2.1烷烃 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第二章 第一节 烷烃 烃 （第1、2课时） 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。 天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡的主要成分都是烷烃。 一、烷烃的结构 通式 碳原子杂化类型 碳原子为中心的空间构型 共价键类型 注意：烷烃的碳链结构不是直线形。 甲烷是最简单的烷烃，是烷烃的代表物。 烷烃的结构决定了其性质与甲烷具有相似性。 CnH2n+2 sp3杂化 四面体结构 单键、σ键 【思考判断】 烷烃分子中，所有的碳原子可能在同一平面（ ） 二、烷烃的性质 1.化学性质 ①稳定性 与甲烷一样，常温下，烷烃的化学性质比较稳定，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。 (4)反应产物——产物多且为混合物(多种卤代烃+卤化氢) (3)反应的特点——分步取代，多步反应同时进行 (2)反应物状态——卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)，而不是其水溶液 (1)反应的条件——光照 (5)1mol卤素单质只能取代1molH ②取代反应 CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl(一氯代物) CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl(四氯代物) CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl(二氯代物) CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl(三氯代物) 计算：1 mol乙烷在光照条件下最多能与多少 mol Cl2发生取代反应？ 思考：若要制备一氯乙烷用哪种方法好？ 方法一：CH2=CH2+HCl →CH3CH2Cl 方法二：CH3CH3+Cl2 → CH3CH2Cl+HCl 烷烃在光照条件下均能与氯气发生取代反应。 其他类型的有机物，若分子中含有烷基，也能在光照条件下与氯气发生取代反应。 取代反应： 有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。 特征：两种物质分别断键后，相互交换成分（类似复分解反应）。 例2.以下反应中属于取代反应的有（ ） BCD 二、烷烃的性质 1.化学性质 ③氧化反应——可燃性 烷烃都可以在空气或氧气中完全燃烧，生成CO2和H2O。 点燃 燃烧的通式为： 实验现象： 当碳含量少时，产生淡蓝色火焰，但随着碳原子数的增多，碳的质量分数逐渐增大，有黑烟产生。 ④分解反应---高温裂化或裂解 长链烷烃高温下可分解成短链烷烃和烯烃，还可能生成碳单质和氢气 C16H34 C8H18+C8H16 催化剂 加热、加压 C4H10 CH4+C3H6 催化剂 加热、加压 CH4 C + 2H2 高温 二、烷烃的性质 2.同系物 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，互称为同系物。 同系物可用同一通式表示，如链状烷烃的通式为CnH2n+2 但具有相同通式的不一定是同系物。 结构相似的含义： 属于同一类物质，或所含有的官能团的种类和数目完全相同。 二、烷烃的性质 3.烷烃的物理性质 烷烃名称 分子式 结构简式 常温下状态 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 甲烷 CH4 CH4 气体 －182 －164 0.423 乙烷 C2H6 CH3CH3 气体 －172 －89 0.545 丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 气体 －187 －42 0.501 丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 气体 －138 －0.5 0.579 戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液体 －129 36 0.626 壬烷 C9H20 CH3(CH2)7CH3 液体 －54 151 0.718 十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3 液体 －26 196 0.740 十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3 液体 18 280 0.775 十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3 固体 28 308 0.777 3.烷烃的物理性质 ①相似性 所有的烷烃均难溶于水，密度均小于水；易溶于有机溶剂。 ②递变性 随着碳原子数增加，烷烃的熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 常温下或标准状况下，C原子数≤4的烷烃为气态，C原子数≥5的烷烃为液态或固态（新戊烷常温下为气态）。 相同碳原子的烷烃同分异构体，支链越多，沸点越低。 二、烷烃的性质 课堂总结 决定 结构 性质 结 质 质 烷烃分子中的共价键全部是单键 化 学 性 物 理 性 构 烷烃的结构与甲烷的相似 其分子中的碳原子都采取sp3杂化，碳原子与碳原子或其他原子形成σ键 烷烃的结构与性质 能在光照下与氯气发生取代反应 常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，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) 随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐升高 随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的密度逐渐增大 随着烷烃碳原子数的增加，常温下的存在状态也由气态逐渐过渡到液态、固态。 PART 02 烷烃的命名 一、烃基 1.定义 烃分子中去掉1个H原子后剩余的基团称为烃基。 烃基 炔烃基 烯烃基 烷烃基 其他 通式：—CnH2n+1，如—CH3、—CH2CH3 如—CH=CH2 如—C≡CH 如—C6H5 2.烷烃基的同分异构 甲基、乙基均只有一种，而丙烷分子中有两种不同化学环境的氢原子，因此，丙基有两种不同的结构： 正丙基 异丙基 碳原子数越多，烷烃基的同分异构数目越多： 五中烷基的同分异构体的数目 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基 1种 1种 2种 4种 8种 二、烷烃的习惯命名法 对于C原子数较少（≤5）的烷烃，可以用习惯命名法命名： 正丁烷 异丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 对于含5个以上碳原子的烷烃，由于其同分异构体数目较多，通常采用系统命名法进行命名。 二、烷烃的系统命名法 命名步骤（以右图所示烷烃为例）： 1.找主链，称“某烷” 选定分子中最长的碳链为主链，按主链中碳原子数目对应的烷烃称为“某烷”。 连接在主链上的支链作为取代基，当出现多条等长的碳链时，要选择连有取代基数目多的碳链为主链（即取代基尽可能简单）。 辛烷 2.编碳位，定支链 选定主链中离取代基最近的一端为起点，用阿拉伯数字给主链上的碳原子编号定位，以确定取代基在主链上的位置。 若两侧离取代基的距离相同，则从较简单的取代基一侧开始编号，若两侧取代基一样，要求所有取代基位置序数的代数和最小。 3.取代基，写在前，标位置，连短线 将取代基名称写在主链名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置，并在数字和名称之间用短线隔开。 注意： 阿拉伯数字和中文之间用短线隔开，中文和中文之间没有短线。 4.不同基，简到繁，相同基，合并算 若存在多种不同的取代基，应先写简单的，后写复杂的取代基。 辛烷 若存在多个相同的取代基，可以将取代基合并，用汉字数字表示取代基的个数（只有一个取代基时将取代基的个数省略），表示位置的阿拉伯数字之间用逗号隔开。 3,3,6-三甲基-5-乙基 甲基位置 甲基个数 乙基位置 主链名称 例3：用系统命名法命名以下烷烃： 2,5-二甲基-3-乙基己烷 (CH3)2C(C2H5)CH(CH3)(CH2)2C(C2H5)3 3,3,4-三甲基-7,7-二乙基壬烷 例4.用系统命名法命名以下烷烃： 2,2,4,5-四甲基-3,3-二乙基己烷 例5.判断以下烷烃的命名是否正确，若错误，写出正确的名称 ②3.4-二甲基-4,5-二乙基己烷 ①3-异丙基戊烷 错误，正确的名称为：2-甲基-3-乙基戊烷 错误，正确的名称为：3,4-二甲基-4-乙基庚烷 03 课堂总结 ①烷烃的结构及性质。 ②烷烃的系统命名。 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。 一取代 二取代 三取代 四取代 五取代 六取代 CH3CH2Cl CH3CHCl2 CH2ClCH2Cl CH3CCl3 CH2ClCHCl2 CH2ClCCl3 CHCl2CHCl2 CHCl2CCl3 CCl3CCl3 共同：HCl HCl + 9种有机产物 $$