2025年高中化学新教材同步必修第二册 第7章　第1节　第3课时　烷烃的性质.docx

第3课时烷烃的性质

[核心素养发展目标]1.了解烷烃的主要物理性质和化学性质，培养变化观念与平衡思想的素养。2.熟练掌握甲烷的主要性质，提高证据推理与模型认知能力。3.认识取代反应的概念及特点，培养微观探析及变化观念。

一、烷烃的物理性质及可燃性

1.烷烃的物理性质

相似性

递变性(随分子中碳原子数的增加)

熔、沸点

较低

逐渐升高

密度

比水小

逐渐增大

状态

气态→液态→固态，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态)

溶解性

难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂

2.烷烃的化学性质

(1)通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。但物质的稳定性是相对的，在特定条件下，烷烃也会发生某些反应。

(2)烷烃的氧化反应(燃烧)

烷烃在空气中完全燃烧生成CO2和H2O，写出CH4、C3H8燃烧的化学方程式：

CH4+2O2CO2+2H2O；

C3H8+5O23CO2+4H2O。

思考标准状况下，0.1mol某链状烷烃完全燃烧生成11.2LCO2。

(1)写出该链状烷烃的分子式：。?

(2)写出该链状烷烃燃烧的化学方程式：?。?

(3)该链状烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(—CH3)的结构简式：。?

答案(1)C5H12(2)C5H12+8O25CO2+6H2O(3)

解析(1)n(CO2)=11.2L22.4L·mol-1=0.5mol，则1mol该链状烷烃含有5molC原子，该烷烃为C5H12。(3)C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、、三种，其中分子中含有4

(3)烷烃的分解反应

烷烃在较高温度下会发生分解，常用于石油化工和天然气化工生产中。

1.判断正误

(1)常温常压下，CH4、C2H6和C3H8为气体，C4H10、C6H14呈液态()

(2)在通常条件下，烷烃和硫酸、氢氧化钠不反应，和酸性KMnO4溶液也不反应()

(3)在做甲烷、乙烷燃烧实验前，气体一定要验纯()

(4)使用天然气(主要成分为CH4)的燃气灶，改用液化石油气(主要成分为C4H10)，应增大进气量或减小进风量()

(5)烷烃都能燃烧，且完全燃烧的产物一定是CO2和H2O()

答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√

2.几种烷烃的沸点如下：

烷烃

甲烷

乙烷

丁烷

戊烷

沸点/℃

-164

-89

-0.5

36

根据以上数据推断丙烷的沸点可能是()

A.-40℃ B.-162℃

C.-89℃ D.36℃

答案A

解析随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。

3.(2024·安徽铜陵高一期中)有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20g·L-1，则关于此混合物组成的说法正确的是()

A.一定有甲烷

B.一定有乙烷

C.不可能是甲烷和乙烷的混合物

D.可能是乙烷和丙烷的混合物

答案A

解析两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.20g·L-1，平均摩尔质量为1.20g·L-1×22.4L·mol-1≈27g·mol-1。两种气态烷烃的平均相对分子质量为27，只有甲烷的相对分子质量小于27，所以混合物中一定含有甲烷，不一定含有乙烷，可能是甲烷和乙烷的混合物，A正确，B、C错误；乙烷的相对分子质量为30，丙烷的相对分子质量为44，根据平均值法，不可能是乙烷和丙烷的混合物，D错误。

二、烷烃的典型性质——取代反应

1.烷烃的取代反应实验探究(以CH4与Cl2的反应为例)

实验操作

实验现象

A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升，水槽中有固体析出；

B装置：无现象

实验结论

CH4与Cl2需在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为

CH4+Cl2CH3Cl(一氯甲烷)+HCl；

CH3Cl+Cl2CH2Cl2(二氯甲烷)+HCl；

CH2Cl2+Cl2CHCl3(三氯甲烷或氯仿)+HCl；

CHCl3+Cl2CCl4(四氯甲烷或四氯化碳)+HCl

有机产物性质

水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水。

状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体

数量关系

每取代1mol氢原子，消耗1molCl2，生成1molHCl

2.取代反应

概念：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。

思考若1mol甲烷和Cl2发生取代反应，生成相同物质的量的4种有机物，则需要Cl2的物质的量是多少？

提示CH4和Cl2发生取代反应生成4种取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根