高中化學(xué)選修五 1.3.1《烷烴》課件

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第3節(jié)烴第1課時(shí)烷烴 第1課時(shí) 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo) 探究整合應(yīng)用 1 了解烷烴的結(jié)構(gòu) 2 了解烷烴的物理性質(zhì) 能通過事例說明烴對(duì)生產(chǎn) 生活和自然環(huán)境的影響 3 掌握烷烴的化學(xué)性質(zhì) 能舉例說明烷烴與氧氣 鹵素單質(zhì)的反應(yīng) 4 了解取代反應(yīng) 并能區(qū)別取代反應(yīng)與置換反應(yīng) 課前自主學(xué)案 一 烴的概述1 概念 只有 兩種元素組成的化合物 2 分類 碳 氫 CnH2n n 2 CnH2n 2 n 1 CnH2n 2 n 2 苯環(huán) 1 符合通式CnH2n 2 n 1 的烴都是烷烴嗎 符合通式CnH2n n 2 的烴都是烯烴嗎 提示 符合CnH2n 2 n 1 的烴都是烷烴 但符合CnH2n n 2 的烴不一定是烯烴 如環(huán)烷烴 思考感悟 二 烷烴1 物理性質(zhì) 1 顏色 均為 色物質(zhì) 2 溶解性 于水 于苯 乙醚等有機(jī)溶劑 3 密度 隨著碳原子數(shù)增多 密度逐漸 但都比水的 4 狀態(tài) 分子中有 個(gè)碳原子的鏈烴 常溫下呈氣態(tài) 5 熔 沸點(diǎn) 隨著碳原子數(shù)增多 熔 沸點(diǎn)逐漸 無(wú) 不溶 易溶 增大 小 1 4 升高 2 化學(xué)性質(zhì) 1 穩(wěn)定性因烷烴分子中碳?xì)滏I和碳碳單鍵的鍵能較 所以常溫下烷烴很不活潑 與強(qiáng)酸 強(qiáng)堿 強(qiáng)氧化劑和還原劑等都不反應(yīng) 2 與鹵素的取代反應(yīng) 條件 特點(diǎn) 不同的碳?xì)鋯捂I斷裂可得到不同的取代產(chǎn)物 高 光照 鹵素單質(zhì) 實(shí)例丙烷與Cl2反應(yīng)分別生成1 氯丙烷 2 氯丙烷的化學(xué)方程式為 2 CH3CH3和Cl2的取代產(chǎn)物是否只有CH3CH2Cl 提示 不是 因?yàn)闊N的取代反應(yīng)是分步進(jìn)行的 是連鎖反應(yīng) 不能停留在第一步 所以得到的是多種鹵代烴和氯化氫的混合物 思考感悟 3 與氧氣的反應(yīng)燃燒的通式為 3 為什么人們傾向于用烷烴尤其是相對(duì)分子質(zhì)量較小的烷烴做燃料 提示 質(zhì)量相同時(shí) 分子中碳原子數(shù)相同而碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低的烴 完全燃燒時(shí)放出的熱量越多 在所有烴中烷烴的碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)比相同碳原子的其他烴都低 因此 人們傾向于用烷烴尤其是相對(duì)分子質(zhì)量小的烷烴做燃料 思考感悟 1 有關(guān)簡(jiǎn)單的飽和鏈烴的敘述正確的是 都是易燃物 特征反應(yīng)是取代反應(yīng) 相鄰兩個(gè)烷烴在分子組成上相差1個(gè)甲基A B C 只有 D 解析 選D 飽和鏈烴即烷烴 相鄰兩個(gè)烷烴在分子組成上相差1個(gè)CH2原子團(tuán) 2 下列烷烴的沸點(diǎn)是甲烷 164 乙烷 89 丁烷 1 戊烷 36 根據(jù)上述數(shù)據(jù)推斷 丙烷沸點(diǎn)可能是 A 低于 89 B 約為 42 C 高于 1 D 高于 36 解析 選B 由烷烴的沸點(diǎn)變化規(guī)律可知 隨著碳原子數(shù)的增加 烷烴的沸點(diǎn)升高 故丙烷的沸點(diǎn)應(yīng)介于乙烷和丁烷沸點(diǎn)之間 根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù) 丙烷沸點(diǎn)可能約為 42 3 下列有關(guān)烷烴的敘述中 正確的是 雙選 A 在烷烴分子中 所有的化學(xué)鍵都是單鍵B 烷烴中除甲烷外 很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色退去C 分子通式為CnH2n 2的烴不一定是烷烴D 所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng) 解析 選AD 烷烴分子中碳原子之間全部以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀 碳原子的剩余價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合而達(dá)飽和 無(wú)論是碳碳鍵還是碳?xì)滏I 都是單鍵 選項(xiàng)A說法正確 烷烴屬飽和鏈烴 其化學(xué)性質(zhì)一般比較穩(wěn)定 選項(xiàng)B說法不正確 因分子通式CnH2n 2中的氫原子已達(dá)完全飽和 因此符合通式CnH2n 2的有機(jī)物一定是烷烴 選項(xiàng)C說法不正確 烷烴在光照下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng) 這是烷烴的主要特性之一 選項(xiàng)D說法正確 課堂互動(dòng)講練 1 取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的比較 特別提醒 判斷所給反應(yīng)屬于置換反應(yīng)還是取代反應(yīng)的簡(jiǎn)單方法是 一看參與反應(yīng)的物質(zhì)類別為有機(jī)物還是無(wú)機(jī)物 若反應(yīng)物均為無(wú)機(jī)物 一定不屬于取代反應(yīng) 二看產(chǎn)物中是否有單質(zhì)生成 有單質(zhì)生成的反應(yīng)不屬于取代反應(yīng) 2 烷烴與X2 X為鹵素 的取代反應(yīng) 1 反應(yīng)物 氣態(tài)的鹵素單質(zhì)與烷烴 烷烴與氯水或溴水不反應(yīng) 2 反應(yīng)條件 光照 3 化學(xué)鍵變化 斷鍵 C H X X 成鍵 H X C X 4 1molX2只取代1molH生成1molC X鍵和1molHX 5 若烷烴與氯氣在光照下反應(yīng) 消耗氯氣的物質(zhì)的量等于所有氯代物的物質(zhì)的量乘以它們所含氯原子的個(gè)數(shù)之和 即n Cl2 n 一氯代物 n 二氯代物 2 特別提醒 甲烷與鹵素單質(zhì)的反應(yīng)特點(diǎn) 1 鹵素單質(zhì)不同 反應(yīng)快慢不同 2 連鎖反應(yīng) 多步取代同時(shí)進(jìn)行 產(chǎn)物是多種鹵代甲烷和鹵化氫的混合物 把1體積CH4和4體積Cl2組成的混合氣體充入大試管中 將此試管倒立在盛有Na2SiO3溶液的水槽里 放在光亮處 1 試管中觀察到的現(xiàn)象 2 水槽中觀察到的現(xiàn)象 3 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 CH4和Cl2反應(yīng) 第一步 Na2SiO3溶液中發(fā)生的反應(yīng) 4 待反應(yīng)完成后 測(cè)得四種取代物物質(zhì)的量相等 則反應(yīng)中消耗Cl2為 體積 思路點(diǎn)撥 解答本題要注意以下三點(diǎn) 1 CH4和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)生成四種氯代物和HCl 2 四種氯代甲烷均難溶于水 只有CH3Cl為氣態(tài) 其余為液態(tài) 3 CH4中有1molH原子被取代 消耗1molCl2 解析 CH4和Cl2在光照條件下生成CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl等物質(zhì) 隨著反應(yīng)的進(jìn)行 Cl2不斷消耗 黃綠色逐漸消失 又由于生成的CH2Cl2 CHCl3 CCl4常溫下均為無(wú)色液體 使試管壁上有油滴出現(xiàn) 因生成的HCl易溶于水 反應(yīng)后試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小 液面在試管內(nèi)上升 HCl溶于水后與Na2SiO3反應(yīng)生成白色絮狀沉淀 因?yàn)镃H4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成的4種取代產(chǎn)物中的碳原子均來自于CH4 由碳原子守恒可知 1molCH4共生成1mol取代產(chǎn)物 且每一種取代產(chǎn)物物質(zhì)的量均為0 25mol 由于CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4分子中的氯原子均來自Cl2 由CH4和Cl2反應(yīng)的方程式知共耗Cl2 0 25mol 0 25mol 2 0 25mol 3 0 25mol 4 2 5mol Cl2中進(jìn)入HCl和進(jìn)入有機(jī)物的氯原子的物質(zhì)的量相同 故n H 取代 n Cl2 2 5mol 即1體積CH4消耗2 5體積Cl2 1 若將Na2SiO3溶液改為紫色石蕊試液或濃氨水 則會(huì)有什么現(xiàn)象 2 能否用甲烷和氯氣1 1 體積比 混合來制取純凈的一氯甲烷 為什么 互動(dòng)探究 提示 1 若水槽中改盛紫色石蕊試液 HCl溶解后溶液顯酸性 試液顯紅色 若水槽中改盛濃氨水 揮發(fā)出的氨氣與試管中生成的HCl氣體相遇會(huì)產(chǎn)生白煙 2 不能 因?yàn)榧淄榉肿又兴膫€(gè)氫原子都可能被氯原子取代 生成的CH3Cl還會(huì)和氯氣繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)生成CH2Cl2 CHCl3和CCl4 特別提醒 最簡(jiǎn)式相同的烴無(wú)論以任何比例混合 只要總質(zhì)量相同 耗氧量就相同 生成CO2和H2O的量也相同 有amL三種氣態(tài)烴的混合物與足量的氧氣混合點(diǎn)燃爆炸后 恢復(fù)到原狀況 常溫常壓 體積共縮小2amL 則這三種氣態(tài)烴不可能是 A CH4 C2H4 C3H4B C2H6 C3H6 C4H6C C2H2 C2H6 C3H8D CH4 C2H6 C2H2 分析計(jì)算結(jié)果可知 只要滿足氣態(tài)烴的條件 C原子數(shù)可取不大于4的任意正整數(shù) 而對(duì)H原子個(gè)數(shù)的要求是1mol混合氣體中平均有4molH原子 因此只要考慮選項(xiàng)中三種氣體的H原子個(gè)數(shù)按某種比例混合后 能滿足這個(gè)條件即為可能的組合 A項(xiàng)中三種烴的H原子數(shù)都為4 任意比例混合都可以 C D項(xiàng)中雖都不相等 但H原子數(shù)有比4大的數(shù) 也有比4小的數(shù) 混合時(shí) 可能有一種比例能滿足條件 只有B項(xiàng) 任意比混合H原子數(shù)始終是6 答案 B 規(guī)律方法 利用烴類燃燒的通式進(jìn)行計(jì)算要注意三點(diǎn) 1 水的狀態(tài)是氣態(tài)還是液態(tài) 從條件上看溫度是在100 以上還是以下 2 氣態(tài)烴完全燃燒前后 體積變化值也只與烴中的氫原子個(gè)數(shù)有關(guān) 根據(jù)體積差可以求出H原子的個(gè)數(shù)或H原子的平均個(gè)數(shù) 3 要注意檢驗(yàn)氧氣是否足量 變式訓(xùn)練在同溫同壓下 10mL某氣態(tài)烴在50mLO2里充分燃燒 得到液態(tài)水和體積為35mL的混合氣體 則該烴的分子式可能為 A CH4B C2H6C C3H8D C3H4 探究整合應(yīng)用 烷烴的取代反應(yīng)及產(chǎn)物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究 舉例 利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想已成為現(xiàn)實(shí) 某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程 反應(yīng)緩慢不發(fā)生爆炸 其設(shè)計(jì)的模擬裝置如圖 根據(jù)要求填空 1 儀器F的名稱 A中反應(yīng)的離子方程式 2 B裝置有三種功能 控制氣流速度 均勻混合氣體 3 為了除多余的氯氣 D裝置中的石棉均勻附著KI粉末 你認(rèn)為能否換成堿石灰 填 能 或 不能 原因是 4 E裝置的作用為 A 收集氣體B 吸收氯氣C 防止倒吸D 吸收氯化氫 5 E裝置中除了有鹽酸生成外 還含有有機(jī)物 從E中分離出鹽酸的最佳方法是 解析 A裝置中生成Cl2 在B中和CH4混合均勻后在C中強(qiáng)光的作用下反應(yīng)生成鹵代烴和HCl 用D裝置除去剩余的Cl2 剩余氣體進(jìn)入E HCl被水吸收變?yōu)辂}酸 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全