第03课 烷烃的结构和性质-【帮课堂】2023-2024学年高二化学同步学与练（人教版2019选择性必修3）

第03课 烷烃的结构和性质 1．认识烷烃的结构、通式和主要性质。 2．认识烷烃同系物物理性质的递变性与其微观结构的关系。 一、烷烃的结构特点 【思考与讨论p28】参考答案： 名称 球棍模型 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 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 1.烷烃的概念：有机化合物中只含有 和 两种元素，分子中的碳原子之间都以 键结合，碳原子的剩余价键均与 原子结合，使碳原子的化合价都达到“ ”，称为 烃，又称 烃。 2.烷烃的结构特点 ①碳碳单键(C—C)：烷烃分子中碳原子都采取 杂化，以伸向四面体4个顶点方向的 杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成 键。分子中的共价键全部是 键。 ②呈链状(直链或带支链)：多个碳原子相互连接成 状，而不是封闭式 状结构 ③“饱和”：每个碳原子形成 个共价键，碳原子剩余价键全部跟 原子结合 ④烷烃空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃中的碳原子空间构型是 形或 状。 3.烷烃的同系物 ①同系物的概念：结构相似，分子组成上相差一个或若干个 原子团的化合物的互称。 ②烷烃的通式：链状烷烃中的碳原子数为n，氢原子数就是2n＋2，分子通式可表示为 ，所含共价键（σ键）数为 。 【易错提醒】(1)同系物的通式一定 同，但通式 同的有机物 互为同系物，如CnH2n(n为正整数)既是烯烃(n≥2)的通式，也是环烷烃(n≥3)的通式。 (2)由同系物的通式可以写出相应碳原子数的该系列有机物的 ，如已烷是C6H14。 (3)同系物因组成和结构相似，化学性质 ，而物理性质一般呈 变化，如烷烃的熔点、沸点、密度等。 【思考与讨论p29】参考答案： （1） 颜色 溶解性 可燃性 与酸性高锰酸钾溶液 与溴的四氯化碳溶液 与强酸、强碱溶液 与氯气（在光照下） 二、烷烃的物理性质 1.状态：一般情况下，1～4个碳原子烷烃(烃)为 态，5～16个碳原子为 态，17个碳原子及以上为 态； 2.溶解性：都 溶于水， 溶于有机溶剂； 3.熔沸点：随着烷烃分子中碳原子数增加，相对分子质量 ，范德华力逐渐 ，烷烃分子的熔、沸点逐渐 ；分子式相同的烷烃，支链越 ，熔、沸点越 ，如熔、沸点：正丁烷 异丁烷； 4.密度：随着碳原子数的 ，密度逐渐 ，但比水的 。 三、烷烃的化学性质 1.稳定性：常温下烷烃很 ，与强酸、强碱、强氧化剂(酸性高锰酸钾)、溴的四氯化碳溶液等都 反应，原因：烷烃之所以很 ，是因为烷烃分子中化学键全是 键，不易 。 2.烷烃的氧化反应——可燃性 ①烷烃燃烧的通式： ②丙烷的燃烧： ，辛烷的燃烧方程式为 ③在空气或氧气中点燃烷烃，完全燃烧的产物为CO2和H2O，但在相同状况下随着烷烃分子里碳原子数的增加往往会燃烧越来越 ，使燃烧火焰 ，甚至伴有 。 3.烷烃的特征反应——取代反应 ①烷烃的取代反应： ，CnH2n＋1X可与X2继续发生 反应 ②光照条件下，乙烷与氯气发生取代反应： (只要求写一氯取代) a．原因：之所以可以发生取代反应，是因为C—H有 性，可 ，CH3CH2Cl会继续和Cl2发生 反应，生成更多的有机物。 b．化学键变化情况：断裂 键和 键，形成 键和 键。 ③烷烃与氯气也可以是溴蒸气在光照条件下发生的 反应，随着烷烃碳原子数的增多，产物越将会越来越 ，但HCl最 ；而生成的取代产物的种类将会更 ，如：甲烷的氯代物有：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷共四种氯代物，乙烷的氯代物产物将会更多(9种)。 ④烷烃与X2取代反应为连锁反应，烷烃中的氢原子被氯原子逐步 ，各步反应 进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即 。 ⑤烷烃与X2取代反应的数量关系：每取代 mol氢原子，消耗 mol C