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必修第二册
第七章
有机化合物
第一节
第三课时烷烃的性质
1.通过实验探究甲烷与氯气的反应,理解取代反应的本质。培养科学探究与创新意识。
2.通过阅读教材,认识烷烃的物理性质和化学性质,培养微观探析与变化观念等学科素养。
3.初步了解多数有机物与无机物的区别。
情境导入 在生活中我们常见的烷烃
天然气、沼气、煤层气 → 主要成分：甲烷
煤层气
天然气
沼气
情境导入 在生活中我们常见的烷烃
蜡烛、蜡笔、凡士林 → 主要成分：含碳原子数较多的烷烃
结合生活经验以及所学知识，想想烷烃可能有哪些性质？
一.烷烃的物理性质
名称 结构简式 常温时状态 熔点/℃ 沸点/℃ 水溶性 相对密度
甲烷 -182 -164 不溶
乙烷 -183.3 -88.6 不溶
丙烷 -189.7 -42.1 不溶 0.5005
丁烷 -138.4 -0.5 不溶 0.5788
戊烷 -129.7 36.1 不溶 0.5572
癸烷 -29.7 174.1 不溶 0.7298
十六烷 18 280 不溶 0.775
十七烷 22 301.8 不溶 0.7767
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3(CH2)2CH3
CH4
CH3(CH2)8CH3
CH3(CH2)14CH3
CH3(CH2)15CH3
CH3(CH2)3CH3
气
气
气
气
液
液
液
固
（1）气体→液体→固态，熔沸点↑。
（3）密度↑ 且小于水。
（2）难溶于水、易溶于有机溶剂（如汽油、乙醇、苯）。
碳数增加
相对分子质量增加，分子间作用增大，故熔沸点升高。
（4）无色。
一般情况下
一.烷烃的物理性质
碳原子数 常温下
1≤n≤4 气态
5≤n≤16 液态
n＞16 固态
二.烷烃的化学性质
1. 稳定性
通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溴的四氯化碳溶液等强氧化剂都不发生反应。
但其稳定性是相对的，在特定的条件下，烷烃也会发生某些反应。
二.烷烃的化学性质
煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施。
点燃之前必须验纯！
甲烷的燃烧实验
2.氧化反应
二.烷烃的化学性质
烷烃都具有可燃性，可用作燃料。
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
点燃
注意: 点燃甲烷前必须验纯
否则会爆炸。
实验现象：
实验结论：
甲烷可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，
生成二氧化碳和水，并放出大量的热。
明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。无烟
1.试着写出丙烷（C3H8）燃烧的方程式？
二.烷烃的化学性质
C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
点燃
注意：有机反应式通常用箭头！
2.与甲烷相似，烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。试着写出烷烃（CnH2n+2）燃烧的方程式？
二.烷烃的化学性质
烷烃燃烧通式为：
CnH2n+2 + O2 n CO2 + (n + 1) H2O
点燃
典型例题
B. 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
C. 在做甲烷、乙烷燃烧试验前，气体一定要验纯
A. 常温常压下，CH4、C2H6和C3H8为气体，C4H10、C6H14呈液态
D. 使用天然气(主要成分为CH4)的燃气灶，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
1. 下列说法错误的是（ ）
A
典型例题
2.某链状烷烃完全燃烧生成17.6g CO2和 9.0g 水，推测其分子式。
n
n+1
理论值
0.4
0.5
实际值
所以 n为4 则烷烃分子式为C4H10
9.0 g
18 g/mol
n（H2O）= =0.5 mol
17.6 g
44 g/mol
n（CO2）= =0.4 mol
比例式：
3.★★★★
120℃时，l体积某烃和4体积O2混合，完全燃烧后，恢复到原来的温度和压强，体积不变，该烃分子中所含碳原子数不可能是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
典型例题
D
二.烷烃的化学性质
3．分解反应
烷烃在较高温度下会发生分解。
应用于石油化工和天然气化工生产从烷烃
→ 化工基本原料和燃料
C18H38 C10H22 + C8H16
十八烷
癸烷
催化剂
加热、加压
【实验7-1】
取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4，和半试管Cl2，分别用铁架台固定好（如图7-8）。将其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处（不要放在日光直射的地方）。静置，比较两支试管内的现象。
实验探究——甲烷与氯气反应
甲烷和氯气的取代反应
实验现象 实验结论
套上铝箔的试管无明显现象 无光条件不反应
光亮处的试管气体颜色（黄绿色）逐渐变浅 甲烷能与Cl2发生反应
试管壁出现油状液滴 生成难溶于水的物质
同时出现少量白雾 反应中生成了氯化氢气体
试管内液面上升 气体体积减小，气体溶于水中使试管内压强减小
饱和食盐水中有少量 固体析出 Cl-饱和
甲烷和氯气的取代反应
CH4
Cl2
CH3Cl
C
H
Cl
HCl
一氯甲烷
剧毒气态（g）、难溶于水
甲烷和氯气的取代反应
CH3Cl
CH2Cl2
Cl2
C
H
Cl
有毒液态（l）、难溶于水
二氯甲烷
甲烷和氯气的取代反应
C
H
Cl
★用途：可作麻醉剂
甲烷和氯气的取代反应
C
H
Cl
★用途：可用于灭火
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。
甲烷和氯气的取代反应
氯乙烯、四氯化碳、氯仿等对肝脏有很强的毒性，有些有致癌性。
有些有机氯化合物在环境中非常稳定，如多氯联苯(PCD)、DDT和六六六等，自停止生产至今，在水体、底泥和生物体中仍可检测出较高的残留物。
由于有脂溶性，在生物体内代谢缓慢，通过食物链浓缩、累积，主要是造成长期慢性毒性效应。
了解有机氯化物的毒性
环境中有机氯化合物的另一类来源是饮用水的氯气消毒作用。
已证实会形成氯仿、二氯乙烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷等。
美国要求城市饮用水对四氯化碳和1，2-二氯乙烷进行检测。
了解有机氯化物的毒性
将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶,用玻璃片把瓶口盖好后,分别作如下处理,各有怎样的现象发生
(1)置于黑暗处　　　　　。
(2)将点燃的镁条靠近集气瓶外壁　　　　　。
(3)放在光亮的教室里　 。
(4)甲烷和氯气发生的一系列反应都是　　　反应(填反应类型),生成的有机物中常用作有机溶剂的是　　　　　　　　,
可用作灭火剂的是　　　　　。
无明显现象　
发生爆炸
黄绿色逐渐变浅,最后消失,瓶壁上出现油状液滴
取代
CHCl3、CCl4　
CCl4
1.甲烷与氯气发生反应时，所得产物有几种 ？
2.能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl
积极思考
用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合不能制取纯净的CH3Cl。
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。
反应中得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物和HCl，
共5种产物。
3.CH4和Cl2发生取代反应时，每有1 mol氢原子被取代，消耗的Cl2分子的物质的量是多少？生成的HCl分子的物质的量分别是多少？
积极思考
每有1 mol氢原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol HCl分子。
反应物
反应 条件
生成物
反应 特点
甲烷与氯气(不能用氯水，需纯卤素单质)
漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸)
甲烷与氯气反应生成四种有机产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多（产物复杂）
连锁反应
甲烷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，生成1 mol HCl
甲烷和氯气的取代反应
一上一下，
有进有出
类似无机反应中的复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子。
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1) C3H8的熔、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，不能发生分解反应。 (　　)
(5) 点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸。 ( )
(6) 点燃甲烷前不需要验纯。 ( )
√
√
√
×
×
×
2.在一定条件下，能与甲烷发生反应的是（ ）
A.浓硫酸
B.氢氧化钠溶液
C.溴蒸汽
D.高锰酸钾溶液
C
3.下列应属于取代反应的是（ ）
D
4.二氟甲烷是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品，用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。试判断二氟甲烷的结构简式有（ ）
A． 4种 B. 3种 C. 2种 D. 1种
D
5.在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是 ( )
A. 氯气与氢气反应
B. 氯气与甲烷反应
C. 次氯酸分解
D. 甲烷与氧气反应
D
6.室温下,下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是(　　)
A.都是有机物
B.都不溶于水
C.有一种气态物质,其余均是液体
D.除一种外,其余分子均是四面体结构
D
典型例题
1. 实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(　　)
D
典型例题
2. 有机物分子里的原子（或原子团）被其他原子（或原子团）所替代的反应叫做取代反应，下列反应中属于取代反应的是（ ）
A. AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
B. CH4 + 2O2 → CO2 +2H2O
C. CH2Br2 + Cl2 → CHClBr2 + HCl
D. CH3CH2OH → CH2=CH2↑ + H2O
点燃
浓硫酸
170℃
光
C
典型例题
3.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 (　　)
A.CH4　　　　B.C3H8　　　　C.C4H10　　　　D.C2H6
C
4.下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是（ ）
A．氯气 B．溴水 C．氯水 D．酸性高锰酸钾溶液
A
1.上图说明甲烷是可燃性气体,在点燃可燃性气体前要注意什么
2.根据甲烷的性质,推测丙烷的化学性质有哪些
3.多碳原子烷烃(如CH3—CH2—CH2—CH3)分子中,碳链是直线状吗
积极思考
可燃性气体在点燃前要验纯,因为可燃性气体和空气混合,如果在爆炸极限内,点燃会发生爆炸。
能与O2发生燃烧反应,能与Cl2在光照下发生取代反应。
不是。
在CH3—CH2—CH2—CH3分子中,碳原子与其相连的4个原子在空间形成四面体结构,因此多碳原子烷烃分子中的碳链应为锯齿状。
典型例题
5.★★★★
在标准状况下,22.4 L CH4与Cl2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Cl2的物质的量为(　　)
A.0.5 mol
B.2 mol
C.2.5 mol
D.4 mol
C
1 mol CH4与Cl2发生取代反应,
生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol,
这四种取代物中n(Cl)=0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol,
根据取代反应特点,生成的n(HCl)=2.5 mol
,故生成物中所含氯原子共2.5 mol+2.5 mol=5 mol,
参加反应的Cl2的物质的量n(Cl2)=2.5 mol。
典型例题
5-1.
如果使0.5 mol甲烷完全跟Cl2发生取代反应并生成等物质的量的四种氯代物，则需要消耗氯气（ ）
A．0.5 mol B．1 mol C．1.5 mol D．1.25 mol
D
氯代物的物质的量为 0.5/4=0.125mol
所需氯气的物质的量为：
0.125×1+0.125×2 + 0.125×3+0.125×4=1.25mol
5-2
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1∶1时,混合发生取代反应只生成CH3Cl
B.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
D.1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
C
典型例题
6. 某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题。
（1）CH4与Cl2发生反应的条件是 ；若用日光直射，可能会引起 。
光照（或光亮处）
爆炸
（2）实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现
油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出， _______ ， ________________等。
量筒内黄绿色气体颜色变浅
量筒内液面上升
（3）实验中生成的油状液滴的化学式为 _______，其中 ______ 是工业上重要的溶剂。
（4）用饱和食盐水而不用水的原因是 ___ __________、______________________________。
CH2Cl2、CHCl3、CCl4
CHCl3、CCl4
降低Cl2在水中的溶解度
抑制Cl2和水的反应
1.烷烃的结构特点
(1)单键:碳原子之间以碳碳单键相结合。
(2)饱和:碳原子剩余价键全部与氢原子相结合,烷烃是饱和烃。
2.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,都不能够使酸性高锰酸钾溶液以及溴水褪色。
(1)链状烷烃在光照条件下与卤素单质发生取代反应。
烷烃
1.写出乙烷与氯气反应生成一氯代物的化学方程式
2.写出丙烷与氯气反应生成一氯代物的化学方程式
积极思考
对称
对称
1.
下列有关烷烃的叙述中,正确的是(　　)
①在烷烃分子中,所有的化学键都是单键　
②烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃　
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应　
⑤光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色
A.①③⑤ B.②③ C.①④ D.①②④
C
2.下列性质中,属于烷烃特征的是(　　)
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CnH2n+2,与氯气在光照条件下发生取代反应
D.密度都较小
C
3.(双选)关于烷烃的叙述不正确的是(　　)
A.分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
B.烷烃均能与氯水发生取代反应
C.正戊烷的熔点、沸点比异戊烷的高
D.烷烃能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
BD
总结
烷烃的性质
物理性质：碳原子数递增，熔沸点、密度递增，
状态：气→液→固
化学性质：
（1）稳定性：与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应
（4）取代反应：与卤素单质光照取代
（2）氧化反应：燃烧
（3）高温分解

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