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第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第二课时 烷烃的性质
1.以烷烃的代表物——甲烷的结构和性质为模型，认识烷烃的结构和性质。从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构，发展“微观探析”的学科核心素养。。
2.掌握取代反应的概念及特点，认识甲烷与氯气发生取代反应的反应原理，并从微观角度进行探析。
3.会确定烷烃一氯代物同分异构体的数目，会判断等效氢。
4.了解有机物的通性。
核心素养
情境导学
请结合生活经验和所学化学的有关知识，想一想烷烃可能具有哪些性质
天然气
汽油
任务一：烷烃的物理性质
请阅读下表，寻找烷烃物理性质的规律
名称 结构简式 常温时的状态 熔点/℃ 沸点/ ℃ 相对 密度 水溶性
甲烷 CH4 气 -182 -164 0.466 不溶
乙烷 CH3CH3 气 -183.3 -88.6 0.572 不溶
丙烷 CH3CH2CH3 气 -189.7 -42.1 0.585 不溶
丁烷 CH3(CH2)2CH3 气 -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：气态 5-16：液态 17以上：固态
C原子数
气 液 固
2.熔沸点、密度随C原子序数递增而递增。
3.均不溶于水，且密度比水小。
易溶于有机溶剂。
1.常温下状态：
名称 正戊烷 异戊烷 新戊烷
结构简式 CH3(CH2)3CH3 CH3CH(CH2) CH2CH3 C(CH3)4
熔点/℃ -129.7 -159.6 -20
沸点/℃ 36.07 27.9 9.5
任务一：烷烃的物理性质
名称 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度g/cm-3
正丁烷 -138.4 -0.5 0.5788
异丁烷 -159.6 -11.6 0.557
4.同分异构体：支链越多，熔沸点越低。支链越多，相对密度越小。
1.下列五种烷烃：① CH3(CH2)4CH3 ②CH3CH2CH(CH3)2
③ CH3CH2CH3 ④ CH3CH3 ⑤ CH3(CH2)3CH3，其沸点按由高到低的顺序排列正确的是（ ）
A．①⑤②③④ B．②③④⑤①
C．⑤②①③④ D．④①②⑤③
A
任务二：烷烃的化学性质
通常情况下，烷烃比较稳定，均不能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，不与强酸、强碱反应。
1、稳定性：
任务二：烷烃的化学性质
2、氧化反应：（燃烧）
甲烷燃烧。
现象：安静燃烧，火焰明亮，呈淡蓝色，烧杯内壁有水雾生成，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，放出大量的热。
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
注意：有机反应用“→”，不用“=”
注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体会立即发生爆炸。因此，点燃甲烷之前必须 验纯!! 煤矿事故？
任务二：烷烃的化学性质
2、氧化反应：（燃烧）
烷烃都能燃烧。
链状烷烃燃烧通式：_____________________________________
3、高温下发生分解反应
烷烃在较高温度下会发生分解，常应用于石油化工和天然气化工生产中。
在隔绝空气并加热至1000℃的高温下，甲烷分解
CH4 C + 2H2
高温
任务二：烷烃的化学性质
4、取代反应
实验7-1：甲烷与Cl2的反应
取2支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好，如图所示。其中1支试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一支试管放在光亮处。片刻后，比较2支试管中的物质，二者是否出现了区别？
任务二：烷烃的化学性质
4、取代反应
实验现象 A装置：试管内气体黄绿色逐渐变浅；试管内壁有油状液体出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升，溶液有固体析出。
B装置：无明显现象
实验结论 氯气逐渐消耗，甲烷与氯气在光照条件下发生了反应。
生成了新的油状物质且不溶于水。
有白雾，说明有HCl生成。
试管内液面上升，说明气体体积在减少。
思考：为什么溶液中会有固体析出？
任务二：烷烃的化学性质
4、取代反应
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
一氯甲烷
（气体）
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
二氯甲烷
（液体）
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
三氯甲烷
（液体）
俗称：氯仿
CH2Cl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
四氯化碳
（液体）
有机溶剂
任务二：烷烃的化学性质
4、取代反应
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。
1. 定义:
2. 特点:
一上一下
①CH4与Cl2的反应是逐步进行的，书写化学方程式时应分步书写。
②CH4与Cl2的反应产物是混合物，其中最多的是HCl，通过取代反应没办法得到某单一的产物。
注意事项：
③每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl。
2. 1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代？（　 ）
A、4mol B、8mol C、2mol D、6mol
D
任务二：烷烃的化学性质
4、取代反应
3. 在光照条件下，烷烃可与纯卤素单质发生取代反应：
CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl
光照
1、下列气体的主要成分不是甲烷的是（ ）
A．天然气 B．沼气
C．水煤气 D．坑道产生的气体
课堂练习
2、若甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合，在光照下得到的有机取代产物是 （ ）
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、下列叙述错误的是(　　)
A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应
B．甲烷是正四面体结构
C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3，还是CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种取代物常温下均为液体
D
4、在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是( )
A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl
D
5、下列反应属于取代反应的是 ( )
A. C2H5Cl+H2O →C2H5OH+HCl
B. CH4 C + 2 H2
高温
C. CH2=CH2 +Br2 CH2BrCH2Br
CCl4
D. 2 HI + Cl2 = I2 + 2HCl
A
6、某气态烷烃20mL完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气100mL，则该烷烃的化学式是（ ）
A、 C2H6 B、C3H8 C、C4H10 D、C5H12
B
7、在标准状况下，22.4 L CH4与氯气在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气为(　　)
A．1.25 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．4 mol
C
任务三：烷烃一氯代物同分异构体数目的确定
烷烃分子中的一个氢原子被氯原子代替，称为烷烃的一氯代物。
1、等效氢法：
①连接同一碳原子的氢原子是等效的。
②连接同一碳原子的甲基上的氢原子是等效的。
③处于对称位置上相同基团上的氢原子是等效的。
有机物分子中有n种等效氢原子，其一元取代物的同分异构体就有n种。
思考：C4H10的一氯代物有多少种？
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
|
CH3
4种
任务三：烷烃一氯代物同分异构体数目的确定
2、烃基法：
记住常见烃基的异构体种数，可快速判断一元取代物同分异构体的数目．
甲基—CH3　　　　
乙基—C2H5
丙基—C3H7
丁基—C4H9
戊基—C5H11
1种
1种
2种
4种
8种
思考：C4H9Cl的同分异构体有多少种？
4种
7、下列化学式能代表一种纯净物的是( )双选
A. C3H8 B. C4H10 C. C5H12 D.C2H5Br
AD
8、立方烷是一种新合成的烷烃,其分子结构为 。下列有关它的说法错误的是（ ）
A.分子式为C8H8 B.能燃烧
C.能发生取代反应 D.一氯代物有2种
D
任务四：有机物的通性
1、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、大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解；
3、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。

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