高中化学人教版 (2019)必修第二册第一节认识有机化合物第2课时导学案

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这是一份高中化学人教版 (2019)必修第二册第一节认识有机化合物第2课时导学案，共7页。学案主要包含了烷烃的性质，有机化合物及其性质等内容，欢迎下载使用。

第2课时　烷烃的性质
核心微网络

新课程标准
1.了解烷烃的性质，理解取代反应的特点；
2．了解有机化合物的性质特点。

素养新要求
1.通过对甲烷化学性质的学习，能根据甲烷的性质、迁移理解烷烃的性质及应用；
2．知道烷烃的物理性质具有递变性，了解其化学性质具有相似性并遵循一定规律。

学业基础——自学·思记·尝试
一、烷烃的性质
1．物理性质
(1)递变规律(随碳原子数n递增)

(2)相似性
烷烃均________水，相对密度均小于1。

【学而思】
1.思考：在空气中含甲烷5%～15%，氧气中含甲烷5.4%～59.2%时，遇火花将发生爆炸，煤矿中的爆炸事故多数是甲烷气体爆炸引发的。煤矿工人在矿井采矿时，应该采取哪些措施？

2．质疑：碳原子个数相同的烷烃，其沸点也一定相同吗？

2.化学性质
(1)稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。
(2)燃烧反应
烷烃燃烧通式：_____________________________________________________________。
(3)取代反应
①概念：有机化合物分子里的某些____________被其他____________替代的反应叫做取代反应。
②甲烷与Cl2的取代反应
实验
装置

实验
现象
A装置：试管内气体颜色逐渐________；试管内壁有________出现，试管中有少量白雾，且试管内液面________________，水槽内有固体析出
B装置：________
实验
结论
CH4与Cl2需在________时才能发生化学反应，有关化学方程式：
CH4＋Cl2HCl＋CH3Cl(一氯甲烷)，
CH3Cl＋Cl2HCl＋CH2Cl2(二氯甲烷)，
CH2Cl2＋Cl2HCl＋CHCl3(三氯甲烷)，
CHCl3＋Cl2HCl＋CCl4(四氯化碳)
产物性质
水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均________溶于水。
状态：常温下除________是气体，其余三种均为液体
取代反应概念
有机物分子里的某些原子或原子团被其他__________所替代的反应
　有机化合物参加的反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应的化学方程式常用“―→”而不用“===”。

二、有机化合物及其性质
1．概念
有机化合物是指绝大多数含________元素的化合物，简称有机物。
　有机化合物和含碳化合物的区别有机化合物中一定含碳元素，但少数含碳元素的化合物为无机物，如碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等。
2．性质
(1)物理性质
大多数有机物的熔点比较____，____溶于水，____溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
(2)化学性质
大多数有机物________，__________；有机物的化学反应比较________，常伴有__________发生，很多反应需要在______、____________的条件下进行。

[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)烃在氧气中充分燃烧后只生成二氧化碳和水。(　　)
(2)甲烷与Cl2的反应是置换反应。(　　)
(3)烷烃的特征性质是能与卤素单质发生取代反应。(　　)
(4)烷烃性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色。(　　)
2．下列关于甲烷性质的叙述，不正确的是(　　)
A．甲烷在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳
B．甲烷是无色、有臭味的气体
C．甲烷是一种最简单的有机物
D．甲烷极难溶于水
3．下列反应属于取代反应的是(　　)
A．C2H4＋3O22CO2＋2H2O
B．Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D．CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
4．下列性质中，属于烷烃特征的是(　　)
A．完全燃烧只生成二氧化碳和水
B．它们不溶于水
C．分子的通式为CnH2n＋2，与氯气发生取代反应
D．它们密度都较小
5．在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是(　　)
A．CH4 B．C3H8
C．C4H10 D．C2H6

核心素养——合作·探究·分享

例　将1 mol甲烷与一定量的氯气混合于一量筒中，倒立于盛有饱和食盐水的水槽(如图所示)，对于此反应，有关叙述不正确的是(　　)

A．该反应属于取代反应
B．该反应的条件是光照
C．该反应的生成物只有四种
D．该反应现象是量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴

　CH4发生取代反应实验的注意事项
1．用排饱和食盐水收集氯气的目的是净化氯气和减少氯气在水中的溶解度。
2．控制甲烷和氯气的体积比为1∶1。
3．甲烷和氯气的混合气体在弱光下能安静地发生化学反应，在强光照射下能发生爆炸。
4．氯气有毒，注意在通风的条件下进行操作。
5．甲烷与氯水、溴水不反应。

[提升]　下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(　　)
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气

关键能力
取代反应和置换反应的区别
类别
取代反应
置换反应
实例
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl

反应物
一种化合物和另一种化合物或单质
一种单质和一种化合物
类别
取代反应
置换反应
生成物
一般生成两种化合物
另一种化合物和另一种单质
反应中电子得失
不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应
一定发生电子转移，一定是氧化还原反应
反应是否可逆
部分是可逆反应
一般是不可逆反应
反应条件
大多需加热、光照、催化剂等
一般只需常温或加热

　甲烷与卤素单质发生取代反应时易错的四个方面
(1)反应物：卤素单质(纯卤素)和甲烷，不能是卤素单质的水溶液。
(2)生成物：卤化氢和卤代甲烷(四种)的混合物，其中卤化氢的物质的量最多。
(3)反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应)。
(4)反应特点：用“―→”而不用“===”，仍遵守质量守恒定律，需要配平。

学考评价——夯实·测控·演练
1．下列说法正确的是(　　)
A．甲烷分子的空间充填模型为，其二氯取代物有2种结构
B．甲烷分子的球棍模型为
C．天然气不属于可再生能源
D．标准状况下，11.2 L CCl4中含有C－Cl键的数目为2NA
2．据《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。泽，指湖泊池沼。“泽中有火”是指“M气体”在湖泊池沼水面上起火。这里“M气体”是指(　　)

A.甲烷 B．一氧化碳
C．乙烯 D．氢气
3.(双选)现在的家电市场中无氟冰箱被称为绿色环保冰箱，其重大改进是不采用氟利昂12，而采用新冷媒(R134a)作制冷剂。关于氟利昂12(CCl2F2)的叙述正确的是(　　)

A．有两种同分异构体 B．是四面体形分子
C．只有一种结构 D．有四种同分异构体
4．液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是 (　　)
A．丙烷在较高温度下会分解
B．光照下能够与氯气发生取代反应
C．丙烷与甲烷不是同系物
D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
5.一端封闭的U形管，封闭的一端有一段甲烷和氯气的混合气体，在水平部分有一段气柱，其他两段为液柱，已知液体与气体不反应。使甲烷和氯气在稍暗的光线下缓慢反应，则中间气柱的长度将(假设中间气柱未移出U形管水平部分) (　　)

A.变大 B．变小
C．不变 D．难以确定
6．土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据国外媒体报道，土卫六表面的“海洋”中有可能存在生命，又知这些“海洋”的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两种物质形成的聚合物。下列说法错误的是 (　　)

A．甲烷和乙烷和溴水在光照条件下都能发生取代反应
B．甲烷和乙烷分子中所有原子不在同一平面内
C．通常条件下，甲烷、乙烷和强酸、强碱、强氧化剂都不反应
D．1 mol乙烷分子中含有6 mol C—H共价键
7．晋朝人常璩在《华阳国志》里有这样一段话：临邛县“有火井，夜时光映上昭。民欲其火，先以家火投之。顷许如雷声，火焰出，通耀数十里。以竹筒盛其火藏之，可拽行终日不灭也……”，请回答下列问题。
(1)话中描述的物质是一种最简单的有机物—甲烷，其结构式为____________________。
(2)写出“顷许如雷声，火焰出”涉及的化学方程式：______________________________
(3)甲烷不仅可以直接用来燃烧，还是重要的化工原料，它可以与水在高温条件下反应制得水煤气(CO和H2)，反应的化学方程式为______________________________，反应得到的水煤气中CO和H2的质量比为________。
(4)CH4和Cl2反应生成一氯甲烷的化学方程式为____________________________。反应类型是____________。
8.如右图所示，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混合气体的装置放置在有光照的地方，让混合气体缓缓地反应一段时间。

(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式________________________________。
(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为__________________。
A．CH3Cl、HCl
B．CCl4、HCl
C．CH3Cl、CH2Cl2
D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
(3)经过几个小时的反应后，U形管右端水柱的变化是________。
A．升高　　　　 B．降低
C．不变 D．无法确定
(4)右端玻璃管的作用是_____________________________________________________。

练后感悟
取代反应的三个注意点
1．反应条件和反应物
反应条件为光照，反应物为卤素单质。例如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气发生取代反应。
2．反应产物(以CH4与Cl2反应为例)
反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象。
3．物质的量的关系
CH4与Cl2发生取代反应时，每1 mol H原子被取代，消耗1 mol Cl2分子，同时生成1 mol的HCl分子。
当n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1时，反应并不只发生
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，其他反应仍同时发生。