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第七章 有機化合物
第一節(jié) 認識有機化合物
第二課時 烷烴的性質(zhì)
1.以烷烴的代表物——甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)為模型，認識烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。從微觀的化學(xué)鍵視角探析有機化合物的分子結(jié)構(gòu)，發(fā)展“微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)。。
2.掌握取代反應(yīng)的概念及特點，認識甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的反應(yīng)原理，并從微觀角度進行探析。
3.會確定烷烴一氯代物同分異構(gòu)體的數(shù)目，會判斷等效氫。
4.了解有機物的通性。
核心素養(yǎng)
情境導(dǎo)學(xué)
請結(jié)合生活經(jīng)驗和所學(xué)化學(xué)的有關(guān)知識，想一想烷烴可能具有哪些性質(zhì)
天然氣
汽油
任務(wù)一：烷烴的物理性質(zhì)
請閱讀下表，尋找烷烴物理性質(zhì)的規(guī)律
名稱 結(jié)構(gòu)簡式 常溫時的狀態(tài) 熔點/℃ 沸點/ ℃ 相對 密度 水溶性
甲烷 CH4 氣 -182 -164 0.466 不溶
乙烷 CH3CH3 氣 -183.3 -88.6 0.572 不溶
丙烷 CH3CH2CH3 氣 -189.7 -42.1 0.585 不溶
丁烷 CH3(CH2)2CH3 氣 -138.4 -0.5 0.5788 不溶
戊烷 CH3(CH2)3CH3 液 -130 36.1 0.6262 不溶
十七烷 CH3(CH2)15CH3 固 22 301.8 0.7780 不溶
1-4：氣態(tài) 5-16：液態(tài) 17以上：固態(tài)
C原子數(shù)
氣 液 固
2.熔沸點、密度隨C原子序數(shù)遞增而遞增。
3.均不溶于水，且密度比水小。
易溶于有機溶劑。
1.常溫下狀態(tài)：
名稱 正戊烷 異戊烷 新戊烷
結(jié)構(gòu)簡式 CH3(CH2)3CH3 CH3CH(CH2) CH2CH3 C(CH3)4
熔點/℃ -129.7 -159.6 -20
沸點/℃ 36.07 27.9 9.5
任務(wù)一：烷烴的物理性質(zhì)
名稱 熔點/℃ 沸點/℃ 相對密度g/cm-3
正丁烷 -138.4 -0.5 0.5788
異丁烷 -159.6 -11.6 0.557
4.同分異構(gòu)體：支鏈越多，熔沸點越低。支鏈越多，相對密度越小。
1.下列五種烷烴：① CH3(CH2)4CH3 ②CH3CH2CH(CH3)2
③ CH3CH2CH3 ④ CH3CH3 ⑤ CH3(CH2)3CH3，其沸點按由高到低的順序排列正確的是（ ）
A．①⑤②③④ B．②③④⑤①
C．⑤②①③④ D．④①②⑤③
A
任務(wù)二：烷烴的化學(xué)性質(zhì)
通常情況下，烷烴比較穩(wěn)定，均不能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，不與強酸、強堿反應(yīng)。
1、穩(wěn)定性：
任務(wù)二：烷烴的化學(xué)性質(zhì)
2、氧化反應(yīng)：（燃燒）
甲烷燃燒。
現(xiàn)象：安靜燃燒，火焰明亮，呈淡藍色，燒杯內(nèi)壁有水霧生成，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，放出大量的熱。
CH4+2O2 CO2+2H2O
點燃
注意：有機反應(yīng)用“→”，不用“=”
注意：點燃甲烷與空氣或氧氣的混合氣體會立即發(fā)生爆炸。因此，點燃甲烷之前必須 驗純!! 煤礦事故？
任務(wù)二：烷烴的化學(xué)性質(zhì)
2、氧化反應(yīng)：（燃燒）
烷烴都能燃燒。
鏈狀烷烴燃燒通式：_____________________________________
3、高溫下發(fā)生分解反應(yīng)
烷烴在較高溫度下會發(fā)生分解，常應(yīng)用于石油化工和天然氣化工生產(chǎn)中。
在隔絕空氣并加熱至1000℃的高溫下，甲烷分解
CH4 C + 2H2
高溫
任務(wù)二：烷烴的化學(xué)性質(zhì)
4、取代反應(yīng)
實驗7-1：甲烷與Cl2的反應(yīng)
取2支硬質(zhì)大試管,通過排飽和食鹽水的方法先后各收集半試管甲烷和半試管氯氣,分別用鐵架臺固定好，如圖所示。其中1支試管用預(yù)先準備好的黑色紙?zhí)滋咨?另一支試管放在光亮處。片刻后，比較2支試管中的物質(zhì)，二者是否出現(xiàn)了區(qū)別？
任務(wù)二：烷烴的化學(xué)性質(zhì)
4、取代反應(yīng)
實驗現(xiàn)象 A裝置：試管內(nèi)氣體黃綠色逐漸變淺；試管內(nèi)壁有油狀液體出現(xiàn)，試管中有少量白霧，且試管內(nèi)液面上升，溶液有固體析出。
B裝置：無明顯現(xiàn)象
實驗結(jié)論 氯氣逐漸消耗，甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生了反應(yīng)。
生成了新的油狀物質(zhì)且不溶于水。
有白霧，說明有HCl生成。
試管內(nèi)液面上升，說明氣體體積在減少。
思考：為什么溶液中會有固體析出？
任務(wù)二：烷烴的化學(xué)性質(zhì)
4、取代反應(yīng)
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
一氯甲烷
（氣體）
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
二氯甲烷
（液體）
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
三氯甲烷
（液體）
俗稱：氯仿
CH2Cl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
四氯化碳
（液體）
有機溶劑
任務(wù)二：烷烴的化學(xué)性質(zhì)
4、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)。
1. 定義:
2. 特點:
一上一下
①CH4與Cl2的反應(yīng)是逐步進行的，書寫化學(xué)方程式時應(yīng)分步書寫。
②CH4與Cl2的反應(yīng)產(chǎn)物是混合物，其中最多的是HCl，通過取代反應(yīng)沒辦法得到某單一的產(chǎn)物。
注意事項：
③每取代1 mol氫原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl。
2. 1mol乙烷在光照條件下，最多可以與多少摩爾Cl2發(fā)生取代？（　 ）
A、4mol B、8mol C、2mol D、6mol
D
任務(wù)二：烷烴的化學(xué)性質(zhì)
4、取代反應(yīng)
3. 在光照條件下，烷烴可與純鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)：
CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl
光照
1、下列氣體的主要成分不是甲烷的是（ ）
A．天然氣 B．沼氣
C．水煤氣 D．坑道產(chǎn)生的氣體
課堂練習(xí)
2、若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比1：1混合，在光照下得到的有機取代產(chǎn)物是 （ ）
①CH3Cl、②CH2C12、③CHCl3、④CCl4， A．只有① B．只有③
C．①②③的混合物 D．①②③④的混合物
C
D
3、下列敘述錯誤的是(　　)
A．通常情況下，甲烷跟強酸、強堿、強氧化劑不起反應(yīng)
B．甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)
C．甲烷跟氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3，還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)
D．甲烷的四種取代物常溫下均為液體
D
4、在光照條件下，將等體積的甲烷和氯氣混合，得到的產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是( )
A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl
D
5、下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是 ( )
A. C2H5Cl+H2O →C2H5OH+HCl
B. CH4 C + 2 H2
高溫
C. CH2=CH2 +Br2 CH2BrCH2Br
CCl4
D. 2 HI + Cl2 = I2 + 2HCl
A
6、某氣態(tài)烷烴20mL完全燃燒時，正好消耗同溫同壓下的氧氣100mL，則該烷烴的化學(xué)式是（ ）
A、 C2H6 B、C3H8 C、C4H10 D、C5H12
B
7、在標(biāo)準狀況下，22.4 L CH4與氯氣在光照下發(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，則消耗的氯氣為(　　)
A．1.25 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．4 mol
C
任務(wù)三：烷烴一氯代物同分異構(gòu)體數(shù)目的確定
烷烴分子中的一個氫原子被氯原子代替，稱為烷烴的一氯代物。
1、等效氫法：
①連接同一碳原子的氫原子是等效的。
②連接同一碳原子的甲基上的氫原子是等效的。
③處于對稱位置上相同基團上的氫原子是等效的。
有機物分子中有n種等效氫原子，其一元取代物的同分異構(gòu)體就有n種。
思考：C4H10的一氯代物有多少種？
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
|
CH3
4種
任務(wù)三：烷烴一氯代物同分異構(gòu)體數(shù)目的確定
2、烴基法：
記住常見烴基的異構(gòu)體種數(shù)，可快速判斷一元取代物同分異構(gòu)體的數(shù)目．
甲基—CH3　　　　
乙基—C2H5
丙基—C3H7
丁基—C4H9
戊基—C5H11
1種
1種
2種
4種
8種
思考：C4H9Cl的同分異構(gòu)體有多少種？
4種
7、下列化學(xué)式能代表一種純凈物的是( )雙選
A. C3H8 B. C4H10 C. C5H12 D.C2H5Br
AD
8、立方烷是一種新合成的烷烴,其分子結(jié)構(gòu)為 。下列有關(guān)它的說法錯誤的是（ ）
A.分子式為C8H8 B.能燃燒
C.能發(fā)生取代反應(yīng) D.一氯代物有2種
D
任務(wù)四：有機物的通性
1、大多數(shù)有機物的熔點比較低，難溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有機溶劑；
2、大多數(shù)有機物容易燃燒，受熱會發(fā)生分解；
3、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。

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