2.1 烷烃-（配套word）2021-2022版高二化学人教版选择性必修3【步步高】学习笔记（京津辽粤浙渝鄂冀湘云晋皖黑吉桂）

第一节　烷烃 [核心素养发展目标]　1.知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。2.认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。3.了解烷烃的命名规则，会对烷烃进行系统命名。 一、烷烃的结构和性质 1．烷烃的结构 (1)烷烃的结构 请根据图中所示烷烃的分子结构，写出相应的结构简式和分子式，并分析它们在组成和结构上的相似点。 名称 结构简式 分子式 碳原子的杂化方式 分子中共价键的类型 甲烷 CH4 CH4 sp3 σ键 乙烷 CH3CH3 C2H6 sp3 σ键 丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 σ键 正丁烷 CH3(CH2)2CH3 C4H10 sp3 σ键 正戊烷 CH3(CH2)3CH3 C5H12 sp3 σ键 (2)烷烃的结构特点 碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。分子中的共价键全部是单键，且碳链呈锯齿状排列。 链状烷烃的通式为CnH2n＋2(n≥1)，且有机化合物中分子式只要符合此通式的，一定是链状烷烃。 2．烷烃的性质 结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。它们的某些物理性质随着相对分子质量的增大而发生规律性的变化；因结构相似，所以化学性质相似。 (1)物理性质 物理性质 变化规律 状态 随碳原子数的增加，常温下存在的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态 溶解性 都难溶于水，易溶于有机溶剂 熔、沸点 随碳原子数的增加，熔、沸点逐渐升高，同种烷烃的不同异构体中，支链越多，熔、沸点越低 密度 随碳原子数的增加，密度逐渐增大，但比水的小 (2)化学性质 烷烃的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。 ①氧化反应(可燃性) 如辛烷燃烧的化学方程式为2C8H18＋25O216CO2＋18H2O。 链状烷烃燃烧的通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 ②取代反应 烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷，化学方程式为CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。 1烷烃的取代反应是在光照条件下与纯净的卤素单质反应。 2连续反应，反应过程不会停留在某一步，所以产物较为复杂，不适合制备物质。 3定量关系，1 mol卤素单质只能取代1 mol H，同时生成1 mol HX。 (1)分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是链状烷烃(　　) (2)所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应(　　) (3)丙烷分子中所有碳原子在一条直线上(　　) (4)光照条件下，1 mol Cl2与2 mol CH4充分反应后可得到1 mol CH3Cl(　　) (5)标况下，11.2 L己烷所含共价键的数目为9.5NA(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 1．下列说法正确的是(　　) A．随着碳原子数的增加，链状烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近于 B．链状烷烃分子中每个碳原子都是sp2杂化，能形成4个共价键 C．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式CnH2n＋2 D．正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上 答案　A 解析　A项，链状烷烃通式为CnH2n＋2，w(C)＝＝，当n无限大时w(C)≈＝；D项，碳原子呈锯齿状排列。 2．下列有关烷烃的叙述不正确的是(　　) A．烷烃同系物随着相对分子质量的增大，熔、沸点逐渐升高 B．烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大 C．常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态 D．同种烷烃的不同异构体中，支链越多其沸点越高 答案　D 3．将1 mol CH4和适量的Cl2混合后光照充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物的物质的量相等，则生成的HCl的物质的量为(　　) A．1.5 mol B．2.5 mol C．3 mol D．4 mol 答案　B 解析　据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物的物质的量相等，依据原子个数守恒可知生成四种氯代烷物质的量分别为0.25 mol，则消耗氯气的物质的量为 0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，生成氯化氢的物质的量为2.5 mol。 二、烷烃的命名 1.烃基 分子中有几组处于不同化学环境的氢原子就有几种烃基，如丙基：—CH2—CH2—CH3(正丙基)、(异丙基)。 2．习惯命名法 链状烷烃(CnH2n＋2，n≥1) 1～10 10以上 习惯名称：