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

第一节　烷烃 第二章 烃 第1课时 1 2 依据甲烷的结构与性质认识烷烃的结构与性质 1 本节重点 本节难点 依据甲烷的结构与性质认识烷烃的结构与性质 知识导航 烃：仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为烃。 烃 根据结构的不同 烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 ...... 甲烷 乙烯 乙炔 苯 其结构和性质 认识 各类烃的结构和性质 碳原子的饱和程度和化学键的类型 烃分子可能的断键部位与相应反应类型的主要依据 预测 新课导入 通常我们把链状的烃称为脂肪烃，烷烃是一类饱和的脂肪烃。 生活中的一些常见物质，例如天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等，它们的主要成分都是烷烃。 甲烷 丙烷和丁烷 庚烷、辛烷 苹果表皮天然蜡质是二十七烷 圆白菜表皮蜡质是二十九烷，来应对干旱或虫害胁迫 蚂蚁分泌的传递信息素是十一烷和十三烷 二十二烷 1.1烷烃的结构与性质 4 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 σ键 σ键 σ键 σ键 σ键 【思考讨论】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。 1.1烷烃的结构与性质 5 碳原子之间都以碳碳单键结合，剩余的价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。 1、烷烃的概念： 2、烷烃的结构： 链状烷烃的分子通式：CnH2n+2(n≥1) 单环烷烃的分子通式：CnH2n (n≥3) C-H(sp3-s σ键),C-C(sp3-sp3 σ键)，较稳定 1.1烷烃的结构与性质 3、同系物 （1）概念： 官能团种类和数目相同，通式相同，属于同类物质 （2）性质：化学性质相似 A 1.1烷烃的结构与性质 [例2]下列物质是否为同系物： ① CH3CHO 和 CH3COOH 否 ② CH2=CH2 和 否 ③ CH4 和 CH3CH3 是 ④ CH3CH2CH3 和 CH3－CH2－CH－CH3 CH3 │ 是 CH3 CH2 CH2 CH3和 ⑤ CH3 CH3 CH CH3 否 ⑥C2H6O和C3H8O 否 ⑦CH3OH 和 HOCH2CH2OH (乙二醇) 否 ⑧ CH3 和 CH3 CH3 是 判断关键点： 通式相同，分子式不同； 结构相似： 官能团种类(特征结构)同，数目同 应用体验 【讨论】烷烃的结构决定了其性质与甲烷相似，甲烷有什么性质？ 色、味、态、毒、溶、密 1、甲烷的物理性质 （1）通常情况下，甲烷是一种无色，无味的气体。 （2）密度是0.717g/L（标准状况），比空气小。 （3）甲烷极难溶于水。 排水法 回顾甲烷的性质 H H H C H sp3 sp3 sp3 sp3 CH4 电子式： CH4 C • • • • H H H H •• •• 分子式： 结构式： 结构简式： 球棍模型 空间填充模型 2.1烷烃的物理性质 单键、σ键、sp3杂化、正四面体结构 9 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。 思考与讨论 2.1烷烃的物理性质 10 烷烃同系物的物理性质的递变规律 ①溶解性：都 溶于水，易溶于_____________ ②密度：比水 ；C越多，则密度越 。 ③状态（室温下）： C1～C4： 态； C5～C16： 态(新戊烷为 体)； C17以上： 态 ④熔沸点： C原子数越多，熔沸点越 ，同碳原子数的烃，支链越 熔沸点越 。 难 气 液 气 固 高 多 低 大 小 有机溶剂 影响因素----范德华力 烷基是疏水基 2.1烷烃的物理性质 11 2、甲烷的化学性质--①较稳定 2、甲烷的化学性质--②可燃性 2、甲烷的化学性质--③易取代 2、甲烷的化学性质--④难分解 CH4 C +2H2 催化剂 高温 2.2烷烃的化学性质 实验现象 原因分析 无光照 光照 无明显变化 无光照该反应不能发生 试管内气体颜色变浅 氯气逐渐消耗 试管壁上有油状液滴 生成不溶于水的液体 试管中液面上升 生成的气体溶于水中使试管内压强减小 水槽中有固体析出 Cl-饱和 可能观察到白雾 生成了易溶于水的HCl气体 2.2烷烃的化学性质 不与酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液、强酸溶液、强碱溶液反应。 ① 稳定性： ② 氧化反应——可燃性 CnH2n+2＋ O2 nCO2＋ (n+1)H2O 点燃 【注意】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。 完全燃烧相同质量的烃时，消耗氧气的体积（物质的量）随着碳原子数的递增而减小。 2.2烷烃的化学性质 反应条件：光照 + 卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)，； 分步取代，多步反应同时进行，产物多，不适合物质制备； 1mol卤素单质只能取代1molH。 注意 3、特征反应——取代反应 烷烃可以与卤素单质(气态)在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。 CnH2n+2 ＋X2 CnH2n+1X＋HX 一定条件 (X=F\Cl\Br\I) 高温裂化或裂解 4、分解反应 在催化剂、加热条件下分解生成短链烷烃和烯烃。这在石油化工上称为石油的裂化或裂解。 C16H34 C8H18+C8H16 催化剂 加热、加压 C4H10 C2H4+C2H6 催化剂 加热、加压 2.2烷烃的化学性质 【思考与讨论】教材P29 （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 取代反应 2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O 点燃 2.2烷烃的化学性质 （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。 取代反应 + Cl—Cl 光照 C C H H H H H H C C Cl H H H H H Cl H + 与纯卤素反应 条件 1mol卤素单质只能取代1molH 2.2烷烃的化学性质 （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。 取代程度 取代产物结构简式 一取代 二取代 三取代 四取代 五取代 六取代 CH3CH2Cl CH3CHCl2 CH2ClCH2Cl CH3CCl3 CH2ClCHCl2 CH2ClCCl3 CHCl2CHCl2 CHCl2CCl3 CCl3CCl3 2.2烷烃的化学性质 问题1: 1 mol CH4与Cl2反应,生成等量的4种有机物,则消耗的Cl2的物质的量为多少？ 问题2: 1 mol乙烷在光照条件下最多能与多少 mol Cl2发生取代反应？ 问题3: 【判断正误】乙烷在光照的条件下能与溴水发生取代反应 问题4: 若要制备一氯乙烷用哪种方法好？ 方法一：CH2=CH2+HCl →CH3CH2Cl 方法二：CH3CH3+Cl2 → CH3CH2Cl+HCl 6 否 2.5 √ 2.2烷烃的化学性质 (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燃烧的化学方程式为 ____________________________________________________ 【例1】已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。 (1)烷烃A的分子式为________。 C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3、 CH3CH(CH3)CH2CH3、 C(CH3)3CH2Cl＋HCl C(CH3)4＋Cl2 光照 C5H12＋8O2 点燃 5CO2＋6H2O C(CH3)4 应用体验 $