鲁科版 (2019)选择性必修3第3节 烃教案配套课件ppt

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1.能根据甲烷的性质推理烷烃的化学性质,如取代反应、氧化反应等,培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。2.由烷烃的通式能写其燃烧的化学方程式,会分析有关的燃烧规律,培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
甲烷是最简单的烷烃,主要的化学性质有两点:可以燃烧,可与卤素单质发生取代反应。甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O,甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷的化学方程式为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl。
一、烷烃烷烃是一种饱和链烃,属于脂肪烃,通式为CnH2n+2(n≥1)。
二、烷烃的性质1.物理性质(1)颜色:均为无色物质。(2)熔、沸点:烷烃的熔、沸点一般随碳原子数的增加而升高。(3)状态:常温、常压下烷烃的状态随碳原子数的增加逐渐由气态、液态变到固态。(4)密度:随着碳原子数增多,密度逐渐增大,但都比水的密度小。(5)溶解性:烷烃都不溶于水,易溶于苯、乙醚等有机溶剂。
2.化学性质(1)常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂和还原剂等都不发生反应。(2)氧化反应:
(3)取代反应:可以与卤素单质在一定条件下发生取代反应。①反应条件:纯净的卤素单质、光照。②反应举例:CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl。
【微思考1】戊烷有3种同分异构体,这三种同分异构体的沸点有什么规律?提示 戊烷有三种同分异构体,它们的沸点从高到低的顺序是:正戊烷>异戊烷>新戊烷,新戊烷在常温下是气态。一般来说,碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低。
【微思考2】丙烷的一氯代物有几种?试写出它们的结构简式。丙烷的二氯代物有几种?
提示 丙烷的一氯代物有2种,分别为CH3CH2CH2Cl和 。丙烷的二氯代物有4种。
1.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)甲烷与氯气发生取代反应生成的产物是纯净物。(　　)(2)1 ml CH3CH3与氯气发生反应生成CCl3CCl3最多消耗3 ml Cl2。(　　)(3)甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,都属于取代反应。(　　)(4)含有多个碳原子的直链烷烃中碳链是直线形的。(　　)(5)甲烷跟氯气反应生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的空间结构均为正四面体形。(　　)
2.在光照条件下,等物质的量的CH3CH3与Cl2充分反应后,得到产物中物质的量最大的是(　　)A.CH3CH2ClD.HCl答案 D解析 在光照条件下,等物质的量的CH3CH3与Cl2充分反应后,有多种有机取代产物,它们的物质的量不确定,但各有机取代产物的物质的量之和与生成的HCl的物质的量相等,则产物中物质的量最大的是HCl,D项正确。
为了探究甲烷与氯气的反应,某同学设计了如图所示装置,在U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。请思考并回答下列问题:(1)反应结束后能否只得到一种有机取代产物?(2)经过几个小时的反应后,U形管左端的气柱体积怎样变化?(3)若水中含有Na2SiO3,在U形管的左端会观察到什么现象?
提示 (1)不能。因为甲烷与氯气的取代反应不能只停留在某一步,最终得到四种有机取代产物的混合物,同时还生成HCl。(2)体积减小。(3)有白色沉淀生成。
典例1(2020福建泉州高二检测)丙烷(C3H8)是一种环保型燃料。下列有关丙烷的说法正确的是(　　)A.丙烷既能发生取代反应,又能发生加成反应B.丙烷完全燃烧,其产物对空气没有污染C.丙烷燃料电池中,丙烷在正极发生反应D.丙烷的一氯代物有三种同分异构体
答案 B解析 烷烃能发生取代反应,但不能发生加成反应,A错误;丙烷完全燃烧生成CO2和H2O,不会对空气造成污染,B正确;丙烷燃料电池中,丙烷发生氧化反应,应在负极上发生反应,C错误;丙烷中存在对称碳原子,只有两种氢原子,故其一氯代物只有两种,D错误。
典例2(2020四川雅安高二检测)分子式为C4H8Cl2的有机化合物(不考虑立体异构)有(　　)A.7种B.8种C.9种D.10种
规律方法判断有机化合物二元取代产物的同分异构体数目时可用定一动一法。首先确定有机化合物中可被取代的氢原子有几种,据此确定第一个取代基可连接的位置;判断有机化合物连接第一个取代基后有几类氢原子,确定第二个取代基可连接的位置。注意如果两个取代基相同,还应注意不要出现重复。
变式训练1(2020辽宁营口高二检测)分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)A.3种B.4种C.5种D.6种
把某纯净气体点燃,在火焰上方罩一烧杯,观察到烧杯内壁有水珠生成,迅速倒转烧杯,倒入少量澄清石灰水并振荡,石灰水变浑浊。
(1)若该气体为甲烷,请写出上述过程中发生反应的化学方程式。
提示 CH4+2O2 CO2+2H2O,Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O。
(2)上面实验能否证明该气体一定属于烃类化合物?提示 不能。可证明该气体中含有C、H两种元素,不能确定是否含有氧元素。
(3)等质量的烃完全燃烧时,消耗氧气的量取决于CxHy中 的比值,此值越大,耗氧量越大。(4)若烃分子的组成中碳、氢原子个数比为1∶2,则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。(5)等质量的且最简式相同的各种烃完全燃烧时,其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。
典例3现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物:(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是　　　　。 (2)相同状况、相同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是　　　　。 (3)等质量的以上三种物质完全燃烧时,生成二氧化碳最多的是　　　　,生成水最多的是　　　　。 (4)在120 ℃、1.01×105 Pa时,上述其中两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是　　　。 答案 (1)CH4　(2)C2H6　(3)C2H4　CH4　(4)CH4和C2H4
变式训练2一般来说,分子中碳原子数小于5的烷烃在常温下为气态,现有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷四种烷烃,请用它们的分子式填空。(1)相同状况下,等体积的上述气态烃充分燃烧后,消耗氧气的量最多的是　　　　(写出分子式,下同)。 (2)等质量的上述气态烃充分燃烧后,消耗氧气的量最多的是　　　　。 (3)10 mL上述某气态烃在50 mL O2中完全燃烧后,得到液态水及体积为35 mL的混合气体(所有气体的体积均在相同条件下测定),则该气态烃是　　　　。 答案 (1)C4H10　(2)CH4　(3)C2H6
1.(2018全国2,9)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(　　)
2.(2020河北石家庄高二期末)已知有一种烃的结构类似自行车,简称“自行车烃”,其键线式如下图。下列关于该烃的叙述正确的是(　　)A.易溶于水B.可用于灭火C.密度大于水D.沸点高于环己烷
答案 D解析 烃类物质都难溶于水,故“自行车烃”难溶于水,A错误;烃类物质都易燃烧,“自行车烃”不能用于灭火,B错误;烃的密度比水的密度小,C错误;“自行车烃”的相对分子质量大于环己烷,其沸点高于环己烷,D正确。
3.将1 ml甲烷和适量的Cl2混合后光照,充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机化合物的物质的量依次增大0.1 ml,则参加反应的Cl2的物质的量为(　　)A.1.5 mlB.3 mlC.4.5 mlD.6 ml答案 B解析 根据1 ml甲烷充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机化合物的物质的量依次增大0.1 ml,可得其物质的量分别是0.1 ml、0.2 ml、0.3 ml、0,4 ml;根据反应的化学方程式可知,消耗氯气的物质的量为0.1 ml+2×0.2 ml+3×0.3 ml+4×0.4 ml=3 ml,所以B选项是正确的。
4.如图所示,一端封闭的U形管,封闭的一端有一段CH4和Cl2的混合气体,在水平部分有一段气柱,其他两段为液体,已知液体与气体不反应,使CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应,则中间气柱的长度的变化情况是(假设中间气柱未移出U形管的水平部分)(　　)
A.变大B.变小C.不变D.难以确定
5.已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。(1)该烷烃A的分子式为　　　　。 (2)写出A可能存在的结构简式: 　。 (3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。①B的系统名称为　　　　。 ②B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为　。 ③B燃烧的化学方程式为　。