师：同学们，今天我们学习高一人教版化学第七单元第一节、第三课时烷烃的性质。本节课学习目标如下：一、结合生活经验，明确烷烃用途与性质的关系；二、以烷烃为例，掌握烷烃的性质，依据结构决定性质，推导出烷烃的性质及有机物的一些通性；三、了解甲烷和氯气取代反应的实验现象，掌握取代反应概念，学会辨识取代反应；四、了解有机反应的特点。
天然气、沼气、煤层气的主要成分是甲烷，蜡烛、凡士林、蜡笔的主要成分是含碳原子个数较多的烷烃。结合生活经验和初中化学知识，烷烃可能有哪些性质呢？
生：天然气和蜡烛都能燃烧，猜测烷烃都可燃。
生：沼气、凡士林、蜡笔都难溶于水，相对较稳定，猜测烷烃都难溶于水，且一般比较稳定。
生：甲烷是气体，含碳原子个数较多的烷烃是固体，猜测烷烃的物理性质有相似也有不同。
师：都说结构决定性质，那具体是什么关系呢？首先看烷烃的物理性质，请大家观察表格对比数据，总结烷烃物理性质的变化规律。我们先找烷烃结构简式的相同点和不同点，相同点是烷烃都是由碳碳单键和碳氢键构成，碳原子和氢原子都达到饱和，处于稳定结构；不同点是从上到下碳原子数依次增加。再看性质的相同点和不同点，烷烃状态发生改变，碳原子数1 - 4为气态，5 - 16为液态，超过16为固态。烷烃熔沸点随碳原子数的增加依次升高。结合所学化学键知识，对于分子构成的物质，结构相似，相对分子质量增加，分子间作用力增大，所以熔沸点升高。整体而言，烷烃的沸点都比较低，易挥发，比如汽油是碳原子数5 - 11的烃，汽油就容易挥发。
再看烷烃的水溶性，它们都不溶于水，这意味着碳单键和碳氢单键形成的结构难溶于水。烷烃相对密度随碳原子数的增加依次增加，但改变幅度小且都小于水的密度，像蜡烛是固态石蜡，它可以浮在水面上。此外，石蜡是无色的。那烷烃的化学性质如何呢？通常情况下，烷烃性质比较稳定。请看视频。
（储气瓶中是甲烷气体，将酸性高锰酸钾溶液、滴加无色酚酞试液的氢氧化钠溶液、滴加紫色石蕊试液的硫酸溶液，分别装入试管，再将甲烷气体通入这三种溶液中。）
师：由视频可知，常温常压下，将甲烷气体通入强酸、强碱、强氧化剂高锰酸钾中，试剂均无明显变化，所以甲烷性质稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不反应。与甲烷结构相似的烷烃也是如此。天然气和蜡烛都能燃烧，烷烃是很多燃料的主要成分，初中我们已经验证甲烷可以和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水。由元素守恒可得，该方程式为在点燃条件下，一份甲烷消耗两份氧气，生成一份二氧化碳和两份水。请注意，在有机反应中因副反应多，所以一般用箭头代替等号表示。
请大家根据甲烷的燃烧反应书写乙烷燃烧的化学方程式。
生：同样根据碳氢元素守恒，一份乙烷消耗氧气，应生成两份二氧化碳和3份水。根据氧元素守恒可知消耗3.5份氧气，整体乘2可得乙烷燃烧化学方程式。
师：接下来请同学们用烷烃分子式的通式书写烷烃燃烧反应的方程式。烷烃分子式通式为(C_{n}H_{2n + 2})。首先依据元素守恒，(n)个碳原子可得到(n)个二氧化碳分子，(2n + 2)个氢原子可得到(n + 1)个水分子。再根据产物中总共氧原子的数目逆推得到消耗氧气的量为(\frac{3}{2}n + 1)。由此我们可得烷烃燃烧的通式。由通式可知：一、碳原子数目越多，耗氧量越高；二、可以根据生成的二氧化碳和水的物质的量的比推导烷烃的碳原子数，比如丙烷燃烧中二氧化碳和水的物质的量之比为3 : 4，则意味着烷烃中碳氢原子个数比为3 : 8，因为每份水中有两个氢原子。下面看到例题。天然气和煤气是常见的气体燃料，被人们广泛应用于工业生产和日常生活中。相同条件下燃烧等体积的天然气和煤气，消耗氧气体积较大的是哪一种？某灶具原来用的燃料是煤气，如果改用天然气，其进风口应改大还是改小？如不进行调节，可能产生什么后果？
生：天然气成分为甲烷，煤气成分是一氧化碳和氢气。根据其方程式可知，甲烷与氧气之比为1 : 2，而煤气与氧气之比为2 : 1，故天然气消耗氧气的体积较大。进风口影响氧气进入量，若将煤气改为天然气，则需将进风口调大，否则天然气燃烧不充分，将导致黑烟或一氧化碳生成，不利于能源的充分利用，也不环保。
师：温馨提醒，在点燃甲烷的时候一定要验纯，注意通风，防止爆炸。甲烷不充分燃烧，有黑烟形成，其实也体现了烷烃的另一个性质。烷烃在较高温度下会发生分解，这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中。请注意，此反应需要隔绝空气。大家可以想一想，如果不隔绝空气，在氧气充分的情况下，烷烃应该就发生燃烧反应了。下面我们再看一个反应，请大家观察并记录实验操作及实验现象，请看视频。
（通过排饱和食盐水的方法收集约10毫升的甲烷；用分液漏斗向装有高锰酸钾的试管中加入浓盐酸，同样通过排饱和食盐水的方法收集约40毫升的氯气，让量筒中的甲烷和氯气按照约1 : 4的比例进行混合，静置片刻观察现象。）
师：好，根据实验视频我们可以知道，甲烷和氯气混合无光照时无变化。光照时试管内液面上升，气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中出现少量白雾。解读现象，试管内液面上升可以体现什么呢？之前我们学习过二氧化硫、氨气与水接触，液面也上升，经实验验证，主要原因是二氧化硫、氨气溶于水。那这里甲烷和氯气的气体减少，是气体溶于饱和食盐水，还是气体发生了反应，生成非气体或更容易溶于水的物质呢？由无光时液面无变化可知甲烷和氯气的混合气体在饱和食盐水中几乎不溶解，则说明光照后的液面上升，气体体积减少一定是源于反应。且试管内颜色逐渐变浅，说明浅绿色的物质浓度降低。该混合物中仅氯气为浅绿色，则说明氯气一定参与反应。试管壁出现油状液滴，说明生成不溶于水的液态物质。试管中出现少量白雾，由元素守恒可推断生成氯化氢，经证实产物中确有氯化氢。那具体甲烷和氯气混合光照下是如何反应的呢？根据产物氯化氢可推断一定有氢原子和氯原子1 : 1结合，所以碳氢单键和氯氯单键断裂，未成对的氯原子替代断裂碳氢键处的氢原子则可形成新键，得到新的物质，该物质满足碳四价原则，且名称为一氯甲烷。