2.1.1烷烃的结构和性质 课件 2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

第二章 第一节 烷烃 2.1.1烷烃的结构和性质 学科：化学 年级：高二 1.知道烷烃的物理性质的变化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.了解同系物的概念，学会判断物质是否互为同系物。 学习目标 2 烷烃是一种饱和链烃，属于脂肪烃，烷烃广泛存在于自然界中。 苹果表面的蜡状物质中有二十七烷(C27H56) 圆白菜叶子表层中有二十九烷(C29H60) 蚂蚁分泌的信息素中有十一烷(C11H24)和十三烷(C13H28) 一、烷烃的结构 1.烃 仅含 、 两种元素的有机化合物。 根据结构的不同，烃可分为 、 、 和 等。 碳 氢 烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 + = 烃 t àn q īnɡ t īnɡ 4 一、烷烃的结构 2.烷烃的结构 (1)烷烃的结构 根据图中烷烃的分子结构和分子式，分析它们在组成和结构上的相似点。 5 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 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 σ键 σ键 σ键 σ键 σ键 一、烷烃的结构 2.烷烃的结构 (2)烷烃的结构特点 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_____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 键(C—C、C—H)。 (3)链状烷烃的分子通式： 。 sp3 sp3 碳原子 氢原子 σ 碳 锯齿状 单 CnH2n+2(n≥1) CH4 7 一、烷烃的结构 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。如甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。 (2)性质：同系物因组成和结构相似，化学性质 ，而物理性质一般呈 变化，如烷烃的熔点、沸点、密度等。 CH2 结构 规律性 相似 同类物质，有相同的通式 8 1.下列物质互为同系物的是 A.C2H6和C6H14 B.CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl C. 和 D.CH2==CHCH2CH3和 √ 思考 二、烷烃的性质 回忆甲烷的物理性质及化学性质，体会同系物物理性质的规律性变化及化学性质的相似性。 1.物理性质 (1)甲烷 纯净的甲烷是 、 的气体， 溶于水，密度比空气的 。 无色 无臭 难 小 10 (2)烷烃，阅读教材表2-1，回答下列问题： 二、烷烃的性质 1.物理性质 (2)烷烃 二、烷烃的性质 1.物理性质 物理性质 递变规律 状态 烷烃常温下的存在状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态 C1~C4 态，C5~C16 态 ［新戊烷C(CH3)4在常温常压下是气体］，C17以上为 态 气 液 固 (2)烷烃 二、烷烃的性质 1.物理性质 物理性质 递变规律 熔点 沸点 ①随碳原子数的增加，即烷烃的相对分子质量越大，烷烃的熔、沸点_____ ②碳原子数相同(相对分子质量相同)，支链越多，熔、沸点越低 密度 随碳原子数的增多而逐渐增大，但都 水的密度 溶解性 烷烃都 溶于水， 溶于有机溶剂 越高 小于 易 难 二、烷烃的性质 2.化学性质 (1)甲烷 甲烷的化学性质比较 ，常温下 被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与强酸、强碱及 反应。 甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧( 性)和能在光照下与氯气发生 反应。 稳定 不能 溴的四氯化碳溶液 可燃 取代 【回顾】CH4与Cl2反应 实验操作   实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐____； 试管内壁有_________出现，试管中有_________， 且试管内液面_____，水槽中有固体析出 B装置：_______。 变浅 油状液滴 少量白雾 上升 无现象 取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试 烷 管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。静置，比较两支试管内的现象。 二、烷烃的性质 2.化学性质 (2)烷烃 ①稳定性 常温下烷烃的化学性质比较稳定，与 、 、 、 ______ 等都不发生反应。 ②可燃性 烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O。 强酸 强碱 强氧化剂 溴的四氯化碳溶液 二、烷烃的性质 2.化学性质 (2)烷烃 ③取代反应 烷烃可与卤素单质在光照条件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的化学方程式为： 注意　a.烷烃的取代反应是在光照条件下与纯净的卤素单质的反应。 b.连续反应：反应过程不会停留在某一步，所以产物较为复杂，不适合制备物质。 c.定量关系：1 mol卤素单质只能取代1 mol H，同时生成1 mol HX。 CH3CH2Cl+HCl CH3CH3+Cl2 二、烷烃的性质 2.化学性质 (2)烷烃 ④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。如： CH4 ； C16H34 C8H16+ ； C8H18 C4H10+ 。 C+2H2 C8H18 C4H8 1.在1.013×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如表所示。据表分析，下列选项正确的是 A.在标准状况下，新戊烷是气体 B.在1.013×105 Pa、20 ℃时， C5H12都是液体 C.烷烃随碳原子数的增加，沸 点降低 D.C5H12随着支链数的增加，沸点降低 D 物质名称 沸点/℃ 正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5 正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.1 异戊烷CH3CH2CH(CH3)2 27.9 新戊烷C(CH3)4 9.5 正己烷CH3(CH2)4CH3 69.0 思考 思考 2.甲基环戊烷( )常用作溶剂及色谱分析标准物质，也可用于有机合成。下列有关该有机化合物的说法错误的是 A.分子式为C6H12 B.光照下可以与Cl2发生取代反应 C.易溶于水及苯 D.不能使酸性KMnO4溶液褪色 C 思考 3.已知链状烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。 (1)链状烷烃A的分子式为______。 C5H12 (2)写出A可能存在的结构简式：______________________________ _____________________________。 (3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。 ①B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为 ___________________________________。 ②B完全燃烧的化学方程式为____________________________。 CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4 CH3CH2CH2CH2CH3、 C(CH3)4+Cl2 C(CH3)3CH2Cl+HCl C(CH3)4+8O2 5CO2+6H2O $