新教材2023版高中化學(xué)第1章有機化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)烴第3節(jié)烴第1課時烷烴及其性質(zhì)課件魯科版選擇性必修3

第1課時烷烴及其性質(zhì)必備知識·自主學(xué)習(xí)關(guān)鍵能力·課堂探究隨堂檢測·強化落實課程標(biāo)準(zhǔn)1．認識烷烴、烴的組成和結(jié)構(gòu)特點。2．了解烷烴在日常生活、有機合成和化工生產(chǎn)中的重要作用。3．掌握烷烴的化學(xué)性質(zhì)，能夠舉例說明烷烴與氧氣、鹵素單質(zhì)的反應(yīng)。4．了解取代反應(yīng)的特點。

學(xué)法指導(dǎo)1.以典型代表物的具體反應(yīng)為載體，通過類比遷移學(xué)習(xí)一類有機化合物的性質(zhì)。2．通過烷烴與氧氣、鹵素單質(zhì)的反應(yīng)，知道化學(xué)變化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律。必備知識·自主學(xué)習(xí)知識點

烷烴及其性質(zhì)1.烷烴的結(jié)構(gòu)碳碳單鍵鏈狀氫原子2．烷烴的物理性質(zhì)(1)遞變規(guī)律(隨碳原子數(shù)n遞增)(2)相似性烷烴均________水，相對密度均________水的密度。氣態(tài)升高增大不溶于小于3．烷烴的化學(xué)性質(zhì)：烷烴的化學(xué)性質(zhì)與甲烷類似，通常較穩(wěn)定，與______________________________不反應(yīng)，但一定條件下可燃燒，與氯氣等發(fā)生取代反應(yīng)。(1)與鹵素單質(zhì)的反應(yīng)在光照條件下，烷烴與Cl2、Br2等鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)。①乙烷在光照下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯代物的化學(xué)方程式為____________________________。②分子中碳鏈較長的烷烴與氯氣反應(yīng)時，不同________斷裂可以得到不同的取代產(chǎn)物，如丙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物是___________(1-氯丙烷)、___________(2-氯丙烷)。強酸、強堿及強氧化劑和還原劑等

碳氫鍵(2)與氧氣的反應(yīng)烷烴的燃燒通式為___________________________________。

微點撥(1)烷烴只能與鹵素單質(zhì)在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，不能與其水溶液發(fā)生取代反應(yīng)。取代反應(yīng)得到的不只是一氯代物，烷烴分子中的所有氫原子都可被氯原子取代。(2)烷烴和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，有1molH原子被取代，生成1molHCl，消耗1molCl2，因此參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量與生成的HCl的物質(zhì)的量相等；生成物中HCl最多。學(xué)思用1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)分子中全是碳碳單鍵的烴一定是烷烴。(

)(2)1molC8H18分子中含有的共價鍵數(shù)目為26NA。(

)(3)C2H6、C3H8、C4H10的熔沸點依次升高。(

)(4)丙烷與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，一氯代物有1種。(

)(5)烷烴在一定條件下與鹵素單質(zhì)反應(yīng)生成鹵代烴。(

)××√×√2．如圖所示是一種烷烴的鍵線式，下列有關(guān)該物質(zhì)的敘述正確的是(

)A．屬于脂環(huán)烴B．與正十六烷互為同分異構(gòu)體C．常溫下為氣體D．能使酸性KMnO4溶液褪色答案：B解析：烷烴是鏈烴，不是環(huán)烴，A項錯誤；該烷烴與正十六烷的分子式相同，而結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，B項正確；該烷烴分子中碳原子數(shù)比較多，常溫下不是氣體，C項錯誤；該烷烴分子中無碳碳不飽和鍵，不能使酸性KMnO4溶液褪色，D項錯誤。關(guān)鍵能力·課堂探究提升點一

烷烴的取代反應(yīng)反應(yīng)條件光照反應(yīng)物烷烴和氣態(tài)鹵素單質(zhì)(烷烴與鹵素單質(zhì)的水溶液不反應(yīng))化學(xué)鍵變化斷鍵：C—H鍵和X—X鍵成鍵：C—X鍵和H—X鍵取代特點分子中的氫原子被鹵素原子逐步取代，往往是各步反應(yīng)同時發(fā)生產(chǎn)物特點種類多種鹵代烷烴的混合物，HX的物質(zhì)的量最多產(chǎn)物的量①根據(jù)碳元素守恒，烷烴的物質(zhì)的量等于所有鹵代烷烴的物質(zhì)的量之和②根據(jù)取代反應(yīng)的特點，有機物中鹵素的物質(zhì)的量等于HX的物質(zhì)的量等于反應(yīng)了的X2的物質(zhì)的量，即反應(yīng)了的n(X2)＝n(一鹵代物)＋2n(二鹵代物)＋3n(三鹵代物)＋……＝n(HX)互動探究氯乙烷具有冷凍麻醉作用，從而使局部產(chǎn)生快速鎮(zhèn)痛效果，氯乙烷噴霧劑主要用于運動中各種急性閉合性損傷，如肌肉拉傷、挫傷、關(guān)節(jié)扭挫傷以及骨折、脫臼整復(fù)。該噴霧劑的主要成分為氯乙烷，其結(jié)構(gòu)簡式為CH3—CH2Cl。問題1

氯乙烷還屬于烷烴嗎？

提示：不屬于烷烴，氯乙烷中除含有碳、氫元素外，還含有氯元素，屬于烴的衍生物。問題2

根據(jù)所學(xué)知識，探究以下制取氯乙烷的可行性。(1)乙烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。

(2)乙烯和氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)。提示：乙烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)得到一氯乙烷到六氯乙烷及HCl的混合物。方案不可行。提示：

乙烯和氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)得到純凈的一氯乙烷，方案可行。典例示范[典例1]

如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1∶4)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉有甲烷和氯氣混合氣體的裝置放置在有光亮的地方，讓混合氣體緩慢地反應(yīng)一段時間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣反應(yīng)充分，且只產(chǎn)生一種有機物，請寫出化學(xué)方程式______________________，該反應(yīng)的反應(yīng)類型是________。(2)經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，U形管右端的水柱變化是________。A．升高B．降低C．不變D．無法確定(3)若水中含有Na2SiO3，則在U形管左端會觀察到_________________。

取代反應(yīng)B有白色絮狀沉淀生成(4)若把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，試推測可觀察到的現(xiàn)象是________。①黃綠色逐漸消失②試管壁上有黃色油珠出現(xiàn)③水位在試管內(nèi)上升到一定高度④水槽內(nèi)有少量晶體析出⑤液面上有白霧A．①③

B．①②③C．①②③④⑤D．①②④⑤(5)將1molCH4和一定物質(zhì)的量的Cl2混合均勻，以漫射光照射使CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)。反應(yīng)后CH4與Cl2均無剩余，且生成了四種有機取代物的物質(zhì)的量之比為n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，則參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量是________。C3mol解析：CH4和Cl2在光照條件下生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，為取代反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，Cl2不斷消耗，黃綠色逐漸消失，生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下均為無色油狀液體且HCl易溶于水，增大了溶液中氯離子的濃度，使氯化鈉晶體析出。反應(yīng)后試管內(nèi)氣體壓強減小，液面在試管內(nèi)上升。HCl溶于水后與Na2SiO3反應(yīng)生成白色絮狀沉淀。因為CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成的4種取代產(chǎn)物中的碳原子均來自CH4，由碳原子守恒可知，1molCH4共生成1mol取代產(chǎn)物，且關(guān)系滿足n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，則生成的四種產(chǎn)物的物質(zhì)的量分別為0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均來自Cl2，由CH4和Cl2反應(yīng)的方程式知有機物中含有氯原子的物質(zhì)的量：0.1mol＋0.2mol×2＋0.3mol×3＋0.4mol×4＝3mol，故消耗的n(Cl2)＝3mol。素養(yǎng)訓(xùn)練[訓(xùn)練1]烷烴與氯氣的取代反應(yīng)屬于常見的自由基反應(yīng)，其中甲烷與氯氣反應(yīng)的部分歷程如下：①引發(fā)：Cl2→Cl·＋Cl·等；②鏈反應(yīng)：Cl·＋CH4―→CH3·＋HCl，CH3·＋Cl2―→Cl·＋CH3Cl等；③終止：Cl·＋Cl·―→Cl2，Cl·＋CH3·―→CH3Cl等以下說法錯誤的是(

)A．引發(fā)時可以通過熱輻射、光照等條件B．鏈反應(yīng)可以反復(fù)進行C．反應(yīng)產(chǎn)物只有四種D．產(chǎn)物中可能出現(xiàn)CH3CH3答案：C解析：烷烴發(fā)生鹵代反應(yīng)的條件一般為光照，引發(fā)時可以通過熱輻射、光照等條件，故A正確；依據(jù)反應(yīng)歷程可知Cl·在鏈反應(yīng)中既有消耗又有生成，所以鏈反應(yīng)可以反復(fù)進行，故B正確；甲烷與氯氣反應(yīng)可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，依據(jù)題給反應(yīng)歷程可知生成物還有HCl等，反應(yīng)產(chǎn)物不止四種，故C錯誤；兩個·CH3可以結(jié)合生成CH3CH3，所以產(chǎn)物中可能出現(xiàn)CH3CH3，故D正確。

互動探究問題1

甲烷燃燒實驗現(xiàn)象是什么？與苯燃燒實驗現(xiàn)象有什么區(qū)別？

提示：純凈的甲烷在空氣中燃燒，火焰呈淡藍色。苯燃燒時有明亮的火焰，并伴有濃烈的黑煙，苯中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大，不完全燃燒，所以產(chǎn)生濃煙。問題2

等質(zhì)量的甲烷、乙烯、苯燃燒，消耗的氧氣的量最多的是哪種有機物？

典例示范[典例2]現(xiàn)有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五種有機物。(1)等質(zhì)量的以上物質(zhì)中，在相同狀況下體積最大的是____________；(2)等質(zhì)量的以上物質(zhì)完全燃燒時，消耗O2的量最多的是____________；(3)同狀況、等體積、等物質(zhì)的量的以上物質(zhì)完全燃燒時，消耗O2的量最多的是____________；(4)等質(zhì)量的以上物質(zhì)完全燃燒時，生成的CO2最多的是__________，生成水最多的是________。CH4CH4C3H8C2H4、C3H6CH4

素養(yǎng)訓(xùn)練[訓(xùn)練2]

(雙選)一定條件下，兩種氣態(tài)烴的混合物共1mol，在空氣中完全燃燒生成1.5molCO2和2mol水蒸氣。關(guān)于該混合物的說法正確的是(

)A．一定有甲烷B．一定有乙烷C．一定含有甲烷，可能含有乙烯D．可能是甲烷和丙烷的混合物答案：AC

·課堂總結(jié)·知識導(dǎo)圖誤區(qū)警示1.相同狀況下，等質(zhì)量的烷烴，含氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，燃燒時消耗氧氣的物質(zhì)的量越多。2．烷烴與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)時，其氯代產(chǎn)物種類繁雜，一氯代物可按等效氫的數(shù)目計算；二氯代物可按位置異構(gòu)的方法書寫計算。3．在光照條件下，烷烴只能與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)，不能與鹵素單質(zhì)的水溶液反應(yīng)。4．烷烴與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)是逐步進行的，不會停留在第一步。如氯乙烷會繼續(xù)與氯氣反應(yīng)生成多種多氯代烷，故一鹵代烷通常不用烷烴與鹵素單質(zhì)反應(yīng)來制取。隨堂檢測·強化落實1．下列說法錯誤的是(

)A．甲烷和乙烷具有相似的化學(xué)性質(zhì)B．丙烷分子中的所有碳原子不在一條直線上C．用酸性KMnO4溶液可鑒別甲烷和氫氣D．通常烷烴的熔、沸點隨分子中碳原子數(shù)的增加而升高答案：C解析：甲烷與乙烷都是烷烴，互為同系物，具有相似的結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)相似，故A正確；甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，則甲烷分子中的任意兩個氫原子與中心碳原子不可能在一條直線上，丙烷分子相當(dāng)于甲烷分子中的兩個氫原子被兩個甲基取代，所以丙烷分子中的所有碳原子不在一條直線上，故B正確；甲烷和氫氣與酸性高錳酸鉀溶液均不反應(yīng)，不能用酸性高錳酸鉀溶液鑒別甲烷和氫氣，故C錯誤；一般來說，烷烴的熔、沸點隨分子中碳原子數(shù)的增加而升高，故D正確。2．已知①丙烷②正丁烷③異丁烷④2-甲基丁烷⑤己烷，上述物質(zhì)的沸點按由低到高的順序排列的是(

)A．①③②④⑤B．⑤④③②①C．①②③④⑤D．⑤①②④③答案：A解析：碳原子數(shù)相同時支鏈越多，沸點越低，所以沸點：正丁烷>異丁烷；烷烴的沸點隨碳原子數(shù)的增多而升高，所以沸點：己烷>2-甲基丁烷>丁烷>丙烷，綜上可知，沸點：己烷>2-甲基丁烷>正丁烷>異丁烷>丙烷，則沸點按由低到高