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

第二章 第一节 烷烃 　 第1课时 烷烃的性质 人教版必修第二册 作者编号：35007 烷烃是一类最基础的有机化合物，是一种饱和链烃，属于脂肪烃，烷烃在生活中很常见。如天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等。 思考：烷烃的结构和性质如何呢？ 庚烷、辛烷 甲烷 二十七烷 丁烷 情境导入 作者编号：35007 1、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。 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与其微观结构的关系 重难点 依据甲烷的结构和性质认识烷烃的结构和性质 教学目标 作者编号：35007 思议 阅读课本28-30页，完成下列问题 根据图2-1所示烷烃的分子结构，完成P28表格，并分析它们在组成和结构上的相似性，碳原子的杂化方式. 根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的性质，如燃烧反应，与氯气的反应（P29思考与讨论） 什么是同系物？ 烷烃物理性质具有哪些递变性？ 作者编号：35007 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 乙烷 CH3CH3 C2H6 丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 sp3 σ键 一、烷烃的结构与性质 1.定义： 分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。 烷烃可分为链状烷烃(通式：CnH2n+2)和环状烷烃。 sp3 σ键 σ键 σ键 σ键 sp3 sp3 sp3 思考：甲烷的结构特点是？烷烃的结构呢？ 作者编号：35007 ①烷烃的结构与甲烷的相似 ②其分子中的碳原子都采取sp3杂化 ③以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键 ④烷烃分子中的共价键全部是单键 烷烃的性质与甲烷的相似 烷烃的所有原子不可能共平面 注：烷烃分子中的碳原子并非直线状排列，而是锯齿状 2. 烷烃的结构特点： 作者编号：35007 二. 甲烷的性质 2.化学性质： ①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。 ②氧化反应（可燃性）： 1.物理性质：无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气的小 CH4 + Cl2 CH3Cl (常温气态)+ HCl ③取代反应：与气态卤素单质光照下反应 注意：①取代反应特点：有上有下，是连锁反应 ②实验现象：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升，有固体析出。 作者编号：35007 （1）根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的性质，填写下表。 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 空气中 可以燃烧 不反应 取代反应 不反应 不反应 （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 燃烧通式：CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O 点燃 三. 烷烃的性质 作者编号：35007 （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。 取代反应: 甲烷与氯气的反应 （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。 作者编号：35007 （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 HCl 一氯乙烷(1种)，二氯乙烷(2种)，三氯乙烷(2种)，四氯乙烷(2种)， 五氯乙烷(1种)，六氯乙烷(1种)共9种。 换元法找同分异构体，例如：五氯乙烷(1种)与 一氯乙烷(1种)， 二氯乙烷(2种)与四氯乙烷(2种) 作者编号：35007 2.特征反应 ：取代反应 与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢 常温下，烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。 (因为烷烃分子中化学键全是σ键，不易断裂) 之所以可以发生取代反应，是因为C—H有 性，可断裂， CnH2n+1X会继续和X2发生取代反应，生成更多的有机物。 极 CnH2n+2 ＋X2 CnH2n+1X＋HX 一定条件 1.稳定性 归纳总结：烷烃的性质——化学性质 (X=F\Cl\Br\I) 3.氧化反应：可燃性 nCO2＋ (n +1) H2O 点燃 CnH2n+2＋ O2 3n +1 2 4.高温分解 作者编号：35007 四.同系物 1.定义：像甲烷、乙烷、丙烷这些结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称同系物 同系物可用通式表示，链状烷烃的通式为CnH2n+2 2. 同系物的特点 官能团种类、个数相同 分子组成上相差一个或多个CH2原子团 相对分子质量相差14或14的整数倍 同 似 差 同一类物质，通式相同。 结构相似 碳骨架的链接方式相同, 均为链状或环状 作者编号：35007 练习一：下列物质是否为同系物 ① CH3CHO 和 CH3COOH ② CH2=CH2 和 ③ CH3CH2CH3 和 H2C CH2 CH2 CH3－CH2－CH－CH3 │ CH3 否 否 是 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 CH CH3 ④ 否 作者编号：35007 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 正丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 气体 －138 －0.5 0.579 正戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液体 －129 36 0.626 正壬烷 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 思考：观察下表，分析烷烃物理性质的递变性？ 作者编号：35007 烷烃，随着碳原子数的递增，熔点、沸点逐渐升高、密度逐渐增大，且小于水。均难溶于水，易溶于有机溶剂。 常温下烷烃的存在状态：气态→液态→固态。 碳原子数： 1-4 5-16 17以上 常温常压下，新戊烷为气态 CH3 CH3CCH3 CH3 同系物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 五. 烷烃物理性质的递变性 碳原子数相同时，支链越多，沸点越低 3 作者编号：35007 D 练习2.下列关于烷烃性质的叙述正确的是(　　) A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低 B．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化 C．在光照条件下，烷烃会发生分解 D．烷烃的取代反应很难得到纯净的产物 作者编号：35007 C 练习3.在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是(　　) ①正丁烷　②2-甲基丙烷 [CH3CH(CH3)CH3] ③正戊烷　④2-甲基丁烷 [CH3CH(CH3)CH2CH3] ⑤2,2-二甲基丙烷 [C(CH3)4] A．①>②>③>④>⑤ B．⑤>④>③>②>① C．③>④>⑤>①>② D．②>①>⑤>④>③ 作者编号：35007 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 结构 化学性质 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 ①空气中燃烧（可燃性）氧化反应 ②能在光照下与氯气发生取代反应 物理性质 随着烷烃碳原子数的增加，熔点和沸点逐渐升高，密度逐渐增大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 作者编号：35007 $$