《烷烃》ppt课件

第3节烃第1课时烷烃学习目标1.了解烃的分类，了解烷烃的结构。2.了解烷烃的物理性质，能够通过事例说明烃对生产、生活和自然环境的影响。3.掌握烷烃的化学性质，能够举例说明烷烃与氧气、卤素单质的反应。4.了解取代反应的特点。一、烃的概述1.概念：只由_______两种元素组成的化合物。2.分类(请在下面框图中填写相应的内容)：链烃环烃烷烃烯烃炔烃脂环烃芳香烃碳、氢3.几类常见烃的比较：分类通式碳碳键类型烃是否饱和烷烃CnH2n+2(n≥1)全为C—C饱和烯烃CnH2n(n≥2)1个碳碳双键，其余为C—C不饱和炔烃CnH2n-2(n≥2)1个为碳碳叁键，其余为C—C不饱和环烷烃CnH2n(n≥3)全为C—C饱和苯及同系物CnH2n-6(n≥6)介于单键与双键之间的一种特殊的共价键不饱和4.烃类物质的物理通性：(1)颜色：均为___色物质。(2)溶解性：都___溶于水，而___溶于苯、乙醚等有机溶剂。(3)密度：随着碳原子数增多，密度逐渐_____，但都比水的___。(4)状态：含有_____个碳原子的开链脂肪烃，室温下呈气态。(5)沸点：随着碳原子数增多，沸点逐渐_____。无难增加小1～4升高易二、烷烃的化学性质常温下烷烃很不活泼，与_____、_____、_________和还原剂等都不能发生反应，只有在特殊的条件下才会发生以下化学反应。(1)氧化反应。①与酸性高锰酸钾溶液不反应，溶液颜色_____。②燃烧反应：烷烃燃烧的通式为__________________________________。强酸强碱强氧化剂不变CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。3n12点燃(2)取代反应。①反应物：烷烃、卤素单质。②反应条件：光照。③反应方程式：(以乙烷与Cl2反应生成一氯乙烷为例)______________________________。CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl光照1.辨析下列说法的正误：(1)分子通式符合CnH2n的烃一定是烯烃。()(2)烷烃在常温下均是气体，均易燃烧。()(3)烷烃在一定条件下均能与卤素单质发生取代反应。()(4)烷烃在足量氧气中燃烧，生成物除了二氧化碳和水之外，还有大量的其他含碳化合物生成。()【答案解析】(1)×。分析：不一定。因为分子通式符合CnH2n的烃既有可能是烯烃又有可能是环烷烃。(2)×。分析：只有1～4个碳原子的烃在常温下才是气体，但是所有的烷烃均易燃烧，且完全燃烧的产物只有水和二氧化碳。(3)√。分析：烷烃与卤素单质在光照条件下均能发生取代反应。(4)×。分析：由于烷烃中只含有碳、氢两种元素，所以烷烃在足量氧气中完全燃烧的生成物只有二氧化碳和水。2.下列说法正确的是()A.含有双键的物质是烯烃B.能使溴水褪色的物质是烯烃C.分子式为C4H8的链烃一定是烯烃D.分子中所有原子在同一平面的烃是烯烃【解析】选C。分子式为C4H8的链烃中含有一个碳碳双键，所以一定是烯烃。3.下列化学性质中，烷烃不具备的是()A.不能使溴水褪色B.可以在空气中燃烧C.与Cl2发生取代反应D.能使酸性KMnO4溶液褪色【解析】选D。烷烃分子中不含不饱和碳碳双键或叁键，故不能使酸性KMnO4溶液褪色。4.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【解析】选B。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到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，选项A说法正确；烷烃属于饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常情况下，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中的氢原子已达到完全饱和，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。5.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、HCl【解析】选D。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，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，所以生成物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。6.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【解析】选D。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，即越大，耗氧量越多。CH4→CH4、C2H4→CH2、C2H6→CH3、C2H2→CH，故D正确。7.已知几种烷烃的沸点数据：据此可判断丙烷的沸点可能是()A.高于-0.5℃B.约是-90℃C.低于-88.6℃D.高于-88.6℃烷烃甲烷乙烷丁烷戊烷沸点/℃-161.7-88.6-0.536.1【解析】选D。烷烃的沸点随碳原子数的递增而升高。丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。一、烷烃的卤代反应反应条件光照反应物烷烃和气态卤素单质(烷烃与卤素单质的水溶液不反应)化学键变化断键：C—H键和X—X键成键：C—X键和H—X键取代特点分子中的氢原子被卤素原子逐步取代，往往是各步反应同时发生反应条件光照产物特点种类多种卤代烷烃的混合物，HX的物质的量最多产物的量①根据碳元素守恒，烷烃的物质的量等于所有卤代烷烃的物质的量之和②根据取代的特点，有机物中卤素的物质的量等于HX的物质的量等于反应了的X2的物质的量，即反应了的n(X2)=n(一卤代物)+2n(二卤代物)+3n(三卤代物)+……=n(HX)【点拨】关于判断取代反应和置换反应的简单方法：(1)看参与反应的物质类别：若物质类别是无机物，一定是置换反应，若物质类别均是有机物，则一定不是置换反应。(2)看产物中是否有单质生成：若产物中有单质生成，一定不是取代反应。(3)看是否是氧化还原反应：若不是氧化还原反应，则一定不是置换反应。【微思考】(1)甲烷能与氯水反应而使氯水褪色吗？提示：不能。甲烷只能与氯气在光照条件下发生取代反应，甲烷不能使氯水褪色。(2)乙烷与氯气在光照条件下反应，生成1mol六氯乙烷需要多少摩尔氯气？提示：6mol。取代烷烃分子中一个氢原子需要一个氯分子，1mol六氯乙烷中含有6mol氯原子，故生成1mol六氯乙烷需要6mol氯气。【过关题组】1.某课外活动小组利用下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________。(2)实验中可观察到的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，_________、_________等。(3)写出甲烷与氯气生成一氯代物的化学反应方程式____________________，此反应属于________反应(填反应类型)。(4)用饱和食盐水而不用水的原因是__________________________________________________________________。(5)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，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【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)明确甲烷与氯气的反应类型及产物性质，分析因物质状态的改变而引发的实验现象。(2)有机化合物分子中的氯原子往往不能自行电离出氯离子。【解析】(1)甲烷和氯气的反应需在漫射光的作用下进行，阳光直射可能会因反应剧烈而爆炸。(2)CH4和Cl2光照反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质，随着反应的进行，Cl2不断被消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色液体，且Cl2易溶于有机溶剂，故量筒内壁上有油状液滴。因生成的HCl易溶于水，量筒内的压强减小，量筒内液面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl-浓度增大，使NaCl固体析出。(3)甲烷与氯气生成一氯代物的化学反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl，该反应为取代反应。(4)饱和食盐水中Cl-的浓度大，可抑制氯气与水的反应，减小Cl2在水中的溶解度。(5)氯仿变质后产生HCl，检验产物HCl即可，取少许待测液加入硝酸银溶液后，若产生沉淀，则氯仿变质；HCl溶于水为盐酸，可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红。答案：(1)漫射光照(或光亮处)爆炸(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅量筒内液面上升(3)CH4+Cl2CH3Cl+HCl取代(4)降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水的反应(5)B、E2.(2014·泰安高二检测)在标准状况下，22.4LCH4与氯气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，则消耗的氯气为()A.0.5molB.2molC.2.5molD.4mol【解题探究】(1)甲烷的四种取代产物与甲烷的物质的量之间有什么关系？提示：根据碳原子守恒，可以判断甲烷的四种有机取代产物的总物质的量就是甲烷的物质的量。(2)氯气中的两个氯原子在发生取代反应时，是否都进入取代产物中？提示：不是。在发生取代反应时，氯气分子中的两个氯原子只有一个取代了甲烷中的氢原子，另一个氯原子与氢原子结合生成了HCl。【解析】选C。1molCH4与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25mol，该四种取代物中n(Cl)=0.25mol×(1+2+3+4)=2.5mol，根据取代反应特点，参加反应的氯气为n(Cl2)=2.5mol。【互动探究】(1)题1中若将饱和的氯化钠溶液换成饱和的硅酸钠溶液，该实验现象又将如何？提示：生成的氯化氢溶于水得盐酸，可与硅酸钠溶液反应生成白色胶状沉淀。(2)题1(5)中的反应是取代反应吗？提示：2CHCl3+O2→2COCl2+2HCl不符合取代反应的特点，不是取代反应，应是氧化还原反应。【变式训练】1.(2014·舟山高二检测)在光照条件下，将等物质的量的甲烷和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是()A.CH3ClB.CH2Cl2C.CCl4D.HCl【解析】选D。CH4与Cl2在光照条件下反应时，得1molCH3Cl同时得1molHCl，得1molCH2Cl2同时得2molHCl，可见在产物中得到的HCl的物质的量最多。2.(2014·厦门高二检测)如图，一端封闭的U形管，封闭着的一端有一段CH4和Cl2的混合气体，在水平部分有一段气柱，其他两段为液柱，已知液体与气体不反应，使CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应，则中间气柱的长度如何变化(假设中间气柱未移出U形管的水平部分)()A.变大B.变小C.不变D.难以确定【解析】选A。CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，气体总体积减小。右边液面下降，左右液柱高度差减小，中间气体压强减小，体积膨胀。二、烃的燃烧规律总结1.烃燃烧的通式：CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(1)当温度高于100℃时，生成物全部是气体，气体体积变化为ΔV=V前-V后=1-，分三种情况：①当y=4时，ΔV=0，反应前后气体体积不变；②当y