《精品（鲁科版）化学选修五：1.3.2《烷烃的化学性质》学案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品（鲁科版）化学选修五：1.3.2《烷烃的化学性质》学案.doc（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、中学化学精品资料第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。 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碳碳单键，其中碳原子皆为饱和碳原子，也就是说，烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和。简言之，烷烃具有“单”“链”“饱”的结构特点。2甲烷的分子式是CH4，结构式是，空间构型是正四面体。(1)通常状况下，甲烷性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应，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
2、，火焰呈淡蓝色，反应的化学方程式：CH42O2CO22H2O。(3)甲烷与Cl2在光照条件下发生反应的化学方程式：CH4Cl2CH3ClHCl(只写第一步)，该反应为取代反应。甲烷与Cl2发生反应的产物有5种，其中常温下为气态的有2种，具有正四面体形结构的物质是CCl4，产物中量最多的是HCl。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12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。(2)试写出可能发生的反应方程式(写一个即可)CH3CH3Cl2CH3CH2C
3、lHCl。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。(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
4、、四氯代物、五氯代物、六氯代物共存。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：CH3CH2CH3Cl2CH3CHCH3ClHCl2氯丙烷CH3CH2CH3Cl2CH3CH2CH2ClHCl1氯丙烷 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CnH2n2(n1)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答案B解析烷烃分子中碳原子之间
5、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；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CnH2n2(n1)中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n2(n1)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。2在光照条件下，将1 mol甲烷和1 mol氯气混合充分反应后，得到的产物为()ACH3Cl、HClBHCl、CCl4CCH3Cl、CH2Cl2DCH3Cl、CH2
6、Cl2、CHCl3、CCl4、HCl答案D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。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CnH2n2O2nCO2(n1)H2O。(1)在氧气充足的条件下，烃能够完全燃烧生成二氧化碳和水，同时放出大量的热，因此烃是非常重要的能源物质。(2)烷烃中的甲烷含氢量最高。相同质量
7、的烷烃完全燃烧，甲烷放出的热量最多，甲烷是最常使用的燃料。(3)液化石油气中的主要成分是丙烷和丁烷，也是含氢量较高的小分子烷烃。2写出气态烃(CxHy)燃烧的化学方程式CxHy(x)O2xCO2H2O，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y4y4y4(2)燃烧后温度低于100 时，水为液态，反应后气体体积变化是1。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
8、子数目有关，而与烃分子中碳原子数目无关。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()A1 B2 C3 D4答案D解析设烃分子式为CxHy，据燃烧方程式CxHy(x)O2xCO2H2O(g)，前后体积不变则有x1x解得y4，又因为该烃完全燃烧所以有x4，解得x3。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、乙炔答案D解析设烃的分子式为CxHy。烃在氧气中完全反应生成CO2和H
9、2O。由CO2、4HO2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。CH4CH4、C2H4CH2、C2H6CH3、C2H2CH，故D正确。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。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答案D解析烷烃性质的稳定性是相对的，一定条
10、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。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/88.642.20.536.169.2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戊烷和己烷答案D3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两个烷烃在分子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
11、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；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2，不正确。4两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示，则下列对混合烃的判断正确的是()一定有乙烯；一定有甲烷；一定有丙烷；一定无乙烷；可能有乙烷；可能有丙炔A BC D答案C解析由图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4，根据碳原子平均数可知，混合气体一定含有CH4，由氢原子平均数可知，另一气态烃中氢原子数目为4，碳原子数目大于1.6，不超过4。5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
12、_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)1 mol 烷烃B完全燃烧需消耗氧气_ mol。答案(1)2,2,6三甲基4乙基辛烷10(2)3(3)C7H16(4)11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。(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
13、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。(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)C7H1611O27CO28H2O。基础过关一、烷烃的物理性质1下列烷烃沸点由高到低顺序正确的是()CH4C3H8C5H12C8H18C12H26A BC D答案B解析规律总结：一般来说组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高。2下列烷烃的沸点：甲烷164 ，乙烷89 ，丁烷1 ，戊烷36 ，根据上述数据推断，丙烷的沸点可能是()A低于89 B约为42
14、 C高于1 D高于36 答案B解析由烷烃的熔、沸点变化规律可知，随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点升高，故丙烷的沸点介于乙烷和丁烷之间，根据题目提供的数据，丙烷的沸点可能约为42 。二、烷烃的取代反应3光照对下列反应几乎没有影响的是()A氯气与氢气反应 B氯气与甲烷反应C甲烷与氧气反应 D次氯酸分解答案C解析甲烷与氧气点燃时才反应。4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、发生取代反应，但烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。5下列实验能获得成功的是()甲烷气体通
15、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，可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。三、烷烃的燃烧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等质量的下列烷烃，完全燃烧消耗氧气最多的是()ACH4 B
16、C2H6 CC3H8 DC6H14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为CH4；B为CH3；C为CH2.7；D为CH2.3。故答案为A。8将1 mol两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到1.5 mol CO2和2 mol H2O。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9下列烷烃在光照下与Cl2反应只生成一种一氯代物的是()ACH3CH2CH2CH3BCH3CHCH3CH3CCH3CCH3CH3CH3DCH3CHCH3CH2CH3答案C解析A选项中有2种等效氢
17、；B选项中有2种等效氢；C选项中有1种等效氢；D选项中有4种等效氢。10化学家们合成了一种新物质五星烷，其键线式如图所示。下列有关五星烷的说法正确的是() A五星烷与乙烷互为同系物B五星烷的化学式为C15H20C五星烷的分子中含有7个五元环D五星烷的一氯代物有3种答案B解析乙烷的分子式为C2H6，五星烷的分子式为C15H20，显然两者不是同系物，A错；五星烷分子中含有2个五元环，其余的为六元环，C错；五星烷的一氯代物有2种，D错。11CH4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()ACH3Cl不存在同分异构体BCH2Cl2不存在同分异构体CCHCl3不存在同分异构体
18、DCH4是气体分子答案B拓展探究12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，在大气中就占了相当大的比重。有研究表明，地质历史时期有若干全球变化事件(如地球生命灭绝)是由天然气水合物分解甲烷释放造成的，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1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密度相同，若冰密度取水的密度 1 gcm3。试计算“可燃冰”晶体中水与甲烷的分子个数比为_，用化学式表示“可燃冰”晶体：_。答案(1)甲烷(2)AB(3)16.77CH447H2O