1、基础课时12烷烃的性质学 习 任 务1结合实验，掌握甲烷的主要性质及应用，培养“宏观辨识与科学探究”的核心素养。2根据甲烷的性质，迁移理解烷烃的性质及应用，培养“证据推理与变化观念”的核心素养。3理解取代反应并且会判断，培养“证据推理与模型认知”的核心素养。知识点一烷烃的存在与物理性质1烷烃的存在天然气、沼气和煤层气的主要成分均为甲烷，“凡士林”、石蜡、汽油、煤油的主要成分是含碳原子数较多的烷烃。2烷烃的物理性质(随分子中碳原子数增加)烷烃均为难溶于水的无色物质。(1)熔点、沸点与密度：逐渐升高。(2)状态：由气态液态固态，其中常温、常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为气态。将煤油加入水中，有什
2、么现象？提示：二者不相溶，出现分层，上层为油状液体。知识点二烷烃的化学性质在通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。但在特定条件下可燃烧，在较高温度下会发生分解，与氯气等发生取代反应。1氧化反应燃烧反应CH4、C3H8燃烧的化学方程式分别为CH42O2CO22H2O、C3H85O23CO24H2O。2受热分解得到一系列重要的化工基本原料和燃料。3取代反应(以甲烷为例)写出相应化学方程式(有机物用结构简式写)(1)CH4Cl2CH3ClHCl；(2)CH3ClCl2CH2Cl2HCl；(3)CH2Cl2Cl2CHCl3HCl；(4)CHCl3Cl2CCl4HCl。取
3、代反应是有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。注意：烷烃在光照条件可以与卤素单质蒸气发生取代反应。4烷烃性质的迁移有机物的性质(1)物理性质：大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。(2)化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)C3H8的熔点、沸点和密度均比C6H14的低。()(2)烷烃在光照下均能与Cl2发生取代反应。()(3)CH4、C2H6均能使酸性KMnO4溶液褪色。()(4)烷烃很稳定，
4、不能发生分解反应。()(5)煤矿瓦斯爆炸与CH4有关。()答案(1)(2)(3)(4)(5)有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷4种烷烃，试回答下列问题：(1)请写出丁烷在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：_。(2)相同状况下，等体积的上述气态烃完全燃烧，消耗O2的量最多的是_(填序号，下同)。(3)乙烷与Cl2反应生成一氯乙烷的化学方程式：_。答案(1)2C4H1013O28CO210H2O(2)(3)CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl深化理解CH4的取代反应及实验探究CH4与Cl2的取代反应实验装置AB实验现象A装置：试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中有少量白雾，且试管内液面上升
5、，有固体析出B装置：无明显现象1Cl2与CH4反应生成了哪些产物？物质的量最多的是什么产物？有机产物中哪种产物常温下是气体？提示：五种产物，有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。HCl的量最多。CH3Cl在常温下是气体。2能否用CH4和Cl2按11的体积比混合来制取纯净的CH3Cl？为什么？提示：不能。CH4和Cl2的反应是连锁反应，不可能只发生第一步取代反应，生成物为混合物，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，CH3Cl的产率低，因此不能用CH4和Cl2按11的体积比混合来制取纯净的CH3Cl。30.5 mol CH4与Cl2在
6、光照下发生取代反应，反应完全后，测得四种有机产物的物质的量相同，则消耗Cl2的物质的量为多少？生成HCl的物质的量为多少？提示：四种产物的物质的量均为mol0.125 mol，n(Cl)0.125 mol(1234)1.25 mol，n(HCl)n(Cl)1.25 mol，n(Cl2)1.25 mol。即消耗Cl2的物质的量为1.25 mol，生成HCl为1.25 mol。1甲烷与氯气的取代反应2取代反应和置换反应的比较类别取代反应置换反应实例CH4Cl2CH3ClHClZnH2SO4= ZnSO4H2定义有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应一种单质与一种化合物反应，生成另
7、一种单质和另一种化合物的反应反应物一种化合物和另一种化合物或单质一种单质和一种化合物生成物一般生成两种新化合物另一种化合物和另一种单质反应中电子得失不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应一定发生电子转移，一定是氧化还原反应1下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是()A甲烷与氯气的物质的量之比为11时，混合发生取代反应只生成CH3ClB甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl的物质的量最多C甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气C甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机产物都会生成，故得不到纯净的CH3Cl，A项错误，C项正
8、确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl的物质的量最多，B项错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D项错误。2下列化学反应中不属于取代反应的是()ACH3CH2ClCl2CH3CHCl2HClBCH3OHHClCH3ClH2OC2Na2H2O=2NaOHH2DCH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBrC取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。3取一支硬质大试管，通过排饱和NaCl溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图
9、)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是()A为加快化学反应速率，应在强光照射下完成B甲烷和Cl2反应后试管内壁的油状液滴包括CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4C盛放饱和NaCl溶液的水槽底部会有少量晶体析出DCH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管CA项，CH4和Cl2在强光照射下会发生爆炸，错误；B项，甲烷和Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，错误；C项，甲烷和Cl2反应生成HCl，HCl溶于饱和NaCl溶液后会有少量NaCl晶体析出，正确；D项，甲烷和Cl2反
10、应的产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，CH3Cl是不溶于水的气体，所以液体不会充满试管，错误。探究烷烃的主要化学性质1根据甲烷的性质，推测丙烷的化学性质有哪些？提示：能与O2发生氧化反应(燃烧反应)，受热可以分解，能与卤素单质如Cl2发生取代反应。2丙烷与Cl2发生取代反应，可生成几种一氯丙烷？写出结构简式。提示：CH3CH2CH2Cl、。3写出丙烷完全燃烧的化学方程式。提示：CH3CH2CH35O23CO24H2O。1烷烃的化学性质烷烃的化学性质和甲烷相似，通常情况下不与强酸、强碱以及强氧化剂发生反应，都不能使酸性
11、高锰酸钾溶液以及溴水褪色。(1)在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n2X2CnH2n1XHX，CnH2n1X可与X2继续发生取代反应。(2)链状烷烃的燃烧反应。CnH2n2O2nCO2(n1)H2O2烷烃与Cl2的取代反应(1)反应条件：光照(漫散光照射，不用太阳光直射，以防爆炸。)(2)生成产物的种类很多，烷烃碳原子越多，产物越多，但HCl最多。(3)反应特点：连锁反应：烷烃中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行。数量关系：每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生
12、成1 mol HCl。即：。4下列性质中，属于烷烃特性的是()A完全燃烧只生成二氧化碳和水B不溶于水C分子的通式为CnH2n2，与氯气在光照条件下发生取代反应D密度都较小答案C5下列有关烷烃的叙述中，正确的是()在烷烃分子中，所有的化学键都是单键烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去通式为CnH2n2的烃不一定是烷烃所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色A B C DC烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，说法正确；烷烃属饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应，也不能使溴
13、水褪色，说法不正确；因通式CnH2n2中的碳原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n2的有机物一定是烷烃，说法不正确；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，说法正确。1下列说法中不正确的是()A有机物一定含有碳元素B烷烃属于有机物，只含碳、氢两种元素C有机物大部分难溶于水DCH4能使酸性KMnO4溶液褪色答案D2下列关于取代反应和置换反应的说法中，正确的是()A取代反应和置换反应中一定都有单质生成B取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应C取代反应大多是可逆的，反应速率慢，而置换反应一般是单向进行的，反应速率快D取代反应和置换反应的产物都是唯一的，不会有多种产物并存的现象
14、C取代反应产物一般是化合物，A错误；取代反应有的是氧化还原反应，有的不是，B错误；取代反应有的是逐步进行的，因此生成物中可能会存在多种产物共存的现象，D错误。3关于烷烃性质的叙述中，不正确的是()A烷烃同系物的熔、沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态，再递变到固态B烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递变到比水重C烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应D烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色B烷烃的密度随碳原子数的增多而逐渐增大，但总比水轻，所以B项错。4(素养题)如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL C
15、H4，同温同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，试管放在光亮处一段时间。(1)下列是某同学预测的实验现象：气体最终变为无色；实验过程中，甲管活塞向内移动；甲管内壁有油珠；产生火花。其中正确的是_。(2)甲管中发生化学反应的类型为_。(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是_(填字母)。A水 BNaOH溶液CAgNO3溶液 D饱和食盐水(4)反应后，若将甲中的物质全部推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中，会观察到_；若再向其中滴入几滴石蕊溶液，又观察到_。解析在光照条件下，甲烷与氯气发生反应：CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2CH2Cl2
16、HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为14时，二者恰好完全反应，而甲中甲烷与氯气体积比为15，说明氯气过量，反应后仍有氯气剩余。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，因Cl2有剩余，若加入几滴石蕊溶液，溶液会先变红后褪色。答案(1)(2)取代反应(3)B(4)液体分为两层，产生白色沉淀溶液先变红后褪色