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 第1课时 烷烃的结构和性质 新课导入 天然气的主要成分为甲烷 液化石油气含有丙烷 打火机中含有丁烷 汽油中含有庚烷和辛烷 苹果中含有十七烷 思考：烷烃的结构和性质？ 思考与讨论 【课本28页】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 正丁烷 正戊烷 CH4 CH4 sp3 σ键 CH3CH3 C2H6 sp3 σ键 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 σ键 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 σ键 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 sp3 σ键 学习任务一 烷烃的结构 1.烷烃的结构与甲烷相似，分子中的碳原子都采取_____杂化， 以___________________ 方向的___杂化轨道与其他_________________结合，形成____键。分子中的共价键全部是____键 伸向四面体四个顶点 sp3 sp3 碳原子或氢原子 σ 单 5.它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个______原子团。像这些结构相似、分子组成上相差一个或若干个_____原子团的化合物称为_________。同系物可用通式表示。 6.链状烷烃的通式：______________ CH2 CH2 同系物 CnH2n＋2(n≥1) 2.以碳原子为中心形成一个或若干个四面体空间结构 3.烷烃分子中的共价键全部是单键(C一C、C一H) 4.烷烃分子中既有极性键(C-H)，又有非极性键(C一C，甲烷除外) 学习任务二 烷烃的化学性质 常温下，烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性KMnO4)、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。 烃燃烧的通式为： (因为烷烃分子中化学键全是σ键，不易断裂) 现象：当碳含量少时，产生淡蓝色火焰，但随着碳原子数的增多，碳的质量分数逐渐增大，有黑烟产生 1.稳定性： 2.可燃性（氧化反应）： 学习任务二 烷烃的化学性质 长链烷烃高温隔绝氧气条件下可分解成短链烷烃和烯烃。 3.取代反应： CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl 光 注意：光照条件；分步取代，多步反应同时进行，产物多；卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)，而不是其水溶液；1mol卤素单质只能取代1molH。 4.分解反应： C4H10 C2H4+C2H6 催化剂 加热、加压 “一上一下，有进有出” 思考与讨论 （1）根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的性质，填写下表。 颜色 溶解性 可燃性 与酸性高锰酸钾溶液 与溴的四氯化碳溶液 与强酸强碱溶液 与氯气 (在光照下) （2）根据甲烷的燃烧反应，写出辛烷（C8H18）完全燃烧的方程式。 无色 难溶 于水 可燃 不反应 不反应 不反应 发生 取代反应 2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O 点燃 课本P29 思考与讨论 课本P29 （3）根据甲烷与氯气的反应，写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式。指出该反应的反应类型，并从化学键和官能团的角度分析反应中有机化合物的变化。 CH3CH3＋Cl2 CH3CH2Cl＋HCl 光 ＋ 光 C C H H H H H H Cl H ＋ Cl Cl Cl C C H H H H H 取代反应 乙烷分子中C-H键断裂，其中的氢原子被氯原子代替，生成C-Cl键 思考与讨论 课本P29 一氯乙烷 二氯乙烷 三氯乙烷 四氯乙烷 五氯乙烷 六氯乙烷 （4）乙烷与氯气在光照下反应，可能生成哪些产物？请写出它们的结构简式。 可能的产物有：HCl＋9种有机产物 CH3CH2Cl CH3CHCl2 CH2ClCH2Cl CH3CCl3 CH2ClCHCl2 CH2ClCCl3 CHCl2CHCl2 CHCl2CCl3 CCl3CCl3 1种 2种 2种 2种 1种 1种 学习任务三 烷烃的物理性质 1.烷烃的同系物 (1) 概念：像甲烷、乙烷、丙烷这些结构相似、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)同系物可用通式表示，如链状烷烃的通式为_________。 CnH2n＋2 判断同系物的三个要点（同、似、差）：（新课程30页） 学习任务三 烷烃的物理性质 同系物的理解（新课程30页） 当堂检测 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 判断下列各组物质是否互为同系物 学习任务三 烷烃的物理性质 名称 分子式 结构简式 常温下 状态 熔点/℃ 沸点/℃ 密度 */ (g·cm-3) 甲烷 CH4 CH4 气 -182 -164 0.423 乙烷 C2H6 CH3CH3 气 -172 -89 0.545 丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 气 -187 -42 0.501 正丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 气 -138 -0.5 0.579 正戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液 -129 36 0.626 正壬烷 C9H20 CH3(CH2)7CH3 液 -54 151 0.718 十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3 液 -26 196 0.740 十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3 液 18 280 0.775 十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3 固 28 308 0.777 表2-1 几种烷烃的熔点、沸点和密度 *甲烷和乙烷分别是-162 ℃和-89 ℃时的数据，其他物质的密度是20 ℃时的数据。 随碳数增加 ，熔沸点逐渐升高 随碳数增加 ，密度逐渐增大 随碳数增加 ，状态气↓液↓固 学习任务三 烷烃的物理性质 (2)随碳原子数的增加，烷烃的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，溶、沸点逐渐升高。 (1)常温的状态：气→液→固 C1~C4：气态 C5~C16：液态 C17以上：固态 注意：新戊烷为气态 注意：一般情况下，某烷烃的同分异构体中，支链越多，范德华力越小，其沸点越低，如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷 (4)所有烷烃均难溶于水，易溶于有机溶剂。 2.烷烃的物理性质 (3)比较烷烃的熔点、沸点高低的思维模型如下： (5)所有烷烃密度均小于1。碳原子数的增加，密度逐渐增大。 知识拓展—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 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 课堂小结 烷烃 结构特点：链状、碳碳单键、碳氢键 化学性质：难氧化、易取代、难分解 物理性质：熔沸点随碳原子数的增加而增大 同系物: 结构特点相同、碳原子数不同 当堂检测 1．甲烷是最简单的烷烃，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．甲烷可以使酸性高酸钾溶液褪色 C．甲烷分子空间构型为正四面体的证据是二氯甲烷只有一种 D．甲烷与Cl2反应的四种有机取代产物都难溶于水 B 当堂检测 2．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所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 ⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 ⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧 A．①②③⑥ B．①④⑥ C．②③④ D．①②③④ B 当堂检测 3．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。下列有关该有机物的说法错误的是( ) A. 分子式为C6H12 B. 与环己烷互为同分异构体 C. 易溶于水及苯 D. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C $