资源简介

主题13　烃
第40讲　饱和脂肪烃
学习目标　
1. 认识甲烷分子的正四面体结构；了解烷烃的组成通式和结构特点。
2. 了解烷烃同系物的物理性质递变规律。
3. 掌握甲烷的物理性质、化学性质(取代、氧化、热分解)；能正确书写相应反应的化学方程式。
4. 知道饱和脂肪烃的来源。
活动方案
　 甲烷的组成、结构与性质
1. 分子的组成和结构。
下列化学事实中，能说明CH4分子呈正四面体结构的有哪些？
①核磁共振氢谱发现甲烷分子中的4个H原子都相同。
②甲烷的三氯代物(CHCl3)只代表一种物质。
③甲烷的二氯代物(CH2Cl2)有固定的熔、沸点。
④甲烷分子中的键角为109°28′，且键长相等。
⑤甲烷分子能发生取代反应，不能发生加成反应。
2. 甲烷的存在和性质。
(1) 你能说出哪几种物质的主要成分是甲烷呢？
(2) 根据下面的事实，可以推断甲烷的哪些物理性质？
①实验室可以采用排水法或向下排空气法收集甲烷。
②天然气泄漏不容易被发现。
(3) 根据下面甲烷的用途，写出有关反应的化学方程式，并注明反应类型。
①用于生产溶剂氯仿(三氯甲烷)或四氯化碳并产生副产物盐酸。
②燃烧放出大量的热，是一种理想的燃料。
③高温分解甲烷可制得炭黑和氢气两种重要的工业原料。
烷烃的组成、结构与性质
1. 烷烃的组成和结构。
(1) 通常所说的烷烃是指饱和链烃，写出这类脂肪烃的分子组成通式。
(2) 写出包含一个环的环烷烃的分子组成通式。从结构上看，你能说出环烷烃与烷烃的哪些相同之处呢？
2. 烷烃的性质。
(1) 下列事实反映了烷烃物理性质的哪些规律？
①甲烷难液化，丁烷易液化，石油是液体。
②石油、石蜡均浮于水面，而沥青却沉于水底。
③石油产品碳链越长，分馏时采用的温度越高。
(2) 回忆烷烃的化学性质，回答问题。
①烷烃化学性质的稳定性表现在哪些方面？
②写出饱和脂肪烃燃烧的反应通式。
③饱和脂肪烃与Cl2的取代反应。
a. CH3CH3与Cl2发生取代反应的有机产物一共可能有多少种？
b. 写出CH3CH2CH3与Cl2发生一氯取代反应的可能的化学方程式。
c. CH3CH2CH3的两种一氯取代产物中，2 氯丙烷比例较高，你认为原因是什么？
④环烷烃与烷烃的化学性质相似，试回答下列问题。
“立方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。
a. 写出立方烷的分子式。
b. 其一氯代物、二氯代物、三氯代物分别有几种？
饱和脂肪烃的来源
1. 饱和脂肪烃的主要来源有哪些？
2. 碳原子数较多的有机物沸点往往较高。
(1) 请将石油产品汽油、柴油、煤油、沥青、液化石油气按其组成物质分子中碳原子数递增的顺序排列。
(2) 直接加热分馏可能使碳原子数较多的有机物发生碳化，可采用什么方法将它们进一步分离？
3. 不饱和脂肪烃不能从石油中直接通过分馏获取，如何获得这类脂肪烃？
名卷优选
1 [2024江苏卷]下列有关反应描述正确的是(　　)
A. CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C—O
B. 氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C. 丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂σ键和π键
D. 石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
2 [南通模拟]取一支大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，进行如图所示的实验。光照一段时间后，试管内液面上升，气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中出现了少量白雾。下列关于该实验的说法不正确的是(　　)
A. 氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在水中的溶解度
B. 试管壁出现了油状液滴，是因为该反应生成了氯化氢
C. 试管中的白雾是反应生成的氯化氢气体遇水形成的酸雾
D. 由实验过程中产生的现象可推知，甲烷与氯气在光照条件下能发生取代反应
3 如图分子，因其形状像东方塔式庙宇，所以该分子也就称为庙宇烷，有关该分子的说法正确的是(　　)
A. 分子式为C20H20
B. 一氯代物的同分异构体只有两种
C. 分子中含有2个亚甲基(—CH2—)
D. 分子中含有4个五元碳环
4 含有 2～5 个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据如表所示。
烷烃名称 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
沸点/℃ －88.6 －42.1 －0.5 36.1
燃烧热/(kJ/mol) 1 560.7 2 219.2 2 877.6 3 535.6
根据表中数据，下列判断错误的是(　　)
A. 正庚烷在常温常压下一定不是气体
B. 烷烃燃烧热和其所含碳原子数成线性关系
C. 随碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高
D. 随碳原子数增加，烷烃的沸点和燃烧热都呈比例增加
5 [2025南通如皋调研]CH3CH2CH3与卤素X2(Cl2或Br2)发生取代反应时，会经历如下过程：
Ⅰ：X2===2X·
Ⅱ：CH3CH2CH3＋X·―→CH3CH2CH2·[或·CH(CH3)2]＋HX
Ⅲ：CH3CH2CH2·[或·CH(CH3)2]＋X·―→CH3CH2CH2X [或XCH(CH3)2]
CH3CH2CH3与卤素X2反应过程中物质的能量变化及产物的选择性如下图所示。
产物选择性(%)＝
(1) 稳定性：CH3CH2CH2·________·CH(CH3)2 (填“>”或“<”)。
(2) 以丙烷为原料合成丙醇时，为提高2丙醇的产率，应________(填字母)。
A. 先氯代再水解　　　　　B. 先溴代再水解
(3) 写出包含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4在内的一个等式：____________。
主题13　烃
第40讲　饱和脂肪烃
【活动方案】
活动一：
1 ③④。
2 (1) 天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气。　(2) ①甲烷难溶于水、密度比空气的小。 ②甲烷是无色无味的气体。
(3) ①CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl、
CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl、
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl(生产氯仿)、
CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl(生产四氯化碳)　均为取代反应
②CH4＋2O2 CO2＋2H2O　氧化反应
③CH4 C＋2H2　分解反应
活动二：
1 (1) CnH2n＋2　(2) CnH2n　碳原子与碳原子之间以单键相连，其他价键与氢原子相连，碳原子的空间立体结构相似，碳原子均采用sp3杂化等。
2 (1) 随着碳原子数增加，烷烃的熔、沸点升高，密度增大。
(2) ①通常状况下，不跟酸、碱反应，且不能被酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化。　
②CnH2n＋2＋O2 nCO2＋(n＋1)H2O
③a. 9种(其结构简式为CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl、 CH3CCl3、CH2ClCHCl2、CH2ClCCl3、CHCl2CHCl2、CCl3CHCl2、CCl3CCl3)。　b. CH3CH2CH3＋Cl2CH3CH2CH2Cl＋HCl CH3CH2CH3＋Cl2CH3CHClCH3＋HCl　c. 不同类型的H原子反应活性不同。　④a. C8H8　b. 1种；3种；3种。
活动三：
1 石油的分馏、天然气等。
2 (1) 液化石油气、汽油、煤油、柴油、沥青　(2) 减压分馏
3 石油的裂化、裂解。
【名卷优选】
1 B　CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C—H、O—H，A错误；氯自由基是O3分解的催化剂，催化剂能改变反应历程，B正确；丁烷是饱和烃，不含π键，故丁烷不会断裂π键，C错误；石墨中的碳采取sp2杂化，金刚石中的碳采取sp3杂化，石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp2转变为sp3，D错误。
2 B　用饱和食盐水收集Cl2，利用了饱和食盐水中高浓度Cl－抑制Cl2在水中的溶解与反应，A正确；该实验中生成的油状液滴是CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物，不是氯化氢，B错误；根据反应物的元素组成、产生白雾、液面上升等说明一定是生成了HCl，HCl遇水形成了酸雾，C正确；只有取代反应才可能生成HCl，D正确。
3 A　4 D
5 (1) <　(2) B　(3) ΔH1＋ΔH4＝ΔH2＋ΔH3(共26张PPT)
模块五
有机化学基础
主题13　烃
第40讲　饱和脂肪烃
内容索引
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1. 认识甲烷分子的正四面体结构；了解烷烃的组成通式和结构特点。2. 了解烷烃同系物的物理性质递变规律。 3. 掌握甲烷的物理性质、化学性质(取代、氧化、热分解)；能正确书写相应反应的化学方程式。4. 知道饱和脂肪烃的来源。
活 动 方 案
1. 分子的组成和结构。
下列化学事实中，能说明CH4分子呈正四面体结构的有哪些？
①核磁共振氢谱发现甲烷分子中的4个H原子都相同。
②甲烷的三氯代物(CHCl3)只代表一种物质。
③甲烷的二氯代物(CH2Cl2)有固定的熔、沸点。
④甲烷分子中的键角为109°28′，且键长相等。
⑤甲烷分子能发生取代反应，不能发生加成反应。
【答案】 ③④。
活动一　甲烷的组成、结构与性质
2. 甲烷的存在和性质。
(1) 你能说出哪几种物质的主要成分是甲烷呢？
【答案】 天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气。
(2) 根据下面的事实，可以推断甲烷的哪些物理性质？
①实验室可以采用排水法或向下排空气法收集甲烷。
②天然气泄漏不容易被发现。
【答案】 ①甲烷难溶于水、密度比空气的小。 ②甲烷是无色无味的气体。
(3) 根据下面甲烷的用途，写出有关反应的化学方程式，并注明反应类型。
①用于生产溶剂氯仿(三氯甲烷)或四氯化碳并产生副产物盐酸。
②燃烧放出大量的热，是一种理想的燃料。
③高温分解甲烷可制得炭黑和氢气两种重要的工业原料。
1. 烷烃的组成和结构。
(1) 通常所说的烷烃是指饱和链烃，写出这类脂肪烃的分子组成通式。
【答案】 CnH2n＋2
(2) 写出包含一个环的环烷烃的分子组成通式。从结构上看，你能说出环烷烃与烷烃的哪些相同之处呢？
【答案】 CnH2n　碳原子与碳原子之间以单键相连，其他价键与氢原子相连，碳原子的空间立体结构相似，碳原子均采用sp3杂化等。
活动二　烷烃的组成、结构与性质
2. 烷烃的性质。
(1) 下列事实反映了烷烃物理性质的哪些规律？
①甲烷难液化，丁烷易液化，石油是液体。
②石油、石蜡均浮于水面，而沥青却沉于水底。
③石油产品碳链越长，分馏时采用的温度越高。
【答案】 随着碳原子数增加，烷烃的熔、沸点升高，密度增大。
(2) 回忆烷烃的化学性质，回答问题。
①烷烃化学性质的稳定性表现在哪些方面？
【答案】 通常状况下，不跟酸、碱反应，且不能被酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化。
②写出饱和脂肪烃燃烧的反应通式。
③饱和脂肪烃与Cl2的取代反应。
a. CH3CH3与Cl2发生取代反应的有机产物一共可能有多少种？
【答案】 9种(其结构简式为CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl、CH3CCl3、CH2ClCHCl2、CH2ClCCl3、CHCl2CHCl2、CCl3CHCl2、CCl3CCl3)。
b. 写出CH3CH2CH3与Cl2发生一氯取代反应的可能的化学方程式。
c. CH3CH2CH3的两种一氯取代产物中，2-氯丙烷比例较高，你认为原因是什么？
【答案】 不同类型的H原子反应活性不同。
④环烷烃与烷烃的化学性质相似，试回答下列问题。
“立方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。
a. 写出立方烷的分子式。
b. 其一氯代物、二氯代物、三氯代物分别有几种？
【答案】 a. C8H8　b. 1种；3种；3种。
1. 饱和脂肪烃的主要来源有哪些？
【答案】 石油的分馏、天然气等。
2. 碳原子数较多的有机物沸点往往较高。
(1) 请将石油产品汽油、柴油、煤油、沥青、液化石油气按其组成物质分子中碳原子数递增的顺序排列。
【答案】 液化石油气、汽油、煤油、柴油、沥青
(2) 直接加热分馏可能使碳原子数较多的有机物发生碳化，可采用什么方法将它们进一步分离？
【答案】 减压分馏
活动三　饱和脂肪烃的来源
3. 不饱和脂肪烃不能从石油中直接通过分馏获取，如何获得这类脂肪烃？
【答案】 石油的裂化、裂解。
名 卷 优 选
2
4
5
1
3
1 [2024江苏卷]下列有关反应描述正确的是(　 　)
A. CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C—O
B. 氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C. 丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂σ键和π键
D. 石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
【解析】 CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C—H、O—H，A错误；氯自由基是O3分解的催化剂，催化剂能改变反应历程，B正确；丁烷是饱和烃，不含π键，故丁烷不会断裂π键，C错误；石墨中的碳采取sp2杂化，金刚石中的碳采取sp3杂化，石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp2转变为sp3，D错误。
B
2
4
5
1
3
2 [南通模拟]取一支大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，进行如图所示的实验。光照一段时间后，试管内液面上升，气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中出现了少量白雾。下列关于该实验的说法不正确的是(　 　)
A. 氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在水中的溶解度
B. 试管壁出现了油状液滴，是因为该反应生成了氯化氢
C. 试管中的白雾是反应生成的氯化氢气体遇水形成的酸雾
D. 由实验过程中产生的现象可推知，甲烷与氯气在光照条件下能发生取代反应
B
2
4
5
1
3
【解析】 用饱和食盐水收集Cl2，利用了饱和食盐水中高浓度Cl－抑制Cl2在水中的溶解与反应，A正确；该实验中生成的油状液滴是CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物，不是氯化氢，B错误；根据反应物的元素组成、产生白雾、液面上升等说明一定是生成了HCl，HCl遇水形成了酸雾，C正确；只有取代反应才可能生成HCl，D正确。
2
4
5
3
3 如图分子，因其形状像东方塔式庙宇，所以该分子也就称为庙宇烷，有关该分子的说法正确的是(　 　)
A. 分子式为C20H20
B. 一氯代物的同分异构体只有两种
C. 分子中含有2个亚甲基(—CH2—)
D. 分子中含有4个五元碳环
1
A
2
4
5
3
4 含有 2～5 个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据如表所示。
1
烷烃名称 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
沸点/℃ －88.6 －42.1 －0.5 36.1
燃烧热/(kJ/mol) 1 560.7 2 219.2 2 877.6 3 535.6
根据表中数据，下列判断错误的是(　 　)
A. 正庚烷在常温常压下一定不是气体
B. 烷烃燃烧热和其所含碳原子数成线性关系
C. 随碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高
D. 随碳原子数增加，烷烃的沸点和燃烧热都呈比例增加
D
2
4
5
3
5 [2025南通如皋调研]CH3CH2CH3与卤素X2(Cl2或Br2)发生取代反应时，会经历如下过程：
Ⅰ：X2==2X·
Ⅱ：CH3CH2CH3＋X·―→CH3CH2CH2·[或·CH(CH3)2]＋HX
Ⅲ：CH3CH2CH2·[或·CH(CH3)2]＋X·―→CH3CH2CH2X [或XCH(CH3)2]
CH3CH2CH3与卤素X2反应过程中物质的能量变化及产物的选择性如下图所示。
1
2
4
5
3
(1) 稳定性：CH3CH2CH2·______·CH(CH3)2 (填“>”或“<”)。
(2) 以丙烷为原料合成丙醇时，为提高2－丙醇的产率，应_________(填字母)。
A. 先氯代再水解　　　　 B. 先溴代再水解
(3) 写出包含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4在内的一个等式：_____________________________。
1
<
B
ΔH1＋ΔH4＝ΔH2＋ΔH3
谢谢观看
Thank you for watching

展开更多......

收起↑