高中化学鲁科版选修五第1章 第3节 第2课时烷烃的化学性质

第2课时第2课时烷烃的化学性质[学习目标定位]1.能根据甲烷的性质理解烷烃的化学性质，如取代反应、氧化反应等。2.由烷烃的通式会写其燃烧的化学方程式，会分析有关的燃烧规律。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时知识·回顾区1．烷烃又叫饱和链烃。烷烃分子中碳原子之间的共价键全部为，其中碳原子皆为碳原子，也就是说，烷烃分子中碳原子之间全部以结合成，碳原子剩余的价键全部跟相结合而达到。简言之，烷烃具有“单”“链”“饱”的结构特点。碳碳单键饱和碳碳单键链状氢原子饱和本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时知识·回顾区2．甲烷的分子式是，结构式是，空间构型是。CH4正四面体本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时知识·回顾区(1)通常状况下，甲烷性质稳定，与、、都不反应，但在特定条件下，甲烷也能发生某些反应。(2)甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈，反应的化学方程式：CH4＋2O2——→点燃CO2＋2H2O。(3)甲烷与Cl2在光照条件下发生反应的化学方程式：CH4＋Cl2——→光照CH3Cl＋HCl(只写第一步)，该反应为反应。甲烷与Cl2发生反应的产物有种，其中常温下为气态的有种，具有正四面体形结构的物质是，产物中量最多的是。强酸强碱强氧化剂淡蓝色52CCl4HCl取代本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时知识·回顾区本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区探究点一烷烃与卤素单质的反应1．实验探究：C2H6与Cl2的反应，现把C2H6与Cl2按照1∶2的体积比充入大试管中，再将此试管倒立在水槽中放于光亮处。(1)观察到的现象是①；②；③。(2)试写出可能发生的反应方程式(写一个即可)。气体颜色逐渐变浅试管内液面上升试管壁上有油状液滴生成CH3—CH3＋Cl2——→光CH3—CH2Cl＋HCl本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区2．问题讨论：(1)有同学认为试管内液面上升是由于Cl2溶于水使试管内压强减小造成的，你能根据所学的知识证明该同学的判断是否正确吗？答案取试管内液体，向其中滴加石蕊试液，若变红后又褪色，说明是由于Cl2溶于水，使液面上升，若变红后不褪色，则说明不是由于Cl2溶于水而使液面上升，因Cl2溶于水与水反应会生成具有漂白作用的HClO。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区(2)烷烃与卤素发生反应需要怎样的条件？答案烷烃与卤素反应是发生在光照条件下的，如在黑暗处则反应不能发生。(3)上述反应的产物是否唯一？为什么？答案上述反应的产物不是唯一的，该方程式写出的是生成的一氯代物，事实上无论如何控制实验条件，产物中还有二氯代物、三氯代物、四氯代物、五氯代物、六氯代物共存。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区[归纳总结](1)烷烃与卤素在光照条件下发生取代反应，产物常为混合物，不适于制取卤代烃。(2)如果碳链比较长的烷烃和氯气发生取代反应时，不同的碳氢键断裂，可能会生成不同的取代产物。例如：CH3CH2CH3＋Cl2——→光照＋HCl2­氯丙烷CH3CH2CH3＋Cl2——→光照CH3CH2CH2Cl＋HCl。1­氯丙烷本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区[活学活用]1．下列有关烷烃的叙述中，不正确的是()A．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去C．分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃D．所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区解析烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达饱和，无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，选项A说法正确；答案B烷烃属饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应，选项B说法不正确；因分子通式CnH2n＋2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n＋2的有机物一定是烷烃，选项C说法正确；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特征反应之一，选项D说法正确。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区2．在光照条件下，将1mol甲烷和1mol氯气混合充分反应后，得到的产物为()A．CH3Cl、HClB．HCl、CCl4C．CH3Cl、CH2Cl2D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HClD解析本题主要考查CH4与Cl2的取代反应。如果忽视了有机反应的复杂性、多步性、多副反应的特点，最易错选为A。虽然甲烷和氯气按等物质的量混合，但实际上反应不会只停留在生成CH3Cl的第一步取代，而是四步取代反应几乎同时都发生，所以生成物就是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区探究点二烷烃与氧气的反应1．烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和H2O，燃烧的通式为。(1)在氧气充足的条件下，烃能够完全燃烧生成，同时放出大量的热，因此烃是非常重要的物质。(2)烷烃中的含氢量最高。相同质量的烷烃完全燃烧，放出的热量最多，是最常使用的燃料。(3)液化石油气中的主要成分是，也是含氢量较高的小分子烷烃。CnH2n＋2＋3n＋12O2——→点燃nCO2＋(n＋1)H2O二氧化碳和水能源甲烷甲烷甲烷丙烷和丁烷本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区2．写出烃(CxHy)燃烧的化学方程式，试分析讨论烃类完全燃烧前后气体体积变化。(1)燃烧后温度高于100℃时，水为气态反应前后气体体积变化v前＝v后v前＞v后v前＜v后x、y满足的条件(2)燃烧后温度低于100℃时，水为液态，反应后气体体积变化是。CxHy＋(x＋y4)O2——→点燃xCO2＋y2H2Oy＝4y＜4y＞41＋y4本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区[归纳总结](1)烃类完全燃烧的产物都是CO2和H2O，且都放出大量的热量。分子中含氢量越高的烃在质量相同时完全燃烧放出的热量越多。(2)烃类完全燃烧后气体体积的变化都只与烃分子中氢原子数目有关，而与烃分子中碳原子数目无关。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区解析设烃分子式为CxHy，据燃烧方程式CxHy＋(x＋y4)O2——→点燃xCO2＋y2H2O(g)，前后体积不变则有x＋y2＝1＋x＋y4解得y＝4，又因为该烃完全燃烧所以有x＋y4≤4解得x≤3。[活学活用]3．在1大气压120℃时，1体积某气态烃与4体积氧气混合，完全燃烧后，恢复到原来温度和压强，体积不变，该烃分子式中碳原子数不可能是()A．1B．2C．3D．4D本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区4．在同温同压下，相等质量的下列各烃在氧气中完全燃烧时，耗氧量由多到少的顺序是()A．乙炔、乙烯、甲烷、乙烷B．乙烯、乙烷、甲烷、乙炔C．甲烷、乙烯、乙炔、乙烷D．甲烷、乙烷、乙烯、乙炔D解析设烃的分子式为CxHy。烃在氧气中完全反应生成CO2和H2O。由C～O2、4H～O2可知氢的质量分数越大，耗氧量越多。因此当质量相等时，将CxHy转化成CHy/x形式可以快速地比较出耗氧量的多少，即yx越大，耗氧量越多。CH4→CH4、C2H4→CH2、C2H6→CH3、C2H2→CH，故D正确。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时学习·探究区烷烃的化学性质很稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不发生反应，能燃烧发生氧化反应，与卤素能发生取代反应，高温下发生裂化(或裂解)反应。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区1．下列有关烷烃性质的叙述正确的是()A．烷烃分子结构稳定，不发生任何化学反应B．烷烃中碳元素表现负价，易被酸性KMnO4溶液氧化C．在光照条件下，烷烃可与溴水中的溴发生取代反应D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物D解析烷烃性质的稳定性是相对的，一定条件下可发生取代、燃烧等反应。烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色，烷烃发生的自由基取代反应并不能在水溶液中进行，故不能与溴水中的溴取代。D正确。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区2．液化石油气作为燃料，已普遍进入城市家庭，它是含有下列物质的混合物。在常压下，这些物质的沸点如下表所示：物质名称乙烷丙烷丁烷戊烷己烷沸点/℃－88.6－42.2－0.536.169.2在常温下使用至无气体放出时，钢瓶中常剩余一些液态物质，这些物质有可能是()A．乙烷、丙烷和丁烷B．乙烷和丙烷C．只有乙烷D．戊烷和己烷D本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区3．下列有关简单的烷烃的叙述中正确的是()①都是易燃物②特征反应是取代反应③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基A．①和③B．②和③C．只有①D．①和②D解析烷烃含有碳和氢两种元素，都能燃烧生成二氧化碳和水，①正确；烷烃都易发生取代反应，②正确；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2，③不正确。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区4．关于烷烃性质的叙述，正确的是()A．都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．都是液体C．都能溶于水D．都是气体A解析烷烃是饱和烃，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A项正确；常温下，碳原子数≤4的烷烃为气态，碳原子数4的烷烃为液态或固态(新戊烷除外)，B、D两项不正确；烷烃都不溶于水，C项不正确。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区解析符合题意要求的同分异构体有。需要注意的是烷烃分子中乙基不能出现在第2位碳上，否则主链上就不是5个碳原子而是6个碳原子了，如：。5．主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有()A．2种B．3种C．4种D．5种A本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区6．烃A的结构简式为(1)用系统命名法命名烃A：________；烃A的一氯代物具有不同沸点的产物有________种。(2)已知烃A中伯、仲、叔、季碳原子各有6个、4个、2个和1个。试判断在烷烃C7H16中，具有3个伯碳原子的同分异构体有________种。(3)烷烃B中含有4个伯碳原子、1个仲碳原子和2个叔碳原子，则烷烃B的分子式为________，写出烷烃B可能具有的结构简式和它们的系统名称________________。(4)1mol烷烃B完全燃烧需消耗氧气________mol。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区解析(1)，根据编号可知此物质的名称为2,2,6­三甲基­4­乙基辛烷，其中中氢原子种类有10种，所以烃A的一氯代物有10种。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区(2)伯碳指—CH3中的碳原子，仲碳指—CH2—中的碳原子，叔碳指中的碳原子，季碳指中的碳原子。若C7H16中有3个伯碳原子即3个—CH3，且只有一个支链，其可能的结构简式有：，共3种同分异构体。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区(3)烷烃B中共有7个碳原子，所以分子式为C7H16，烷烃B可能的结构简式：(2,3­二甲基戊烷)和(2,4­二甲基戊烷)。(4)C7H16＋11O2——→点燃7CO2＋8H2O。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区第2课时自我·检测区(3)C7H16(2,3­二甲基戊烷)和(2,4­二甲基戊烷)答案(1)2,2,6­三甲基­4­乙基辛烷10(2)3(4)11本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区