第2章 第1节 烷烃-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修3教用Word（人教版）

第二章　烃

第一节　烷烃

分点突破（一）　烷烃的结构和性质

1.烷烃的结构

（1）杂化方式：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，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。

（2）空间结构：以碳原子为中心形成若干　四面体　空间结构，碳链呈　锯齿状　排列。

（3）键的类型：烷烃分子中的共价键全部是　单　键，（C—C和C—H）。

2.链状烷烃的通式

组成通式　CnH2n＋2　（n≥1）。

3.同系物

（1）概念：　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。

（2）性质：同系物因组成和结构相似，　化学　性质相似，而　物理　性质一般呈规律性变化，如烷烃的熔点、沸点、密度等。

4.烷烃的物理性质

5.烷烃的化学性质

（1）稳定性

常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件下（如光照或高温）才能发生某些反应。

 

（2）燃烧反应

①汽油的成分之一辛烷（C8H18）完全燃烧的化学方程式：2C8H18＋25O216CO2＋18H2O。

②烷烃完全燃烧的通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋（n＋1）H2O。

（3）取代反应

①实例

烷烃可与纯卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢，如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷和氯化氢，化学方程式为CH3—CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。

②烷烃取代反应需注意的5个方面

a.反应的条件——光照。

b.反应物状态——卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2）而不是其水溶液。

c.反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时进行。

d.反应产物——混合物（多种卤代烃），不适宜制备卤代烃。

e.定量关系——n（X2）＝n（一卤代物）＋2n（二卤代物）＋3n（三卤代物）＋…＝n（HX）。

（4）分解反应

烷烃受热时会分解生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：C16H34C8H18＋C8H16。

土星拥有许多卫星，其中最大的一颗是直径为5 150千米的土卫六—泰坦，也是太阳系第二大的卫星。这颗卫星的大气中的云层主要由氮、甲烷组成，卫星表面是甲烷、乙烷等黏稠状的碳氢化合物，一度是人们寻找地外生命的希望，但空间探测已予以否定。

【交流讨论】

1.不论哪一种烷烃都有一种是直链结构的，所有的碳原子都在一条直线上。这种说法合理吗？

提示：不合理，因为烷烃的碳原子都是空间四面体结构，所以从丙烷开始都是锯齿形折线结构，不可能在一条直线上。

2.若反应CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl中两种反应物以物质的量1∶1反应，是否会只得到CH3CH2Cl？

提示：不会，因为生成的CH3CH2Cl分子中仍含有可取代的氢原子，会进一步发生取代反应。

3.若1 mol CH4与一定量Cl2在光照下发生取代反应生成等物质的量的四种有机物，则消耗Cl2的物质的量是多少？

提示：2.5 mol。由题给信息，CH4与Cl2发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4各0.25 mol，则所需Cl2的量为0.25 mol＋2×0.25 mol＋3×0.25 mol＋4×0.25 mol＝2.5 mol。

1.下列有关烷烃的叙述中，错误的是（　　）

A.烷烃又称饱和烃，分子内部只含有单键

B.烷烃在光照条件下能与Cl2发生取代反应

C.甲烷与氯气发生取代反应，生成5种有机物

D.随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高

解析：C　烷烃又称饱和烃，碳原子之间以单键结合，其余的价键连接H原子的烃为烷烃，故烷烃分子内部只含有单键，A正确；烷烃在光照条件下能与Cl2发生取代反应，B正确；甲烷与Cl2发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物，C错误；烷烃均为分子晶体，相对分