2.1.1 烷烃的结构与性质 课件 （共21张PPT）2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

(共21张PPT)
生活中常见的烃
石蜡
天然气
汽油、柴油
凡士林
烃
定义：仅含碳和氢两种元素的有机化合物
分类（结构不同）
烷烃
烯烃
芳香烃
炔烃
甲烷
乙烯
乙炔
苯
其结构和性质
各类烃的结构和性质
预测化学反应中烃分子可能的断键部位与相应反应类型的依据：
烃中碳原子的饱和程度和化学键的类型
烃
定义：仅含碳和氢两种元素的有机化合物
分类（结构不同）
烷烃
烯烃
芳香烃
炔烃
甲烷
乙烯
乙炔
苯
其结构和性质
各类烃的结构和性质
第二章 烃
第一节 烷烃 课时1
1.通过对甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的球棍模型的分析,掌握烷烃的结构特点、化学键类型与空间构型；
2.能通过甲烷的性质预测烷烃的化学性质；
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。
思考与讨论
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，并分析他们在组成和结构上的相似点。
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
名称 结构简式 分子式 碳原子的 杂化方式 分子中
共价键类型
甲烷
乙烷
丙烷
正丁烷
正戊烷
思考与讨论
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，并分析他们在组成和结构上的相似点。
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
sp3
sp3
sp3
sp3
sp3
σ键
σ键
σ键
σ键
σ键
一、烷烃的结构和性质
1.烷烃的结构
碳原子杂化类型 碳原子为中心 的空间构型 共价键类型
[思考] 烷烃的碳链结构是直线形的吗
单键、σ键
sp3杂化
四面体结构
不是，烷烃的碳链结构是锯齿形。
同系物：像甲烷、乙烷、丙烷这些结构相似、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。
烷烃同系物的通式：
CnH2n+2
同系物判断的三个关键点：
①两种物质属于同一类物质，官能团的种类和数目一样。
②两种物质结构相似，碳骨架的链接方式相同。
③两种物质分子组成上相差一个或多个CH2原子团
2.烷烃的性质
烷烃同系物的某些物理性质随着相对分子质量的增大而发生规律性变化，分析烷烃的密度、熔点和沸点等物理性质变化的基本规律。
烷烃名称 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 气体 －182 －164 0.423
乙烷 C2H6 CH3CH3 气体 －172 －89 0.545
丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 气体 －187 －42 0.501
正丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 气体 －138 －0.5 0.579
正戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液体 －129 36 0.626
正壬烷 C9H20 CH3(CH2)7CH3 液体 －54 151 0.718
十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3 液体 －26 196 0.740
十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3 液体 18 280 0.775
十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3 固体 28 308 0.777
烷烃名称 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 气体 －182 －164 0.423
乙烷 C2H6 CH3CH3 气体 －172 －89 0.545
丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 气体 －187 －42 0.501
正丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 气体 －138 －0.5 0.579
正戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液体 －129 36 0.626
正壬烷 C9H20 CH3(CH2)7CH3 液体 －54 151 0.718
十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3 液体 －26 196 0.740
十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3 液体 18 280 0.775
十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3 固体 28 308 0.777
随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐升高，密度逐渐增大。
C17以上为固态
C5~C16液态
C1~C4气态
常温下烷烃的状态
所有烷烃难溶于水，密度均小于1。
同系物的分子结构相似,故化学性质相似。烷烃的结构决定了其性质与甲烷的相似。
甲烷的性质
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。
①在空气中燃烧（可燃性）发生氧化反应
②能在光照下与氯气发生取代反应
甲烷的主要化学性质表现为：
纯净的甲烷是无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气的小
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
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。
思考与讨论
2C8H18+25O2 16CO2+18H2O
点燃
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。
上述反应属于取代反应，乙烷分子中C－H键断裂，其中的氢原子被氯原子代替，生成C－Cl键。
+
Cl Cl
光
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
Cl
H
H
H
H
H
Cl
H
+
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。
CH3
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
CH3
Cl
Cl
Cl
Cl
CH3
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl、CH3CCl3、CH2ClCHCl2
CH2ClCCl3、CHCl2CHCl2、CHCl2CCl3、CCl3CCl3
烷烃的化学性质小结
(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。
催化剂
高温
1.关于烷烃的说法不正确的是(　　)
A．所有链状烷烃均符合通式CnH2n＋2
B．烷烃分子中一定存在C—C σ键
C．烷烃分子中的碳原子均采取sp3杂化
D．烷烃分子中碳原子不一定在一条直线
B
[练一练]
2.下列哪组是同系物（ 　）
A.CH3CH2CH2CH3与CH3CH(CH3)CH3
B.CH3CH3与CH3CH(CH3)CH3　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　
C.CH2＝CH2与
D.　 与　　　
B
HO
OH
HO
CH3
3.下列叙述错误的是 (　　)
A．甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C．分子通式为CnH2n＋2的烃一定是链状烷烃
D．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸
B
4.下列有机物：①正丁烷，②丙烷，③2 甲基丁烷，④异丁烷，⑤己烷。
沸点由高到低的顺序为(　　)
A．②①④③⑤　B．⑤③④①② C．⑤③①④② D．②①③④⑤
C
5.下列有关烷烃的叙述中，正确的是(　　)
A．常温常压下，所有烷烃都为气体
B．除甲烷外，大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．在一定条件下，烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应
D．烷烃在空气中都能燃烧，但不一定产生淡蓝色火焰
D
烷烃
结构
物理性质
化学性质
同系物
难溶于水
随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大
密度均小于1
易燃
与酸性高锰酸钾溶液不反应
与溴的四氯化碳溶液不反应
与强酸、强碱溶液不反应
取代反应
化学键：单键，σ键
碳原子采取sp3杂化，与所连原子构成四面体
通式：CnH2n+2