2.1.1烷烃的结构和性质 学案设计（表格式） 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第一节　烷烃
第1课时　烷烃的结构和性质学案设计
学习目标
课程要求：
1.了解烷烃的物理性质及其变化规律与分子中碳原子数目的关系。
2.能以典型代表物为例,理解烷烃的组成、结构和主要化学性质。
素养要求：
1.证据推理与模型认知:通过分析烷烃的组成、结构和性质,以证据推理的方式帮助学生认识同系物概念的内涵。
2.宏观辨识与微观探析:认识烷烃同系物物理性质的递变性与其微观结构的关系。
学习重难点
烷烃的结构和性质。
课堂探究
主题 学习探究过程 提升素养
自主预习 　　写出甲烷的分子式、结构式,并分析其分子结构特点。 　　复习甲烷分子特点,为学习其他烷烃作铺垫。
主题一: 烷烃的 结构 　　1.典型烷烃分子结构的分析 　　 　 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
2.烷烃的结构特点 (1)烷烃的结构与甲烷相似,其分子中的碳原子都采取　　　　杂化,以　　　　　　　　　方向的　　　　杂化轨道与其他　　　　　　　结合,形成　　　　键。烷烃分子中的共价键全部是　　　　键。 (2)它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个　　　　原子团。像这些结构相似、分子组成上相差一个或若干个　　　　原子团的化合物互称为　　　　。同系物可用通式表示。 (3)链状烷烃的通式:　　　　。 　　分析烷烃分子结构,建立烷烃分子结构模型。
主题 学习探究过程 提升素养
主题二: 烷烃的 性质 　　1.化学性质 (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)
【归纳总结】 小结a:稳定性及原因: 　。 (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: 　。 小结b:烷烃燃烧的通式为　。 (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: 　。 小结c: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。之所以可以发生取代反应,是因为C—H有　　　　性,可断裂,CH3CH2Cl会继续和Cl2发生取代反应,生成更多的有机物。 2.物理性质 阅读教材表2-1并结合你已学知识内容,填写下表: 物理性质变化规律常温下 状态烷烃常温下存在的状态由　　　　态逐渐过渡到　　　　态、　　　　态。当碳原子数小于或等于　　　　时,烷烃在常温下呈气态 熔、沸点随碳原子数的增加,熔、沸点逐渐　　　　,同种烷烃的不同异构体中,支链越多,熔、沸点越　　　　 密度随碳原子数的增加,密度逐渐　　　　,但比水的　　　　
【归纳总结】 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　　　　,常温下的存在状态也由　　　　逐渐过渡到　　　　、　　　　。 理论解释:烷烃互为同系物,结构相似,随着碳原子数增多　　　　增大,　　　　逐渐增大,以上物理性质呈现规律性变化。
课后专练
1.判断题
(1)在烷烃分子中,所有的化学键都是碳碳单键(　　)
(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)丙烷分子中所有碳原子在一条直线上(　　)
(6)光照条件下,1 mol Cl2与2 mol CH4充分反应后可得到1 mol CH3Cl(　　)
(7)标况下,11.2 L己烷所含共价键的数目为9.5NA(　　)
2.有4种碳骨架如下的烃,下列说法正确的是(　　)
①a和d是同分异构体　②b和c是同系物　③a和b都能发生加成反应　④只有b和c能发生取代反应
A.①② B.①④
C.②③ D.②④
3.液化气的主要成分是丙烷,下列有关丙烷的叙述不正确的是(　　)
A.丙烷是链状烷烃,但分子中碳原子不在同一直线上
B.在光照条件下能够与Cl2发生取代反应
C.丙烷比其同分异构体丁烷易液化
D.1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2
4.乙烷在光照条件下与氯气发生取代反应,理论上得到的氯代物最多有(　　)
A.5种 B.6种
C.8种 D.9种
5.下列说法不正确的是(　　)
A.分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物
B.具有相同通式的有机物不一定互为同系物
C.两个相邻同系物的相对分子质量数值一定相差14
D.分子组成相差一个或几个CH2原子团的化合物必定互为同系物
6.已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。
(1)烷烃A的分子式为　　　　。
(2)写出A可能存在的结构简式:
(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。_______________________________
①B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为_____________________________________________
②B燃烧的化学方程式为
参考答案
课堂探究
【自主预习】
分子式:CH4、结构式:,
结构特点:正四面体结构,碳原子位于体心,采取sp3杂化,键角为109°28'。
【主题一:烷烃的结构】
1.
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 CH4 CH4 sp3 单键
乙烷 CH3CH3 C2H6 sp3 单键
丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 单键
正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 sp3 单键
正戊烷 CH3(CH2)3CH3 C5H12 sp3 单键
2.(1)sp3　伸向四面体四个顶点　sp3　碳原子或氢原子 　σ　单
(2)CH2　CH2　同系物
(3)CnH2n+2(n≥1)
【主题二:烷烃的性质】
1.(1)
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 发生取 代反应
小结a:常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。烷烃之所以很稳定,是因为烷烃分子中化学键全是σ键,不易断裂。
(2)2C8H18+25O216CO2↑+18H2O
小结b:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
(3)CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
小结c:极
2.
物理性质 变化规律
常温下 状态 烷烃常温下存在的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。当碳原子数小于或等于4时,烷烃在常温下呈气态
熔、沸点 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
密度 随碳原子数的增加,密度逐渐增大,但比水的小
【归纳总结】
升高　增大　气态　液态　固态
相对分子质量　分子间作用力
核心素养专练
1.答案:(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×
2.A　解析:a为,d为,a和d分子式相同但结构不同,互为同分异构体,①正确;b为,c为,b和c都是烷烃,互为同系物,②正确;a可以发生加成反应,b不可以发生加成反应,③不正确;a中—CH3上的H原子可以发生取代反应,烷烃和环烷烃都能发生取代反应,④不正确。
3.C　解析:丙烷是直链烷烃,其中碳原子为饱和碳原子,三个碳原子构成锯齿状的链状结构,故3个碳原子不在同一直线上,A正确;丙烷在光照条件下与Cl2发生取代反应,B正确;丙烷与丁烷互为同系物,C错误;1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2,D正确。
4.D　解析:乙烷的分子式为C2H6,若分子上的所有的H原子依次被氯原子取代,则可得氯代物6种。但考虑同分异构现象,其中二氯代物、三氯代物、四氯代物各有2种同分异构体,而一氯代物、五氯代物、六氯代物只有1种结构,所以最多共有9种氯代物。
5.D　解析:判断两种有机物是否是同系物时,必须从两方面考虑:①分子结构是否相似,即必须为同一类物质,且符合同一通式;②分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,即同系物相对分子质量相差14的整数倍。选项A中C3H8和C6H14都为烷烃,一定为同系物,选项A正确;环烷烃和烯烃通式相同(CnH2n),但结构特点不同,二者不是同系物,选项B正确;两个相邻同系物的相对分子质量数值一定相差14,选项C正确;选项D中的化合物结构特点不一定相似,选项D不正确。
6.答案:(1)C5H12
(2)CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
(3)①C(CH3)4+Cl2C(CH3)3CH2Cl+HCl
②C5H12+8O25CO2+6H2O
解析:根据A的密度是相同条件下H2密度的36倍,推知其相对分子质量为72,设其分子式为CnH2n+2,求得n=5,则分子式为C5H12,据此回答问题。