第2章 第1节 第1课时 烷烃的结构和性质-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3教师用书word（人教版 多选版）

第二章|烃 第一节　烷烃 学习目标 重点难点 1.认识烷烃的组成和结构特点及其性质,认识烷烃的取代反应的特点和规律。 2.了解烷烃在日常生活中的重要应用。 重点 依据甲烷的结构和性质认识烷烃的结构和性质。 难点 烷烃的系统命名法。 第1课时　烷烃的结构和性质 新知探究(一)——烷烃的结构 1.烷烃的结构探究 请根据图中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。 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 sp3 σ键 乙烷 CH3CH3 C2H6 sp3 σ键 丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 σ键 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 σ键 正戊烷 CH3(CH2)3CH3 C5H12 sp3 σ键 2.烷烃的结构特点 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 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 键的类型 烷烃分子中的共价键全部是单键(C—C、C—H) 3.同系物 结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。甲烷、乙烷和丙烷互称为同系物。链状烷烃的通式为CnH2n+2。 [微点拨]　同系物中的“结构相似”指化合物具有相同的官能团和相似的骨架结构，且属于同一类有机物。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)烷烃的碳原子均采取sp3杂化 (√) (2)分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃 (√) (3)烷烃分子中的所有原子不可能共平面 (√) (4)丙烷分子中所有碳原子在一条直线上 (×) (5)烷烃分子中的键角一般为109°28',分子中可能含π键 (×) 2．下列说法不正确的是(　　) A．分子式为C3H8与C6H14的两种有机化合物一定互为同系物 B．同分异构体之间一定不互为同系物 C．互为同系物的两种有机化合物的相对分子质量数值一定相差14 D．互为同系物的两种有机物的组成元素相同，且结构相似 解析：选C　分子式为C3H8与C6H14的两种有机化合物都是饱和链状烷烃，二者分子组成上相差3个CH2原子团，因此二者互为同系物，A正确；互为同分异构体的物质的分子式相同，而同系物的分子组成上一定相差n个CH2(n为正整数)原子团，所以互为同分异构体的物质一定不互为同系物，B正确；同系物是指结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物，所以互为同系物的两种有机化合物组成元素相同，相对分子质量的数值一定相差14n(n为正整数)，C错误，D正确。 3.写出下列烃的分子式。 (1)己烷　　　　,含氢原子个数为16的链状烷烃为　　　　,环状烷烃为　　　　。  (2)含11个碳原子的链状烷烃　　　　。  (3)含碳质量分数最小的烷烃为　　　　。  答案:(1)C6H14　C7H16　C8H16 (2)C11H24　(3)CH4 新知探究(二)——烷烃的性质 1.甲烷的性质 (1)物理性质 纯净的甲烷是无色、无臭的气体,难溶于水,密度比空气的小。 (2)化学性质 甲烷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CCl4溶液反应。甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧(可燃性)和能在光照下与氯气发生取代反应。 2.烷烃的性质 根据甲烷的性质推测烷烃的性质 (1)物理性质递变性 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气态,C5~C16液态 [新戊烷C(CH3)4在常温常压下是气态],C17以上为固态 熔、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、沸点升高 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,但都小于水的密度 溶解性 烷烃都难溶于水,易溶于有机溶剂 (2)化学性质 ①稳定性 常温下烷烃的化学性质比较稳定,与强酸、强碱、强氧化剂、溴的CCl4溶液等都不发生反应。 ②可燃性 烷烃均具有可燃性,写出汽油的成分——辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O。 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CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。 乙烷与Cl2在光照下反应可生成的有机产物有几种(写结构简式)。 CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl、CH3CCl3、CH2ClCHCl2、CH2ClCCl3、CHCl2CHCl2、CHCl2CCl3、 CCl3CCl3。 应用化学 　　烷烃是一类最基础的有机化合物,在我们生活中扮演着重要的角色。烷烃的化学性质比较稳定,与强酸、强碱或酸性KMnO4等强氧化剂不反应。但在一定条件下会发生取代反应。某兴趣小组以甲烷为例探究烷烃的取代反应,其装置如下 1.该实验现象如何?如何书写该反应的化学方程式? 提示:现象:A装置,试管内气体颜色逐渐变浅,试管壁有油状液滴,试管中有少量白雾,且试管内水面上升,水槽内有固体析出;B装置,无明显现象。 化学方程式: CH4+Cl2CH3Cl(一氯甲烷)+HCl CH3Cl+Cl2CH2Cl2(二氯甲烷)+HCl CH2Cl2+Cl2CHCl3(三氯甲烷)+HCl CHCl3+Cl2CCl4(四氯甲烷)+HCl 2.如下两个反应均可得到氯乙烷。 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl,CH2CH2+HClCH3CH2Cl,你认为采取哪一种方法好? 提示:采取第二种方法好。因为这种方法无副反应,产物较纯。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)烷烃与所有氧化剂均不发生氧化反应 (×) (2)所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 (√) (3)在光照下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色 (×) (4)1 mol丙烷与氯气发生取代反应,最多能消耗Cl2的物质的量为8 mol (√) (5)戊烷的三种同分异构体中,沸点最低的是新戊烷 (√) (6)乙烷、丙烷、正丁烷的熔沸点依次降低 (×) 2.下列关于烷烃性质的叙述中,不正确的是 (　　) A.烷烃同系物的熔沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高,常温下的状态由气态递变到液态,再递变到固态 B.烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大,从比水轻递变到比水重 C.烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应 D.烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色 解析:选B　烷烃的密度比水的小,B错误。 3.液化气的主要成分之一是丙烷,下列有关丙烷的叙述不正确的是 (　　) A.丙烷是链状烷烃,但分子中碳原子不在同一直线上 B.在光照条件下能够与Cl2发生取代反应 C.丙烷比其同分异构体丁烷易液化 D.1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2 解析:选C　丙烷分子中碳原子均为饱和碳原子,3个碳原子不在同一直线上,A正确;丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应,B正确;丙烷与丁烷互为同系物,C错误;1 mol丙烷(C3H8)完全燃烧消耗O2的物质的量为mol=5 mol,D正确。 4. [双选]异辛烷是优良的发动机燃料,其结构简式如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.异辛烷分子中碳原子的杂化方式有2种 B.异辛烷的沸点低于正辛烷 C.异辛烷的一氯代物有4种(不考虑立体异构) D.异辛烷易溶于水 解析:选BC　异辛烷分子中的碳原子都是饱和碳原子,杂化方式为sp3,A错误;异辛烷和正辛烷互为同分异构体,一般情况下,同种烷烃的不同异构体的支链越多,沸点越低,故沸点:异辛烷<正辛烷,B正确;由异辛烷的结构简式可知,分子中含有4种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有4种,C正确;异辛烷为烷烃,难溶于水,D错误。 5.有A、B、C三种烃,已知: ①B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3; ②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种; ③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;A遇Br2的CCl4溶液不褪色,其一氯代物只有一种。 请回答下列问题: (1)B的最简式为　 　　　,分子式为　　 　　,其二溴代物有　　　　种。  (2)C的三种二氯代物的结构简式分别为　　　　、　　　　　　、　　　　　　。  (3)A的结构简式为　　　　　　　　　。  解析:(1)由B的燃烧产物可推出B中n(C)∶n(H)=1∶3,B的最简式为CH3,B的分子式只能是C2H6,B为乙烷,其二溴代物有两种。(2)由②可推断C应为异丁烷,在饱和气态链烃中只有异丁烷的二氯代物有三种。 答案:(1)CH3　C2H6　2 (2)　 　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $