2021_2022学年新教材高中化学第七章有机化合物1.2烷烃的性质课件新人教版必修第二册20210

【素养训练】 丙烷常用作烧烤、便携式炉灶和机动车的燃料。丙烷通常被用来驱动火车、公 交车、叉车和出租车,也被用来充当休旅车和露营时取暖和做饭的燃料。 (1)丙烷是一种清洁能源,有同学认为丙烷在任何情况下均不与强酸、强碱、氧 化剂反应,你同意吗?说明原因。________________ (2)丙烷分子中3个碳原子________(填“是”或“不是”)在一条直线上。 (3)1 mol丙烷在光照条件下,最多可以与________mol Cl2发生取代反应。 (4)丙烷(C3H8)发生取代反应生成C3H7Cl的结构有________种。
2.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,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是
()
3.(2020·合肥高一检测)“灯会元宵初”打一化学词语为“烷”。下列有关烷
C.甲烷分子的球棍模型:
D.乙烷的结构式:
2.现有①②③三种烃,它们的球棍模型如图所示:
下列说法正确的是
()
A.①②③三种烃为同系物
B.①和③结构相似为同系物
C.①②③三种烃都属于烷烃
D.③的结构为平面结构
知识点二 认识烷烃取代反应的特点
【特别警示】(1)有机反应比较复杂,常伴随很多副反应发生,因此有机反应的
(2)CH4和Cl2发生的一系列反应都是________(填反应类型)反应,请写出CH4和Cl2 反应生成一氯甲烷的化学方程式:__________。
(3)若要使1 mol CH4完全和Cl2发生取代反应,生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、
CCl4的物质的量之比为1∶2∶3∶4,则需要Cl2的物质的量为________。
【解题指南】解答本题需注意以下3点: (1)球棍模型中有“小球”和“棍”,分别表示原子和化学键;电子式中用小黑 点表示原子的最外层电子的成键情况。 (2)甲烷分子是正四面体结构不是平面结构。 (3)空间填充模型更能反映分子的真实存在情况。
【母题追问】(1)CHCl3只有一种结构,能否说明甲烷是正四面体结构? 提示:不能。若甲烷为平面结构,CHCl3也只有一种结构。
3.取代反应: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。
4.随着碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高,密度逐渐增大,其中碳原子
数不超过4的烷烃标准状况下为气体。
5.烷烃的化学性质与甲烷类似,能发生取代反应和氧化反应,烷烃燃烧的通式为
CnH2n+2+ 3 n 1 O2
2
nCO2+(n+1)H2O。
(2)一种烷烃的球棍模型为
,试写出其分子式和结构简式。
(宏观辨识与微观探析)
提示:分子式为C4H10,结构简式为CH3CH2CH2CH3。
(情境应用)如图所示是几种烷烃的球棍模型,试回答下列问题:
A、B、C三者是什么关系?写出C的同分异构体的结构简式。(宏观辨识与微观探 析) 提示:ABC的结构简式分别为CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3,互为同系物;C的
第2课时 烷烃的性质
必备知识·自主学习
一、烷烃的性质 1.物理性质
2.化学性质 在通常情况下,烷烃比较稳定,与_强__酸__、_强__碱__、_强__氧__化__剂__都不反应。如甲烷 _不__能__使高锰酸钾溶液褪色。但是在特定条件下,烷烃也会发生某些反应。 (1)氧化反应 烷烃在空气中完全燃烧,生成_C_O_2 和_H_2O_,放出热量。写出下列烷烃燃烧的化学方 程式: 甲烷:_C_H_4+_2_O_2_____C_O_2_+_2_H_2O_。(火焰呈_淡__蓝__色__) 丙烷:_C_3H_8_+_5_O_2_____3_C_O_2+_4_H_2_O_。
2.(教材二次开发)在氯气和甲烷的取代反应中,有哪些化学键的断裂与形 成?(宏观辨识与微观探析) 提示:反应过程中断裂的是C—H键和Cl—Cl键,形成的是C—Cl和Cl—H键。
3.若0.5 mol甲烷和Cl2完全发生反应,并生成相同物质的量的4种有机物,则需 Cl2的物质的量是多少?(宏观辨识与微观探析) 提示:CH4与Cl2发生取代反应生成4种取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,根据 碳原子守恒,4种取代产物的物质的量分别为0.5 mol/4=0.125 mol,根据取代反 应的特点,每个CH4分子中1个氢原子被取代时消耗1个Cl2分子,则需要Cl2的物质 的量等于被取代的氢原子的物质的量,即0.125 mol×(1+2+3+4)=1.25 mol。
课堂检测·素养达标
1.“可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质,主要存在于冻土层和海
底大陆架中。据测定每0.1 m3固体“可燃冰”能释放20 m3的甲烷气体,则下列
说法中不正确的是
()
A.“可燃冰”释放的甲烷属于烃
B.“可燃冰”是水变油,属于化学变化
C.“可燃冰”将成为人类的后续能源
D.青藏高原可能存在巨大体积的“可燃冰”
(3)(教材二次开发)将教材实验中的饱和NaCl溶液更换为AgNO3溶液,实验中装置 会有什么不同现象产生? 提示:除原来产生的现象外,还会看到白色沉淀生成。反应生成的HCl溶于水,与 AgNO3反应生成AgCl沉淀。 (4)甲烷与氯气发生取代反应生成的有机物还和甲烷一样为正四面体结构吗? 提示:CCl4为正四面体结构,其他不是。只有碳原子连接相同的4个原子时,才会 形成正四面体结构。
二、有机物的性质 1.物理性质:大多数有机物的熔点比较低,难溶于水,易溶于汽油、乙醇、苯等 有机溶剂。 2.化学性质:大多数有机物容易燃烧,受热会分解;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、光照或催化剂的条件下进行。
【自主探索】 (1)有机物含有碳元素,含有碳元素的一定是有机物吗?有机物都难溶于水吗?举 例说明。 提示:含有碳元素的不一定是有机物,如CO2、Na2CO3等属于无机物;大多数有机物 难溶于水,但少数有机物溶于水,如乙醇、乙酸。
(2)在较高温度下会发生分解 如:CH4 C+2H2; 应用:在_石__油__化工和_天__然__气__化工生产中,从烷烃可得到一系列重要的化工原料 和燃料。
(3)取代反应——以甲烷为例:
无明显现象
变浅 上升
油状液体
光照
CH3Cl
难 原子或原子团
【自主探索】
(1)根据烷烃的通式,结合甲烷和丙烷燃烧的化学方程式,你能否写出烷烃燃烧
的通式? 提示:CnH2n+2+ 3 n 1 O2
2
nCO2+(n+1)H2O。
(2)(前后串联)能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl? 提示:不能。CH4和Cl2的反应是连锁反应,不可能只发生第一步取代反应,生成物 为混合物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物。
化学方程式常用“→”。
(2)CH4与Cl2的反应逐步进行,应分步书写。 (3)当n(CH4)∶n(Cl2)=1∶1时,反应并不只发生CH4+Cl2 应仍发生。
CH3Cl+HCl,其他反
(4)甲烷与氯气发生取代反应时,取代H原子的个数是难以控制的,因此制备CH3Cl 一般不采用取代反应。
【合作探究】 1.(思维升华)CH4和Cl2的取代反应中,CH4的物质的量和4种有机产物的物质的量 之和有什么关系?(变化观念与平衡思想) 提示:4种有机产物分别为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,根据碳原子守恒,4种有 机产物的物质的量之和与甲烷的物质的量相等。
①有机物在生产生活中无处不在,观察上图说明哪些物品中含有有机物? 提示:花草树木、衣帽服饰、酒(乙醇)中均含有有机物。 ②根据生活中常见的有机物分析其物理性质、化学性质有哪些通性? 提示:熔沸点较低、易燃烧等。
关键能力·合作学习
知识点一 有机物的表示方法 有机物的表示方法:
【特别警示】甲烷取代产物的空间结构
【加固训练】
1.甲烷和氯气以物质的量之比1∶3混合,在光照条件下,得到的有机产物
是 ()
①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4
A.只有①
B.①和②的混合物
C.只有②
D.①②③④的混合物
【解析】选D。无论反应物的物质的量之比是多少,都会得到各种ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ代物的混合
物。
2.下列物质中,不能和氯气发生取代反应的是 ( )
(2)甲烷的二溴代物可写作
、
,两者什么关系?
提示:同一种物质。甲烷的二溴代物为四面体结构,两个溴原子的位置关系只有 一种。
【素养训练】 (1)有机物M的球棍模型如图所示,该有机物只含C、H、O三种元 素。不同大小、颜色的小球代表不同的原子,小球之间的“棍” 表示共价键。 判断下列叙述是否正确。 ①小黑球代表氢原子,白球代表氧原子,大黑球代表碳原子。 ( ) ②该有机物为饱和烃。 ( ) ③该有机化合物中只有极性共价键。 ( )
3Cl
4
2Cl2
4
【解析】选B。由甲烷与Cl2发生取代反应的过程可知,CCl4分子中不再含有氢原
子,不能再与Cl2发生取代反应。
【课堂小结】
三言两语话重点 1.甲烷结构与性质的记忆口诀 性质稳定是甲烷,光照氯代四连环; 立体构型四面体,易燃防爆分解难。 2.甲烷与氯气的取代反应是分步进行的,每有1 mol氢原子被取代,需消耗1 mol 氯气。
(2)有机物燃烧生成CO2和H2O,说明有机物中一定只含有碳、氢两种元素,对吗? 提示:不对。有机物燃烧生成CO2和H2O,说明有机物中一定含有碳、氢两种元素, 但无法确定是否含有氧元素。
(3)《水调歌头·明月几时有》是宋代大文学家苏轼公元1076年中秋在密州时 所作。这首词以月起兴,与其弟苏辙七年未见之情为基础,围绕中秋明月展开想 象和思考,把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追寻之中,反映了 作者复杂而又矛盾的思想感情,又表现出作者热爱生活与积极向上的乐观精神。
(2)已知碳原子与氧原子之间可以形成双键。如图是某有机物分子(含有C、H、 O三种元素)的空间填充模型,则该有机物的分子式为______________;结构简式 为________________。
【加固训练】 1.下列化学用语正确的是 ( )
A.结构简式(CH3)2CHCH3既可以表示正丁烷,也可以表示异丁烷 B.丙烷分子的空间填充模型:
3Cl、CH2Cl2、CHCl3的结构是四面体,而非正四面体。 2Cl2只有一种结构的事实,可以说明CH4为正四面体结构,而非平面正方形结构。 因为若为平面正方形结构,CH2Cl2将有两种结构,如图:
【合作探究】 (1)(思维升华)上述有机物的表示方法中,哪一种更能体现有机物的空间结 构?(宏观辨识与微观探析) 提示:空间填充模型。空间填充模型表示分子中各原子的相对大小和结合顺序。
【典例示范】 【典例】(2020·厦门高一检测)三个装有CH4和Cl2混合气体的集气瓶,用玻璃片 盖好瓶口后,分别作如下处理,各有怎样的现象发生? (1)①置于黑暗中:_______________________; ②将点燃的镁条靠近集气瓶外壁:___________; ③放在有光线的房子里:____________________。
A.2 mol
B.2.5 mol
C.3 mol
D.4 mol
【解题指南】解答本题需注意以下两点: (1)甲烷和氯气反应时光线越强反应越剧烈。 (2)取代1 mol H,就需要1 mol Cl2。
【母题追问】(1)产物中具有正四面体结构的是哪些物质? 提示:只有CCl4具有正四面体结构,另外三种有机产物虽然也是四面体结构,但不 是正四面体结构。 (2)第(3)小题中产生的HCl的物质的量为多少? 提示:因为产生的HCl与消耗的Cl2的物质的量相同,消耗的Cl2为3 mol,则产生的 HCl也为3 mol。
同分异构体的结构简式为
。
【典例示范】 【典例】下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。
(1)填写下列空白(填序号): 甲烷的球棍模型是________,甲烷的电子式是________。 (2)如果甲烷是平面结构,则CH2Cl2应该有________种结构,实际CH2Cl2有 ________种结构,证明甲烷不是平面结构,而是________结构,上面________更 能反映其真实存在状况。