2.1.1烷烃的结构和性质 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

碳 tàn 氢 qīng 烃 tīng 仅含碳和氢两种元素的有机化合物。 碳的声母和氢的韵母的组合。 课 前 检 查 1.什么是烃？ 2.最简单的有机物是？它的含氢量最高，且含氢量为？ 3.烃燃烧的通式为？ CH4，含氢量为25% 新 课 导 入 根据结构的不同，可以将烃分为哪几种？它们的代表物分别是什么？ 烃 烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 CH4 CH2=CH2 CH≡CH 第一节 烷烃 第二章 烃 第1课时 烷烃的结构和性质 教 学 目 标 1.通过微观的化学键视角分析几种简单烷烃分子的结构， 认识烷烃的结构。 2.能依据甲烷的性质预测烷烃可能具有的化学性质。 3.通过对典型烷烃代表物的部分物理性质的数据分析，认识 烷烃同系物物理性质的递变性。 一、烷烃的结构和性质 天然气 液化石油气 汽油、柴油 凡士林 石蜡 它们的主要成分都是烷烃。 烷烃是一类最基础的有机化合物 1.烷烃的存在 C17~C21的烷烃 C18~C30的烷烃 甲烷 丁烷 辛烷 二十七烷 【思考与讨论】 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 丁烷 戊烷 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 σ键 σ键 σ键 σ键 σ键 甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷 根据图2-1烷烃的分子结构，写出相应的结构简式和分子式，分析它们在组成和结构上的相似点。 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 （1）结构：烷烃分子中碳原子都采取____杂化，以伸向四面体4个顶点方向 的 杂化轨道与__________________ 结合，形成 ______ 键。烷烃分子中 的共价键全部是_______。 <m></m> 其他碳原子或氢原子 单键 2.烷烃的组成与结构特点 分子中的碳原子并非直线状排列，而是______。 所有原子不可能共平面，所有碳原子可能共平面 σ键特征： ________________________ “头碰头”，轴对称，可旋转 锯齿状 CH3－CH2－CH2－CH3 CH2－CH2 CH3 │ CH3 │ CH3 │ CH3－CH2－CH2 以上三种结构简式都表示正丁烷 3.烷烃的分类 烷烃 链状烷烃 环状烷烃 甲烷 乙烷 丙烷等 环己烷等 CnH2n+2(n≥1) 符合该通式的一定是链状烷烃吗？ 链状烷烃的组成通式为 ____________ 。 含碳量= n越小，含碳量越 ；n越大，含碳量越 。 小 大 烃的含碳量越大，燃烧时烟越浓火焰越明亮。 趋近6/7 下列说法正确的是( ) A.链状烷烃分子中每个碳原子都是sp2杂化，能形成4个共价键 B.碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合 通式CnH2n＋2 C.正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上 D.随着碳原子数的增加，链状烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近6/7 D 课 堂 练 习 ① ，② ，③ 。 3、甲烷的主要化学性质表现为能在哪些反应类型上？用化学方程式表示。 取代反应 分解反应 2、甲烷结构稳定，性质稳定，常温下不与 、 、 发 生反应。甲烷 被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化。 阅读课本填空： 1、常温下，纯净的甲烷是 色 臭 态物质， 溶于水 溶于有机溶剂，密度比空气 。 氧化反应 ①CH4在空气中燃烧； ②CH4与Cl2光照条件下取代反应； ③甲烷隔绝空气1000℃条件下高温分解。 无 无 气 难 易 小 强酸 强碱 溴的四氯化碳溶液 不能 ①氧化反应 在空气中燃烧（可燃性） ②取代反应 CH4 ＋ Cl2 HCl ＋ CH3Cl 光照 CH3Cl ＋ Cl2 HCl ＋ CH2Cl2 光照 CH2Cl2 ＋ Cl2 HCl ＋ CHCl3 光照 CHCl3 ＋ Cl2 HCl ＋ CCl4 光照 (二氯甲烷) (四氯甲烷俗称四氯化碳) (三氯甲烷俗称氯仿) (一氯甲烷常温气体) ③分解反应 4.烷烃的性质 :与甲烷相似燃烧、取代、热分解 取而代之 有上有下 逐步取代 同时进行 混合产物中氯化氢最多。 被取代的氢原子的物质的量与消耗的卤素单质的物质的量相等。 CH4 C + 2H2 1000℃ 隔绝空气 【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。 （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。 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） 难溶于水 易溶于有 机溶剂 在空气或氧 气中能燃烧 不反应 不反应 不反应 发生 取代反应 2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O 点燃 无色 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。 + Cl—Cl 光 C C H H H H H H C C Cl H H H H H Cl H + 该反应属于取代反应。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。 取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫取代反应。 （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。 取代程度 取代产物结构简式 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 HCl 下列物质是否为同系物？ ① CH3CHO 和 CH3COOH ② CH2=CH2 和 ③ CH4 和 CH3CH3 ④ CH3CH2CH3 和 H2C CH2 CH2 CH3－CH2－CH－CH3 CH3 │ 否 否 是 是 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 CH CH3 ⑤ 否 和 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。 5.同系物 6.烷烃的物理性质 表2-1 几种烷烃的熔点、沸点和密度 烷烃名称 分子式 结构简式 常温下状态 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g/cm3) 甲烷 CH4 CH4 气 －182 －164 0.423 乙烷 C2H6 CH3CH3 气 －172 －89 0.545 丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 气 －187 －42 0.501 正丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 气 －138 －0.5 0.579 正戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液 －129 36 0.626 正壬烷 C9H20 CH3(CH2)7CH3 液 －54 151 0.718 十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3 液 －26 196 0.740 十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3 液 18 280 0.775 十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3 固 28 308 0.777 观察上表，分析烷烃的密度、熔点和沸点等物理性质变化的基本规律。 组成结构相似的分子，随相对分子质量的增大，范德华力逐渐增大，物质熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 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。 当碳原子数小于或等于___时，烷烃在常温下呈气态 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 ， 碳原子数相同的烷烃，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 4 水 有机溶剂 升高 增大 小 低 特例：新戊烷 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。 课 堂 小 结 丁烷有两种不同结构，分别为正丁烷和异丁烷，均可用作制冷剂，下列关于丁烷的说法正确的是(　　) A．异丁烷的沸点高于正丁烷的沸点 B．正丁烷和异丁烷中碳原子均不可能共平面 C．可以通过酸性KMnO4溶液鉴别正丁烷和异丁烷 D．丁烷的一氯取代物共有4种结构(不包含立体异构) D 课 堂 练 习 下列关于同系物的说法正确的是( ) A．同系物可以是不同类别的物质 B．通式相同，分子间相差n个CH2(n≥1)的物质互称同系物 C．同系物的最简式相同，分子式不同 D．同系物的化学性质相似 D 课 堂 练 习 CH3CH3＋Cl2eq \o(――→,\s\up17(光))CH3CH2Cl＋HCl $$