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1、 人教版高中化学选择性必修3第二章第一节1烷烃的结构和性质 知识链接Hi,在开始挑战之前,先来热下身吧!回顾复习:1、 甲烷分子的结构分子式电子式结构式空间构型甲烷分子的模型CH42、甲烷的化学性质:(1)与氯气反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl (2)在空气中燃烧: 学习任务(一)读教材,首战告捷让我们一起来阅读教材,并做好色笔区分吧。(二) 试身手, 初露锋芒让我们来试试回答下面的问题和小练习吧。问题1烷烃的存在 气、液化石油气、 油、 油、凡士林、石蜡等,它们的主要成分都是烷烃。 问题2烷烃的结构与组成(1)结构:烷烃分子中碳原子都采取 杂化,以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道
2、与其他碳原子或氢原子结合,形成 键。共价键全部是 键。 (2)组成:链状烷烃的通式为 。问题3烷烃的化学性质(1)甲烷的化学性质比较稳定,常温下 被酸性KMnO4溶液氧化,也不与强酸、 及溴的四氯化碳溶液反应。但能在空气中发生燃烧反应和在光照下与Cl2发生 。 (2)烷烃的性质与甲烷相似。辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式 乙烷与Cl2在光照下生成一氯乙烷的化学方程式 ,该反应为取代反应,乙烷断裂的键为 键,形成键为 键和HCl键。问题4同系物: 、分子组成上相差一个或若干个 原子团的化合物互称同系物。如甲烷与乙烷。问题5烷烃同系物的物理性质的递变规律随着烷烃 数的增加,烷烃的熔点和沸点逐
3、渐 ,密度逐渐 ,常温下的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。其中少于或等于 个碳原子的烷烃为气态。【课堂练习】 练习1. 下列有关烷烃的叙述中,正确的是( ) A在烷烃分子中,所有的化学键都是键 B烷烃中除甲烷外,很多都能使紫色KMnO4溶液褪色 C分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃 D所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应举一反三:【变式】关于烷烃的说法不正确的是()A所有链状烷烃均符合通式CnH2n2B烷烃分子中一定存在CC 键C烷烃分子中的碳原子均采取sp3杂化D烷烃分子中碳原子不一定在一条直线练习2. 在光照条件下,将等物质的量的甲烷与Cl2充分反应,得到的产物中,物质的量最
4、多的是( ) ACH3Cl BCH2Cl2 CCCl4 DHCl (三)攻难关,自学检测让我们来挑战吧!你一定是最棒的! 1下列有机物:正丁烷,丙烷,2甲基丁烷,异丁烷,己烷。沸点由高到低的顺序为()ABC D 2一定量的甲烷点燃后生成的CO2、CO和H2O的混和气体的质量为49.6 g,将此混和气体缓慢地通过无水氯化钙固体后,氯化钙的质量增加25.2 g,由此可推断混和气体中二氧化碳的物质的量为( )A0.5 mol B0.3 mol C13.2 mol D17.6 mol(四)找规律,方法总结烷烃物理性质递变规律,我发现的规律是: 测一测,大显身手一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1
5、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2下列叙述错误的是 ()A甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,都属于取代反应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的烃一定是链状烷烃D甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸3在1.013105 Pa下,测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析,下列选项正确的是( )物质名称沸点()正丁烷CH3(CH2)2CH30.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.1异戊烷CH3CH2CH(CH3)227.8新戊烷
6、C(CH3)49.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0 A在标准状况下,新戊烷是气体 B在1.013105 Pa、20时,C5H12都是液体 C烷烃随碳原子数的增加,沸点降低 DC5H12随着支链数的增加,沸点降低 4下列关于碳氢化合物的叙述正确的是()A碳氢化合物的通式为CnH2n2B燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物C碳原子间以单键相连的烃是烷烃D碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数5下列有关烷烃的叙述中,正确的是()A常温常压下,所有烷烃都为气体B除甲烷外,大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色C在一定条件下,烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应D烷烃在空气中都能燃烧,但不
7、一定产生淡蓝色火焰二、填空题6在1.01105Pa 120条件下,将1L丙烷和若干升O2混合点燃,燃烧后,恢复到原来的状态,测得混合气体的体积为m L,将燃烧后的气体再通过碱石灰,气体剩余n L,已知mna,请分析后填写下列空白:(1)若a6,则n L气体成分只能是_。(2)若燃烧前后始终保持1.01105Pa和120,则a的最大值为_,你确定该最大值的理由是_。参考答案 知识链接1、 甲烷分子的结构分子式电子式结构式空间构型甲烷分子的模型CH42、甲烷的化学性质:(1)与氯气反应:CH4+Cl2CH3Cl+HClCH3Cl +Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl24+Cl2CHCl3+HCl
8、CHCl3+Cl2CH3Cl4+HCl(2)在空气中燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O学习任务(二) 试身手, 初露锋芒让我们来试试回答下面的问题和小练习吧。问题1烷烃的存在天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等,它们的主要成分都是烷烃。问题2烷烃的结构与组成(1)结构:烷烃分子中碳原子都采取sp3杂化,以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合,形成键。共价键全部是单键。(2)组成:链状烷烃的通式为CnH2n2。问题3烷烃的化学性质(1)甲烷的化学性质比较稳定,常温下不能被酸性KMnO4溶液氧化,也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。但能在空气中发生燃烧反应
9、和在光照下与Cl2发生取代反应。(2)烷烃的性质与甲烷相似。辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式2C8H1825O216CO218H2O。乙烷与Cl2在光照下生成一氯乙烷的化学方程式CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl,该反应为取代反应,乙烷断裂的键为CH键,形成键为CCl键和HCl键。问题4同系物:结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称同系物。如甲烷与乙烷。问题5烷烃同系物的物理性质的递变规律随着烷烃碳原子数的增加,烷烃的熔点和沸点逐渐升高,密度逐渐增大,常温下的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。其中少于或等于4个碳原子的烷烃为气态。 练习1. 【答案】AD 【解析
10、】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CnH2n+2中的氢原子已达完全饱和,因此符合通式CnH2n+2的有机物一定是烷烃,选项C说法不正确;烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特性之一,选项D说法正确。举一反三:【变式】【答案】B【解析】甲烷中不存在CC键,B错误。练习2. 【答案】D【解析】由甲烷与Cl2发生取代反应的化学方程式可推知,每生成1 mol卤
11、代烃时,可生成1 mol HCl。虽然甲烷与Cl2以等物质的量混合,在光照条件下发生取代反应仍会生成多种氯代甲烷,但不管生成哪种氯代甲烷,同时都会有HCl生成,因此得到的产物中HCl的物质的量最多。 (三)攻难关,自学检测让我们来挑战吧!你一定是最棒的! 1【答案】C【解析】五种有机物均为烷烃,烷烃分子中碳原子数目越多,其沸点越高;碳原子数目相同的烷烃,其支链越多,沸点越低,故五种烷烃的沸点由高到低的顺序为。 2【答案】B【解析】无水氯化钙固体是干燥剂,增加质量为水的质量。水的物质的量是1.4mol,根据H的物质的量2.8mol,可求出甲烷中C的物质的量是0.7mol。即CO2、CO物质的量之
12、和0.7mol、质量之和24.4g.,可求出二氧化碳的物质的量。(四)找规律,方法总结烷烃物理性质递变规律:随碳原子数的增加,烷烃的含碳量逐渐增大。 烷烃的物理性质随碳原子数的递增呈规律性变化的原因:同属分子晶体,组成和结构相似,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大。 分子式相同的烃,支链越多,熔沸点越低。例如: 沸点:CH3(CH2)3CH3(CH3)2CHCH2CH3C(CH3)4。 新戊烷在常温下也是气体。 烃的密度随碳原子数的增多而增大,但都小于水。u 测一测,大显身手烷烃的结构和性质【答案与解析】1D【解析】烷烃含有碳和氢两种元素,都能燃烧生成二氧化碳和水,正确;烷烃都易发生取代反
13、应,正确;相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2,不正确。2B【解析】所有烷烃包括CH4都不能使酸性KMnO4溶液褪色,B错误。3D【解析】新戊烷的沸点是9.5,标准状况下是液体,20时是气体,则A、B均错误;烷烃随碳原子数的增加,沸点逐渐升高;C5H12的3种同分异构体中,随支链数增加,沸点逐渐降低。4D【解析】CnH2n2是烷烃的通式,A项错误;燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物,化学式为CxHyOz的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水,B项错误;碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃,C项错误;因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数,烃分子中的氢原子个数也一定为偶数,所以碳氢化
14、合物分子的相对分子质量一定是偶数是正确的。5D【解析】常温常压下,碳原子数小于或等于4的烷烃为气体,碳原子数大于4的烷烃为液体或固体;烷烃的化学性质一般比较稳定,通常不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)和强还原剂反应;烷烃在光照条件下可与卤素单质发生取代反应,但不与溴水反应;烷烃在空气中都能燃烧,甲烷、乙烷等燃烧时产生淡蓝色火焰,但随着烷烃中碳原子数的增加,其含碳量升高,在空气中燃烧往往不充分,火焰明亮,甚至伴有黑烟。6(1)CO(2)7L a表示的是碱石灰所吸收的CO2和H2O的体积,而1L丙烷燃烧时生成CO2和H2O的体积之和的最大值为7L。【解析】丙烷与氧气燃烧产物一定有CO2和H2O,可能还有过量的丙烷或O2;另外一种可能就是丙烷与O2全部反应,产物是CO2、H2O和CO。燃烧后的气体通过碱石灰后,CO2、H2O被全部吸收。通过碱石灰减小的体积aL,即CO2、H2O的体积和。(1)1L丙烷生成H2O(g)4L,CO2应为3L。但此时CO2为2L,应该属于不完全燃烧。(2)当丙烷完全燃烧全部生成CO2时,a的值最大。学科网(北京)股份有限公司