2.1 第1课时 烷烃的结构与性质（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修3（人教版2019）

第一节　烷烃 第1课时　烷烃的结构和性质 课程标准 核心素养目标 1．认识烷烃的组成和结构特点，比较这些有机化合物的组成、结构和性质的差异。 2．能够列举烷烃的典型代表物的主要物理性质；能描述和分析烷烃的典型代表物的重要反应，能书写相应的反应式。 通过微观的化学键视角分析几种简单烷烃分子的结构，以甲烷的结构为模型，认识烷烃的结构，建构认知模型。(证据推理与模型认知) 基于烷烃的分子结构，依据甲烷的性质预测烷烃可能具有的化学性质；通过典型烷烃代表物的部分物理性质的数据分析，认识烷烃同系物物理性质的递变规律与其微观结构的关系。(宏观辨识与微观探析) [对应学生用书P30] 知识点一 烷烃的组成和结构 1．简单烷烃的结构特点[教材·思考与讨论] 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(单键) 乙烷 CH3CH3 C2H6 sp3 σ键(单键) 丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 σ键(单键) 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 σ键(单键) 正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 sp3 σ键(单键) 2．烷烃的组成和结构特点 (1)烷烃仅含碳、氢两种元素，链状烷烃的通式为CnH2n＋2(n为正整数)。 (2)烷烃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。 3．同系物 (1)概念 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。 (2)同系物可用通式表示，如链状烷烃的通式为CnH2n＋2(n为正整数)。 ①同系物具有相同的通式，但其最简式(实验式)不一定相同。 ②带支链和不带支链的链状烷烃，其结构都相似，只要所含碳原子数不同，就互为同系物。 知识点二 烷烃的性质 1．物理性质 状态 随着烷烃碳原子数的增加，常温下存在状态变化规律：气态(碳原子数≤4)→液态→固态 熔点、沸点 随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点、沸点逐渐升高 密度 随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的密度逐渐增大 水溶性 烷烃都难溶于水，易溶于有机溶剂 比较烷烃的熔、沸点的高低 (1)影响烷烃的熔、沸点的因素是范德华力； (2)先看碳原子数，碳原子数越大，相对分子质量越大，范德华力越大，其熔、沸点越高； (3)含相同碳原子数(同分异构体)时，支链越多，其熔、沸点越低。 2．化学性质 (1)甲烷的化学性质 甲烷的化学性质比较稳定，常温下，甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。 甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧(可燃性)和能在光照下与氯气发生取代反应。 (2)烷烃的化学性质 烷烃的化学性质类似于甲烷，可依据甲烷推测其他烷烃的化学性质。 氧化反应 (可燃性) 燃烧的通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O； 随着碳原子数增多，烷烃往往燃烧不充分，伴有黑烟 取代反应 在光照条件下，烷烃可与Cl2等卤素单质发生取代反应，生成系列卤代烃和卤化氢 [对应学生用书P31] 探究一　依据甲烷的结构和性质认识烷烃的结构和性质 ►情境探究 汽油外观为透明液体，可燃，馏程为30～220 ℃，主要成分为C5～C12脂肪烃和环烷烃，以及一定量芳香烃。汽油具有较高的辛烷值(抗爆震燃烧性能)，正庚烷的辛烷值定为零，而异辛烷的震爆现象很小，其辛烷值定为100。 [问题设计] 1．写出异辛烷(C8H18)在空气中完全燃烧生成CO2和H2O反应的化学方程式。 提示：C8H18＋O28CO2＋9H2O 2．写出异辛烷的结构简式，并判断光照条件下与Cl2发生取代反应生成一氯代物的种类数。 提示：(CH3)3CCH2CH(CH3)2；4种。 3．将异辛烷与溴水混合，能否发生化学反应？试推测可能产生的现象。 提示：不反应；异辛烷和溴水混合，振荡、静置后，液体分层，上层是溶有溴的有机物，呈橙红色，下层是水层，几乎无色。 ►归纳拓展 ►对点训练 1．(2022·黑龙江大庆铁人中学高二期末)下列有关链状烷烃的叙述正确的是(　　) ①在链状烷烃分子中，所有的化学键都是单键 ②链状烷烃中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色 ③通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而升高 ④所有的链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 ⑤丙烷分子中的所有碳原子在一条直线上 A．①③④ B．①③⑤ C．②③⑤ D．①②④ A　解析：烷烃分子中，只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键，①正确；烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化，②错误；随碳原子数的增加