高中化学 专题3 常见的烃 第一单元 脂肪烃 第1课时 烷烃教学案 苏教版选修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第1课时烷烃目标导航1.了解烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。2.能以甲烷为例，理解烷烃的组成、结构和主要化学性质。3.通过回忆甲烷及烷烃的分子结构，初步体会有机物分子结构的特点对性质的影响。一、烷烃的结构1.脂肪烃的分类根据脂肪烃的结构，人们把含有双键或叁键等不饱和键的脂肪烃称为不饱和脂肪烃，简称不饱和烃，主要包括烯烃、炔烃等；把不含不饱和键的脂肪烃称为饱和脂肪烃，简称饱和烃，主要包括烷烃。2.烷烃的结构与通式碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都充分利用，达到饱和。通式为CnH2n2。议一议分子式符合通式CnH2n2的两种有机物一定互为同系物吗？答案不一定。分子式符合通式CnH2n2的有机物，若碳原子数不同，都属于烷烃，结构相似，互为同系物；若碳原子数相同，碳架结构不同，则为同分异构体。二、烷烃的性质1.物理性质(1)熔沸点：随着分子中碳原子数目的增多熔沸点逐渐升高。(2)密度：随着分子中碳原子数目的增多，密度逐渐增大，但都小于水的密度。(3)溶解性：烷烃难溶于水，易溶于有机溶剂。2.化学性质烷烃的化学性质稳定，常温下不与强酸、强碱、高锰酸钾溶液等发生反应。(1)氧化反应可燃性：烷烃燃烧的通式为CnH2n2O2nCO2(n1)H2O。(2)取代反应：烷烃在光照条件下能与氯气、溴蒸气等发生取代反应。如甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式为CH4Cl2CH3ClHCl。(3)裂解反应：烷烃在隔绝空气加强热的条件下可以分解成碳原子数较少的烷烃和烯烃。如：C4H10C2H4C2H6，C4H10CH4C3H6。议一议1.依据下图分析什么样的烷烃在常温常压下为气态？答案碳原子数小于等于4的烷烃为气态，其他的烷烃在常温、常压下一般都为液态或固态(新戊烷在常温常压下为气态)。2.烷烃的沸点与其分子中所含有的碳原子数之间有怎样的关系？答案随着碳原子数的增多，烷烃的沸点逐渐升高。3.烷烃燃烧属于氧化反应，是不是只发生氧化反应，没发生还原反应？答案不是，任何一个氧化还原反应的氧化反应与还原反应都是同时进行，但在有机反应中主要考虑有机物在氧化还原反应中发生的氧化反应还是还原反应，我们就称该反应为氧化反应或还原反应。一、烷烃的熔、沸点比较1.分子中所含碳原子数不同时，分子中碳原子数越多，其沸点越高。2.碳原子数相同时，分子中支链越多，其沸点越低。例1丁烷2甲基丙烷正戊烷2甲基丁烷2,2二甲基丙烷五种物质的沸点排列顺序正确的是()A.B.C.D.解析丁烷和2甲基丙烷碳原子数为4, 正戊烷、2甲基丁烷、2,2二甲基丙烷碳原子数为5。2甲基丙烷含支链，丁烷不含支链，故丁烷沸点高于2甲基丙烷。2甲基丁烷含一个支链，2,2二甲基丙烷含两个支链，正戊烷不含支链，故沸点正戊烷2甲基丁烷2,2二甲基丙烷丁烷2甲基丙烷。答案C理解感悟比较烷烃的熔、沸点思维流程变式训练1根据以下数据推断丙烷的沸点可能是()物质甲烷乙烷丁烷戊烷沸点16289136A.约40B.低于162C.低于89D.高于36答案A解析烷烃的物理性质随分子中碳原子数的增加呈现规律性的变化，熔、沸点逐渐升高，丙烷的沸点介于乙烷和丁烷之间。二、烷烃的取代反应1.取代反应是最重要的一类有机反应，判定一个反应是否属于取代反应，最直接的方法就是依据概念判定：有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。2.取代反应的特征是：分步取代，产物多，所生成的产物一般为混合物。3.取代反应与置换反应的比较实例区别取代反应置换反应甲烷与氯气反应锌与稀硫酸反应定义有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应一种单质跟一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应参与物质反应物和生成物不一定有单质反应物、生成物中一定有单质反应条件反应受催化剂、温度、光的影响水溶液中置换反应遵循以强制弱的原则反应电子得失不一定有电子的转移一定有电子的得失反应是否可逆有很多是可逆反应反应一般单向进行例2下列反应属于取代反应的是()A.2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2OB.CH42O2CO22H2OC.CH3CH=CH2Br2CH3CHBrCH2BrD.CHCl3HFCHFCl2HCl答案D变式训练2下列化学反应中属于取代反应的是()A.CH2Cl2Br2CHBrCl2HBrB.FeCuSO4=FeSO4CuC.CH2=CH2H2OCH3CH2OHDCH3CH2OHCH2=CH2H2O答案A解析B项反应不是有机反应，故不是取代反应。C、D不符合取代反应的概念，不是取代反应。1.下列叙述正确的是()A.各元素的质量分数相等的物质一定是同系物B.具有相同分子通式的不同有机物一定属于同系物C.同系物之间互为同分异构体D.两个相邻的同系物的相对分子质量之差为14答案D解析HCHO与CH3COOH，其各元素的质量分数相同，但不是同系物关系；单烯烃与环烷烃的分子通式相同，但不是同系物关系；同系物之间相差一个或若干个CH2原子团，因而不可能是同分异构体关系。2.下列说法中正确的是()A.烷烃的分子中，所有碳原子不可能位于同一平面上B.随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐降低C.随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体数目也增加D.所有的烷烃之间一定互为同系物答案C解析烷烃分子中的所有碳原子可能位于同一平面上(如CH3CH3、CH3CH2CH3)，也可能不都位于同一平面上如(CH3)2CHCH3分子中最多只有3个碳原子共平面；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力逐渐增大，使其熔、沸点逐渐升高；分子式相同的不同烷烃之间互为同分异构体，分子式不同的烷烃之间互为同系物。3.下列有关简单的烷烃的叙述中正确的是()都是易燃物特征反应是取代反应相邻烷烃分子在组成上相差一个甲基A.和B.和C.只有D.和答案D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，正确；烷烃都易发生取代反应，正确；相邻烷烃分子在组成上相差一个CH2原子团，不正确。4.下列关于烷烃性质的叙述中正确的是()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.都是气体答案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，B、D两项不正确；烷烃都不溶于水，C项不正确。5.下列有机反应中，不属于取代反应的是()A.B.2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2OC.ClCH2CH=CH2NaOHHOCH2CH=CH2NaClD.答案B解析A项Cl2中的氯原子取代了甲苯甲基上的H原子。C项，羟基取代了氯原子。D项硝基取代了苯环上的氢原子。B项不符合取代反应的定义，它是有机物中加氧的反应，有机化学中称之为氧化反应。基础过关一、甲烷的结构与性质1.CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是()A.CH3Cl不存在同分异构体B.CH2Cl2不存在同分异构体C.CHCl3不存在同分异构体D.CH4是气体分子答案B2.光照对下列反应几乎没有影响的是()A.氯气与氢气的反应B.氯气与甲烷的反应C.甲烷与氧气的反应D.次氯酸的分解答案C解析甲烷与氧气点燃时才反应。3.下列实验能获得成功的是()甲烷气体通入空气中点燃获得热量甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，使紫色褪去甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气A.只有B.只有C.只有D.答案B解析甲烷分子结构稳定，通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应，不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。但是在一定条件下，甲烷也会发生某些反应，如燃烧、与氯气的取代反应。4.有一类组成最简单的有机硅化物叫硅烷，它的组成与烷烃相似。下列说法错误的是()A.硅烷的分子通式可表示为SinH2n2(n1)B.甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水C.甲硅烷(SiH4)的密度大于甲烷D.甲硅烷的热稳定性强于甲烷答案D二、烷烃的物理性质5.下列烷烃的沸点由高到低的顺序排列正确的是()CH4C3H8C5H12C8H18C12H26A.B.C.D.答案B解析规律总结：一般来说组成和结构相似的物质，其相对分子质量越大，熔、沸点越高。三、烷烃的化学性质6.某运动会火炬所用燃料为65%的丁烷(C4H10)和35%的丙烷。下列说法不正确的是()A.火炬燃烧主要是将化学能转变为热能和光能B.正丁烷的沸点比丙烷高C.丁烷和丙烷都不溶于水D.丁烷和丙烷的燃烧产物对环境无影响答案D7.下列化学性质中，烷烃不具备的是()A.一定条件下发生分解反应B.可以在空气中燃烧C.与氯气发生取代反应D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案D解析烷烃可以在一定条件下发生分解反应，也可以燃烧，还可以发生取代反应，但烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。8.下列反应不属于取代反应的是()A.CH2=CH2HClCH3CH2ClB.CH4Cl2CH3ClHClC.D.CH3COOHCH3CH2OHCH3COOCH2CH3H2O答案A9.等质量的下列烷烃，完全燃烧消耗氧气最多的是()A.CH4B.C2H6C.C3H8D.C6H14答案A解析判断等质量的不同烃燃烧时的耗氧量，可先简化其分子式为CHx，x越大，氢的质量分数就越大，耗氧量就越多。本题中A项最简式为CH4；B项最简式为CH3；C项最简式为CH2.7；D项最简式为CH2.3。故答案为A。10.将1mol两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到1.5molCO2和2molH2O。下列说法正确的是()A.一定有乙烷B.一定有甲烷C.一定没有甲烷D.不一定有甲烷答案B能力提升11.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是()A.C3H8B.C4H10C.C5H12D.C6H14答案C解析题给各选项均为烷烃，已知一氯代物只有一种，这表明烷烃分子中只有一种类型的氢原子。结合烷烃的结构简式，其主链两端只能连有甲基(CH3)，可得出“若烷烃的一氯代物只有1种，则除甲烷外，其他烷烃中的氢原子数必定是6的倍数”的规律性结论，据此分析题给各选项中烷烃的氢原子数，可知只有选项C符合题设要求。12.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种答案A解析符合题意要求的同分异构体有和。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，如：。拓展探究13.科学家探测到北极海洋中存在大量由天然气水合物“可燃冰”释放出的气泡，这种气体会加剧全球变暖。(1)这种“可燃冰”样品是一种夹杂着白色颗粒状的沉积物，放入水中可以观察到有大量气泡涌出，该白色气泡内的气体主要成分是_。(2)有科学家预测，从边缘海释放的甲烷，在大气中占了相当大的比重。有研究表明，地质历史时期的若干全球变化事件(如地球生命灭绝)是由天然气水合物分解释放甲烷造成的，所以海底甲烷如同高悬人类头顶的达摩克利斯之剑。甲烷释放到大气中的危害有_。A.导致温室效应B.导致局部大气爆炸C.使地球生物缺氧而死D.甲烷有毒，毒死地球生命(3)已知每立方米这种晶体能释放出164立方米的甲烷气体，假设甲烷气体体积是标准状况下的数据，且甲烷水合物固体的密度与冰的密度相同，若冰的密度取水的密度1gcm3。试计算“可燃冰”晶体中甲烷与水的分子个数比为_，用化学式表示“可燃冰”晶体：_。答案(1)甲烷(或CH4)(2)AB(3)16.7CH46.7H2O解析(1)甲烷水合物不稳定，在水中极易分解而产生甲烷气体，所以气泡内的气体主要成分就是甲烷。(2)甲烷的温室效应比二氧化碳的温室效应要大得多，所以这是大气中甲烷含量多而导致的危害；另外当大量的甲烷逸出到空气中，与空气混合，当达到其爆炸极限时，遇闪电或火花即可导致局部甚至整个地球大气的