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第七章　　有機化合物
第一節　　認識有機化合物
第2課時　烷烴的性質
[學習目標]
1.了解烷烴的主要物理性質及化學性質。
2.掌握甲烷的結構及其主要性質(重點)。
3.掌握取代反應的概念及特點，了解常見有機化合物的性質特點
(重點)。
引入新課
天然氣 沼氣
甲烷
凡士林 蠟燭 石蠟
含碳原子數較多烷烴
結合生活經驗和初中化學的有關知識，想一想烷烴可能具有哪些性質？
一、烷烴的性質
1. 物理性質
相似性 遞變性(隨著分子中碳原子數的增加)
熔、沸點
密度
狀態
溶解性
較低
比水小
逐漸升高
逐漸增大
氣→液→固，常溫常壓下碳原子數≤4的烷烴為氣態，新戊烷為氣態
難溶于水的無色物質，易溶于苯、CCl4等有機溶劑
甲烷為什么能作為燃料供人類日常生活使用？
2.烷烴的化學性質
(1)穩定性：與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不發生反應。
(2)可燃性(氧化反應)：
一、烷烴的性質
2.烷烴的化學性質
(1)穩定性：與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不發生反應。
(2)可燃性(氧化反應)：
鏈狀烷烴燃燒通式：
思考
(1)等物質的量的甲烷和乙烷完全燃燒消耗氧氣量：甲烷____乙烷。
隨著碳原子數的增多，等物質的量的烷烴完全燃燒時耗氧量_____。
(2)標準狀況下，0.1 mol某鏈狀烷烴完全燃燒消耗17.92 L O2，試推測
其分子式。
＜
增大
C5H12
一、烷烴的性質
2.烷烴的化學性質
(3)分解反應
C3H8 CH4 + C2H4
高溫
常應用于石油化工和天然氣化工生產中。
嘗試寫出甲烷在1 000 ℃以上隔絕空氣完全分解為炭黑和氫氣的化學方程式：
________________________。
應用案例
(4)烷烴的取代反應(見目標二)
一、烷烴的性質
3.大多數有機物的性質
烷烴性質體現了有機物的通性。
(1)物理性質
熔點較低，且難溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有機溶劑。
(2)化學性質
易燃燒，受熱會分解；
反應較復雜，常伴隨副反應(方程式常用“→”表示)，
很多反應需在加熱、光照或使用催化劑的條件下進行。
一、烷烴的性質
1.判斷正誤
(1)將煤油加入水中，煤油在上層(　　)
(2)碳原子數相同的烷烴熔、沸點也相同(　　)
(3)常溫常壓下，C4H10呈氣態，辛烷呈液態(　　)
(4)在通常條件下，甲烷能使高錳酸鉀溶液褪色(　　)
(5)有機物都易燃燒(　　)
(6)甲烷、乙烷等可燃氣體點燃前必須驗純，并注意通風(　　)
×
√
√
×
×
√
應用體驗
一、烷烴的性質
煤油密度小于水
碳原子數相同的烷烴支鏈越多，熔沸點越低
不能
大多數有機物都是易燃的,如醇、烴等,但存在部分不燃的有機物如CCl4等,此外大多數聚合物幾乎是不燃的。
2.幾種烷烴的沸點如下：
烷烴 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷
沸點/℃ －164 －89 －0.5 36
根據以上數據推斷丙烷的沸點可能是
A．－40 ℃ B．－162 ℃ C．－89 ℃ D．36 ℃
√
應用體驗
一、烷烴的性質
隨著碳原子數的增加，烷烴的沸點逐漸升高，所以丙烷的沸點應介于乙烷和丁烷的沸點之間。
二、烷烴的典型性質——取代反應
1.實驗探究烷烴的取代反應(以CH4與Cl2的反應為例)
1.實驗探究烷烴的取代反應(以CH4與Cl2的反應為例)
實驗 操作
實驗 現象
A裝置：試管內氣體顏色逐漸變淺，管內壁有油狀液滴出現，管中有少量白霧，且試管內液面上升，水槽中有少量白色晶體析出。
B裝置：無現象。
二、烷烴的典型性質——取代反應
Cl2
光照
Cl2
光照
Cl2
光照
Cl2
光照
1.實驗探究烷烴的取代反應(以CH4與Cl2的反應為例)
原理 分析
實驗 結論
一氯甲烷 二氯甲烷 三氯化甲烷或氯仿 四氯化碳
①光照條件，產物5種 (HCl)；
②常溫CH3Cl是氣體，其余為液體；
③氯代物均不溶于水，出現油狀液滴；
④HCl溶于水形成小液滴，產生白霧。
光照條件下，CH4和Cl2發生取代反應，生成多種氯代物和HCl
二、烷烴的典型性質——取代反應
2.取代反應
概念：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。
(1)甲烷能使溴水褪色嗎？
不能
(2)若1 mol甲烷和Cl2發生取代反應，生成相同物質的量的4種有機物，試分析消耗Cl2的物質的量是多少？
生成4種有機取代產物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，
根據碳原子守恒，4種取代產物分別為0.25 mol，
根據取代反應特點，CH4中1個 H 被取代消耗1個Cl2，
則需 n(Cl2) =n(被取代的H) ，即：0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol。
思考1
二、烷烴的典型性質——取代反應
歸納總結
烷烴取代反應特點(以CH4與Cl2的反應為例)
(1)反應條件
光照條件，與純鹵素單質反應。
(2)連鎖反應
CH4中的 H 被 Cl 逐步取代，第一步反應一旦開始，后續反應立即進行，
且各步反應可同時進行。因此制取一氯代物一般不采用取代反應。
(3)數量關系
CH4與Cl2發生取代反應時，每有1 mol H被取代，則消耗1 mol Cl2，同時
生成1 mol HCl；1 mol CH4與Cl2發生取代反應，最多消耗4 mol Cl2。
二、烷烴的典型性質——取代反應
3.一氯代物種類數的判斷
(1)等效氫原子(相同化學環境的氫原子)
①連接同一碳原子的氫原子是等效的。
②連接同一碳原子的相同基團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。
思考2
正丁烷和異丁烷各有幾種不同化學環境的氫原子？
2種
2種
均有1種
二、烷烴的典型性質——取代反應
思考3
(2)一氯代物(一元取代物)種類數
當 H 被 Cl 取代時，有幾種不同化學環境的H，就可產生幾種一氯代物。
3.一氯代物種類數的判斷
戊烷(C5H12)的結構簡式及一氯代物各有幾種。
CH3CH2CH2CH2CH3 (3種)、 (4種)、
(1種)。
二、烷烴的典型性質——取代反應
應用體驗
1.判斷正誤
(1)CH4和Cl2按體積比1∶1混合，發生取代反應生成的產物只有兩種(　　)
(2)CH4和Cl2發生取代反應時，每生成1 mol HCl，則有1 mol Cl2參加反應(　　)
(3)CH4和Cl2發生取代反應的產物中，CH3Cl的含量最多(　　)
×
√
×
2.下列反應屬于取代反應的是_______(填序號)。
③⑤⑥
二、烷烴的典型性質——取代反應
取代產物有4種CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4有機物和無機物HCl
產物中HCl最多
置換反應/氧化還原反應
置換反應/氧化還原反應
分解反應
氧化反應
隨堂檢測
1.關于烷烴的結構和性質下列說法不正確的是
A.甲烷的二氯代物只有一種結構證明甲烷是正四面體結構
B.甲烷易燃易爆，點燃前必須要驗純
C.甲烷和氯氣以物質的量之比1∶1混合，發生取代反應只生成一氯甲烷
D.烷烴性質穩定，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
√
若甲烷為平面結構， 則其二氯代物有2種結構
生成物有CH3Cl、CH2Cl2、 CHCl3、CCl4、HCl
隨堂檢測
2.有機物 的一氯代物有
A.7種 B.6種 C.5種 D.4種
√
①
②
③
④
隨堂檢測
3.有兩種氣態烷烴的混合物，在標準狀況下其密度為1.15 g·L－1，則關于此混合物的組成說法不正確的是
A.一定有甲烷
B.可能存在乙烷
C.可能是甲烷和乙烷的混合物
D.可能為乙烷和丙烷的混合物
√
平均摩爾質量=1.15 g·L-1×22.4 L·mol-1＝25.76 g·mol-1
即平均相對分子質量為25.76
故該混合物中一定有相對分子質量小于25.76的烷烴——甲烷；也一定有相對分子質量大于25.76的烷烴，如乙烷等。
隨堂檢測
4.美國宇航局科學家確認火星大氣中存在甲烷氣體，可能來自火星火山活動或者生命活動，這一發現將為尋找火星生命帶來希望。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，根據題意，回答下列問題：
爆炸
(1)CH4與Cl2發生反應的條件是_______________；若用日光直射，可能會引起_______。
(2)用飽和食鹽水而不用水的原因是______________________________________。
光照(或光亮處)
降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反應
隨堂檢測
(3)實驗中生成的油狀液滴中的氯仿可作局部麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化，產生劇毒氣體——光氣，反應的化學方程式為2CHCl3＋O2===2COCl2＋2HCl，上述反應______(填字母)。
A.屬于取代反應 B.不屬于取代反應
B
(4)為防止事故發生，在使用前檢驗氯仿是否變質可選用的試劑是______。
A.氫氧化鈉溶液 B.硝酸銀溶液 C.稀鹽酸 D.水
E.濕潤的藍色石蕊試紙 F.濕潤的無色酚酞試紙
BE
本節內容結束
1.烷烴的物理性質
(1)溶解性：烷烴均為 溶于水的無色物質，易溶于苯、CCl4等有機溶劑。
(2)熔、沸點和密度：熔、沸點都較低，密度ρ<1，一般隨著分子中碳原子數的增加而 。
(3)狀態：隨碳原子數的增加，常溫下的狀態由 態→ 態→ 態，碳原子數≤4的烷烴和新戊烷為氣態。
目標一 答案
難
升高
氣
液
固
2.烷烴的化學性質
(1)穩定性：通常情況下，烷烴比較穩定，與 、 或高錳酸鉀等
不發生反應。
(2)可燃性(氧化反應)：烷烴在空氣中完全燃燒生成CO2和H2O。
CH4燃燒的化學方程式： ；
C3H8燃燒的化學方程式： ；
鏈狀烷烴CnH2n＋2燃燒的通式： 。
目標一 答案
強酸
強堿
強氧化劑
(1)等物質的量的甲烷和乙烷完全燃燒消耗氧氣量：甲烷______(填“>”“<”或“＝”)乙烷。隨著碳原子數的增多，等物質的量的烷烴完全燃燒時耗氧量______。
思考
＜
增大
(2)標準狀況下，0.1 mol某鏈狀烷烴完全燃燒消耗17.92 L O2，試推測其分子式。
提示　C5H12
目標一 答案
(3)分解反應：烷烴在_________下會發生分解，這個性質常被應用于石油化工和天然氣化工生產中。
較高溫度
應用示例
嘗試寫出甲烷在1 000 ℃以上隔絕空氣完全分解為炭黑和氫氣的化學方程式：
___________________________。
(4)烷烴的取代反應(見目標二)
目標一 答案
3.大多數有機物的性質
烷烴是一類最基本的有機物，從結構上可以看作其他各類有機物的母體，烷烴的性質在一定程度上體現了有機物的通性。
(1)物理性質
大多數有機物熔點比較 ，且 溶于水，易溶于 、乙醇、 等有機溶劑。
(2)化學性質
大多數有機物容易 ，受熱會發生 ；有機物的化學反應比較復雜，常伴有副反應發生(有機化學方程式常用“―→”連接反應物和生成物)，很多反應需要在 、 或使用 的條件下進行。
目標一 答案
低
難
汽油
苯
燃燒
分解
加熱
光照
催化劑

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