2.1 烷烃(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修第三册（人教版）

该高中化学课件聚焦烷烃的结构与性质、系统命名法及同分异构体书写，从烃的定义切入，通过对比甲烷到正戊烷的结构简式、分子式等建立烷烃结构认知，再延伸至物理性质递变规律、化学性质（氧化、取代、分解），结合自我诊断和多维迁移应用搭建学习支架，帮助学生构建完整知识体系。 其亮点在于以“结构决定性质”的化学观念为核心，通过表格对比、实例分析（如甲烷sp³杂化、取代反应历程）培养科学思维，系统命名法步骤（选主链、编序号、写名称）训练逻辑分析能力。课堂检测结合真实情境问题，提升科学探究与实践能力。学生能深化微观探析，教师可依托结构化内容高效教学，助力核心素养落地。

第二章　烃 第一节　烷烃 1 【学习目标】　1.知道烷烃的物理性质的变化规律与分子中碳原子数目的关系。　2.认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。　3.了解烷烃的系统命名法，会书写简单烷烃的同分异构体。 返回导航 知识点一 1 知识点二 2 内容 索引 知识点三 3 课堂检测　巩固落实 4 知识点一 PART 01 第一部分 4 知识点一　烷烃的结构和性质   1．烃 仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，又称烃。根据结构的不同，烃可分为烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等。 返回导航 知 识 点 一 2．烷烃的结构 (1)常见烷烃的结构 请根据下图所示烷烃的分子结构，写出相应的结构简式和分子式，并分析它们在组成和结构上的相似点。 返回导航 知 识 点 一 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 σ键 CH3CH3 C2H6 sp3 σ键 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 σ键 CH3(CH2)2CH3 C4H10 sp3 σ键 CH3(CH2)3CH3 C5H12 sp3 σ键 返回导航 知 识 点 一 (2)烷烃的结构特点 ①碳原子的杂化方式：烷烃的结构与甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取________杂化，以伸向四面体4个顶点方向的________杂化轨道与其他__________或__________结合，形成____键。 ②空间结构：以______原子为中心形成若干四面体空间结构，碳链呈____________排列。 ③键的类型：烷烃分子中的共价键全部是________(C—C、C—H)。 (3)链状烷烃的通式：____________。 sp3 sp3 碳原子 氢原子 σ 碳 锯齿状 单键 CnH2n＋2 返回导航 知 识 点 一 3．烷烃的性质 (1)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性质：同系物因组成和结构相似，________性质相似，而某些________性质随着相对分子质量的增大而发生规律性的变化，如烷烃的熔点、沸点、密度等。 结构 CH2 化学 物理 返回导航 知 识 点 一 (2)物理性质 物理性质 变化规律 状态 随着碳原子数的增加，常温下的存在状态由______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(新戊烷常温下呈气态) 溶解性 都难溶于____，易溶于__________ 气 液 固 4 水 有机溶剂 返回导航 知 识 点 一 物理性质 变化规律 熔点、沸点 随着碳原子数的增加，熔点和沸点逐渐升高，同种烷烃的不同异构体中，支链越多，熔点和沸点越____ 密度 随着碳原子数的增加，密度逐渐________，但比水的______ 低 增大 小 返回导航 知 识 点 一 提示：②①③④。一般，随着碳原子数的增多，烷烃的沸点逐渐升高；碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。 返回导航 知 识 点 一 (3)化学性质 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氧化反应——可燃性 烷烃能在空气中燃烧，链状烷烃完全燃烧的通式为____________________________________________________________。 返回导航 知 识 点 一 ②取代反应——特征反应 烷烃可与气态卤素单质在光照下发生取代反应，如乙烷与氯气在光照下发生反应可生成一氯乙烷，化学方程式为 ____________________________________。 返回导航 知 识 点 一 ③分解反应——高温裂化或裂解 甲烷高温下可分解成碳和氢气；长链烷烃高温下可分解成短链烷烃和烯烃。例如， C＋2H2 C8H18 返回导航 知 识 点 一 (1)链状烷烃、环烷烃中的碳原子均采取sp3杂化(　　) (2)分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是链状烷烃(　　) (3)同系物一定具有相同的通式，官能团的种类、数目也相同(　　) (4)光照条件下，1 mol Cl2与2 mol CH4充分反应后可得到1 mol CH3Cl(　　) (5)标准状况下，11.2 L己烷所含共价键的数目为9.5NA(NA为阿伏加德罗常数的值)(　　) √ × √ × × 返回导航 知 识 点 一 烷烃发生取代反应需注意的五个方面 (1)反应的条件——光照。 (2)反应物状态——气态卤素单质(如Cl2、Br2)而不是其水溶液。 (3)反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应连续进行。 (4)反应产物——混合物(多种卤代烃及卤化氢)，不适宜制备卤代烃。 (5)定量关系——消耗卤素单质的物质的量n(X2)＝n(一卤代物)＋2n(二卤代物)＋3n(三卤代物)＋…＝n(HX)。　 返回导航 知 识 点 一 √ 1．下列叙述正确的是(　　) A．甲烷分子的空间结构是正四面体形，所以CH2Cl2有两种不同的结构 B．C3H6、C5H10、C7H16都属于链状烷烃 C．正丁烷属于直链烷烃，分子中所有碳原子可在同一条直线上 D．烷烃的含碳量随着分子组成中碳原子数的增多逐渐升高 返回导航 知 识 点 一 解析：甲烷分子的空间结构是正四面体形，所以CH2Cl2只有一种结构，A项错误； C3H6、C5H10不满足链状烷烃的通式，B项错误； 根据烷烃的结构可知，正丁烷分子中碳原子呈锯齿状连接，所有碳原子不在同一条直线上，C项错误。 返回导航 知 识 点 一 √ 返回导航 知 识 点 一 解析：C2H6和C6H14都为链状烷烃，结构相似，分子组成上相差4个CH2原子团，二者互为同系物，故A符合题意； CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl含有的氯原子数目不同，二者结构不相似，不互为同系物，故B不符合题意； 返回导航 知 识 点 一 √ 解析：甲基环戊烷的分子式为C6H12，光照下可以与Cl2发生取代反应，不能使酸性KMnO4溶液褪色，难溶于水，易溶于苯。 返回导航 知 识 点 一 知识点二 PART 02 第二部分 23 —CH3 —CH2CH3 —CH2CH2CH3 返回导航 知 识 点 二 2．习惯命名法 链状烷烃(CnH2n＋2) n＝1～10 n>10 习惯名称：某烷 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 汉字数字 同分异构体数目较少时 用“正”“异”“新”区别 返回导航 知 识 点 二 正戊烷 异戊烷 新戊烷 返回导航 知 识 点 二 3．系统命名法 (1)选主链 ①最长：选定分子中最长的碳链为主链，按主链中碳原子数目对应的烷烃称为“某烷”。 ②最多：当出现两条或多条等长的碳链时，要选择连有取代基数目多的碳链为主链。 返回导航 知 识 点 二 (2)编序号 ①最近：选定主链中离取代基最近的一端为起点，用1，2，3等阿拉伯数字给主链上的碳原子编号定位。 ②最简：若有两个不同取代基且分别处于主链两端同等距离，则从简单的一端开始编号。 ③最小：取代基编号位次之和最小。 返回导航 知 识 点 二 (3)写名称 ①将取代基名称写在主链名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置。 ②相同取代基要合并，用汉字数字表示取代基的个数(只有一个取代基时，将取代基个数省略)。 ③多个取代基的位置编号之间用逗号(“，”)隔开。 ④位置编号与名称之间用短线(“-”)隔开。 ⑤若有多种取代基，则简单写在前，复杂写在后。 返回导航 知 识 点 二 例如，有机化合物的命名图示如下： 取代基位置 取代基个数 取代基名称 主链名称 返回导航 知 识 点 二 返回导航 知 识 点 二 √ × × × × 返回导航 知 识 点 二 √ 1．烷烃的系统命名大致分为四个部分：①主链名称；②取代基名称；③取代基位置；④取代基数目。这四部分在烷烃命名中书写的先后顺序是(　　) A．①②③④　　　　 B．③④②① C．③④①② D．①③④② 解析：烷烃的系统命名书写顺序是取代基位置、取代基数目、取代基名称、主链名称。 返回导航 知 识 点 二 2．下列烷烃的系统命名错误的是(　　) A．2-甲基-4-乙基己烷 B．2，2，3，3-四甲基丁烷 C．2，3，4-三甲基-2-乙基庚烷 D．3-甲基-3-乙基戊烷 √ 返回导航 知 识 点 二 解析：2-甲基-4-乙基己烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH(CH2CH3)2，命名正确；2，2，3，3-四甲基丁烷的结构简式为(CH3)3CC(CH3)3，命名正确；名称为2，3，4-三甲基-2-乙基庚烷中，主链碳原子数应该是8个，主链碳原子中第二个碳原子上不能有乙基，正确命名为3，3，4，5-四甲基辛烷；3-甲基-3-乙基戊烷的结构简式为(CH3CH2)3CCH3，命名正确。 返回导航 知 识 点 二 2，2，5-三甲基庚烷 3，3，4-三甲基己烷 2，2，5-三甲基-3-乙基己烷 返回导航 知 识 点 二 知识点三 PART 03 第三部分 37 返回导航 知 识 点 三 (2)从母链上取下1个C原子作为支链(即甲基)，依次连接在主链中心对称线一侧的各个C原子上，此时碳骨架结构有两种。 返回导航 知 识 点 三 (3)从母链上取下两个C原子，使这两个C原子相连(整连，即乙基)或分开(散连，即2个甲基)，依次连接在主链中心对称线一侧的各个C原子上，乙基不合适，故舍去，两甲基的位置依次相同、相邻，此时碳骨架结构有两种。 故己烷(C6H14)共有____种同分异构体。 5 返回导航 知 识 点 三 (4)补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数，即___________________________________________________。 [答案自填] CH3CH2CH2CH2CH2CH3、 返回导航 知 识 点 三 返回导航 知 识 点 三 1．根据丁烷两种同分异构体的结构，写出丁基(—C4H9)的结构简式。 答案： 返回导航 知 识 点 三 4 返回导航 知 识 点 三 返回导航 知 识 点 三 3．某链状烷烃的相对分子质量为100，分子内共有3个甲基，写出符合条件的同分异构体的结构简式并用系统命名法命名。 返回导航 知 识 点 三 返回导航 知 识 点 三 返回导航 知 识 点 三 课堂检测　巩固落实 PART 04 第四部分 49 1．甲烷是最简单的烷烃，下列关于甲烷的结构与性质描述不正确的是(　　) A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱不反应 B．甲烷可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．甲烷分子中碳原子的杂化方式为sp3 D．甲烷与Cl2反应的四种有机取代产物都难溶于水 √ 返回导航 课堂检测 巩固落实 解析：通常情况下甲烷比较稳定，与强酸、强碱不反应，与酸性高锰酸钾等强氧化剂也不反应，A正确，B错误； 甲烷分子中碳原子的杂化方式为sp3，C正确； 甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，生成四种难溶于水的氯代烷，D正确。 返回导航 课堂检测 巩固落实 2．(2024·成都高二质检)烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷与氯气反应的部分历程如下： ①引发：Cl2―→Cl·＋Cl·等； ②链反应：Cl·＋CH4―→CH3·＋HCl，CH3·＋Cl2―→Cl·＋CH3Cl等； ③终止：Cl·＋Cl·―→Cl2，Cl·＋CH3·―→CH3Cl等。 下列说法错误的是(　　) A．引发时可以通过热辐射、光照等条件 B．链反应可以反复进行 C．生成物只有四种 D．生成物中可能出现CH3CH3 √ 返回导航 课堂检测 巩固落实 解析：烷烃发生卤代反应的条件一般为光照，引发时可以通过热辐射、光照等条件，故A正确； 根据反应历程可知，Cl·在链反应中既有消耗又有生成，所以链反应可以反复进行，故B正确； 甲烷与氯气反应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、HCl等，故C错误； 两个·CH3可以结合生成CH3CH3，所以生成物中可能出现CH3CH3，故D正确。 返回导航 课堂检测 巩固落实 √ 3．某发动机燃料的结构如下图所示，下列说法正确的是　 (　　) A．系统命名为2，2，4-三甲基戊烷 B．该物质的沸点高于正辛烷的 C．该物质的一氯代物有5种 D．该物质可溶于水和酒精 返回导航 课堂检测 巩固落实 解析：A.该物质的系统命名为2，2，4-三甲基戊烷，A正确； B.烷烃同分异构体之间比较熔、沸点时，支链越多熔、沸点越低，故该物质的沸点低于正辛烷的，B错误； C.该物质有4种不同化学环境的氢原子，一氯代物有4种，C错误； D.该物质属于烃，难溶于水，D错误。 返回导航 课堂检测 巩固落实 4．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 √ 返回导航 课堂检测 巩固落实 5．烷烃广泛存在于自然界中，如苹果表面的蜡状物质、蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含有烷烃。 (1)写出下列各烷烃的分子式。 ①链状烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：________。 ②链状烷烃B的分子中含有200个氢原子：________。 ③分子中含有22个共价键的链状烷烃C：________。 ④0.1 mol链状烷烃D完全燃烧，消耗标准状况下11.2 L O2：________。 C6H14 C99H200 C7H16 C3H8 返回导航 课堂检测 巩固落实 返回导航 课堂检测 巩固落实 (2)下列关于烷烃的叙述正确的是________。 A．都是易燃物，燃烧产物一定为二氧化碳和水 B．在光照条件下，能使溴水褪色 C.烷烃的卤代反应很难得到纯净的有机产物 D．能使酸性KMnO4溶液褪色 C 返回导航 课堂检测 巩固落实 解析：烷烃中含有碳、氢元素，完全燃烧的产物为二氧化碳和水，氧气不足时，烷烃不完全燃烧，产物可能为一氧化碳和水，选项A错误； 在光照条件下，烷烃不能与溴水反应，不能使溴水褪色，选项B错误； 烷烃的卤代反应很难得到纯净的有机产物，一般会产生多种卤代烃，选项C正确； 烷烃分子中不含碳碳双键或碳碳三键等，不能使酸性KMnO4溶液褪色，选项D错误。 返回导航 课堂检测 巩固落实 (3)把下列物质的沸点按由高到低的顺序排列________________(填序号)。 ①CH3(CH2)3CH3 ②(CH3)4C ③2，3，4-三甲基戊烷 ④(CH3)2CHCH2CH2CH3 ③④①② 返回导航 课堂检测 巩固落实 解析：烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化，随着烷烃碳原子数的增加，沸点逐渐升高；碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低。故沸点按由高到低的顺序排列为③④①②。 返回导航 课堂检测 巩固落实 CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl CH4____________ C16H34C8H16＋____________ C8H18C4H10＋C4H8 2．下列有机化合物互为同系物的是(　　) A．C2H6和C6H14 B．CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl C． D．CH2===CHCH2CH3和 和，前者属于酚类，后者属于醇类，二者结构不相似，不互为同系物，故C不符合题意； CH2===CHCH2CH3和的结构不相似，前者含碳碳双键，后者不含，二者不互为同系物，故D不符合题意。 知识点二　烷烃的命名 1．烃基 (1)概念：烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团称为烃基。如甲基(_________)、乙基(____________)、正丙基(________________)、异丙基 (____________)、乙烯基(—CH===CH2)和苯基()。 (2)特点：中性基团，不能独立存在，短线表示一个电子。 解析：链状烷烃的通式为CnH2n＋2，14n＋2＝100，解得n＝7，该链状烷烃的分子式为C7H16。分子内有3个甲基，说明分子内仅有一个取代基。若取代基为甲基，可能的碳骨架结构为 ；若取代基为乙基，可能的碳骨架结构为；取代基不可能是丙基或更复杂的烃基。 答案：3-甲基己烷 $