内容正文:
第二章 烃
第一节 烷烃
学习目标
核心素养
1.认识烷烃的组成、结构特点及性质。
2.了解烷烃在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。
3.通过练习掌握烷烃的系统命名法,培养有序的思维能力。
1.宏观辨识与微观探析:从化学键的饱和性等微观角度理解烷烃的结构特点,能辨析物质类别与反应类型之间的关系。
2.证据推理与模型认知:能通过模型假设,证据推理认识常见有机物分子的空间构型,会判断复杂有机物分子中原子间的位置关系。
[对应学生用书第24页]
一、烷烃的结构和性质
1.结构特点:分子中的碳原子都采取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。烷烃分子中的共价键全部是单键。
2.通式:CnH2n+2(n≥1)。
3.同系物: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。
4.物理性质:烷烃同系物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。
(1)常温常压下的状态:碳原子数≤4的烷烃为气态,其他为液态或固态(注意:新戊烷常温下为气态)。
(2)熔、沸点:随着分子中碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔、沸点越低。
(3)密度:相对密度随碳原子数的增加而逐渐增长,但均小于1。
(4)溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂。
5.化学性质:烷烃的结构决定了其性质与甲烷相似。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):烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和H2O,燃烧通式为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:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
1.下列有关烷烃的叙述中,正确的是 ( )
A.常温常压下,所有烷烃都为气体
B.除甲烷外,大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.在一定条件下,烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应
D.烷烃在空气中都能燃烧,但不一定产生淡蓝色火焰
答案 D
二、烷烃的命名
1.烃基
(1)定义:烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团称为烃基。
(2)常见的烃基
①甲烷分子去掉1个氢原子是甲基—CH3。
②乙烷分子去掉1个氢原子是乙基—CH2CH3。
③丙烷(CH3CH2CH3)分子中有两组处于不同化学环境的氢原子,因此丙基有两种不同的结构,
正丙基:—CH2CH2CH3,
异丙基:。
2.烷烃的命名
(1)习惯命名法
用“正”“异”“新”来区分烷烃
①丁烷有两种即正丁烷和异丁烷,结构简式分别为CH3CH2CH2CH3和。
②戊烷有三种,即正戊烷、异戊烷、新戊烷,其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、、。
(2)系统命名法
(为例)
①选主链、定“某烷”——“最长”碳链为主链,该分子最长碳链上有6个碳原子,可称为己烷。
②选起点、定位置——离取代基“最近”的一端为起点
③写名称、简在前——取代基名称写在主链名称前,在取代基的前面用阿拉伯数字注明位置并在数字和名称之间用短线(-)隔开;多种取代基时简单的在前;相同取代基合并但要用汉字数字表示取代基的个数。
2.下列烷烃的命名正确的是 ( )
A.2,3-二甲基丁烷
B.3,4-二甲基戊烷
C.2-甲基-3-乙基丁烷
D.2-乙基己烷
解析 2,3-二甲基丁烷,符合烷烃的命名原则,故A正确;3,4-二甲基戊烷,取代基代数和不是最小,正确命名为2,3-二甲基戊烷,故B错误;丁烷值出现3-乙基,说明选取不是最长碳链,正确命名为:2,3-二甲基戊烷,故C错误;2-乙基己烷,选取不是最长碳链,正确命名为:3-甲基庚烷,故D错误。
答案 A
[对应学生用书第25页]
要点一 烷烃的取代反应
1.乙烷能与溴的四氯化碳溶液反应吗?
提示:不能。
2.乙烷与氯气在光照下反应,可能生成哪些产物?请写出它们的结构简式。
提示:CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH3CCl3、CH2ClCH2Cl、CH2ClCHCl2、CH2ClCCl3、CHCl2CHCl2、CHCl2CCl3、
CCl3CCl3。
3.根据甲烷与氯气的反应,写出丙烷与氯气反应生成一氯丙烷的化学方程式,并指出反应类型。
提示:CH3CH2CH3+Cl2CH3CH2CH2Cl+HCl或CH3CH2CH3+Cl2+HCl。取代反应。
烷烃取代反应需注意的5个方面
(1)反应的条件——光照。
(2)反应物状态——卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)而不是其水溶液。
(3)反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代,多步反应同时进行。
(4)反应产物——无论Cl2是少量还是足量,烷烃的取代反应的产