第二章第一节第1课时 课件2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第二章　烃 第一节 烷烃 人教版普通高中教科书 《化学选择性必修3》 分子探秘者工作室出品 一 烷烃的结构和性质 凡士林 C17H36~C21H44 液化石油气C3H8、C4H10等 石蜡 C18H38 ~ C30H62 生活中的一些常见物质，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。 第 页 2 一 烷烃的结构和性质 1 烷烃的结构 甲烷 （CH4） 乙烷 （C2H6） 丙烷 （C3H8） 正丁烷 （C4H10） 正戊烷 （C5H12） 像甲烷、乙烷、丙烷这些结构相似、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。同系物可用通式表示，如链状烷烃的通式为CnH2n+2。 概念 同系物 第 页 3 一 烷烃的结构和性质 1 烷烃的结构 甲烷分子 sp3杂化 4个C—H σ键 乙烷分子 sp3杂化 1个C—C σ键、6个C—H σ键 第 页 4 一 烷烃的结构和性质 1 烷烃的结构 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 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 CH4 CH4 sp3 C—H σ键 CH3CH3 C2H6 sp3 C—H σ键、C—C σ键 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 C—H σ键、C—C σ键 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 C—H σ键、C—C σ键 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 sp3 C—H σ键、C—C σ键 完成下表 第 页 5 一 烷烃的结构和性质 1 烷烃的结构 名称 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 sp3 C—H σ键 sp3 C—H σ键、C—C σ键 sp3 C—H σ键、C—C σ键 sp3 C—H σ键、C—C σ键 sp3 C—H σ键、C—C σ键 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，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。烷烃分子中的共价键全部是单键(C一C σ键、C一H σ键)。C3以上的烷烃，碳链骨架呈明显的锯齿形。 总结 烷烃结构 第 页 6 一 烷烃的结构和性质 2 烷烃的物理性质 纯净的甲烷是无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气的小。阅读左表，归纳烷烃的物理性质。 第 页 7 一 烷烃的结构和性质 2 烷烃的物理性质 物理性质 变化规律 状态 烷烃常温下存在的状态由_____态逐渐过渡到____态、___态。常温下，碳原子数≤4（气态）；碳原子数 > 4（液态、固态） 溶解性 都难溶于_____，易溶于_____________ 熔、沸点 随碳原子数的增加，熔、沸点逐渐_______，同种烷烃的不同异构体中，支链越多，熔、沸点越_______ 密度 随碳原子数的增加，密度逐渐_______，但比水的________ 气 液 固 水 有机溶剂 升高 增大 小 低 正丁烷 熔点-138.4 ℃ 沸点-0.5 ℃ 异丁烷 熔点-159.4 ℃沸点-11.6 ℃ 第 页 8 一 烷烃的结构和性质 3 烷烃的化学性质 甲烷 溴水 甲烷 KMnO4溶液 溶液颜色没有变化 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 点燃 CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光照 甲烷的化学性质比较稳定，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。甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧（可燃性）和能在光照下与氯气发生取代反应。 回顾 甲烷的化学性质 第 页 9 一 烷烃的结构和性质 3 烷烃的化学性质 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) 无色 难溶于水 易燃 不反应 取代反应 不反应 不反应 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 思考与讨论2 根据甲烷的燃烧反应，写出汽油的成分之一辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式，并写出烷烃燃烧的通式 16CO2＋18H2O 点燃 2C8H18＋25O2 nCO2＋(n+1)H2O 点燃 CnH2n+2＋ O2 3n+1 2 第 页 10 一 烷烃的结构和性质 3 烷烃的化学性质 思考与讨论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 光照 取代反应 乙烷分子中C-H键断裂，其中的氢原子被氯原子代替，生成C-Cl键 思考与讨论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。 CH3CH2Cl CH3CHCl2 CH2ClCH2Cl CH3CCl3 CH2ClCHCl2 CH2ClCCl3 CHCl2CHCl2 CHCl2CCl3 CCl3CCl3 第 页 11 一 烷烃的结构和性质 3 烷烃的化学性质 思考与讨论5 烷烃在催化剂、加热条件下分解生成碳链较短的烷烃和烯烃，还可能生成碳单质和氢气，写出相关的方程式 CH4 C + 2H2 高温 隔绝空气加强热 高温 C4H10 CH2 CH2＋ CH3CH3 CH2 CH CH3＋CH4 C16H34 高温 C8H16 + C8H18 第 页 12 一 烷烃的结构和性质 题目1 课堂练习 下列物质中，在常温和光照的条件下可以与乙烷发生化学反应的是（ ） A. 稀硫酸 B. NaOH溶液 C. Cl2 D. 酸性KMnO4溶液 下列说法不正确的是（ ） A. 所有碳氢化合物中，甲烷中碳的质量分数最低 B. 所有烷烃中，甲烷的沸点最低 C. 甲烷分子中最多有4个原子共平面 D. 甲烷、乙烷和丙烷都能在光照下与氯气发生取代反应 题目2 C C 第 页 13 二 烷烃的命名 1 习惯命名法 （1）以烷烃分子中碳原子数命名。按分子中的碳原子数称为“某烷”，碳原子数在10以内用“天干数字”表示。 “天干”：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬（rén）、癸（guǐ） （石油液化气就是丙烷和丁烷的混合气，打火机里的液体主要是丁烷） 【例如】 CH4 C2H6 C5H12 C9H20 C12H26 C20H42 甲烷 乙烷 戊烷 壬烷 十二烷 二十烷 （2）碳原子数在10以上用中文数字表示。如：十一烷、十七烷等 第 页 14 二 烷烃的命名 1 习惯命名法 （3）用“正、异、新”表示是否含有支链以及支链的数目 CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3 丁烷或正丁烷 异丁烷 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 戊烷或正戊烷 CH3 CH3一C一CH3 CH3 新戊烷 异戊烷 【例如】 如何命名？ CH3—CH—CH—CH—CH2—CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 正：不带支链 异：链一端第二个碳上有一个甲基 新：链一端第二个碳上有两个甲基 第 页 15 二 烷烃的命名 2 烃基与烷基 （1）概念 烃基：烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团。 烷基：烷烃失去一个氢原子剩余的原子团。 烷基组成的通式为—CnH2n＋1，一般用“R—”表示 （2）特点 ①烃基中短线表示一个电子 ②烃基是电中性的，不能独立存在 【例如】甲基 CH3- 或- CH3 · · · · · · · C H H H 电子式： 【例如】乙基 CH3CH2- 或-CH2CH3 或C2H5- 或-C2H5 · · · · · · · C H H H · · · · C · · H H -CH3CH2 第 页 16 二 烷烃的命名 2 烃基与烷基 －CH － 甲基： 亚甲基： 乙基： 丙基： 次甲基： ∣ －CH3 －CH2CH3 －CH2 － －CH2CH2CH3 异丙基 H3C H3C CH 一C3H7 （3）常见的烃基 （4）基与根的区别 稳定性 带电性 基 根 带电的原子团 不带电 不活泼 活泼、不稳定 氢氧根（OH-） 羟基（-OH） 第 页 17 二 烷烃的命名 3 系统命名法 （1）第一步——定主链：遵循“长”“多”原则 “长”，即主链必须是最长的；“多”，即同“长”时，考虑含支链最多 支链即取代基 主链最长(7个碳)时，选主链有a、b、c三种方式，其中，a有3个支链、b有2个支链、c有2个支链，所以a正确 第 页 18 二 烷烃的命名 3 系统命名法 （2）第二步——编位号：遵循“近”“简”“小”原则 ②同“近”考虑“简”：若有两个取代基不同，且各自离两端等距离，从简单支链的一端开始编号； ①优先考虑“近”：即从离支链最近的一端开始编号，定为1号位； 基异、等距选简单 第 页 19 二 烷烃的命名 3 系统命名法 （2）第二步——编位号：遵循“近”“简”“小”原则 ③同“近”、同“简”考虑“小”：就是使支链位置号码之和最“小”。若有两个取代基相同(等“简”)，且各自离两端有相等的距离(等“近”)时，才考虑“小” 方式一的位号和为2＋5＋3＝10，方式二的位号和为2＋5＋4＝11，10<11，所以方式一正确 （3）第三步——写名称，要按照如下格式： 位号­-支链名-­位号-­支链名某烷 先写小基团，再写大基团——相同基，合并算；不同基，简到繁 第 页 20 二 烷烃的命名 3 系统命名法 （3）第三步——写名称，要按照如下格式： 位号­-支链名-­位号-­支链名某烷 2,5-二甲基-4-丙基庚烷 ①取代基的位号必须用阿拉伯数字“2,3,4，……”表示。 ②相同取代基合并，其个数必须用中文数字“二、三、四……”表示。 ③位号2,3,4等相邻时，必须用“，”相隔(不能用“、”)。 ④名称中阿拉伯数字与汉字相邻时，必须用短线“－”隔开。 ⑤若有多种取代基，不管其位号大小如何，都先写简单的，再写复杂的。 注意事项 第 页 21 题目1 课堂练习 题目2 用系统命名法命名下列烷烃 2-­甲基丁烷　 2,5­-二甲基-­3­-乙基己烷 2,4­-二甲基己烷 　 3,5-­二甲基庚烷 根据下列烷烃的名称写出结构简式 （1）3-­甲基­-6-­乙基辛烷 （2）2,2,5­-三甲基­-3­-乙基己烷 二 烷烃的命名 第 页 22 三 课堂总结 第 页 23 感谢聆听 THANKS 人教版普通高中教科书 《化学选择性必修3》 分子探秘者工作室出品 $$