2.1 第1课时 烷烃的结构和性质（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（人教版2019 不定项版）

第一节　烷烃 第1课时　烷烃的结构和性质 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展学科素养 课程标准 核心素养目标 1.认识烷烃的组成和结构特点，比较有机化合物的组成、结构和性质的差异。 2．能够列举烷烃的典型代表物的主要物理性质；描述和分析烷烃的典型代表物的重要反应，能书写相应的反应式。 1.宏观辨识与微观探析：通过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规律与其微观结构的关系。 2．证据推理与模型认知：通过微观的化学键视角分析几种简单烷烃分子的结构，以甲烷的结构为模型，认识烷烃的结构，建构认知模型。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 3 一、烷烃的组成和结构 1．简单烷烃的分子结构 [教材·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 CH4 CH4 ______ ____(单键) 乙烷 CH3CH3 C2H6 ______ ____(单键) 丙烷 __________________ C3H8 ______ ____(单键) sp3 σ键 sp3 σ键 CH3CH2CH3 sp3 σ键 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 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 正丁烷 ______________ C4H10 ______ σ键(单键) 正戊烷 ______________ C5H12 sp3 σ键(单键) CH3(CH2)2CH3 sp3 CH3(CH2)3CH3 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 2.烷烃的结构特点 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 二、烷烃的性质 1．烷烃的物理性质 升高 小 增大 难 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 7 2．烷烃的化学性质 (1)甲烷的化学性质 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R (2)烷烃的化学性质 烷烃的化学性质类似于甲烷，可依据甲烷推测其他烷烃的化学性质。 取代反应 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 3.同系物 (1)概念 ____相似、分子组成上相差一个或若干个______原子团的化合物互称为同系物。 (2)同系物可用通式表示，如链状烷烃的通式为______________。 结构 CH2 CnH2n＋2 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R ◆名师点拨 烷烃的熔点、沸点及其比较 (1)随着碳原子数的增加，烷烃的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，熔点、沸点逐渐升高。 (2)一般情况，某烷烃的同分异构体中，支链越多，范德华力越小，其沸点越低。例如，沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。 (3)比较烷烃的熔点、沸点高低的思维模型如下： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R ◆易错警示 烷烃的取代反应 (1)烷烃与卤素单质(X2)发生取代反应，生成多种卤代烃，不能得到某种纯净卤代烃。 (2)光照条件下，烷烃只能与卤素单质(X2)发生取代反应，不能与X2的水溶液反应。 (3)液态烷烃与溴水(或碘水)不反应，但能萃取其中的溴(或碘)而使水溶液褪色。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R ◆名师点拨 对于同系物的理解 (1)同系物必须是同类有机物，具有相同的分子通式，但具有相同分子通式的不一定互为同系物，如CnH2n(n≥3)可能是单烯烃或环烷烃。 (2)从官能团角度看，同系物必须具有相同的官能团，且官能团的个数相同。 (3)同系物的化学性质相似，物理性质一般随碳原子数的增加呈规律性变化。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 探究一 认识烷烃的结构与性质 我国科技工作者用科技创新助力“双碳目标”的实现，中国科学院研究员发现CO2在核(Fe-­Zn­-Zr)­壳(Zeolite)催化剂内能高效氢化成异构化烷烃，反应机理如图所示。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R [问题设计] (1)试写出图中烷烃 Ⅰ 的结构简式，并分析碳原子的成键特点及含有共价键的类型。 提示：(CH3)2CHCH2CH3；每个碳原子均形成4个单键，都达到饱和；只含σ键(C—C、C—H)。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R (2)试写出烷烃 Ⅲ 完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式，并指明反应类型。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R (1)烷烃的结构特点 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R (2)烷烃的化学性质 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 【例1】 异辛烷是优良的发动机燃料，其结构如图所示，下列说法正确的是(　　) A．异辛烷分子中碳原子的杂化方式有2种 B．异辛烷沸点高于正辛烷 C．异辛烷一氯代物种类为4种 D．异辛烷可溶于水和酒精 C 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 下列说法不正确的是(　　) A．四种烷烃的成键特点是碳原子间以单键结合，剩余价键全部与氢原子结合 B．四种烷烃在足量氧气中完全燃烧，所得产物相同 C．四种烷烃都不能使酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液褪色 D．在光照条件下，四种烷烃都能与氯水发生取代反应 D 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 探究二 同系物的理解及判断 下图是六种烃的球棍模型，图中黑球代表碳原子，分析其组成和结构，回答相关问题。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R [问题设计] (1)上述六种烃中，与①互为同系物的有哪些？③与⑤是否互为同系物？判断依据是什么？ 提示：与①互为同系物的是②④；是；③和⑤都属于烯烃，只含1个碳碳双键，分子组成上相差一个CH2原子团。 (2)③与⑥是否互为同系物？为什么？ 提示：不是；③和⑥都是烯烃，官能团碳碳双键的种类相同，但个数不同。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R (1)判断同系物的三个要点 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R (2)同系物的理解 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 【例2】 下列有机物中互为同系物的是(　　) A．CH3OCH2CH3和CH3CH2OCH2CH3 B．CH3COCH2CH3和CH3CH2CHO C．CH3CH2CH2CH===CH2和 D．HOOCCOOH和CH3OOCCOOCH3 A 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 2．(2023·邢台高二期末)下列物质互为同系物的是(　　) A．CH3CH2CH2OH与CH3CH2OH B．CH3CH2Cl与ClCH2CH2Cl C．CH3COOH与HCOOCH3 D.CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Br A 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R D 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 2．(教材改编题)下列有关烷烃(C4H10)的叙述不正确的是(　　) A．分子中碳原子不在同一直线上 B．分子中所有原子不可能在同一平面内 C．符合该分子式的烷烃的一氯代物共有4种 D．不能发生氧化反应 D 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 3．下列叙述不正确的是(　　) ①在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应 ②沸点：正戊烷＞2-­甲基丁烷＞乙烷 ③标准状况下，11.2 L庚烷所含的分子数为0.5NA(NA为阿伏加德罗常数的值) ④等质量的乙烷和乙烯完全燃烧时的耗氧量：乙烯＜乙烷 ⑤烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ⑥烷烃分子中的碳原子全部是sp3杂化 A．①③⑤ B．②③⑤⑥ C．①④⑤ D．②③④⑤ A 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 在光照条件下，烷烃易与溴单质发生取代反应，与溴水不反应，①错误；正戊烷、2­-甲基丁烷、乙烷均为分子晶体，相对分子质量越大则沸点越高，相对分子质量相同则支链越多沸点越低，故沸点：正戊烷＞2-­甲基丁烷＞乙烷，②正确；标准状况下，庚烷不是气体，不能确定其物质的量，③错误；等质量的烃完全燃烧，氢含量越高，耗氧量越大，故耗氧量：乙烯＜乙烷，④正确；烷烃化学性质较为稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，⑤错误；烷烃分子中的碳原子均为饱和碳原子，全部是sp3杂化，⑥正确。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 4．常温下，1 mol某链状烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应，若在适当的条件下，完全取代需要消耗6 mol Cl2，则下列判断正确的是(　　) A．该链状烷烃的分子式为C5H12 B．该链状烷烃的四氯代物有2种 C．反应容器中，一氯代物的物质的量分数最大 D．1 mol该链状烷烃完全燃烧生成CO2和H2O，共消耗78.4 L O2 B 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 链状烷烃通式为CnH2n＋2，由于链状烷烃在光照条件下和氯气发生取代反应时，取代1 mol 氢原子消耗1 mol氯气，根据完全取代消耗6 mol氯气可知2n＋2＝6，解得n＝2，故该烷烃的分子式为C2H6，A错误；该烷烃的四氯代物数目和二氯代物数目相同，乙烷的二氯代物有2种，则四氯代物也有2种，B正确；反应容器中，反应产物中HCl的物质的量分数最大，C错误；1 mol C2H6完全燃烧消耗O2为(2＋ )mol＝3.5 mol，在标准状况下的体积为78.4 L，题目未指明O2是否处于标准状况下，D错误。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 5．有五种有机化合物的模型如图所示： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 请回答下列问题： (1)属于空间填充模型的是____________ (填“甲”“乙”“丙”“丁”或“戊”，下同)。 (2)表示同一种有机化合物的是__________。 (3)存在同分异构体的是________，写出其同分异构体的结构简式：____________。 (4)含碳量最低的是__________，含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是________(保留一位小数)。 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 答案：(1)乙、丙 (2)甲、丙 (3)戊　(CH3)2CHCH2CH3、(CH3)4C (4)甲、丙　16.7% 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 解析： 第二章 烃 化学 选择性必修3 有机化学基础 R 课时梯级训练（5） 谢谢观看！ $$