第二章 烃
第一节 烷烃
教学目标:
1.认识烷烃物理性质的规律性变化
2.认识烷烃的结构特点
3.理解烷烃主要化学性质
4.会对烷烃进行系统命名
素养目标:
通过烷烃同分异构体的学习,发展“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”的化学学科核心素养。
教学重、难点:
重点:烷烃主要化学性质 难点:烷烃系统命名
教学过程:
通常我们把链状的烃称为_______,烷烃是一类_____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。
学习任务一:烷烃的结构和性质
思考与讨论
请根据图2-1所示烷烃的分子结构,写出相应结构简式和分子式,并分析它们在组成和结构上的相似点。
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,以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合,形成σ键。烷烃分子中的共价键全部是单键(如图2-1)。
图2-1 几种简单烷烃的分子结构模型
回顾与思考:甲烷有哪些性质?其他烷烃的性质是否与甲烷类似?
思考与讨论
(1)根据甲烷的性质推测烷烃可以具有的性质,填写下表。
(2)根据甲烷的燃烧反应,写出汽油的成分之一辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式。
(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。
(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。
1.什么是同系物
(1)概念: ______相似、分子组成上相差一个或若干____原子团的化合物互称为同系物。同系物可用_____表示。
如:CH4、C2H6、C3H8、C4H10、C12H26互为烷烃的同系物。
(2)同系物的判断方法:
看是否符合“两同一差”:同通式、同结构,差 n 个CH2原子团。
(3)什么是烷烃
烃分子中碳原子之间只以 结合,剩余价键均与 原子结合,使每个碳原子的化合价达到“ ” 的烃,也叫 烃。
★注意:①碳链不是直线型的而是锯齿形的。②单键(σ键)是可以旋转的。
(4)链状烷烃的通式:CnH2n+2 ( n ≥ 1 )
表2-1 几种烷烃的熔点、沸点和密度
2.烷烃的物理性质有什么规律
随着碳烷烃碳原子数的增加,烷烃的熔点和沸点逐渐______,密度逐渐_______,常温下的存在状态也由_____逐渐过渡到______、______。
学习任务二:烷烃的命名
1.什么是烃基
烃分子失去____个氢原子所剩余的基团。
2.烷烃怎么命名
(1)名称的确定:
①1~10个C原子烷烃:称为 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷
②10个C原子以上的烷烃:以中文数字表示 如:C18H38 称为十八烷
当烷烃分了中的碳原了数大于3时,烷烃分了不再只有_____结构,在主链上可能存在烷基_____,产生____________,且烷烃的碳原子数越多其同分异构体的数目越____。
(2)习惯命名法(4~5个碳原子)
丁烷、戊烷等同分异构体,习惯上在名称的前面加“正”“异”“新”区分。
烷烃的同分异构体的化学性质______,物理性质(熔点、沸点和密度等)有_____。一般情况下,同种烷烃的不同异构体中,支链越多其沸点_____。
(3)怎么用系统命名法给烷烃命名(5个碳原子以上)
①选主链:“最长”“最多” 原则
a.选择_____的碳链为主链,按主链中碳原子数目称作“____烷”。
b.当有几个不同碳链时,选择含支链______的一个作为主链。
②编号:“最近”“最简”“最小”原则
a.以离支链______的主链一端为起点 (如有不同的支链,从______的支链一端开始),用1,2,3等________数字依次给主链上的各碳原子编号定位,以确定_______在主链中的位置。
b.遵循支链编号和最_____原则。
③写名称:
a.将支链的名称写在主链名称的______,在支链前面用________数字注明它在主链上所处的______,并在数字和名称间用一______隔开。
b.如果主链上有____的支链,可以将支链_____起来,用二、三等中文数字表示相同支链的______。两个表示支链位置的阿拉伯数字间用“______”隔开。
c.如果主链上有____的支链,____的写在前面,____的写在后。
选主链,称某烷;编号位,定支链;
取代基,写在前,标位置,连短线;
不同基,简到繁,相同基,合并算。
五原则:“长”、“多”、“近”、“简”、“小”原则
学习评价1:用系统命名法命名
学习评价2:写出下列各化合物的结构简式:
① 3,3-二乙基戊烷② 2,2,3-三甲基丁烷
③ 2-甲基-4-乙基庚烷
学习评价3:判断下列名称的正误:
1)3,3 – 二甲基丁烷; 2)2,3 –二甲基-2 –乙基己烷; 3)2,3-二甲基-4-乙基己烷;
4)2,3,5 –三甲基己烷
思考与讨论
(1)请按下列步骤写出己烷同分异构体的结构式,并用系统使命名法进行命名。
(2)根据丁烷两种同分异构体的结构,写出4种丁基的结构简式。
(3)根据戊烷三种同分异构体的结构,写出所有戊基的结构简式。
丙基有两种、丁基有四种、戊基有八种,作为二级结论识记下来。
学习任务三:环烷烃
1.通式: CnH2n n≥3 Ω=1
2.性质与烷烃相似: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,能燃烧氧化;能发生光照取代反应。
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