《烷烃的取代反应》 学习任务单

《烷烃的取代反应》学习任务单
一、学习目标
1、理解烷烃取代反应的概念和特点。

2、掌握常见烷烃取代反应的类型和反应条件。

3、学会书写烷烃取代反应的化学方程式。

4、了解烷烃取代反应在实际生活和工业生产中的应用。

二、学习重难点
1、重点
（1）烷烃取代反应的定义和基本原理。

（2）常见的烷烃取代反应类型，如卤代反应。

（3）烷烃取代反应的化学方程式书写。

2、难点
（1）理解取代反应的机理和反应过程中的化学键变化。

（2）判断烷烃取代反应的产物种类和比例。

三、知识讲解
1、烷烃的定义和结构特点
烷烃是一类只含有碳碳单键和碳氢键的有机化合物，通式为
CnH2n+2。

其分子结构呈链状，碳原子以 sp3 杂化轨道成键，形成四面体结构。

2、取代反应的概念
取代反应是指有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。

3、烷烃取代反应的类型
（1）卤代反应
烷烃与卤素单质（如氯气、溴气）在光照或加热条件下发生反应，氢原子被卤素原子取代。

例如，甲烷与氯气在光照下发生反应：CH4 ＋Cl2 → CH3Cl ＋ HCl ，随着反应的进行，还会生成二氯甲烷
（CH2Cl2）、三氯甲烷（CHCl3）和四氯化碳（CCl4）。

（2）硝化反应
烷烃在一定条件下与硝酸发生反应，氢原子被硝基（NO2）取代。

4、烷烃取代反应的条件
（1）光照或加热：提供能量，使反应能够发生。

（2）卤素单质或其他取代试剂：如氯气、溴气、硝酸等。

5、烷烃取代反应的机理
以甲烷与氯气的取代反应为例，反应是通过自由基链式反应进行的。

首先，在光照或加热条件下，氯气分子吸收能量分裂成氯原子（自由基），氯原子与甲烷分子碰撞，夺取甲烷分子中的氢原子，形成氯化
氢和甲基自由基（·CH3）。

甲基自由基与氯气分子反应生成氯甲烷和
新的氯原子，新的氯原子继续参与反应，从而使反应不断进行下去。

6、烷烃取代反应的化学方程式书写
（1）确定反应物和生成物：根据取代试剂和烷烃的结构，确定被
取代的氢原子位置和取代后的产物。

（2）配平化学方程式：根据原子守恒原则，配平反应前后的原子
种类和数目。

7、烷烃取代反应的应用
（1）合成有机化合物：通过取代反应可以制备各种卤代烃、硝基
化合物等有机化合物，这些化合物在化工、医药、材料等领域有广泛
的应用。

（2）石油化工：烷烃的取代反应在石油炼制和加工过程中起着重
要的作用，如生产汽油、柴油等燃料。

四、学习资源
1、教材：《有机化学》相关章节。

2、网络资源：相关的化学学习网站、科普视频等。

五、学习活动
1、预习教材相关内容，完成课后练习题。

2、观看网络上关于烷烃取代反应的实验视频，记录实验现象和反应条件。

3、完成以下练习题：
（1）写出乙烷与氯气发生一氯取代反应的化学方程式。

（2）某烷烃与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有两种，该烷烃的结构简式是什么？
六、学习评估
1、完成课后作业和练习题，检查对知识的掌握程度。

2、参加课堂小测验，检测对烷烃取代反应概念、原理和化学方程式书写的理解。

3、进行小组讨论，分享对烷烃取代反应的理解和应用的思考，评估交流和表达能力。

七、拓展学习
1、了解其他类型的有机反应，如加成反应、消去反应等，并比较它们与取代反应的异同。

2、探究烷烃取代反应在环境保护和可持续发展方面的影响。