《甲烷与烷烃》PPT课件

Copyright 2004-2009,版权所有 盗版必究,2010,届高考化学复习,强化双基系列课件,35,甲烷与烷烃,1,、经典例题导入（广东省实验中学,08-09,学年高三第二次阶段测试试卷）,2,、甲烷与烷烃的性质与结构全面总结,（,1,）基础盘点,（,2,）深化理解,（,3,）规律总结,3,、对位练习（,08,高考题与名校,08-09,学年阶段试题）,提纲,广东省实验中学,08-09,学年高三第二次阶段测试试卷,答案：,1,、使气体混合均匀，干燥,2,、,4,3,、吸收多余的氯气,4,、,CD,5,、,CH,4,+2Cl,2,C+4HCl,6,、,AB,甲烷的结构和性质,(1),分子组成和结构,甲烷分子是,正四面体,构型，,碳原子,位于中心，,氢原子,位于顶点。,（,2,）物理性质,甲烷是,无色,、,无味,、,不,溶于水的气体，密度比空气密度,小,。,甲烷的结构和性质,化学式：分子式：结构式：电子式,:,CH,4,（,3,）化学性质,在通常情况下，甲烷是比较稳定的，跟,强酸,、,强碱,或强,氧化剂,等一般不起反应。甲烷,不能,使酸性,KMnO,4,溶液褪色，也,不能,使溴的四氯化碳溶液褪色。,甲烷的氧化反应,甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈,淡蓝,色，无烟，产物为,CO,2,和,H,2,O,，,1 mol,甲烷完全燃烧可以放出,890 kJ,的热量。热化学方程式为：,CH,4,（,g)+2O,2,(g)CO,2,(g)+2H,2,O(l),H=-890 kJmol,-1,取代反应,有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应,叫做取代反应。,甲烷的取代反应,甲烷与氯气的反应比较复杂，简单地说是分步进行的。,第一步：,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl+HCl,；,第二步：,CH,3,Cl+Cl,2,CH,2,Cl,2,+HCl,；,第三步：,CH,2,Cl,2,+Cl,2,CHCl,3,+HCl,；,第四步：,CHCl,3,+Cl,2,CCl,4,+HCl,。,甲烷的四种氯代物均,不,溶于水，常温下，只有,CH,3,Cl,是,气体,，其他三种都是,液体,。,CHCl,3,俗称,氯仿,，,CCl,4,又叫,四氯化碳,，二者都是重要的有机溶剂，密度比水,大,。,1.,有机化学中的取代反应与无机化学中的置换反应的比较,取代反应,置换反应,反应物中不一定有单质,生成物中一定没有单质,反应物和生成物中一定有单质,2.,甲烷与,Cl,2,发生取代反应的产物有,5,种。,3.,甲烷是含氢量最高的化合物。,4.,含甲基的分子，所有原子不可能在同一平面。,5.,能证明甲烷不是平面结构的理由是,CH,2,Cl,2,不存在同分异构体。,1.,若甲烷与氯气以物质的量之比,11,混合，在光照下得到的取代产物是 （）,CH,3,Cl CH,2,Cl,2,CHCl,3,CCl,4,A.,只有,B.,只有,C.,的混合物,D.,的混合物,反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大,在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性，及非金属活动性顺序的规律,反应逐步进行，很多反应是可逆的,反应一般为单方向进行,解析,甲烷和氯气在光照下发生的四步取代反应是连锁反应，反应进行到哪一,步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的。即使是甲烷和氯气的物,质的量之比是,11,的情况，也不会仅发生,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl+HCl,这样一种取代,反应，因为一旦生成,CH,3,Cl,后，,CH,3,Cl,分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，,因此其产物不是纯净的,CH,3,Cl,，而是四种取代产物的混合物。,答案,D,2.,甲烷在不同条件下有两种热解反应：,CH,4,（,g,）,C(s)+2H,2,(g);2CH,4,(g),C,2,H,2,(g)+3H,2,(g),。现将两份标准状况下等体积的甲烷分别通入两个容,积可变的密闭容器中，按式和式热解，待完全反应后，恢复至标准状况，,则两容器中气体体积关系正确的是 （）,A.,和相等,B.,小于,C.,大于,D.,无法判断,解析,本题是从气体体积变化的角度来考查甲烷的热解反应。反应生成物,C,为固体，所以反应后的气体体积为反应前的,2,倍，反应的生成物全为气体，,反应后的气体体积也为反应前的,2,倍，也就是两个反应前后的气体体积比均为,12,，等体积的甲烷发生反应和反应后得到的气体体积相等。,答案,A,烷烃,1.,烷烃的概念,烃分子中的,碳原子跟碳原子都以单键结合、碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合,，使每个碳原子的化合价都已充分利用，达到“饱和”。这样的烃叫做,饱和链烃,，也称为烷烃。,2.,结构特点,（,1,）分子里碳原子与碳原子之间都是单键，碳原子剩余的价键全部跟氢结合；,（,2,）链状（可能有支链）；,（,3,）烷烃分子中，以任意一个碳原子为中心都是四面体结构。所以，烷烃分子中的碳原子并不在一条直线上，而是呈锯齿状排列。,3.,烷烃的分子式通式：,C,n,H,2,n,+2,(,n,1),。,4.,物理性质,递变规律：随碳原子数的递增，烷烃的熔、沸点,升高,，密度,增大,；碳原子数在,4,个及,4,个以下为,气,态，,5,16,个为,液,态，,17,个以上为,固,态。,5.,化学性质,(1),烷烃（,C,n,H,2,n,+2,）的燃烧通式为：,C,n,H,2,n,+2,+O,2,n,CO,2,+(,n,+1)H,2,O,。,（,2,）取代反应,CH,3,CH,3,+Cl,2,CH,3,CH,2,Cl+HCl,(,写一步）。,1.,烷烃还具有裂化断链的性质，在高温或催化剂条件下，烷烃可发生碳链断裂，断裂成两种分子时，有两个特点，一是必须有烯烃和烷烃生成，二是平均式量为原来的一半（完全裂化），但多数情况下，烷烃分子将会进一步断裂，得到多种混合物，使平均式量进一步减小。,2.,烷烃通常较稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能与强酸、强碱发生反应。,3.,在空气或氧气中点燃，完全燃烧时生成,CO,2,和,H,2,O,。在相同情况下，随着烷烃分子里的碳原子数的增加，往往燃烧越来越不充分，燃烧火焰明亮，甚至伴有黑烟。,4.,在光照条件下，烷烃与,Cl,2,、,Br,2,等卤素单质的气体发生取代反应，生成种类更多的卤代烃和相应的卤化氢气体。,5.,在通常状况下，烷烃与卤素单质的水溶液不发生化学反应，例如甲烷、乙烷等烷烃不能使溴水褪色。这一性质常用于区别烷烃和其他的烃。,6.,烷烃不溶于水，但易溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂。,7.,相同碳原子数的烷烃，支链数越多，熔沸点越低，相对密度越小。,3.,城市居民用的石油气主要成分是丁烷，在使用的过程中，常有一些杂质以液态,沉积于钢瓶中，这些杂质是 （）,A.,丙烷和丁烷,B.,乙烷和丙烷,C.,乙烷和戊烷,D.,戊烷和己烷,解析,烷烃,C,原子数,4,为气体，而沉积于钢瓶中的杂质为液态，答案应为,D,。,4.,（,2008,南宁一模）下列性质中，属于烷烃特征性质的是 （）,A.,燃烧的产物只有二氧化碳和水,B.,它们几乎不溶于水,C.,它们是非电解质,D.,分子式通式为,C,n,H,2,n,+2,，与氯气发生取代反应,D,D,1.,直接法,直接求算出,1 mol,烷烃中各元素原子的物质的量即可推出烷烃的分子式，如给出一定条件下的密度（或相对密度）以及各元素的质量比求算分子式的途径为：,密度（相对密度）,摩尔质量,1 mol,烷烃中,C,、,H,元素的原子的物质的量,分子式。,2.,最简式法,根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量和最简式量可确定其分子式。,即,N,（,C,）,N,（,H,）,=,a,b,（最简整数比）。最简式为,C,a,H,b,，则分子式为（,C,a,H,b,),n,n,=(,M,为烷烃的相对分子质量，,12,a,+,b,为最简式量）。,烷烃分子式的确定,3.,商余法,烷烃的通式为,C,n,H,2,n,+2,相对分子质量为,14,n,+2,，即用烷烃的相对分子质量除以,14,，若余数为,2,，即,=,x,2(,M,为烷烃的相对分子质量），则为含,x,个碳原子的烷烃（,C,x,H,2,x,+2,）。,4.,利用燃烧反应方程式，抓住以下关键,（,1,）气体体积变化；,（,2,）气体压强变化；,（,3,）气体密度变化。,1.,利用燃烧的产物确定分子式时，应注意看清是完全燃烧，还是不完全燃烧。氢原子由水求算，碳原子完全燃烧可用,CO,2,求算，不完全燃烧应用,CO,2,和,CO,求算。,2.,如用体积、压强变化计算，要注意反应温度和,H,2,O,的状态。,100,以上,H,2,O,为气态。,100,以下水的体积不考虑。,5.,某有机物,2.8 g,完全燃烧后生成了,8.8 g CO,2,和,3.6 g H,2,O,，已知该有机物在标准,状况下的密度为,1.25 gL,-1,。通过计算确定该有机物的分子式。,解析,答案,C,2,H,4,6.,（,2008,西昌一模）标准状况下，体积为,2 L,，碳原子数为,x,-1,和,x,的两种气态,烷烃的混合物质量为,3 g,，则,x,值为,_,。,解析,答案,3,有机物结构和组成的几种表示方法,种类,实例,含义,应用范围,化学式,C,2,H,6,用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目,多用于研究物质组成,最简式,（实验式）,乙烷最简式,为,CH,3,表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子,由最简式可求最简式量,有共同组成的物质,电子式,用小黑点等记号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子,多用于表示离子型、共价型的物质,结构式,具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构,表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型,多用于研究有机物的性质,由于能反映有机物的结构，有机反应常用结构式表示,结构简式,（示性式）,CH,3,CH,3,结构式的简便写法，着重突出结构特点（官能团）,同“结构式”,7.,以下化学用语正确的是 （）,A.,乙烯的结构简式,CH,2,CH,2,B.,乙酸的分子式,C,2,H,4,O,2,C.,明矾的化学式,KAlSO,4,12H,2,O,D.,氯化钠的电子式,球棍模型,小球表示原子，短棍表示价键,用于表示分子的空间结构（立体形状）,比例模型,用不同体积的小球表示不同的原子大小,用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序,解析,本题主要对常见化学用语（物质的几种表示方式：结构简式、分子式、化学式、电子式）的理解和掌握程度。,A,项中的,“,结构简式,”,没有表示出乙烯的官,能团,“,”,；,C,项中,K+,、,Al,3+,、三种离子的数目比为,112,，而不,是,111,，其正确的化学式为,KAl(SO,4,),2,12H,2,O;D,项中的氯化钠是离子化合物，其电子式为 。故,A,、,C,、,D,均不正确，应选,B,。,答案,B,【,例,1】,把,1,体积,CH,4,和,4,体积,Cl,2,组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在,盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，片刻后发现试管中气体颜色,_,，,试管中的液面,_,，试管壁上有,_,出现，水槽中还观察到,_,。,解析,将,Cl,2,与,CH,4,混合光照二者发生逐级取代反应生成气体一氯甲烷和氯化,氢，液体二氯甲烷、三氯甲烷和,CCl,4,，试管压强减小，,HCl,易溶于水电离出,Cl,-,，使,c,(Cl,-,),增大，使,NaCl,饱和溶液中的溶解平衡向左移动，析出,NaCl,晶体。,答案,逐渐变浅 逐渐升高 油状物 有白色晶体生成,甲烷的性质,CH,4,的取代反应,（,1,）反应物状态：纯卤素，例如甲烷不跟溴水起反应，与溴蒸气见光起取代反应；反应条件：光照。,（,2,）由于有机反应副反应较多，所以有机化学方程式中，“生成”多用“,”而不是用“,=”,表示。,（,3,）,CH,4,与卤素单质的取代反应的特点是逐步取代的连锁反应，反应得到的是各种取代产物的混