第2章 第1节 烷烃（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修3同步学案（人教版）

本讲义聚焦高中化学烷烃核心知识点，系统梳理烷烃的结构特点（sp³杂化、σ键、通式CₙH₂ₙ₊₂、同系物），物理性质递变规律（状态、沸点、密度等），化学性质（稳定性、取代反应、燃烧等）及命名方法（习惯命名法、系统命名法），构建结构-性质-命名的完整学习支架。 该资料以新课标核心素养为导向，通过“宏观辨识与微观探析”解析烷烃结构，“证据推理与模型认知”推导性质规律，结合例题、思考题及系统命名“三步曲”总结，培养科学思维。课中辅助教师系统授课，课后助力学生通过练习与问题回顾巩固知识，有效查漏补缺。

第二章　烃 第一节　烷　烃 学习目标 新课程标准 1．掌握烷烃的结构特点。 2．掌握烷烃的性质和变化规律。 3．掌握烷烃的命名法。 1．宏观辨识与微观探析：知道烷烃分子的结构，了解烷烃分子的结构特点。 2．证据推理与模型认知：以甲烷为例，了解烷烃的物理性质和化学性质。 知识点一　烷烃的结构和性质 一、烷烃的结构 1．结构特点 分子中的碳原子都采取sp3杂化，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。烷烃分子中的共价键全部是单键。 2．链状烷烃的通式为CnH2n＋2。 3．同系物 结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物称为同系物。 二、烷烃的性质 1．物理性质的递变规律 性质 变化规律 状态 常温下含有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态 沸点 随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低 相对密度 随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小 水溶性 均难溶于水 2．化学性质 烷烃的结构决定了其性质与甲烷相似。 1．有下列五种烷烃，它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是(　　) ①2-甲基丁烷　②2,2-二甲基丙烷　③正戊烷　④丙烷　⑤丁烷 A．①②③④⑤　　　　 B．②③⑤④① C．④⑤②①③ D．③①②⑤④ 答案　D 2．下列化学性质中，烷烃不具备的是(　　) A．可以在空气中燃烧 B．与Cl2发生取代反应 C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．不能使溴水褪色 答案　C 1．碳原子数大于4的烷烃常温下一定是非气态吗？ 提示　不一定，新戊烷在常温下也是气体。 2．乙烷能与溴的四氯化碳溶液反应吗？ 提示　不能。 1．烷烃的结构及其物理性质的变化规律 (1)结构：烷烃分子中，以任意一个碳原子为中心，与其相结合的4个原子构成四面体结构。所以烷烃分子(CH4、C2H6除外)中的碳原子并不在一条直线上，而是呈锯齿状排列。 (2)烷烃物理性质的变化规律： ①随着分子中的碳原子数的增多，熔、沸点逐渐升高；烷烃同分异构体的熔、沸点则随着分子中支链数的增多而降低，如正丁烷的熔、沸点高于异丁烷。 ②随着分子中的碳原子数的增多，密度逐渐增大，但其密度都小于水的密度。 ③都不溶于水，易溶于有机溶剂。 ④随着分子中的碳原子数的增多，常温下的状态由气态逐渐过渡到液态、固态，其中分子中碳原子数小于或等于4的烷烃为气态，新戊烷在常温下也为气态。 2．烷烃的化学性质 (1)稳定性： 性质稳定，一般不与强酸、强碱、强氧化剂反应。 (2)取代反应的特点： ①烷烃的取代反应是连锁反应，一般不能停留在某一阶段。 ②在卤素与烷烃发生取代反应的过程中，1 mol卤素单质只能取代1 mol氢原子。 ③烷烃只能与纯净的卤素单质在光照条件下发生取代反应，而不能与卤素的水溶液反应。 (3)烷烃的可燃性： 烷烃在空气中都可以燃烧而生成CO2和H2O，分子中碳原子数比较少的烃在燃烧时会产生淡蓝色的火焰，但随着分子中碳原子数的增多，含碳量会不断增大，燃烧时会燃烧不完全，甚至会在燃烧中产生黑烟。 (4)受热分解： 分子中含碳原子较多的烷烃在受热时会发生分解，烷烃分解产物中有烯烃。 1．下列关于烷烃性质的叙述中不正确的是(　　) A．烷烃同系物随相对分子质量增大，沸点逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态 B．烷烃同系物的密度随相对分子质量增大而逐渐增大 C．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应 D．烷烃同系物都能使溴水、KMnO4酸性溶液褪色 解析　烷烃是饱和烃，化学性质稳定，特征反应是取代反应，C项正确；与烷烃发生卤代反应的必须是卤素单质，溴水、碘水不能与烷烃反应，KMnO4酸性溶液也不能将烷烃氧化，D项不正确；关于烷烃物理性质的递变，A、B项叙述正确。 答案　D 2．2018年5月19日，某小区一住户因液化气泄漏引发火灾。已知液化气的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是 (　　) A．是直链烃，但分子中碳原子不在一条直线上 B．在光照条件下能够与氯气发生取代反应 C．丙烷比丁烷易液化 D．1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2 解析　丙烷分子中3个碳原子不在一条直线上，A项正确；丙烷在光照条件下能和氯气发生取代反应，B项正确；烷烃分子中碳原子数目越多沸点越高，即丁烷的沸点高于丙烷，丁烷更易液化，C项错误；由丙烷完全燃烧的化学方程式可知，1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2，D项正确。 答案　C 知识点二　烷烃的命名 1．烃基 烃基 2．烷烃的命名 (1)习惯命名法 烷烃可以根据分子里所含碳原子数目来命名，碳原子数加“烷”字，就是简单烷烃的命名。 如C5H12叫戊烷，C5H12的同分异构体有3种，用习惯命名法命名分别为CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷、异戊烷、新戊烷。 (2)系统命名法 例如 1．有机物(CH3CH2)2CHCH3的名称是(　　) A．3-甲基戊烷　　　　 B．2-甲基戊烷 C．2-乙基戊烷 D．3-乙基丁烷 答案　A 2．CH3CH(C2H5)CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是(　　) A．2,3-二甲基-4-乙基戊烷 B．2-甲基-3,4-二乙基戊烷 C．2,5－二甲基-3-乙基己烷 D．2,4-二甲基-3-乙基己烷 答案　D 1．一种烷烃是否只有一种烃基？ 提示　不一定。烷烃中有几种类型的氢原子，就可以形成几种烃基。如丙烷分子中有两种类型的氢原子，故丙基有两种，分别为—CH2CH2CH3(正丙基)和—CH(CH3)2(异丙基)。如CH4、CH3CH3中只有一种类型的氢原子，故其烃基只有一种。 2．某有机物用系统命名法命名为3-甲基-2-乙基戊烷，该命名正确吗？ 提示　不正确。该有机物的结构简式为主链碳原子数为6而不是5，主链选择错误，应为3,4-二甲基己烷。 烷烃的系统命名“三步曲” 1．第一步——定主链：遵循“长”“多”原则 (1)“长”，即主链必须是最长的； (2)“多”，即同“长”时，考虑含支链最多(支链即取代基)。 如： 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，所以方式a正确。 2．第二步——编位号：遵循“近”“简”“小”原则 (1)优先考虑“近”：即从离支链最近的一端开始编号，定为主号位。如 (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(即：基异、等距选简单)。如 (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”。如 方式一： 方式二： 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：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。 如： 可命名为3-甲基-4-乙基己烷。 【规律方法】　烷烃的系统命名口诀 选主链，称某烷；编碳号，定支链；支名前，烃名后；注位置，连短线；不同基，简到繁；相同基，合并算。 1．(1)有机物的系统命名是________，它的一氯代物有________种。 (2)有机物的系统命名是________。 解析　(1)根据系统命名法，该有机物的名称为2,2-二甲基丙烷；该分子高度对称，只有1种氢原子，所以它的一氯代物只有1种。 (2)根据系统命名法，该有机物的名称为2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷。 答案　(1)2,2-二甲基丙烷　1 (2)2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷 2．根据下列有机物的名称，写出相应的结构简式。 (1)2,4-二甲基戊烷：____________________________。 (2)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷：____________________________。 (3)2,6-二甲基-4-乙基庚烷：____________________________。 解析　先根据名称写出有机物的碳骨架结构，再根据碳原子的四价原则补氢原子写出完整的结构简式。 (1)该有机物的碳骨架为， 结构简式为。 (2)该有机物的碳骨架为， 结构简式为。 (3)该有机物的碳骨架为， 结构简式为。 答案　(1) (2) (3) 1．下列说法正确的是(　　) A．1 mol甲烷在光照条件下最多可以和2 mol Cl2发生取代反应 B．烷烃燃烧时生成二氧化碳和水，证明烷烃仅含C、H两种元素组成 C．等质量的甲烷和乙烷完全燃烧，乙烷生成CO2的量比甲烷少 D．CCl4与CH4一样是正四面体结构 解析　A．甲烷与氯气发生取代反应时，1个Cl2只能取代1个H原子，所以1 mol甲烷在光照条件下最多可以和4 mol Cl2发生取代反应，故A错误；B.烷烃燃烧时生成二氧化碳和水，能证明烷烃含C、H两种元素组成，但也有可能含有O元素，故B错误；C.等质量的烷烃完全燃烧，含碳元素的质量分数越大，生成CO2的量越大，甲烷和乙烷中乙烷的碳的质量分数大，生成CO2的量多，故C错误；D.CH4分子中含有4个C—H键，4个键的夹角相同，都为109°28′，所以CH4为正四面体结构。CCl4相当于CH4分子中的4个H原子被4个Cl原子替代，空间构型不变，所以也是正四面体结构，故D正确；故答案选D。 答案　D 2．下列表示的是正丙基的是(　　) A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2— C．—CH2CH2CH2— D．(CH3)2CH— 解析　正丙基是由正丙烷失去一个氢原子后剩余的部分。 答案　B 3．有机物的正确命名是(　　) A．3,3-二甲基-4-乙基戊烷 B．3,3,4-三甲基己烷 C．3,4,4-三甲基己烷 D．2,3,3-三甲基己烷 解析　该烃的主链上有6个碳原子，根据取代基位次和最小的原则，应该命名为3,3,4-三甲基己烷。 答案　B 4．下列有机物的命名正确的是(　　) A．3,3-二甲基丁烷 B．2,2-二甲基丁烷 C．2-乙基丁烷 D．2,3,3-三甲基丁烷 解析　可以根据给出的名称写出碳骨架再重新命名。A项不符合离支链最近的一端编号原则，C项不符合选最长碳链作主链原则，D项不符合位序数之和最小原则。 答案　B 5．(1) 的名称是________。 (2)写出2,4,6-三甲基-5-乙基辛烷的结构简式______________________________，分子中共有________个甲基。 解析　(1)依据烷烃的命名方法确定该烷烃的名称为2,5-二甲基-3-乙基己烷。 (2)2，4,6-三甲基-5-乙基辛烷的结构简式为 ，分子中有6个甲基。 答案　(1)2,5-二甲基-3-乙基己烷 (2) 6 学科网（北京）股份有限公司 $