2.1.1 烷烃的结构和性质-2023-2024学年高二化学同步教学精品课件（人教版2019选择性必修3）

●烷烃 ●烯烃 炔烃 ●芳香烃 仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，又称烃。根据结构的不同，烃可分为烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等。其代表物甲烷、乙烯、乙炔和苯的具体结构和性质是认识各类烃结构和性质的基础。烃中碳原子的饱和程度和化学键的类型，是预测化学反应中烃分子可能的断键部位与相应反应类型的主要依据。 通常我们把链状的烃称为脂肪烃，烷烃是一类饱和的脂肪烃。生活中的一些常见物质，例如天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等，它们的主要成分都是烷烃。 甲烷 丙烷和丁烷 丁烷 C17～C21的烷烃 C18～C30的烷烃 C5～C11的烷烃 第一节 烷烃 （第1课时 烷烃的结构和性质） 第二章 烃 3 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．了解烷烃的命名规则，会对烷烃进行命名。 一、烷烃的结构和性质 烷烃的代表物质是甲烷 H H H C H sp3 sp3 sp3 sp3 CH4 电子式： CH4 分子式： 结构式： 结构简式： 球棍模型 比例模型 【结构特点】 碳原子采取sp3杂化、伸向四面体4个顶点方向的氢原子以单键形成σ键。 【思考与讨论】 请根据图2-1 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 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 一、烷烃的结构和性质 图2-1 几种简单烷烃的分子结构模型 甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 【思考与讨论】 请根据图2-1 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 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 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 σ键、单键 σ键、单键 σ键、单键 σ键、单键 σ键、单键 一、烷烃的结构和性质 一、烷烃的结构和性质 1．概念： 分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。 3．通式(链状)： CnH2n+2 （n≥1） 4．空间结构(链状)： C原子均为sp3杂化，碳链呈锯齿状 2．结构特点(链状)： 链状、单键、碳氢键 烷烃的结构决定了其性质与甲烷的相似。 一、烷烃的结构和性质 【甲烷的物理性质】 颜色、状态：无色、无臭的气体 溶解性：难溶于水 熔沸点：低（熔点-182.5 ℃、沸点-161.5 ℃） 密度：比空气小 【甲烷的化学性质】 较稳定，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。 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。 思考与讨论 （1）根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的性质，填写下表。 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) （2）根据甲烷的燃烧反应，写出辛烷（C8H18）完全燃烧的方程式。 无色 难溶于水 可燃 不反应 不反应 不反应 发生 取代反应 2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O 点燃 CnH2n+2＋ O2 nCO2＋ (n+1)H2O 点燃 （3）根据甲烷与氯气的反应，写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式。指出该反应的反应类型，并从化学键和官能团的角度分析反应中有机化合物的变化。 CH3CH3＋Cl2 CH3CH2Cl＋HCl 光 ＋ 光 C C H H H H H H Cl H ＋ Cl Cl Cl C C H H H H H 取代反应 思考与讨论 思考与讨论 一氯乙烷 二氯乙烷 三氯乙烷 四氯乙烷 五氯乙烷 六氯乙烷 （4）乙烷与氯气在光照下反应，可能生成哪些产物？请写出它们的结构简式。 可能的产物有：HCl＋9种有机产物 CH3CH2Cl CH3CHCl2 CH2ClCH2Cl CH3CCl3 CH2ClCHCl2 CH2ClCCl3 CHCl2CHCl2 CHCl2CCl3 CCl3CCl3 1种 2种 2种 2种 1种 1种 像甲烷、乙烷、丙烷这些结构相似、分子