燃燒D.大多數(shù)有機物是非電解質(zhì),不易導(dǎo)電、熔點低答案:C解析:大多數(shù)有機物難溶于水,易溶于汽油、酒精等有機溶劑,A項正確;有機物之間的反應(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項正確;大多數(shù)有機物受熱易分解且易燃燒,C項錯誤;大多數(shù)有機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項正確。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.室溫下,下列關(guān)于甲烷與Cl2的取代反應(yīng)所得產(chǎn)物的說法正確的是(

)A.都是有機物B.都不溶于水C.有一種氣態(tài)物質(zhì),其余均是液體D.除一種外,其余分子均是四面體結(jié)構(gòu)答案:D解析:甲烷與Cl2反應(yīng)產(chǎn)物中的HCl不是有機物,HCl易溶于水;產(chǎn)物中HCl、CH3Cl是氣態(tài)物質(zhì);除HCl外,其余產(chǎn)物分子均為四面體結(jié)構(gòu)。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測3.下列反應(yīng)中,不屬于取代反應(yīng)的是(

)答案:B解析:B項反應(yīng)屬于氧化反應(yīng),不是取代反應(yīng)。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測4.(雙選)關(guān)于烷烴的敘述不正確的是(

)A.分子式符合CnH2n+2的烴一定是烷烴B.烷烴均能與氯水發(fā)生取代反應(yīng)C.