7.1 饱和烃 第2课时（教学课件）化学沪科版必修第二册

该高中化学课件聚焦烷烃的结构、命名、性质及同分异构现象，从生活中天然气、汽油等常见烷烃实例导入，衔接甲烷知识，通过球棍模型分析结构相似性，建立烷烃通式与同系物概念，为同分异构学习搭建递进式支架。 其亮点在于融合科学探究与实践，通过搭建丁烷球棍模型、“减碳链法”书写同分异构体等活动，培养学生模型建构与证据推理能力。结合系统命名步骤口诀和等效氢法，强化结构决定性质的化学观念，助力学生深化理解，也为教师提供清晰教学思路与互动素材。

第7章 常见的有机化合物 7.1 饱和烃 第2课时 烷烃 同分异构现象 沪科版必修第二册 同分异构现象 2 烷烃 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.掌握烷烃的结构特点，理解烷烃的同分异构现象。 2.会书写丁烷戊烷的同分异构体。 3.理解同系物与同分异构体的结构差异。 生活中常见的烃 天然气 汽油 柴油 煤油 液化石油气 蜡烛 甲烷CH4 C5～C11的烷烃 丙烷和丁烷 C15～C18的烷烃 C11～C16的烷烃 C18～C30的长链饱和烃 主要成分都是烷烃。烷烃是一类最基础的有机物。 引·新课导入 01 烷烃 烷烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 下列是四种烷烃的球棍模型，写出它们的结构简式和分子式，并分析他们在组成和 结构上的相似点。 结构 简式 分子式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 探·知识奥秘 6 烷烃 1.定义：烃分子中的碳原子之间以碳碳单键结合成链状，其余价键均与氢原子相结合的烃称为烷烃。烷烃是一种饱和烃，甲烷是最简单的烷烃。 烷烃 每个碳原子都是四个单键的烃 2.通式： “CnH2n+2” 探·知识奥秘 7 烷烃 微点拨 H C2H6 C3H8 C4H10 CH4 下图是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的结构简式，写出其结构式，试分析其特点。 烷烃失去 1 个氢原子后所剩余的原子团就叫做烷基“—R”表示 甲基 —CH3 乙基 —C2H5 烃分子失去 1 个氢原子后所剩余的部分叫做烃基。 丙基 —C3H7 注意：烃基中短线代表“未成键的单电子”；烃基是电中性的，不能单独存在。 探·知识奥秘 8 烷烃 烷烃的命名 （1）当碳原子数为 1 ～ 10 时，依次用天干—甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示； （2）当碳原子数超过 10 时，可用中文数字表示。 例如：CH4——甲烷；C6H14 —— 己烷。 例如：C16H34 —— 十六烷。 （3）若存在支链， 依分子中支链多少以正、异、新表示。 正戊烷 异戊烷 例如：CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 CH3CCH3 CH3 CH3 新戊烷 ——习惯命名法 探·知识奥秘 9 烷烃 烷烃的命名 （1）选主链，称“某烷”。 ——系统命名法 ①选定分子中最长的碳链为主链，按主链中碳原子的数目称作“某烷” 己烷 CH3—CH—CH2—CH—CH3 CH3 CH2 CH3 ②当出现两条或多条等长的碳链时， 选择含取代基最多的一条作为主链。 CH3 CH3—CH—CH2—CH—C—CH3 CH3 C2H5 CH3 己烷 探·知识奥秘 10 烷烃 烷烃的命名 （2）编序号，定支链 ——系统命名法 ①选主链中离取代基最近的一端为起点，用1、2、3等阿拉伯数字依次给主链上的碳原子编号定位，以确定取代基在主链中的位置。 2，4—二甲基己烷 CH3—CH—CH2—CH—CH3 CH3 CH2 CH3 ②当两个相同取代基分别处于主链两端同等距离，从离第三个取代基最近的一端开始编号。 CH3 CH3—CH—CH2—CH—C—CH3 CH3 C2H5 CH3 2，2，5—三甲基—3—乙基己烷 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 原则：①起点离支链最近 探·知识奥秘 11 烷烃 烷烃的命名 （2）编序号，定支链 ——系统命名法 ③当两个不同支链分别处于取代基两端同等距离，从简单的一端开始编号。 3—甲基—4—乙基己烷 CH3—CH2—CH—CH—CH2 CH3 C2H5 CH3 ④不管从主链的哪端开始，支链的位置都相同，都一样简单(—CH3)，从取代基编号位次之和最小的一端开始。 CH3 CH3—CH—CH—CH2—C—CH3 CH3 C2H5 CH3 2，2，5—三甲基—4—乙基己烷 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 原则：②同样近，简单优先 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 原则：③同样近同样简，编号之和最小 编序号的原则：最近、最简、最小 探·知识奥秘 12 烷烃 烷烃的命名 （3）写名称 ——系统命名法 ①将取代基的名称写在主链名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在主链上的位置，并在数字与名称之间用“—”隔开。 ②如果主链上有相同的取代基，将取代基合并起来，用“二、三”等数字表示取代基的个数。表示取代基位置的阿拉伯数字之间用“，”隔开。 ③如果主链上有几个不同的取代基，把简单的写在前，复杂的写在后。 CH3 CH3—CH — CH — CH2 — CH2 — CH3 CH3 1 2 3 4 5 6 主链名称 主链碳原子个数 物质类别 取代基名称 取代基数目 取代基位置 2，3—二 甲基己烷 探·知识奥秘 13 烷烃 微点拨 H C2H6 C3H8 C4H10 CH4 下图是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的结构简式和球棍模型和结构式，试分析其异同。 探·知识奥秘 14 烷烃 同系物 1.定义：具有共同的化学通式，在组成上相差一个或几个碳原子基团，化学性质相似，物理性质随碳原子数的增加而规律性变化的化合物系列中的各化合物互为同系物。 2.特点： 同 两种物质化学通式相同，属于同一类物质，成键类型和碳骨架类型相同 似 差 两种物质化学性质相似，结构相似。 两种物质分子式不同，分子组成上相差一个或多个CH2原子团 探·知识奥秘 15 烷烃 阅读下表，讨论“烷烃随着碳原子数的增加，其物理性质呈现哪些变化趋势”，试阐述缘由。 C1~C4 C5~C16 C17以上 随碳数增加 ，熔沸点逐渐升高 碳原子数越多，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高 探·知识奥秘 16 烷烃 烷烃的物理性质及变化规律 物理性质 变化规律 状态 熔、沸点 密度 溶解性 随碳原子数的增加，常温下存在的状态由气态(≤4)逐渐过渡到液态(5~16)、固态(≥17)。 新戊烷常温下呈气态。 随碳原子数的增加，熔、沸点逐渐升高。 同种烷烃的不同异构体中，支链越多，熔、沸点越低。 都难溶于水，易溶于有机溶剂。 随碳原子数的增加，密度逐渐增大，但比水的小。 探·知识奥秘 17 烷烃 微点拨 烷烃的化学性质 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） 无色 难溶于水 易燃 不反应 不反应 不反应 取代反应 探·知识奥秘 18 烷烃 烷烃的化学性质 1、烷烃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、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。 2、氧化反应(可燃性) 链状烷烃燃烧的通式为： 3、取代反应 烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。 4、分解：烷烃在较高温度下会发生分解。 探·知识奥秘 19 1.烷烃的系统命名大致分为四个部分： ①主链名称；②取代基名称；③取代基位置；④取代基数目。 这四部分在烷烃命名中书写的先后顺序是（ ） A．①②③④ B．③④②① C．③④①② D．①③④② B 析·典型范例 20 ① CH3CH2OH 和 HOCH2CH2CH2OH 2、判断下列各组物质是否互为同系物 ② CH2=CH2 和 ③ ④ CH3CH2CH3 和 CH3CH2CH(CH3)2 ⑤CH3COOCH2CH3 和 HCOOCH3 ⑥ CH2=CH2 和 CH2=CHCH=CH2 和 析·典型范例 21 3.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 析·典型范例 22 4.下列五种烃：①异戊烷；②新戊烷；③正戊烷；④丙烷；⑤丁烷，按沸点由高到低的顺序排列正确的是(　 　) A．①>②>③>④>⑤ B．②>③>⑤>④>① C．③>①>②>⑤>④ D．④>⑤>②>①>③ C 析·典型范例 23 02 同分异构现象 同分异构现象 尝试搭建丁烷的球棍模型，你能得到几种不同的结构？丁烷分子中的碳链都是直线形的吗？ 正丁烷 异丁烷 探·知识奥秘 25 同分异构现象 同分异构现象 化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构现象,叫做同分异构体现象。 同分异构体 具有相同的分子式而结构和性质不同的化合物，互称为同分异构体 如：正丁烷、异丁烷互称为同分异构体 正戊烷、异戊烷、新戊烷互称为同分异构体 理解： 三个相同： 两个不同： 结构不同、性质不同 分子式相同、分子组成相同、分子量相同 产生同分异构的原因:碳链异构、官能团异构、空间异构。 探·知识奥秘 26 同分异构现象 微点拨 同分异构体的判断 ①分子式必须相同。 注意是分子式相同，不是相对分子质量相同。相对分子质量相同、结构不同的化合物不一定是同分异构体。 如C2H4O和CO2；C2H4和CO；C8H18和C7H14O等。 ②结构不同。 注意从两个方面考虑，一是原子或原子团的连接顺序不同，二是原子的空间排列不同。 结构不同意味着同分异构体不一定是同类物质，如CH3CH2OH与CH3OCH3。 一同一不同 探·知识奥秘 27 同分异构现象 烷烃同分异构体的书写 1、口诀： 主链由长到短，支链由整到散， 位置由心到边，(支链位置)排列由对到邻间 2、注意： ①选主链; ②找主链的中心对称线(放支链前); ③支链“C”不能多于主链“C”； ④甲基不能连接在主链的两端，乙基不能连接在两端的第二位； —— 减碳链法 探·知识奥秘 28 同分异构现象 烷烃同分异构体的书写 写出己烷(C6H14)的所有同分异构体的结构简式 (2)主链减少1个碳：主链为5个碳原子，支链有1个甲基 (1)一条直链： (3)主链减少2个碳: 主链为4个碳原子，支链有1个乙基或2个甲基 CH3—CH—CH—CH3 CH3 CH3 CH3—C—CH2—CH3 CH3 CH3 —— 减碳链法 探·知识奥秘 29 同分异构现象 烷烃同分异构体的书写 —— 等效氢法 1.定义：一元取代物同分异构体数目的判断方法。要判断某烃的一氯取代物的同分异构体的数目，首先要观察烃的结构是否具有对称性。 2.类型：①连在同一个碳原子上的氢原子等效，如甲烷中的4个氢原子等效。 ②同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效。如新戊烷 ，其4个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。 探·知识奥秘 30 同分异构现象 烷烃同分异构体的书写 —— 等效氢法 ③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子是等效的。如 分子中的18个氢原子是等效的。烃分子中等效氢原 子有几种，则该烃一元取代物就有几种同分异构体。 ④烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一元取代物就有几种同分异构体。 注意 ①书写规律可概括为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻到间。②随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也就越多。 ③甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有2种，戊烷有3种，己烷有5种，而癸烷有75种。 探·知识奥秘 31 同分异构现象 戊烷（C5H12）在工业上用途广泛，结合同分异构现象，请写出戊烷同分异构体的结构式和结构简式。 CH3—CH—CH2—CH3 CH3 CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 探·知识奥秘 32 同分异构现象 微点拨 同系物、同分异构体的比较 概念 研究对象 比较 实例 相同 不同 同系物 同分 异构体 有机化合物 化合物 结构相似 分子式相同 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 CH3CH3与CH(CH3)3 结构不同 CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3 探·知识奥秘 33 1.正丁烷和异丁烷互为同分异构体的依据是(　　) A．相对分子质量相同，但分子的空间结构不同 B．两种化合物的组成元素相同，各元素的质量分数也相同 C．具有相似的化学性质和物理性质 D．分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同 D 析·典型范例 34 2.有4种碳骨架模型(氢原子已省略)如图所示的烃，则下列 判断正确的是（ ） A．a和b都属于烷烃 B．b和c互为同分异构体 C．b和d互为同系物 D．c的分子式为C4H10 D 析·典型范例 35 1.下列说法不正确的是（ ） A．所有烷烃中，甲烷中碳的质量分数最低 B．所有烷烃中，甲烷的沸点最低 C．甲烷分子中最多有4个原子共平面 D．甲烷、乙烷和丙烷都能在光照下与氯气发生取代反应 C 2.下列物质中属于同系物的是（ ） ①CH3CH2Cl ②CH2=CHCl ③CH3CH2CH2C1 ④CH2ClCH2Cl ⑤CH3CH2CH2CH3 ⑥CH3CH(CH3)2 A．①② B．①④ C．①③ D．⑤⑥ C 练·技能实战 3.下列有关烷烃的叙述中，错误的是（ ） A. 正戊烷、异戊烷和新戊烷的熔、沸点依次升高 B. 烷烃在光照条件下能与发生取代反应 C. 烷烃的分子通式为CnH2n+2，符合该通式的烃一定是烷烃 D. 烷烃分子中的化学键只有单键 A 练·技能实战 C 4.下列叙述正确的是(　　) A．分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质 B．通式相同的不同物质一定属于同系物 C．分子式相同的不同物质一定是同分异构体 D．同系物的性质完全相同 练·技能实战 5.写出下列烷烃的名称 CH3 CH3 CH3 – C – CH – CH3 CH3 CH3 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH – CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3 CH2 – CH3 CH2 – CH3 3 ，3-二乙基戊烷 2 ， 2 ，3 -三甲基丁烷 2-甲基-4-乙基庚烷 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版必修第二册 $