2.1 烷烃-2022-2023学年高二化学同步素养目标精品讲义（人教版2019选择性必修3）

第二章 第一节 烷烃 榆次一中 李金虎 【学习目标】 1．了解脂肪烃的分类、组成、结构特点和通式。 2．了解烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。 3．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。 4．能依据系统命名法的原则对烷烃进行命名。 【素养目标】 通过对烷烃结构的认识来研究烷烃的性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：脂肪烃 1．的分类、组成、结构特点和通式 2．脂肪烃的物理性质 性质 变化规律 状态 常温下，含有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态 沸点 随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低 相对密度 随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小 水溶性 均难溶于水 知识点二：烷烃 1．烷烃的分子结构 (1)几种简单烷烃的分子结构模型 (2)烷烃的组成、结构相似性 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 C—H σ键 乙烷 CH3CH3 C2H6 sp3 C—H σ键、C—C σ键 丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 C—H σ键、C—C σ键 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 C—H σ键、C—C σ键 正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 sp3 C—H σ键、C—C σ键 【总结】烷烃的结构特点 ①烷烃的结构与甲烷相似，分子中的碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体四个顶点方向的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。 ②它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个CH2原子团。像这些结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物称为同系物。同系物可用通式表示。 ③链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)。 2．化学性质 化学性质(与CH4相似) 具体体现 稳定性 烷烃比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，与强酸 、强碱、 酸性高锰酸钾溶液等都不发生反应 氧化反应 烷烃燃烧通式： CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O 取代反应 烷烃的特征反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学反应方程式：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 【点拨】(1)烷烃的化学性质稳定是由其结构决定的。 (2)烷烃与气态卤素单质在强光照射下发生取代反应，生成的取代产物不止一种。 (3)烷烃不能被酸性KMnO4溶液氧化，故不能使酸性KMnO4溶液褪色，但烷烃能与O2发生氧化反应。 3． 物理性质及变化规律 物理性质 变化规律 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 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 典例1．下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( ) A．烷烃同系物随相对分子质量增大，沸点逐渐升高；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 B．烷烃同系物的密度随相对分子质量增大而逐渐增大 C．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应 D．烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色 【答案】D 【解析】烷烃是饱和烃，化学性质稳定，具有代表性的反应是取代反应，故C正确；发生取代反应的必须是卤素单质，溴水不能与烷烃反应，酸性KMnO4溶液也不能将烷烃氧化，所以D错。 典例2．下列物质：①丁烷　②2－甲基丙烷　③戊烷　④2－甲基丁烷　⑤2，2－二甲基丙烷，沸点由大到小的排列顺序正确的是(　　) 　　A．①>②>③>④>⑤ B．⑤>④>③>②>① C．③>④>⑤>①>② D．②>①>⑤>④>③ 【答案】C 【解析】对于烷烃而言，分子中所含碳原子数越多，沸点越高，即：③④⑤大于①②，对于分子中碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低，即①>②,③>④>⑤，综合排序可得，③>④>⑤>①>②。 知识点三：烷烃的命名 1．习惯命名法 烷烃可以根据分子里所含碳原子的数目来命名，碳原子数后加“烷”字，就是简单烷烃的命名。 2．系统命名法 (1)命名的基本步骤 ①选主链，称某烷；②编号定位，定支链；③写出该烷烃的名称。 (2)命名原则 ①最长、最多定主链 a．选择最长碳链作为主链。