2.1烷烃(学案)（无答案）-2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

第二章 烃
第一节 烷烃
【学法指导】
1.了解烷烃、烯烃物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系，培养宏观辨识与微观探析的能力。
2.能依据系统命名法的原则对烷烃简单同系物进行命名，以培养宏观辨识与科学探究的能力。
3.理解烷烃的结构及化学性质，以培养微观探析与变化观念的能力。
4.能够正确书写烷烃的同分异构体，以培养宏观辨识与微观探究的能力。
【基础梳理】
要点一、烷烃的结构
根据烷烃的分子结构，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。
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
总结：烷烃的结构与甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取 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 。烷烃分子中的共价键全部是 。
烷烃同系物的通式： 。
要点二、烷烃的性质
1.甲烷的性质
纯净的甲烷是 色、 味的气体， 溶于水，密度比空气的 。甲烷的化学性质比较 ，常温下 被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与强酸、强碱及 溶液反应。甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧（ 性）和能在光照下与氯气发生 反应。
问题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）
问题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。
问题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。
问题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。
2.烷烃的物理性质
(1)随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐 ，密度逐渐 。
(2)常温下烷烃的状态：
(3)所有烷烃均 溶于水，密度均 1。
3.烷烃的化学性质
(1)稳定性
常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件(如光照或高温)下才能发生某些反应。
(2)特征反应——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。
(3)氧化反应——可燃性
烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O，燃烧的通式为：
(4)分解反应——高温裂化或裂解
烷烃受热时会分解，生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：
C16H34 C8H16＋C8H18。
要点三、烷烃的命名
1.烃基
(1)概念：烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团称为烃基。
(2)常见的烃基：
甲烷分子失去一个H是 （ ）；
乙烷分子失去一个H是 （ ）；
丙烷分子中有两组处于不同化学环境的氢原子，因此丙基有两种不同的结构：正丙基（ ）、异丙基（ ）。
丁烷分子失去一个氢原子后的烃基有 种，戊烷分子失去一个氢原子后的烃基有 种。
2.烷烃的习惯命名法
(1)原则：烷烃可以根据分子里所含碳原子数目来命名，碳原子数加“烷”字。
(2)表示方法：
①碳原子数在十以内的，依次用 来表示；
②碳原子数在十以上的用 表示。
③当碳原子数相同时，在碳原子数烷名前面加正、异、新等。
如CH3CH2CH2CH2CH3的名称为 。
的名称为 ，
的名称为 。
3.烷烃的系统命名法
(1)选主链，称某烷：选定分子中 的碳链为主链，按主链中碳原子数目称作某烷”。
注意：出现多条等长的最长碳链时，选 。
(2)编序号，定支链：选定主链中离取代基 的一端为起点，用1，2，3等阿拉伯数字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。
注意：不管从主碳链的哪端开始，支链的位置都同样近时，遵循 原则。
注意：不管从主碳链的那端开始，支链的位置都相同，而且都一样简单(—CH3)，遵循 原则。
(3)写名称：
Ⅰ.将取代基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所处的位置，并在数字和名称之间用 隔开。
Ⅱ.如果主链上有相同的取代基，可以将取代基 ，用汉字数字表示取代基的个数（只有一个取代基时将取代基的个数省略），表示位置的阿拉伯数字之间用 隔开。
总结烷烃命名的原则
①最长原则：应选最长的碳链为主链。
②最多原则：若存在多条等长主链时，应选择含支链数最多的碳链为主链。
③最近原则：应从离支链最近一端对主链碳原子进行编号。
④最简原则：若不同的支链距主链两端等长时，应从靠近简单支链的一端对主链碳原子进行编号。
⑤最小原则：若相同的支链距主链两端等长时，应以支链位号之和最小为原则，对主链碳原子进行编号。
口诀：选主链，称某烷；编号位，定支链；取代基，写在前，标位置，短线连；不同基， 简到繁，相同基，合并算。
要点四、烷烃的同分异构体的书写
烷烃只存在碳链异构，一般可采用“降碳对称法”进行书写，具体步骤如下(以C6H14为例)：
(1)确定碳链
①先写直链： 。
②减少一个碳原子，将其作为支链并移动位置：
。
③减少2个碳原子，将其作为一个或两个支链并移动位置：
。
从主链上取下来的碳原子数，不能多于主链所剩部分的碳原子数。
(2)补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。
(3)C6H14共有 种同分异构体。
同分异构体的书写规律
(1)烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如右：
(2)具有官能团的有机物：一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。
(3)当烷烃分子中的碳原子大于3时，便有了同分异构体。丁烷有两种，戊烷有三种同分异构体。（一般同种烷烃的不同异构体中，支链越多，沸点越低）。
基础达标训练
典例1正误判断
（1）—CH3是甲烷失去一个氢离子形成的，所以带一个单位的负电荷。（ ）
（2）C3H8只有一种结构，故—C3H7也只有一种烷基。（ ）
（3）CH3CH3命名为1,5-二甲苯。（ ）
（4）烷烃的通式为CnH2n+2，符合CnH2n+2的烃一定为烷烃。（ ）
（5）分子式为C3H6的烃一定能使酸性KMnO4溶液褪色。（ ）
（6）CH4与CH3Cl均为正四面体结构分子。（ ）
（7）C7H16的同分异构体有8种。（ ）
强化训练
1.下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )
A.烷烃分子中所有的化学键都是碳碳单键
B.除甲烷外，很多烷烃都能使酸性溶液的紫色褪去
C.分子通式为的烃一定是烷烃
D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
2.有一种烃，其结构简式可以表示为，命名该有机化合物时，应认定它主链上的碳原子数目是( )
A.8 B.9 C.11 D.12
3.“辛烷值”用来表示汽油的质量，汽油中异辛烷的爆震程度最小，将其辛烷值标定为100，如图是异辛烷的球棍模型，则异辛烷的系统命名为( )
A.1，1，3，3-四甲基丁烷 B.2，2，4-三甲基丁烷
C.2，4，4-三甲基戊烷 D.2，2，4-三甲基戊烷
4.关于烷烃的命名正确的是( )
A.3，3，5-三甲基-5-乙基辛烷 B.3，5-二甲基-5-乙基-3-丙基己烷
C.4，6，6-三甲基-4-乙基辛烷 D.2，4-二甲基-2，4-二乙基庚烷
5.下列有关脂肪烃的组成和性质归纳正确的是( )
A.脂肪烃都能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
B.脂肪烃随碳原子数增多,氢元素的质量分数减小
C.脂肪烃的密度都小于水的密度,都能发生氧化反应
D.脂肪烃的一氯代物都有两种或两种以上的结构
6.下列五种烃:① 2-甲基丁烷;② 2,2-二甲基丙烷;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
7.立方烷是一种新合成的烃,其分子为正方体结构,如图所示:
(1)立方烷的分子式为_______。
(2)若使1mol该烷烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要_____mol氯气。
2