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第一节认识有机化合物[新教材内容有哪些]第2课时烷烃的性质[新课程标准是什么]1.了解烷烃的物理性质递变规律和有机化合物的通性。2.以甲烷为代表学习烷烃的化学性质。[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．烷烃的物理性质相似性递变性(随碳原子数增加)熔、沸点较低逐渐______密度比水小逐渐______状态气态→液态→固态，常温常压下碳原子数n≤4的烷烃为气态溶解性_____溶于水升高增大难2．烷烃的化学性质(1)稳定性在通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或酸性高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。(2)燃烧反应烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。如：CH4燃烧的化学方程式为__________________________，现象为安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。C3H8燃烧的反应为___________________________。CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2OC3H8＋5O2――→点燃3CO2＋4H2O(3)高温分解烷烃在较高温度下会发生分解反应，可获得一系列重要的化工基本原料和燃料。如：CH4――→高温C＋2H2(4)取代反应(以甲烷为例)①实验探究：甲烷与Cl2的取代反应实验操作取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法，收集半试管CH4和半试管Cl2。将其中一支试管用铝箔套套上，另一支试管放在光亮处实验装置实验现象a.试管内气体颜色_________；b.试管壁出现_________c.试管内，水面_______________实验结论CH4与Cl2需在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式为：CH4＋Cl2――→光CH3Cl＋HCl_______________________________________________________________CHCl3＋Cl2――→光CCl4＋HCl逐渐变浅油状液滴上升无明显现象CH3Cl＋Cl2――→光CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2――→光CHCl3＋HCl②甲烷的四种氯代产物的性质及用途物理性质水溶性CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均____溶于水状态常温下除_________是气态，其余三种均为___态用途_________和_______是工业上重要的有机溶剂不CH3ClCHCl3CCl4③取代反应概念有机物分子里的某些原子或原子团被其他所替代的反应。原子或原子团液3．有机物的通性(1)大多数有机物的熔点比较，且溶于水，溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。(2)大多数有机物容易，受热会发生。(3)有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生，很多反应需要在加热、光照或使用催化剂的条件下进行。低难易燃烧分解[落实新知能]1．烷烃熔沸点变化规律：随碳原子数递增，熔沸点逐渐升高；碳原子数相同的烷烃，随支链增加，熔沸点降低。2．烷烃完全燃烧的通式可表示为CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋(n＋1)H2O。3．烷烃的取代反应反应条件①和Cl2等卤素单质反应，跟氯水、溴水等不反应②在光照条件下进行反应特点多个连锁反应是同时进行的，得到多种烃的取代产物的混合物等量关系反应掉卤素单质的物质的量＝生成卤化氢的物质的量＝卤代产物中卤原子的物质的量[演练新学考]1．下列有关烷烃的叙述中，正确的是()①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧A．①②③⑥B．①④⑥C．②③④D．①②③④解析：①烷烃属于饱和烃，碳与碳之间、碳与氢之间都以单键结合；②烷烃性质稳定，均不能使酸性KMnO4溶液褪色；③分子通式为CnH2n＋2的烃一定是链状烷烃；④烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应；⑤C2H6不能与溴水发生取代反应使其褪色，但能与溴蒸气在光照下发生取代反应；⑥烷烃都可以在空气中燃烧生成CO2和H2O。答案：B2．关于烷烃性质的叙述中，不正确的是()A．烷烃同系物的熔沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态，再递变到固态B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递变到比水重C．烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应D．烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色解析：烷烃的密度随碳原子数的增多而逐渐增大，但总比水轻，所以B项错。答案：B3．下列关于甲烷的叙述正确的是()A．甲烷分子的立体构型是正四面体，所以CH2Cl2有两种不同构型B．甲烷可以与氯气发生取代反应，因此，可以使氯水褪色C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此，是矿井安全的重要威胁之一D．甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色解析：A中，由于甲烷是正四面体结构，四个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系，故CH2Cl2不存在不同构型；B中，CH4只能跟氯气在光照下反应，与氯水不反应；D中，CH4比较稳定，不能被酸性KMnO4溶液氧化。答案：C4．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叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应的是()答案：C5．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。使1molCH4与Cl2反应，待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，则消耗的Cl2的物质的量为()A．1.0molB．2.0molC．3.0molD．4.0mol解析：在光照条件下，CH4与Cl2发生取代反应时，生成1molCH3Cl消耗1mol氯气，生成1molCH2Cl2消耗2mol氯气，生成1molCHCl3消耗3mol氯气，生成1molCCl4消耗4mol氯气。四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，根据碳原子守恒可知，生成的n(CH3Cl)、n(CH2Cl2)、n(CHCl3)、n(CCl4)分别是0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，消耗的Cl2的物质的量为0.1mol＋2×0.2mol＋3×0.3mol＋4×0.4mol＝3.0mol。答案：C[难度增一点][典例1]等质量的下列烃完全燃烧，消耗氧气量最多的是()A．CH4B．C2H6C．C3H6D．C6H6[解析]烃完全燃烧时，12gC和4gH均消耗1mol氧气，因此等质量的烃，氢元素的含量越高，其耗氧量越高。即烃CxHy中yx越大，其耗氧量越高，A正确。[答案]A[典例2]在常温、常压下，取下列四种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()A．CH4B．C3H8C．C4H10D．C2H6[解析]设此气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋(x＋y4)O2―→xCO2＋y2H2O，则1mol该烃完全燃烧时耗氧量为(x＋y4)mol，把选项分别代入(x＋y4)mol，比较可知C4H10耗氧量最多。[答案]C[知能深一点]1．气态烃完全燃烧体积变化的规律CxHy＋(x＋y4)O2――→点燃xCO2＋y2H2OΔV＝V后－V前1x＋y4xy2(1)若反应后水为气态，ΔV＝y4－1。当y＞4，ΔV＞0，气体总体积变大；当y＝4，ΔV＝0，气体总体积不变，CH4、C2H4、C3H4符合；当y＜4，ΔV＜0，气体总体积变小，只有C2H2符合。(2)若反应后水为液态，ΔV＝－(1＋y4)，反应后气体体积始终减小，且减小量只与氢原子数有关。2．等量的不同烃(CxHy)完全燃烧时的耗氧量与产物的量的关系等质量等物质的量耗氧量yx越大，耗氧量越多x＋y4越大，耗氧量越多产物量yx越大，生成的CO2越少而水越多x值越大，生成的CO2越多；y越大，生成的水越多[说明]yx越大，则烃中含氢元素的质量分数会越大，质量一定的烃，氢元素的质量就越多，碳元素的质量就越小，而等质量的氢元素和碳元素相比显然氢元素耗氧量多，所以等质量的烃，氢元素质量分数越大，耗氧量就越多，生成的水就越多。同理可以得出最简式相同的不同烃(或它们的混合物)，质量一定时，耗氧量为定值，与各烃的含量无关。[选考难一点]1．120℃时，1体积某烃和4体积O2混合，完全燃烧后，恢复到原来的温度和压强，测得反应前后气体的体积不变。该烃分子中所含的碳原子数不可能是()A．1B．2C．3D．4解析：烃燃烧通式为CxHy＋(x＋y4)O2―→xCO2＋y2H2O(g)，由燃烧前后体积不变，得1＋(x＋y4)＝x＋y2(120℃)，解得y＝4。依题意，4体积O2为适量或过量，故x＋y4≤4，因为y＝4，故x≤3。答案：D2．amL三种气态烃组成的混合物与足量氧气混合，点燃爆炸后，恢复到原来的状态(常温、常压)，体积共缩小2amL。则三种烃可能是()A．CH4、C2H4、C3H4B．C2H6、C3H6、C4H6C．CH4、C2H6、C3H8D．C2H4、C2H2、CH4解析：设三种气态烃的平均分子组成为CnHmCnHm＋n＋m4O2――→点燃nCO2＋m2H2O(l)体积减少1n＋m4n1＋m4a2a1a＝1＋m42a，m＝4。答案：A3．有CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2五种气态烃。(1)若取相同质量的上述各烃完全燃烧，消耗氧气最多的是______，生成CO2体积(相同状况)最大的是______。(2)若取相同体积(相同状况)的上述各烃完全燃烧，消耗O2最多的是________，生成H2O最少的是________。解析：(1)等质量的各烃，含氢量最大的耗氧最多，即甲烷；含碳量最大的生成的二氧化碳最多，即C2H2。(2)根据阿伏加德罗定律，相同体积(相同状况)的题述各烃物质的量相等，各取1mol以便于计算，则CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2五种气态烃分别耗氧：1＋44mol、2＋64mol、2＋44mol、3＋84mol、2＋24mol。故耗氧量最多的是C3H8。根据氢原子守恒，生成水最少的是C2H2。答案：(1)CH4C2H2(2)C3H8C2H24．(1)请写出链状烷烃CnH2n＋2(n≥1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：_________________________________。有①甲烷、②乙烷、③丙烷、④丁烷4种烷烃试回答下列各题(填序号)：(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2的量最多的是________。(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是________。(4)10mL某气态烃，在50mLO2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是________。解析：(1)烷烃CnH2n＋2燃烧的化学方程式为CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋(n＋1)H2O。(2)相同状况下，等体积即物质的量相同，消耗O2的量取决于3n＋12，即丁烷消耗O2的量最多。(3)等质量时耗O2量取决于氢的含量，即甲烷耗O2量最多。(4)反应前后体积之差为25mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。答案：(1)CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋(n＋1)H2O(2)④(3)①(4)②[难度增一点][典例1]分子式为C5H11Cl的同分异构体共有()A．6种B．7种C．8种D．9种[解析]C5H11Cl可看成C5H12有1个H被1个Cl取代得到的产物，C5H12有正戊烷、异戊烷和新戊烷3种同分异构体，其中有1个H被Cl取代分别有3种、4种和1种结构，即符合该分子式的同分异构体共有3＋4＋1＝8种。[答案]C[典例2]分子式为C3H6Cl2的有机物共有(不考虑立体异构)()A．2种B．3种C．4种D．5种[解析]分子式为C3H6Cl2的有机物有CHCl2CH2CH3、CH3CCl2CH3、CH2ClCHClCH3、CH2