第二章 第一节 烷烃的结构和性质（导学案）2023-2024学年高二化学下学期人教版2019选择性必修3

第二章 第一节 第一课时 烷烃的结构与性质 [核心素养发展目标]　1.知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。2.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。3.了解同系物的概念，学会判断物质是否互为同系物。 一、烷烃的结构 1．烃 仅含________、________两种元素的有机化合物。根据结构的不同，烃可分为______、________、________和________等。 2．烷烃的结构 (1)烷烃的结构 请根据图中所示烷烃的分子结构，写出相应的结构简式和分子式，并分析它们在组成和结构上的相似点。 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 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 (2)烷烃的结构特点 ①杂化方式：烷烃的结构与甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取________杂化，以伸向四面体4个顶点方向的________杂化轨道与其他________或________结合，形成________键。 ②空间结构：以________原子为中心形成若干四面体空间结构，碳链呈________排列。 ③键的类型：烷烃分子中的共价键全部是________键(C—C、C—H)。 (3)链状烷烃的通式：________________。 3．同系物 (1)概念：________相似、分子组成上相差一个或若干个________原子团的化合物互称为同系物。如甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。 (2)性质：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。 1．(2023·南昌高二月考)下列叙述正确的是(　　) A．甲烷分子的空间结构是正四面体，所以CH2Cl2有两种不同的结构 B．C3H6、C5H10、C7H16都属于链状烷烃 C．正丁烷属于直链烷烃，分子中所有的碳原子均可在同一条直线上 D．烷烃的含碳量随着分子组成中碳原子数的增多逐渐升高 2．(2022·北京石景山高二期末)下列物质互为同系物的是(　　) A．C2H6和C6H14 B．CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl C．和 D．CH2==CHCH2CH3和 二、烷烃的性质 回忆甲烷的物理性质及化学性质，体会同系物物理性质的规律性变化及化学性质的相似性。 1．物理性质 (1)甲烷 纯净的甲烷是________、________的气体，______溶于水，密度比空气的______。 (2)烷烃 物理性质 递变规律 状态 烷烃常温下的存在状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态 C1～C4 态，C5～C16 态 [新戊烷C(CH3)4在常温常压下是 ]，C17以上为 态 熔、沸点 ①随碳原子数的增加，即烷烃的相对分子质量越大，烷烃的熔、沸点 ②碳原子数相同(相对分子质量相同)，支链越多，熔、沸点 密度 随碳原子数的增多而逐渐增大，但都 水的密度 溶解性 烷烃都 溶于水， 溶于有机溶剂 2.化学性质 (1)甲烷 甲烷的化学性质比较____________，常温下________被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与强酸、强碱及________________________反应。甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧(________性)和能在光照下与氯气发生________反应。 (2)烷烃 ①稳定性 常温下烷烃的化学性质比较稳定，与____________、____________、________________、______________________等都不发生反应。 ②可燃性 烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O，链状烷烃燃烧的通式为______________ ________________________________________________________________________。 ③取代反应 烷烃可与卤素单质在光照条件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的化学方程式为____________________________________________________。 注意　a．烷烃的取代反应是在光照条件下与纯净的卤素单质的反应。b.连续反应：反应过程不会停留在某一步，所以产物较为复杂，不适合制备物质。c.定量关系：1 mol卤素单质只能取代1 mol H，同时生成1 mol HX。 ④分解反应——高温裂化或裂解 甲烷高温下可分解成碳和氢气；长链烷烃高温下可分解成短链烷烃