2.1烷烃-2023-2024学年高二化学同步教学讲义（人教版2019选择性必修3）

第一节 烷烃 知识解读·必须会 知识点一 烷烃的结构和性质 1.脂肪烃及其分类 （1）按碳原子组成的分子骨架的不同，烃可分为链烃和环烃。 （2）链烃也称为脂肪烃，包括饱和链烃和不饱和链烃，也就是烷烃和烯烃、炔烃。 （3）环烃包括芳香烃和脂环烃，芳香烃是指含有苯环的烃；脂环烃是指含有环，但所含环非苯环的烃。 2.烷烃的结构和组成 （1）与甲烷相似，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。 （2）以碳原子为中心形成若干四面体空间结构 （3）烷烃分子中的共价键全部是单键（C-C、C-H）。 3.烷烃的物理性质 物理性质 变化规律 状态 当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态；烷烃常温下存在的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。 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。 密度 随碳原子数的增加，密度逐渐增大，但比水的小。 4.烷烃的化学性质 （1）稳定性 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。 （2）氧化反应（可燃性） 烷烃都具有可燃性，在空气或氧气中完全燃烧生成CO2 和H2O，可用作燃料 链状烷烃燃烧通式为：CnH2n+2 + O2 n CO2 + (n + 1) H2O （3）取代反应 在光照下与卤素单质发生取代反应，严物复杂，是烷烃的特征反应。 烷烃可与卤素单质发生取代反应：CnH2n+2 + X2 CnH2n+1X + HX （4）高温分解 烷烃在一定条件(加热，使用催化剂)下发生裂化或裂解反应，可生成碳原子数较少的烷烃和烯烃，高温下还可能生成碳单质和氢气。如C8H18C4H8＋C4H10 ；CH4C＋2H2 5.烷烃的同系物 （1）概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物，如CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。 （2）性质：由于同系物组成元素相同，结构相似，组成上相差n个CH2原子团，则化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。 知识点二 烷烃的命名 1.烷烃的习惯命名 （1）烷烃名称确定的原则 烷烃可以根据分子内所含碳原子数目来命名，碳原子数后加“烷”字，就是简单烷烃的名称。 烷烃CnH2n+2的命名 实例 n≤10时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字 C4H10的名称为丁烷 C9H20的名称为壬烷 n＞10时，以汉字数字加“烷”字代表 C14H30的名称为十四烷 （2）出现同分异构体时的习惯命名法 当碳原子数相同时，在某烷前面加“正”“异”“新”以示区别。把直链的烷烃称为“正某烷”，把具有结构、无其余支链的烷烃称为“异某烷”，把具有结构、无其余支链的烷烃称为“新某烷”。如C5H12的同分异构体有3种 结构简式 CH3CH2CH2CH2CH3 名称 正戊烷 异戊烷 新戊烷 2.烃基 （1） 烃基：烃分子中去掉一个氢原子（H）后所剩余的基团。 （2）烷基：指相应的烷烃失去一个氢原子（H）后剩下的基团，组成通式为—CnH2n＋1。 （3）常见的烃基 名称 甲基 乙基 正丙基 异丙基 乙烯基 结构简式 —CH3 —CH2CH3或—C2H5 —CH2CH2CH3 —CH(CH3)2 —CH=CH2 3.烷烃的系统命名法 （1）命名原则：五最原则 ——含碳原子数最多的碳链做主链。 ——当有几条碳原子数相等的碳链时，选择含取代基最多的一条做主链。 ——从离取代基最近的一端给主链编号。 ——若有两个不同的取代基且分别处于主链两端同等距离，则从简单的一端开始编号。 ——若有相同的取代基分别位于主链两端等近的位置，且中间还有其他取代基，从主链两 个方向编号可得两组不同的系列，此时两系列中取代基位次之和最小者为正确编号。 （2）书写格式 +++ 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多个相同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。 CH3—CH2CH2CH2— CH3 3,3-二甲基-5-乙基庚烷 （3）写出有机物分子式为C6H14的结构简式，并用系统命名法进行命名。 步骤 结构简式 名称 ①先写有最长碳链的结构简式 CH3CH2CH2CH2CH2CH3 己烷 ②主链碳原子由6个减为5个，甲基有两种可能的位置分布