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

第一节 烷烃 第一课时 烷烃的结构和性质 第二章 烃 1 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。 生活中常见的烷烃 2 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 烷烃的结构和性质 思考与讨论P28 （1）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。 烷烃的结构特点 （2）分子中的共价键全部是单键，且碳链呈锯齿状排列。 （3）链状烷烃的通式为CnH2n＋2(n≥1)，且有机化合物中分子式只要符合此通式的，一定是链状烷烃。 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。 官能团种类、个数相同 相对分子质量相差14或14的 整数倍 烷烃的性质 因结构相似，所以化学性质相似；它们的某些物理性质随着相对分子质量的增大而发生规律性的变化。 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_______，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 4 水 有机溶剂 升高 增大 小 低 烷烃的性质——物理性质 甲烷的性质 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 物理性质： 化学性质 无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气小 可燃性： 取代反应： CH4+2O2 CO2+2H2O 点燃 （氧化反应） CH4+Cl2 CH3Cl+HCl 光 受热分解： 高温 CH4 C + 2H2 烷烃的代表物——甲烷 最简单的烷烃——甲烷。烷烃的结构决定了其性质与甲烷的相似。甲烷具有哪些性质？ 炭黑，做还原剂、制橡胶和染料的工业原料 做燃料、还原剂，合成氨和合成汽油等化工原料 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 不反应 不反应 取代反应 烷烃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。 1.稳定性 （1）根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的性质，填写下表。 烷烃的化学性质 思考与讨论P29 ( 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。 2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O 点燃 2、可燃性 烷烃都能燃烧 ——氧化反应 （燃烧方程式中有机物一般用分子式，其他有机反应用结构简式） 烷烃的化学性质 思考与讨论P29 nCO2＋(n+1)H2O 点燃 CnH2n+2＋ O2 3n+1 2 小规律：完全燃烧相同质量的烃时，消耗氧气的体积（物质的量）随着碳原子数n的递增而减小。 烷烃随着n的增加，含氢的质量分数越来越小 点燃之前要验纯。 （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。 + Cl—Cl 光 C C H H H H H H C C Cl H H H H H Cl H + 键断裂 上述反应属于取代反应，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。 烷烃的化学性质 思考与讨论P29 C—H键断裂，其中的氢原子被氯原子代替，生成C—Cl键。 取代反应的特点是“上一下一，有进有出”，类似无机反应中的复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子。每一种取代的总反应式书写；找规律，取代几个氯原子，需要几个氯分子 （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。 一取代 二取代 三取代 四取代 五取代 六取代 替代法 烷烃的化学性质 思考与讨论P29 连续反应，产物较为复杂，不适合制备物质。10种产物 1mol乙烷最多和6mol氯气发生取代反应。 1mol丁烷最多和1omol氯气发生取代反应。 3、取代反应 烷烃光照下能与卤素单质发生取代反应。 烷烃取代反应需注意的4个方面 (4)反应产物——连锁反应，混合物(多种卤代烃+卤化氢)，不适宜制备卤代烃 (3)反应的特点——分步取代，多步反应同时进行，产物多 (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1mol H。烷烃中有多少mol H 就可以与 多少mol卤素单质发生取代反应。 烷烃的化学性质 特征反应 4、烷烃的分解反应 通式：一分子烷烃 一分子烷烃+一分子烯烃 举例： C16H34 C8H18+C8H16 催化剂 加热、加压 烷烃 烷烃 烯烃 —高温裂化或裂解 烷烃的化学性质 $$