人教版（2019）选择性必修三 2.1.1 烷烃 课件（共22张PPT）

(共22张PPT)
第一节 烷烃
第二章 烃
第一课时
烷烃的结构和性质
学习目标
1、通过微观的化学键视角分析几种简单烷烃分子的结构，以甲烷的结构为模型，认识烷烃的结构。
2、能依据甲烷的性质预测烷烃可能具有的化学性质。
3、通过对典型烷烃代表物的部分物理性质的数数据分析，认识烷烃同系物物理性质的递变性与其微观结构的关系。
碳
tàn
氢
qīng
烃
tīng
仅含碳和氢两种元素的有机物
烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。
烃(通式：CxHy)
(1)CH4
(2)CH2=CH2
(3)
(5)CH≡CH
CH3
(6)
(4)CH3CHCH3
CH3
(7)
(8)
下边的物质是否属于烃？烃如何进行分类？
烃
根据结构的不同
烷烃
烯烃
炔烃
芳香烃
......
(1)CH4
(4)CH3CHCH3
CH3
(2)CH2=CH2
(3)
(5)CH≡CH
CH3
(6)
(7)
(8)
一、烷烃的结构和性质
1、烷烃的概念：
碳碳间，碳氢间均以单键相连的烃。
其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。
其中无环的叫链状烷烃，有环的叫环烷烃。
思考与分析：根据碳的四价和烷烃的成键特点，你认为链状烷烃的通式是？
2、链状烷烃的通式：
CnH2n+2（n≥1）
【思考与讨论】
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
丁烷
戊烷
sp3
sp3
sp3
sp3
sp3
σ键
σ键
σ键
σ键
σ键
根据烷烃的分子结构，写出相应的结构简式和分子式，分析他们在组成和结构上的相似点。
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
烷烃的结构与甲烷的相似
①其分子中的碳原子都采取sp3杂化
②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
③烷烃分子中的共价键全部是单键
烷烃的性质与甲烷的相似
分子中的碳原子锯齿状排列。烷烃的所有原子不可能共平面
3、烷烃的组成与结构特点
σ键特征： “头碰头”电子云重叠程度大，比较牢固
呈轴对称，可旋转。
CH3－CH2－CH2－CH3
CH2－CH2
CH3
│
CH3
│
CH3
│
CH3－CH2－CH2
以上三种结构简式都表示正丁烷
知识回顾：甲烷的化学性质
1、氧化反应——燃烧
2、取代反应——氯代
3、受热分解
整体：甲烷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。
思考与讨论：甲烷的化学性质比较稳定，为什么？那烷烃的性质是不是也如此？请完成P29思考与讨论（1）。
【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）
无色
难溶于水
易燃
不反应
不反应
不反应
取代反应
4、烷烃的化学性质
决定
结构
性质
烷烃的结构决定其性质与甲烷相似
请写出烷烃燃烧的通式，乙烷与氯气发生的一氯取代反应，十六烷的受热分解反应
①性质稳定，常温下不与酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液、强酸溶液、强碱溶液反应。
②氧化反应——可燃性
③特征反应——取代反应
④受热分解
请写出烃燃烧的通式
讨论：1、等物质的量的烃完全燃烧耗氧量与什么相关？
2、等质量的烃完全燃烧耗氧量有什么因素决定？
1g烃燃烧耗氧量=
化简
碳氢比越大耗氧量越小
含碳量
最简式相同的有机物等质量时耗氧量相同
②氧化反应——可燃性
①性质稳定，常温下不与酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液、强酸溶液、强碱溶液反应。
4、烷烃的化学性质
请写出辛烷完全燃烧的化学方程式
③特征反应——取代反应
4、烷烃的化学性质
+
Cl—Cl
光
C
C
H
H
H
H
H
H
Cl
H
+
C
C
Cl
H
H
H
H
H
取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取替代的反应。
一上一下，取而代之
取代反应的机理：
——原子或原子团的交换
甲烷和一定量的氯气混合光照会生成几种产物？那乙烷呢？
请写出产物的结构简式。
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
+HCl
烷烃卤代注意点：
(4)反应产物——混合物(多种卤代烃)，不宜用于制备卤代烃。
(3)反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时进行。
(2)反应物状态——卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)，而非水溶液。
(1)反应的条件——光照。
④受热分解：烷烃在隔绝空气的条件下，加热和加催化剂可发生裂化或裂解
C16H34 C8H18+C8H16
催化剂
加热、加压
C8H18 C4H10 + C4H8
催化剂
加热、加压
烷烃
烷烃
烯烃
C4H10 CH4+C3H6
催化剂
加热、加压
C4H10 C2H4+C2H6
催化剂
加热、加压
石油的裂化——提高汽油等轻质油的产量和质量。
石油的裂解——得到乙烯、丙烯、甲烷等气态烃。
？
课堂练习：在常温、常压下,取下列四种气态烃各1 mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是(　　)，取同质量的下列四种气态烃分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是(　　)
A.CH4　　　　B.C3H8　　　　C.C4H10　　　　D.C2H6
C
课堂练习、下列反应不属于取代反应的是（ ）
B、 2 HI + Cl2 = I2 + 2HCl
A、CH4 C + 2 H2
高温
C、 C6H5-H + Br2 C6H5-Br + HBr
Fe
D、C6H5-H + C2H5Cl C6H5-C2H5+HCl
一定条件
A B
A
根据甲烷、乙烷、丁烷、戊烷的结构简式分析同系物的概念，及其化学性质和物理性质上的共性的递变性。
5、同系物
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。
官能团的种类和个数相同
化学性质相似，
物理性质递变：熔沸点逐渐升高
符合同一通式
可不可以认为碳原子数不同的链状烷烃均可互称为同系物？
碳原子数不同的链状烷烃均可互称为同系物
思考与讨论：
烷烃为什么难溶于水？那你认为烷烃在CCl4等有机溶剂中的溶解情况会如何？
根据你的分析你认为烷烃的熔沸点、密度有何规律，试分析其原因？
6、烷烃的物理性质
（1）均难溶于水，而可溶于非极性溶剂，如CCl4、苯等
（2）碳原子数越多，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大
（3）碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低。
烷烃都是非极性分子，相似相溶
烷烃结构相似，碳原子数越多，相对分子量越大，故熔沸点越高。
密度也是分子间作用力的结果。
支链越多，分子间空阻增大，分子间距变大，分子间作用力变小
常温下烷烃的状态：
C17以上为固态
C5~C16液态
C1~C4气态
课堂练习．下表为烷烃的沸点，根据相关数据推断丙烷的沸点可能是（ ）
A．大约－40 ℃ B．低于－164 ℃
C．低于－88.6 ℃ D．高于36.1 ℃　
物质 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷
沸点 －164 ℃ －88 ℃ －0.5 ℃ 36.1 ℃
A
课堂练习：步步高学习笔记P25,题1
课堂练习、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溶液的紫色退去
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有烷烃在光照条件都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水退色
⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧
A．①②③⑥ B．①④⑥ C．②③④ D．①②③④
B
课堂小结
烷烃
结构
化学性质
物理性质
①性质稳定，常温下不与酸性高锰酸钾溶液、强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应
②氧化反应——燃烧
③取代反应——光照，卤代
④高温分解
碳原子都采取sp3杂化，只有σ键。
结构相似，均为非极性分子
随着碳原子数的增加
熔点和沸点逐渐升高
密度逐渐增大
课堂巩固：
1．某有机化合物的结构简式为
下列说法中不正确的是(　　)
A．该有机化合物属于烷烃
B．1 mol该烃最多能与14 mol氯气发生取代反应
C．该烃的密度大于CH3—CH3，但小于水的密度
D．该烃的最简单同系物的二氯取代物有两种
D
2、标准状况下，0.1 mol某烷烃完全燃烧生成11.2 L CO2。
(1)写出该烷烃的分子式：_________。
(2)写出该烷烃燃烧的化学方程式：_________________。
(3)该烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(-CH3)的结构
简式：___________。
C5H12
C5H12＋8O2 5CO2＋6H2O
点燃
天然气
液化石油气
汽油、柴油
凡士林
石蜡
生活中常见的烷烃
它们的主要成分都是烷烃。烷烃是一类最基础的有机化合物。