第3节 烃 第1课时 烷烃及其性质 课标定向 心中有丘壑 1.通过烷烃与氧气、卤素单质的反应, 知道化学变化需要一定的条件, 并遵循一定规律。(变化观念与平衡思想) 2.以典型代表物的具体反应为载体, 通过类比迁移学习一类有机化合物的性质。(科学探究与创新意识) 一、烷烃的结构 1.概念:分子中的碳原子之间都以单键相连的链烃。 2.特点:单键、链烃、饱和烃。 3.通式:Cn(n≥1)。 二、烷烃的物理性质 1.递变规律(随碳原子数n递增) 2.相似性 烷烃不溶于水,易溶于苯、乙醚等有机溶剂,密度小于水。 [思考] 烷烃的熔沸点为什么随着碳原子数的增加而升高 提示:烷烃分子的组成和结构相似,分子之间只存在范德华力,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高。 三、烷烃的化学性质 1.稳定性 常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂和还原剂都不发生反应。 2.与卤素单质的反应 在光照条件下,烷烃与Cl2、Br2等卤素单质发生取代反应。 (1)乙烷与氯气(生成一氯代物) CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl (2)分子中碳链较长的烷烃与氯气(生成一氯代物) 不同碳氢键断裂可以得到不同的取代产物,如丙烷与氯气在光照条件下发生取代反应的产物是(1-氯丙烷)、(2-氯丙烷)。 [思考] 能否在光照条件下利用乙烷与氯气反应制备氯乙烷 提示:乙烷与氯气的取代反应有机产物有多个,因此不能用于制备氯乙烷。 3.与氧气的反应 烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O,燃烧的通式为CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。 【质疑辨析】 (1)符合通式CnH2n+2(n≥1,n为整数)的物质一定为烷烃。 (√) 提示:烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1,n为整数),符合此通式的均为烷烃。 (2)环戊烷()属于烷烃。 (×) 提示:烷烃属于链烃。 (3)甲烷能与氯水发生取代反应。 (×) 提示:甲烷与氯气在光照条件下反应,与氯水不反应。 (4)正戊烷、异戊烷和新戊烷分子间只存在范德华力且相对分子质量相同,故熔沸点相等。 (×) 提示:烷烃的同分异构体,支链越多,范德华力越小,熔沸点越低。 (5)光照条件下,乙烷通入溴水,可使溴水褪色。 (×) 提示:在光照条件下,烷烃能与溴蒸气反应,而与溴水不反应,不能使溴水褪色。 (6)烷烃能使酸性KMnO4溶液紫色褪去。 (×) 提示:烷烃一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂反应,不能使酸性KMnO4溶液褪色。 探究任务一:烷烃的取代反应 【导学探究】 把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立在盛有Na2SiO3溶液的水槽里,放在光亮处。 (1)试管中观察到哪些现象 提示:CH4和Cl2在光照条件下生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,随着反应的进行,Cl2不断消耗,黄绿色逐渐变浅。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为油状液体,使试管壁上有油滴出现。因生成的HCl易溶于水,反应后试管内气体压强减小,试管内液面上升。 (2)若忽略氯气与水的反应,出现什么现象证明氯气与甲烷发生的反应属于取代反应而不是加成反应 提示:由于氯化氢溶于水后与Na2SiO3反应生成白色絮状沉淀。若水槽中出现白色絮状沉淀则证明氯气与甲烷反应后生成HCl,发生取代反应,若没有白色絮状沉淀生成则证明该过程中发生加成反应。 (3)若将1 mol甲烷与4 mol的氯气充分反应,能否制备CCl4 提示:不能,无论两者以何种比例混合产物均为四种有机物的混合物。 【归纳总结】 烷烃与卤素单质的取代反应 反应的条件 光照 反应物状态 卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)而不是其溶液 反应的特点 氢原子被卤素原子逐步取代,多步反应同时进行 反应产物 混合物(多种卤代烃),不适宜制备卤代烃 定量关系 n(X2)=n(一卤代物)+2n(二卤代物)+3n(三卤代物)+……=n(HX) 【针对训练】 1.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。 光照下反应一段时间后,下列装置 ... ...
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