第二章 第一节 烷烃 第1课时--人教版高中化学选择性必修第三册教学课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第1课时 烷烃的结构与性质
第一节 烷烃
化学
1.通过拼插甲烷、乙烷等的球棍模型并深入分析，自主总结出烷烃的结构特点，包含碳碳单键、链状结构、sp 杂化，同时能够独立准确判断同系物关系。
2.根据已掌握的甲烷性质，大胆预测烷烃的化学性质，锻炼知识迁移和逻辑推理能力。
学习目标
3.通过对典型烷烃代表物部分物理性质的数据分析，理解烷烃同系物物理性质递变性与微观结构的关联，逐步提升 “宏观辨识与微观探析” 以及“证据推理与模型认知”的核心素养。
重点：
依据甲烷的结构和性质认识烷烃的结构和性质。
难点：
根据烷烃的取代反应，了解取代反应的特点，培养“证据推理与模型认知” “宏观辨识与微观探析”的核心素养。
学习重难点
自主预习
1.烷烃的结构与组成
(1)结构：烷烃分子中碳原子都采取　　　　杂化，以伸向四面体4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。
(2)组成：链状烷烃的通式为　 　　　。
2.烷烃的化学性质
(1)甲烷的化学性质比较稳定，常温下　　　　被酸性KMnO4溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。但能在空气中　　　　和在光照下与Cl2发生　　　 　。
不能
CnH2n+2
sp3
燃烧
取代反应　
自主预习
(2)烷烃的性质与甲烷相似。
①辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式为　　　　　　 　　　　　 。
②乙烷与Cl2在光照下反应生成一氯乙烷的化学方程式为___________________
　 　　　　 　　 ，该反应为　　　　反应。
3.同系物：　　　 　、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。如甲烷与乙烷。
取代
结构相似
CH2
2C8H18+25O2 16CO2+18H2O　
CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl　
生活中的烷烃
导入新课
庚烷、辛烷
甲烷
三十烷
二十七烷
丁烷
天然气
液化石油气
汽油、柴油
凡士林
石蜡
C17~C21的烷烃
甲烷
丁烷
辛烷
课堂探究
一、烷烃的结构
请拼插出甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、正戊烷的球棍模型并填写学案上表格，思考和讨论对应问题组，随后小组展示、评价、整理、完善。
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
甲烷
乙烷
丙烷
正丁烷
正戊烷
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
课堂探究
一、烷烃的结构
【问题1-1】请分析它们结构和组成上的相似点。
空间结构：C原子均为sp3杂化，碳链为锯齿形
共价键：均为单键（可旋转），形成C—H σ键或C—C σ键
通式：CnH2n+2 （n≥1）
【问题1-2】烷烃中所有的原子能否共平面，解释原因。
烷烃分子中，所有的原子不可能全部在同一平面，因为C原子均为sp3杂化。
课堂探究
一、烷烃的结构
【问题1-3】烷烃中所有的C原子能否共平面？
可能
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
【问题1-4】同系物判断的关键点有哪些？
——同类物质，官能团类型和数目相同，化学性质相似
结构相似
分子组成不同
——碳原子数不同
课堂探究
一、烷烃的结构
【问题1-5】分子组成相差CH2的有机化合物，一定是同系物吗？
不一定。例如：乙烯与环丙烷。
课堂探究
二、烷烃的性质
甲烷
结构角度
预测性质
烷 烃
成键方式相似，性质相似
【问题2-1】甲烷有哪些物理性质？
常温下，纯净的甲烷是 色、 臭的 态物质， 溶于水， 溶于有机溶剂，密度比空气的 。
无
无
气
难
易
小
课堂探究
二、烷烃的性质
【问题2-2】分析课本P30表2-1中数据，思考烷烃随着C原子数的增加，有哪些规律性变化？
①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。同种烷烃的不同异构体中，支链越多，熔、沸点越低。
②常温下烷烃的状态：常温下的存在状态也由气态逐渐过渡到液态、固态。
③所有烷烃均难溶于水，密度均小于1 g·cm-3。
课堂探究
二、烷烃的性质
【问题2-3】甲烷有哪些化学性质？
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。甲烷的主要化学性质表现为能在空气中燃烧(可燃性)和能在光照下与氯气发生取代反应。
课堂探究
二、烷烃的性质
【问题2-4】甲烷的主要化学性质表现在哪些反应类型上？用化学方程式表示。
①氧化反应：在空气中燃烧（可燃性）
②取代反应
CH4 ＋ Cl2 HCl ＋ CH3Cl
光照
CH3Cl ＋ Cl2 HCl ＋ CH2Cl2
光照
CH2Cl2 ＋ Cl2 HCl ＋ CHCl3
光照
CHCl3 ＋ Cl2 HCl ＋ CCl4
光照
(二氯甲烷)
(四氯甲烷俗称四氯化碳)
(三氯甲烷俗称氯仿)
(一氯甲烷常温下为气体)
取而代之
有上有下
逐步取代
同时进行
混合产物中氯化氢最多
被取代的氢原子的物质的量与消耗的卤素单质的物质的量相等。
③分解反应
CH4 C + 2H2
1 000 ℃
隔绝空气
课堂探究
二、烷烃的性质
【问题2-5】根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的化学性质。
①稳定性：常温下烷烃的化学性质比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。
②可燃性：烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O。
③取代反应：烷烃可与卤素单质在光照条件下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。
课堂探究
二、烷烃的性质
【问题2-6】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及烷烃燃烧的通式。
2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O
点燃
CnH2n+2＋O2 nCO2＋(n+1)H2O
点燃
课堂探究
二、烷烃的性质
【问题2-7】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，标出断键位置，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。
+
Cl—Cl
光
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
Cl
H
H
H
H
H
Cl
H
+
该反应属于取代反应。乙烷分子中C—H断裂，其中的氢原子被氯原子代替，生成C—Cl。
课堂探究
二、烷烃的性质
【问题2-8】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。
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+9种有机产物
课堂探究
二、烷烃的性质
【问题2-9】烷烃是否能耐高温，在高温时会发生什么反应？
通式：一分子烷烃 一分子烷烃+一分子烯烃
长链烷烃在高温下可分解成短链烷烃和烯烃，还可能生成碳单质和氢气
被利用在石油的裂化。
C16H34 C8H18+C8H16
催化剂
加热、加压
C8H18 C4H10 + C4H8
催化剂
加热、加压
C4H10 CH4+C3H6
催化剂
加热、加压
C4H10 C2H4+C2H6
催化剂
加热、加压
课堂练习
1.下列关于丙烷的说法正确的是(　　)
A.1 mol 丙烷完全燃烧需4 mol 氧气
B.丙烷与丁烷互为同分异构体
C.丙烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.丙烷的分子式为C3H8
D
课堂练习
2.下列物质在一定条件下可与乙烷发生反应的是 ( )
A. 氯气 B. 浓硫酸 C. 氯水 D. 酸性高锰酸钾溶液
3.下列关于甲烷及烷烃的结构及性质的说法错误的是( )
A.烷烃均难溶于水，相对密度均小于1
B.烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应
C.物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷
D.甲烷分子中的4个共价键的长度相同，相互之间的夹角相等，所以甲烷的空间结构为正四面体
B
A
课堂小结
【小结任务】请同学们将本节课内容做出思维导图。
结
质
质
烷烃分子中的共价键全部是单键
化
学
性
物
理
性
构
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，碳原子与碳原子或其他原子形成σ键
烷烃的结构与性质
能在光照下与氯气发生取代反应
常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应
能在空气中燃烧(可燃性)
随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐升高
随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的密度逐渐增大
随着烷烃碳原子数的增加，常温下的存在状态由气态逐渐过渡到液态、固态
布置作业
完成学案中的“素养专练”。
谢谢大家