2.1 烷烃（精品学案）-2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（人教版2019选择性必修3）

2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（精品学案） 第二章 烃 第一节 烷烃 课程学习目标·学科核心素养 1.认识烷烃分子的组成、结构特点，发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。 2.了解烷烃的性质及其应用。 3.了解烃基的概念。认识烷烃的不同同分异构体性质的相似性和差异性，发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。 4.掌握烷烃的系统命名法，并能用该法对简单烷烃进行命名。 微点注解——名师引领·新知学习 一．烷烃的结构和性质 1．烷烃的结构特点 (1)典型烷烃分子结构的分析 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 (2)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．烷烃的性质 (1)物理性质 阅读教材表2－1并结合你已学知识内容，填写下表： 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 (2)化学性质 ①稳定性：常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。 烷烃之所以很稳定，是因为烷烃分子中化学键全是σ键，不易断裂。 ②特征反应——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。 之所以可以发生取代反应，是因为C—H有极性，可断裂，CH3CH2Cl会继续和Cl2发生取代反应，生成更多的有机物。 ③氧化反应——可燃性 烷烃燃烧的通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 如辛烷的燃烧方程式为2C8H18＋25O216CO2＋18H2O。 二．烷烃的命名 1．烃基 2．习惯命名法 烷烃(CnH2n＋2，n≥1)n值 1～10 10以上 习惯名称：某烷 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 汉字数字 同分异构体数目较少时 “正”“异”“新”区别 如C5H12的同分异构体有3种，用习惯命名法命名分别为CH3CH2CH2CH2CH3　正戊烷、　异戊烷、　新戊烷。 3．系统命名法 (1)选主链 (2)编序号 (3)注意事项 ①取代基的位号必须用阿拉伯数字表示。 ②相同取代基要合并，必须用汉字数字表示其个数。 ③多个取代基位置间必须用逗号“，”分隔。 ④位置与名称间必须用短线“-”隔开。 ⑤若有多种取代基，必须简单写在前，复杂写在后。 例如，下图所示有机化合物的命名： 典例探究——重难释疑·科学施策 【典例1】（云南省楚雄天人中学高二阶段练习）下列关于烷烃性质的叙述正确的是 A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低 B．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应 C．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化 D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 【答案】D 【解析】 A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐升高，A错误； B．在光照条件下，烷烃易与溴单质发生取代反应，和溴水不反应，B错误； C．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，C错误； D．烷烃的取代反应是逐步进行的，且卤代反应很难得到纯净的产物，D正确； 故选D。 【典例2】下列说法正确的是 A．凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，一定互为同系物 B．两种化合物组成元素相同，各元素质量分数也相同，则两者一定互为同分异构体 C．分子式符合通式CnH2n+2，且n值不同的两种烃互为同系物 D．和互为同分异构体 【答案】C 【解析】 A．分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，若二者结构不相似，就不能互为同系物，如CH2=CH2属于烯烃，分子式C2H4；环丙烷分子中C原子之间以单键结合形成链