2.1 烷　烃（同课异构课件）-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）

第二章 烃 第一节 烷烃 天然气是我们生活中必不可少的燃料，天然气天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。天然气的主要成分就是各种烷烃气体的混合物，其中绝大部分为甲烷。 学习目标 1.知道烷烃的物理性质变化与分子中碳原子数目的关系。 2.能以典型代表为例，理解烷烃的化学性质。 3.认识烷烃的结构特征。 4.了解有机化合物的习惯命名法。 5.掌握有机化合物的系统命名法,理解并灵活运用系统命名法的几个原则。 学习探究 一、烷烃的结构与组成 名称 结构简式 分子式 碳原子的杂化方式 共价键类型 甲烷 CH4 CH4 sp3 全是σ键(单键) 乙烷 CH3CH3 C2H6 sp3 丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 sp3 学习探究 结构：烷烃分子中碳原子都采取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。共价键全部是单键。 组成：链状烷烃的通式为CnH2n＋2。 同系物：有机化学中将分子结构相似，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。 思考 相差CH2的有机化合物，一定是同系物吗？ 不一定。丙烯和环丁烷的分子式，相差一个CH2，但是其分子结构不同，不是同系物 1.烷烃的物理性质 二、烷烃的性质 溶解性：烷烃都难溶于水，易溶于有机溶剂。 状态：烷烃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。 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.烷烃的化学性质 烷烃常温很不活泼，通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应。 （1）取代反应：在光照的条件下，烷烃可以与卤素单质发生取代反应，生成卤代烃和卤化氢。以甲烷和氯气的反应为例： CH4+Cl2 CH3Cl+HCl 光 CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl 光 CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl 光 CH3Cl+Cl2 CCl4+HCl 光 思考 能利用该反应来制取卤代烃吗？ 不能，因为反应产物不唯一，难以控制 思考 反应产物中，那种产物的物质的量最多呢? 氯化氢 （2）烷烃的取代反应的概述 烷烃的特征反应是取代反应，主要是卤代反应，发生的条件：①光照或高温。②发生反应的是纯净的卤素单质。最后产物为各种取代产物的混合物。 注意 ①烷烃发生取代反应时，分子中的氢原子能逐个被取代，得到不同氯代物的混合物。 ②分子中碳链较长的烷烃与氯气反应时，不同的碳氢键均可断裂，得到不同的取代产物。 （3）氧化反应 燃烧通式：CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O 点燃 烷烃可以在空气或者氧气中燃烧，生成CO2和H2O。 （4）烷烃燃烧的重要应用 甲烷作为天然气、沼气的主要成分，丙烷、丁烷作为液化气的主要成分，主要用作家庭或工业燃料；汽油、煤油、柴油的主要成分之一也是不同碳原子的烷烃，用作汽车、飞机、轮船等的燃料。 烷烃受热时会分解生成含碳原子较少的烷烃和烯烃 （5）分解反应 如：C16H34C8H16+C8H18 巩固练习 1.0 mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后，测得四种取代物的物质的量相等，则反应中共消耗Cl2为(　　) A．0.5 mol B．2 mol C．2.5 mol D．4 mol C 三、烷烃的命名 1.烃基：烃分子中去掉一个氢原子后所剩余的基团称为烃基。 如甲基—CH3,乙基—CH2CH3, 思考 丙烷失去一个氢原子后的烃基有几种? CH3CH2CH3分子失去一个氢原子后所形成的原子团的结构简式 为—CH2CH2CH3或 ,其名称分别是丙基和异丙基 ①烃基中短线表示未成键的单电子。 ②烷基组成通式为—CnH2n+1,烃基是电中性的,不能独立稳定存在。 烃基的特点： 甲基（—CH3）都有哪些特点呢？根据甲基、乙基的结构式，总结烷基的通式。 思考 2.烷烃的习惯命名 ①碳原子数在十以内的,从一到十依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。 ②碳原子数在十以上的用数字表示 ③当碳原子数相同时,在某烷(碳原子数)前面加“正、异、新”来区别 正戊烷 异戊烷 新戊烷