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 烃 第一节 烷烃的结构和性质 学习目标 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.了解烷烃的命名规则，会对烷烃进行命名。 新课导入——生活中常见的有机物 石蜡 C18～C30的长链饱和烃 C15～C18的烷烃 柴油 丙烷和丁烷 液化石油气 天然气 甲烷 C17～C21的烷烃 凡士林 它们的主要成分都是烷烃，烷烃是一类最基础的有机物。 烷烃的结构 写出相应的结构简式和分子式，并分析它们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 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2) 3CH3 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 C－H σ键 C － C、C－H σ键 C － C、C－H σ键 C － C、C－H σ键 C － C、C－H σ键 烷烃的结构 C原子均为sp3杂化 形成C-H σ键 或C-C σ键 均为单键（可旋转） 共价键： 碳链为锯齿形 通式：CnH2n+2 （n≥1） 链状烷烃： 杂化方式： 所有原子不能共平面 1、结构 2、同系物 （1）概念：结构相似、分子组成上相差若干个CH2原子团的化合物 结构相似：官能团种类和数目相同，属于同类物质 针对练习：判断下列各组物质是否互为同系物 ① CH3CH2OH 和 HOCH2CH2CH2OH ② CH2=CH2 和 ③ ④ CH3CH2CH3 和 CH3CH2CH(CH3)2 H2C CH2 CH2 否 否 否 是 是 ⑤CH3COOCH2CH3 和 HCOOCH3 ⑥ CH2=CH2 和 CH2=CHCH=CH2 否 和 注意：碳的个数不相同的链状烷烃均互为同系物 【思考与交流】表2-1 几种烷烃的熔点、沸点和密度 烷烃名称 分子式 结构简式 常温下状态 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 水溶性 甲烷 CH4 CH4 气体 －182 －164 0.423 不溶 乙烷 C2H6 CH3CH3 气体 －172 －89 0.545 不溶 丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 气体 －187 －42 0.501 不溶 丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 气体 －138 －0.5 0.579 不溶 戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液体 －129 36 0.626 不溶 壬烷 C9H20 CH3(CH2)7CH3 液体 －54 151 0.718 不溶 十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3 液体 －26 196 0.740 不溶 十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3 液体 18 280 0.775 不溶 十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3 固体 28 308 0.777 不溶 2、熔沸点： C个数越多，熔沸点越高 C个数相同，支链越多，熔沸点越低。 （如:正戊烷>异戊烷>新戊烷） 1、状态： 3、密度： C个数越多，密度越大，但都比水小 4、水溶性： 均难溶于水，但易溶于有机溶剂 C1-C4气态; C5-C16液态; C17以上为固态。 烷烃的物理性质 烷烃的化学性质 回忆甲烷的化学性质，推测烷烃可能的化学性质 (1) 稳定性：通常条件下与 、 或 等强氧化剂不反应。 强酸 强碱 高锰酸钾 因为烷烃分子中化学键全是σ键，不易断裂 (2)氧化反应-可燃性：烷烃都能燃烧。 烷烃燃烧通式： nCO2＋(n+1)H2O 点燃 CnH2n+2＋ O2 3n+1 2 实验现象：当碳含量少时，产生淡蓝色火焰；碳的含量增大，伴有黑烟产生 拓展——烃燃烧的有关计算 xCO2＋ H2O 点燃 CXHy＋ ( x+ ）O2 y 4 y 2 ①等物质的量的烃CxHy完全燃烧， 值越大，耗氧量越大。 1.烃完全燃烧时消耗氧气的量的规律： (x+ ) y 4 ②等质量的烃CxHy完全燃烧， 值越大，耗氧量越大。 y x 烷烃的化学性质 (3) 取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团 所替代的反应 + Cl—Cl 光 C C H H H H H H C C Cl H H H H H Cl H + CH3CH2Cl + HCl 反应条件：光照；卤素单质的蒸汽状态 注意： 3、定量关系: 1mol卤素单质只能取代1molH，生成1mol HX 2、反应产物：连锁反应，混合物(多种卤代烃)，不适宜制备卤代烃。 1、反应的特点：分步取代，多步反应同时进行，产物多 烷烃的化学性质 针对练习 1、1mol丙烷在光照情况下，最多可以与 mol氯气发生取代反应。 8 CH3CH2CH3 2、丙烷的一氯代物有 种。 2 3、戊烷的同分异构体A的一氯代物只有一种,其与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为：___________________________________ C(CH3)3CH2Cl＋HCl C(CH3)4＋Cl2 光照 烷烃的化学性质 (4) 分解反应 通式：一分子烷烃 一分子烷烃+一分子烯烃 条件：隔绝空气，催化剂加热 C16H34 C8H18+C8H16 催化剂 加热、加压 C8H18 C4H10 + C4H8 催化剂 加热、加压 烷烃 烷烃 烯烃 拓展——环烷烃 1.环烷烃的结构：存在碳环，碳原子发生sp3杂化 2.单环烷烃的通式： 3.环烷烃的性质： CnH2n (n≥3) 物理性质、化学性质均与链状烷烃相似 Ω=1 常温下有稳定性，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，具有可燃性；能在光照下发生取代反应。 + Cl2 光照 + HCl Cl 环丙烷C3H6 环戊烷C5H10 决定 结构 性质 结 质 质 烷烃分子中的共价键全部是单键 化 学 性 物 理 性 构 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，碳原子与碳原子或其他原子形成σ键 烷烃的结构与性质 能在光照下与氯气发生取代反应 常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应 能在空气中燃烧(可燃性) 随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐升高 随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的密度逐渐增大 随着烷烃碳原子数的增加，常温下的存在状态也由气态逐渐过渡到液态、固态。 课堂小结 课堂练习 1、下列有关烷烃的叙述中，正确的是： ①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键。 ②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去。 ③分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃 ④相同物质的量的甲烷和乙烷完全燃烧，耗氧量最大的是乙烷 ⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 ⑥M为44的烃与氯气发生一氯取代，所得的化合物有2种 ①④ 2．丁烷广泛应用于家用液化石油气，也可用于打火机中作燃料，下列叙述不正确的是（ ） A．CH3CH2CH2CH3分子中四个碳原子 不在同一条直线上 B．C4H10与C(CH3)4互为同系物 C．丁烷在常温下是气体 D．C4H10进行一氯取代后可生成两种沸点不同的有机产物 D 课堂练习 课堂练习 3.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加而逐渐升高,常温下的状态由气态到液态,再到固态 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,从比水轻到比水重 C.烷烃与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 B $