1、第第 2 2 课时课时 烷烃的性质烷烃的性质 核心素养发展目标 1.了解烷烃的主要物理性质和化学性质， 培养变化观念与平衡思想的素 养。2.熟练掌握甲烷的主要性质，提高证据推理与模型认知能力。3.认识取代反应的概念及特 点，培养微观探析及变化观念。 一、烷烃的物理性质及可燃性 1烷烃的物理性质 相似性 递变性(随分子中碳原子数增加) 熔、沸点 较低 逐渐升高 密度 比水小 逐渐增大 状态 气态液态固态，常温常压下分子中碳原子数 n4 的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态) 溶解性 难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂 2.烷烃的稳定性及可燃性 (1)稳定性：通常情况下，烷烃与强酸、强碱或高锰酸钾等
2、强氧化剂都不反应。 (2)可燃性：烷烃都能燃烧。 CH4燃烧方程式：CH42O2 点燃 CO22H2O。 C3H8燃烧方程式：C3H85O2 点燃 3CO24H2O。 链状烷烃燃烧通式：CnH2n23n1 2 O2 点燃 nCO2(n1)H2O。 (1)常温常压下，CH4、C2H6和 C3H8为气体，C4H10、C6H14呈液态( ) 提示 常温常压下，分子中碳原子数 n4 的烷烃为气态，故 C4H10为气态。 (2)在通常条件下，烷烃和硫酸、氢氧化钠不反应，和酸性 KMnO4溶液也不反应( ) (3)在做甲烷、乙烷燃烧试验前，气体一定要验纯( ) (4)使用天然气(主要成分为 CH4)的燃气
3、灶，改用液化石油气(主要成分为 C4H10)，应减小进气 量或增大进风量( ) 提示 等体积的CH4和C4H10， C4H10用的氧气更多， 如不减小进气量(或增大进风量)， 则 C4H10 燃烧不充分，会产生 CO 等有毒气体。 (5)烷烃都能燃烧，且完全燃烧的产物一定是 CO2和 H2O( ) 1有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为 1.15 g L 1，则关于此混合物的组成说 法不正确的是( ) A一定有甲烷 B一定不存在乙烷 C可能是甲烷和乙烷的混合物 D不可能为乙烷和丙烷的混合物 答案 B 解析 该混合烃的平均摩尔质量为 1.15 g L 122.4 L mol125.76
4、g mol1，即平均相对分 子质量为 25.76，相对分子质量小于 25.76 的烷烃是 CH4，其他烷烃都大于 25.76，故混合物 中一定有甲烷，A 正确；乙烷的分子量为 30，可能有，也可能没有，故 B 错误，C 正确；乙 烷和丙烷的分子量都大于 25.76，故不可能是乙烷和丙烷的混合物，D 正确。 2标准状况下，0.1 mol 某烷烃完全燃烧生成 11.2 L CO2。 (1)写出该烷烃的分子式：_。 (2)写出该烷烃燃烧的化学方程式：_。 (3)该烷烃的同分异构体有多种， 写出分子中含有 4 个甲基(CH3)的结构简式： _。 答案 (1)C5H12 (2)C5H128O2 点燃 5
5、CO26H2O (3) 解析 n(CO2) 11.2 L 22.4 L mol 10.5 mol，则 1 mol 烷烃含有 5 mol C 原子，为 C5H12。C5H12的 同分异构体有 CH3CH2CH2CH2CH3、三种，其中分子中 含有 4 个甲基的为。 二、烷烃的典型性质取代反应 1烷烃的取代反应(以甲烷为例)实验探究 实验操作 实验现象 A 装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量 白雾，且试管内液面上升，水槽中有固体析出 B 装置：无现象 实验结论 CH4与 Cl2需在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为： CH4Cl2 光 CH3ClHCl(一氯代
6、物)； CH3ClCl2 光 CH2Cl2HCl(二氯代物)； CH2Cl2Cl2 光 CHCl3HCl(三氯代物)； CHCl3Cl2 光 CCl4HCl(四氯代物) 产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水。 状态：常温下除 CH3Cl 是气体，其余三种均为液体 取代反 应概念 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 2.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
7、热、光照或催化剂的条件下进行。 (1)乙烷、丁烷等烷烃和氯水也可以发生取代反应( ) (2)CH4和 Cl2按体积比 11 混合，发生取代反应生成的产物只有两种( ) 提示 CH4和 Cl2发生取代反应生成物除 CH3Cl 和 HCl 外，还有 CH2Cl2、CHCl3、CCl4。 (3)CH4和 Cl2发生取代反应时，每生成 1 mol HCl，则有 1 mol Cl2参加反应( ) (4)CH4分子为正四面体结构，因此其生成物 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和 CCl4都为正四面体结 构( ) (5)CH4和 Cl2发生取代反应的产物中，CH3Cl 的含量最多( ) 烷烃(以甲烷为例
8、)发生取代反应的有关规律 (1)反应条件：反应条件为光照，其光照为漫射光，强光直射易发生爆炸。 (2)反应物：反应物为卤素单质，如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取 代反应。 (3)反应产物：虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但甲 烷与氯气反应生成的产物都是 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和 CCl4四种有机物与 HCl 形成的混合 物。反应产物中 HCl 的物质的量最多。 (4)反应特点 连锁反应 甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步 反应可同时进行。 即当 n(CH4)n(Cl2)11 时， 并
9、不只发生反应 CH4Cl2 光 CH3ClHCl， 其他反应也在进行。 数量关系 CH4与 Cl2发生取代反应时，每有 1 mol H 被取代，则消耗 1 mol Cl2，同时生成 1 mol HCl， 即 n(Cl2)n(H)n(HCl)。1 mol CH4与 Cl2发生取代反应，最多消耗 4 mol Cl2。 1某课外活动小组利用如图所示装置探究 CH4和 Cl2的反应，据题意，回答下列问题： (1)CH4和 Cl2发生反应条件是_，若用日光直射，可能会引起_，假设甲烷与 氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_。 (2)若题目中甲烷与氯气的体积之比为 11，则得到的产物为_
10、(填字母)。 ACH3Cl HCl BCCl4 HCl CCH3Cl CH2Cl2 DCH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl (3)经过几个小时的反应后，U 形管右端的水柱变化是_(填字母)。 A升高 B降低 C不变 D无法确定 (4)若水中含有 Na2SiO3，则在 U 形管左端会观察到_。 (5)右端玻璃管的作用是_。 答案 (1)漫射光 爆炸 CH44Cl2 光 CCl44HCl (2)D (3)B (4)有白色胶状沉淀生成 (5)平衡气压 解析 (1)因 Cl2足量， 若充分反应， 则 CH4中的四个 H 原子可完全被取代， 生成 CCl4和 HCl， 即化学方程式为
11、CH44Cl2 光 CCl44HCl。(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时 发生，故得到四种氯代产物和 HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U 形管左 端生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U 形管右端液面下降，左端液面上升。(4)因左端 生成 HCl 溶于水后发生反应 2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所以观察到有白色胶状沉 淀生成。(5)为了平衡气压，在 U 形管右端插一个玻璃管。 2下列反应属于取代反应的是_(填序号)。 CH4 高温 C2H2 CuSO4Fe=FeSO4Cu CH3ClCl2 光 CH2Cl2HCl 2NaBrCl2=2NaClBr2
12、 CH3OHHCl CH3ClH2O CH3CH2BrH2O NaOH CH3CH2OHHBr CH42O2 点燃 CO22H2O 答案 解析 为CH4在高温下的分解反应； 和为无机反应中的置换反应， 也为氧化还原反应； 为 CH4的燃烧，属于氧化反应，属于有机反应中的取代反应。 1(2019 济南月考)下列关于烷烃性质的叙述正确的是( ) A烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低 B烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化 C在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应 D烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 答案 D 解析 烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A 项错误；烷烃通常情况下性质稳定， 不与酸性高锰酸
13、钾溶液反应，B 项错误；在光照条件下，烷烃只能与纯净的卤素单质发生取 代反应，不与溴水反应，C 项错误；由于卤素原子取代烷烃分子中氢原子的位置和个数难以 控制，故很难得到纯净的产物，D 项正确。 考点 烷烃的性质 题点 烷烃的性质 2(2020 重庆市第八中学检测)几种烷烃的沸点如下： 烷烃 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷 沸点/ 164 89 0.5 36 根据以上数据推断丙烷的沸点可能是( ) A约40 B低于162 C低于89 D高于 36 答案 A 解析 随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之 间。 考点 烷烃的性质 题点 烷烃的物理性质 3(2020 合肥
14、市 50 中学月考)下列反应中，属于取代反应的是( ) ACaCO3= 高温 CaOCO2 BZnH2SO4=ZnSO4H2 CCH42O2 点燃 CO22H2O DC2H6Cl2 光 C2H5ClHCl 答案 D 解析 A 项， CaCO3在高温下发生分解反应； B 项， 锌与硫酸发生置换反应， 而非取代反应； C 项，CH4的燃烧属于氧化反应；D 项，C2H6与 Cl2在光照下发生取代反应。 考点 取代反应 题点 取代反应理解及判断 4(2020 上海静安区高一检测)将体积比为 14 的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置 于光亮处，下列有关此实验的现象和结论叙述不正确的是( ) A产物中
15、只有四氯化碳分子是正四面体结构 B瓶中气体的黄绿色逐渐变浅，瓶内壁有油状液滴形成 C若日光直射，可能发生爆炸 D生成物只有 CCl4、HCl 答案 D 解析 A 项，CCl4与 CH4结构一样，为正四面体，正确；B 项，CH4与 Cl2反应消耗 Cl2，所 以黄绿色逐渐变浅，反应生成的 CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是油状液体，正确；C 项，若日光 直射，反应剧烈，放出大量的热，气体体积膨胀，可能发生爆炸，正确；D 项，CH4与 Cl2 反应，生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和 HCl，错误。 考点 甲烷取代反应 题点 取代反应及实验探究 5(2019 广州大学附属中学高一月考)在常温、常压下，取下列四种气态烃各 1 mol，分别在 足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( ) ACH4 BC3H8 CC4H10 DC2H6 答案 C 解析 设气态烃的分子式为 CxHy， 其完全燃烧的化学方程式为 CxHy xy 4 O2 点燃 xCO2y 2 H2O，则 1 mol 该烃完全燃烧时耗氧量为 xy 4 mol，将上述选项分别代入，比较可知 C4H10 耗氧量最多。 考点 烷烃的性质 题点 烷烃的燃烧及相关计算
