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第七章　　有机化合物
第一节　　认识有机化合物
第2课时　烷烃的性质
[学习目标]
1.了解烷烃的主要物理性质及化学性质。
2.掌握甲烷的结构及其主要性质(重点)。
3.掌握取代反应的概念及特点，了解常见有机化合物的性质特点
(重点)。
引入新课
天然气 沼气
甲烷
凡士林 蜡烛 石蜡
含碳原子数较多烷烃
结合生活经验和初中化学的有关知识，想一想烷烃可能具有哪些性质？
一、烷烃的性质
1. 物理性质
相似性 递变性(随着分子中碳原子数的增加)
熔、沸点
密度
状态
溶解性
较低
比水小
逐渐升高
逐渐增大
气→液→固，常温常压下碳原子数≤4的烷烃为气态，新戊烷为气态
难溶于水的无色物质，易溶于苯、CCl4等有机溶剂
甲烷为什么能作为燃料供人类日常生活使用？
2.烷烃的化学性质
(1)稳定性：与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。
(2)可燃性(氧化反应)：
一、烷烃的性质
2.烷烃的化学性质
(1)稳定性：与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。
(2)可燃性(氧化反应)：
链状烷烃燃烧通式：
思考
(1)等物质的量的甲烷和乙烷完全燃烧消耗氧气量：甲烷____乙烷。
随着碳原子数的增多，等物质的量的烷烃完全燃烧时耗氧量_____。
(2)标准状况下，0.1 mol某链状烷烃完全燃烧消耗17.92 L O2，试推测
其分子式。
＜
增大
C5H12
一、烷烃的性质
2.烷烃的化学性质
(3)分解反应
C3H8 CH4 + C2H4
高温
常应用于石油化工和天然气化工生产中。
尝试写出甲烷在1 000 ℃以上隔绝空气完全分解为炭黑和氢气的化学方程式：
________________________。
应用案例
(4)烷烃的取代反应(见目标二)
一、烷烃的性质
3.大多数有机物的性质
烷烃性质体现了有机物的通性。
(1)物理性质
熔点较低，且难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
(2)化学性质
易燃烧，受热会分解；
反应较复杂，常伴随副反应(方程式常用“→”表示)，
很多反应需在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。
一、烷烃的性质
1.判断正误
(1)将煤油加入水中，煤油在上层(　　)
(2)碳原子数相同的烷烃熔、沸点也相同(　　)
(3)常温常压下，C4H10呈气态，辛烷呈液态(　　)
(4)在通常条件下，甲烷能使高锰酸钾溶液褪色(　　)
(5)有机物都易燃烧(　　)
(6)甲烷、乙烷等可燃气体点燃前必须验纯，并注意通风(　　)
×
√
√
×
×
√
应用体验
一、烷烃的性质
煤油密度小于水
碳原子数相同的烷烃支链越多，熔沸点越低
不能
大多数有机物都是易燃的,如醇、烃等,但存在部分不燃的有机物如CCl4等,此外大多数聚合物几乎是不燃的。
2.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．－40 ℃ B．－162 ℃ C．－89 ℃ D．36 ℃
√
应用体验
一、烷烃的性质
随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，所以丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。
二、烷烃的典型性质——取代反应
1.实验探究烷烃的取代反应(以CH4与Cl2的反应为例)
1.实验探究烷烃的取代反应(以CH4与Cl2的反应为例)
实验 操作
实验 现象
A装置：试管内气体颜色逐渐变浅，管内壁有油状液滴出现，管中有少量白雾，且试管内液面上升，水槽中有少量白色晶体析出。
B装置：无现象。
二、烷烃的典型性质——取代反应
Cl2
光照
Cl2
光照
Cl2
光照
Cl2
光照
1.实验探究烷烃的取代反应(以CH4与Cl2的反应为例)
原理 分析
实验 结论
一氯甲烷 二氯甲烷 三氯化甲烷或氯仿 四氯化碳
①光照条件，产物5种 (HCl)；
②常温CH3Cl是气体，其余为液体；
③氯代物均不溶于水，出现油状液滴；
④HCl溶于水形成小液滴，产生白雾。
光照条件下，CH4和Cl2发生取代反应，生成多种氯代物和HCl
二、烷烃的典型性质——取代反应
2.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。
(1)甲烷能使溴水褪色吗？
不能
(2)若1 mol甲烷和Cl2发生取代反应，生成相同物质的量的4种有机物，试分析消耗Cl2的物质的量是多少？
生成4种有机取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，
根据碳原子守恒，4种取代产物分别为0.25 mol，
根据取代反应特点，CH4中1个 H 被取代消耗1个Cl2，
则需 n(Cl2) =n(被取代的H) ，即：0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol。
思考1
二、烷烃的典型性质——取代反应
归纳总结
烷烃取代反应特点(以CH4与Cl2的反应为例)
(1)反应条件
光照条件，与纯卤素单质反应。
(2)连锁反应
CH4中的 H 被 Cl 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。因此制取一氯代物一般不采用取代反应。
(3)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；1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4 mol Cl2。
二、烷烃的典型性质——取代反应
3.一氯代物种类数的判断
(1)等效氢原子(相同化学环境的氢原子)
①连接同一碳原子的氢原子是等效的。
②连接同一碳原子的相同基团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。
思考2
正丁烷和异丁烷各有几种不同化学环境的氢原子？
2种
2种
均有1种
二、烷烃的典型性质——取代反应
思考3
(2)一氯代物(一元取代物)种类数
当 H 被 Cl 取代时，有几种不同化学环境的H，就可产生几种一氯代物。
3.一氯代物种类数的判断
戊烷(C5H12)的结构简式及一氯代物各有几种。
CH3CH2CH2CH2CH3 (3种)、 (4种)、
(1种)。
二、烷烃的典型性质——取代反应
应用体验
1.判断正误
(1)CH4和Cl2按体积比1∶1混合，发生取代反应生成的产物只有两种(　　)
(2)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(　　)
(3)CH4和Cl2发生取代反应的产物中，CH3Cl的含量最多(　　)
×
√
×
2.下列反应属于取代反应的是_______(填序号)。
③⑤⑥
二、烷烃的典型性质——取代反应
取代产物有4种CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4有机物和无机物HCl
产物中HCl最多
置换反应/氧化还原反应
置换反应/氧化还原反应
分解反应
氧化反应
随堂检测
1.关于烷烃的结构和性质下列说法不正确的是
A.甲烷的二氯代物只有一种结构证明甲烷是正四面体结构
B.甲烷易燃易爆，点燃前必须要验纯
C.甲烷和氯气以物质的量之比1∶1混合，发生取代反应只生成一氯甲烷
D.烷烃性质稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
√
若甲烷为平面结构， 则其二氯代物有2种结构
生成物有CH3Cl、CH2Cl2、 CHCl3、CCl4、HCl
随堂检测
2.有机物 的一氯代物有
A.7种 B.6种 C.5种 D.4种
√
①
②
③
④
随堂检测
3.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.可能存在乙烷
C.可能是甲烷和乙烷的混合物
D.可能为乙烷和丙烷的混合物
√
平均摩尔质量=1.15 g·L-1×22.4 L·mol-1＝25.76 g·mol-1
即平均相对分子质量为25.76
故该混合物中一定有相对分子质量小于25.76的烷烃——甲烷；也一定有相对分子质量大于25.76的烷烃，如乙烷等。
随堂检测
4.美国宇航局科学家确认火星大气中存在甲烷气体，可能来自火星火山活动或者生命活动，这一发现将为寻找火星生命带来希望。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：
爆炸
(1)CH4与Cl2发生反应的条件是_______________；若用日光直射，可能会引起_______。
(2)用饱和食盐水而不用水的原因是______________________________________。
光照(或光亮处)
降低Cl2在水中溶解度，抑制Cl2和水的反应
随堂检测
(3)实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体——光气，反应的化学方程式为2CHCl3＋O2===2COCl2＋2HCl，上述反应______(填字母)。
A.属于取代反应 B.不属于取代反应
B
(4)为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是______。
A.氢氧化钠溶液 B.硝酸银溶液 C.稀盐酸 D.水
E.湿润的蓝色石蕊试纸 F.湿润的无色酚酞试纸
BE
本节内容结束
1.烷烃的物理性质
(1)溶解性：烷烃均为 溶于水的无色物质，易溶于苯、CCl4等有机溶剂。
(2)熔、沸点和密度：熔、沸点都较低，密度ρ<1，一般随着分子中碳原子数的增加而 。
(3)状态：随碳原子数的增加，常温下的状态由 态→ 态→ 态，碳原子数≤4的烷烃和新戊烷为气态。
目标一 答案
难
升高
气
液
固
2.烷烃的化学性质
(1)稳定性：通常情况下，烷烃比较稳定，与 、 或高锰酸钾等
不发生反应。
(2)可燃性(氧化反应)：烷烃在空气中完全燃烧生成CO2和H2O。
CH4燃烧的化学方程式： ；
C3H8燃烧的化学方程式： ；
链状烷烃CnH2n＋2燃烧的通式： 。
目标一 答案
强酸
强碱
强氧化剂
(1)等物质的量的甲烷和乙烷完全燃烧消耗氧气量：甲烷______(填“>”“<”或“＝”)乙烷。随着碳原子数的增多，等物质的量的烷烃完全燃烧时耗氧量______。
思考
＜
增大
(2)标准状况下，0.1 mol某链状烷烃完全燃烧消耗17.92 L O2，试推测其分子式。
提示　C5H12
目标一 答案
(3)分解反应：烷烃在_________下会发生分解，这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中。
较高温度
应用示例
尝试写出甲烷在1 000 ℃以上隔绝空气完全分解为炭黑和氢气的化学方程式：
___________________________。
(4)烷烃的取代反应(见目标二)
目标一 答案
3.大多数有机物的性质
烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体，烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。
(1)物理性质
大多数有机物熔点比较 ，且 溶于水，易溶于 、乙醇、 等有机溶剂。
(2)化学性质
大多数有机物容易 ，受热会发生 ；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生(有机化学方程式常用“―→”连接反应物和生成物)，很多反应需要在 、 或使用 的条件下进行。
目标一 答案
低
难
汽油
苯
燃烧
分解
加热
光照
催化剂

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