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第七章　第一節(jié)　認識有機化合物
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)推理與模型認知”能力。
3.認識取代反應(yīng)的概念及特點，培養(yǎng)“微觀探析及變化觀念”。
核心素養(yǎng)發(fā)展目標
1.烷烴的物理性質(zhì)
知識梳理
相似性 遞變性(隨分子中碳原子數(shù)增加)
熔、沸點 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
有機溶劑
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)穩(wěn)定性：通常條件下與 、 或 等強氧化劑不反應(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：_____________________________________
強酸
強堿
高錳酸鉀
(3)取代反應(yīng)
①實驗探究：CH4和Cl2的取代反應(yīng)
實驗
操作
實驗
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
無現(xiàn)象
實驗
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發(fā)生分解。
不溶于水
氣體
油狀液體
某些原子或原子團
原子或原子團
(1)C4H10的熔、沸點比CH4的熔、沸點高(　　)
(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1 mol CH4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，每取代一個氫原子，則消耗一個氯氣分子，故生成1 mol CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4所消耗的氯氣為1 mol、2 mol、3 mol、4 mol，則1 mol CH4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＝2.5 mol。
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，因為烷烴和氯氣的反應(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)的時間長短等因素會造成各種產(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
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)立即進行，且各步反應(yīng)可同時進行。即當(dāng)n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1時，并
不只發(fā)生反應(yīng)CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl，其他反應(yīng)也在進行。
②數(shù)量關(guān)系
CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時，每有1 mol H被取代，則消耗1 mol Cl2，同時生成1 mol HCl，即n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。1 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，最多消耗4 mol Cl2。
1.(2019·濟南月考)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
跟蹤強化
1
2
3
4
√
解析　烷烴的沸點一般隨碳原子數(shù)增加而逐漸升高，A項錯誤；
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項錯誤；
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項錯誤；
由于鹵素原子取代烷烴分子中氫原子的位置和個數(shù)難以控制，故很難得到純凈的產(chǎn)物，D項正確。
1
3
4
2
2.幾種烷烴的沸點如下：
解析　隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的沸點逐漸升高，丙烷的沸點應(yīng)介于乙烷和丁烷的沸點之間。
1
2
3
4
烷烴 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷
沸點/℃ －162 －89 －1 36
根據(jù)以上數(shù)據(jù)推斷丙烷的沸點可能是
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產(chǎn)物：①CH3Cl，②CH2Cl2，③CHCl3，④CCl4，其中正確的是
A.只有① B.只有③
C.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。
1
3
4
√
2
4.(2018·上海靜安區(qū)高一檢測)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)此實驗的現(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，瓶內(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、HCl
1
3
4
√
2
解析　A項，CCl4與CH4結(jié)構(gòu)一樣，為正四面體，正確。
B項，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，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，CH4與Cl2反應(yīng)，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，錯誤。
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