《创新方案》第二章 第一节 烷烃(课件)化学选择性必修3人教版

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名称 《创新方案》第二章 第一节 烷烃(课件)化学选择性必修3人教版
格式 pptx
文件大小 6.1MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2026-02-07 00:00:00

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文档简介

(共62张PPT)
第二章 烃
第一节 烷烃
【学习目标】 1.知道烷烃的物理性质的变化规律与分子中碳原子数目的关系。 2.认识烷烃的结构特征,能以典型代表物为例,理解烷烃的化学性质。 3.了解烷烃的系统命名法,会书写简单烷烃的同分异构体。
知识点一
PART
01
第一部分
知识点一 烷烃的结构和性质

1.烃
仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,又称烃。根据结构的不同,烃可分为烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等。
2.烷烃的结构
(1)常见烷烃的结构
请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 _____________ ________ ________ ________
CH4
CH4
sp3
σ键
CH3CH3
C2H6
sp3
σ键
CH3CH2CH3
C3H8
sp3
σ键
CH3(CH2)2CH3
C4H10
sp3
σ键
CH3(CH2)3CH3
C5H12
sp3
σ键
(2)烷烃的结构特点
①碳原子的杂化方式: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4个顶点方向的________杂化轨道与其他__________或__________结合,形成____键。
②空间结构:以______原子为中心形成若干四面体空间结构,碳链呈____________排列。
③键的类型:烷烃分子中的共价键全部是________(C—C、C—H)。
(3)链状烷烃的通式:____________。
sp3
sp3
碳原子
氢原子
σ

锯齿状
单键
CnH2n+2
3.烷烃的性质
(1)同系物
①概念:________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。
②性质:同系物因组成和结构相似,________性质相似,而某些________性质随着相对分子质量的增大而发生规律性的变化,如烷烃的熔点、沸点、密度等。
结构
CH2
化学
物理
(2)物理性质
物理性质 变化规律
状态 随着碳原子数的增加,常温下的存在状态由______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(新戊烷常温下呈气态)
溶解性 都难溶于____,易溶于__________



4

有机溶剂
物理性质 变化规律
熔点、沸点 随着碳原子数的增加,熔点和沸点逐渐升高,同种烷烃的不同异构体中,支链越多,熔点和沸点越____
密度 随着碳原子数的增加,密度逐渐________,但比水的______

增大

提示:②①③④。一般,随着碳原子数的增多,烷烃的沸点逐渐升高;碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低。
(3)化学性质
烷烃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氧化反应——可燃性
烷烃能在空气中燃烧,链状烷烃完全燃烧的通式为____________________________________________________________。
②取代反应——特征反应
烷烃可与气态卤素单质在光照下发生取代反应,如乙烷与氯气在光照下发生反应可生成一氯乙烷,化学方程式为
____________________________________。
③分解反应——高温裂化或裂解
甲烷高温下可分解成碳和氢气;长链烷烃高温下可分解成短链烷烃和烯烃。例如,
C+2H2
C8H18
(1)链状烷烃、环烷烃中的碳原子均采取sp3杂化(  )
(2)分子通式为CnH2n+2的烃不一定是链状烷烃(  )
(3)同系物一定具有相同的通式,官能团的种类、数目也相同(  )
(4)光照条件下,1 mol Cl2与2 mol CH4充分反应后可得到1 mol CH3Cl(  )
(5)标准状况下,11.2 L己烷所含共价键的数目为9.5NA(NA为阿伏加德罗常数的值)(  )

×

×
×
烷烃发生取代反应需注意的五个方面
(1)反应的条件——光照。
(2)反应物状态——气态卤素单质(如Cl2、Br2)而不是其水溶液。
(3)反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代,多步反应连续进行。
(4)反应产物——混合物(多种卤代烃及卤化氢),不适宜制备卤代烃。
(5)定量关系——消耗卤素单质的物质的量n(X2)=n(一卤代物)+2n(二卤代物)+3n(三卤代物)+…=n(HX)。 

1.下列叙述正确的是(  )
A.甲烷分子的空间结构是正四面体形,所以CH2Cl2有两种不同的结构
B.C3H6、C5H10、C7H16都属于链状烷烃
C.正丁烷属于直链烷烃,分子中所有碳原子可在同一条直线上
D.烷烃的含碳量随着分子组成中碳原子数的增多逐渐升高
解析:甲烷分子的空间结构是正四面体形,所以CH2Cl2只有一种结构,A项错误;
C3H6、C5H10不满足链状烷烃的通式,B项错误;
根据烷烃的结构可知,正丁烷分子中碳原子呈锯齿状连接,所有碳原子不在同一条直线上,C项错误。

解析:C2H6和C6H14都为链状烷烃,结构相似,分子组成上相差4个CH2原子团,二者互为同系物,故A符合题意;
CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl含有的氯原子数目不同,二者结构不相似,不互为同系物,故B不符合题意;

解析:甲基环戊烷的分子式为C6H12,光照下可以与Cl2发生取代反应,不能使酸性KMnO4溶液褪色,难溶于水,易溶于苯。
知识点二
PART
02
第二部分
—CH3
—CH2CH3
—CH2CH2CH3
2.习惯命名法
链状烷烃(CnH2n+2) n=1~10 n>10
习惯名称:某烷 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 汉字数字
同分异构体数目较少时 用“正”“异”“新”区别 正戊烷
异戊烷
新戊烷
3.系统命名法
(1)选主链
①最长:选定分子中最长的碳链为主链,按主链中碳原子数目对应的烷烃称为“某烷”。
②最多:当出现两条或多条等长的碳链时,要选择连有取代基数目多的碳链为主链。
(2)编序号
①最近:选定主链中离取代基最近的一端为起点,用1,2,3等阿拉伯数字给主链上的碳原子编号定位。
②最简:若有两个不同取代基且分别处于主链两端同等距离,则从简单的一端开始编号。
③最小:取代基编号位次之和最小。
(3)写名称
①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。
②相同取代基要合并,用汉字数字表示取代基的个数(只有一个取代基时,将取代基个数省略)。
③多个取代基的位置编号之间用逗号(“,”)隔开。
④位置编号与名称之间用短线(“-”)隔开。
⑤若有多种取代基,则简单写在前,复杂写在后。
例如,有机化合物的命名图示如下:
取代基位置
取代基个数
取代基名称
主链名称

×
×
×
×

1.烷烃的系统命名大致分为四个部分:①主链名称;②取代基名称;③取代基位置;④取代基数目。这四部分在烷烃命名中书写的先后顺序是(  )
A.①②③④     B.③④②①
C.③④①② D.①③④②
解析:烷烃的系统命名书写顺序是取代基位置、取代基数目、取代基名称、主链名称。
2.下列烷烃的系统命名错误的是(  )
A.2-甲基-4-乙基己烷
B.2,2,3,3-四甲基丁烷
C.2,3,4-三甲基-2-乙基庚烷
D.3-甲基-3-乙基戊烷

解析:2-甲基-4-乙基己烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH(CH2CH3)2,命名正确;2,2,3,3-四甲基丁烷的结构简式为(CH3)3CC(CH3)3,命名正确;名称为2,3,4-三甲基-2-乙基庚烷中,主链碳原子数应该是8个,主链碳原子中第二个碳原子上不能有乙基,正确命名为3,3,4,5-四甲基辛烷;3-甲基-3-乙基戊烷的结构简式为(CH3CH2)3CCH3,命名正确。
2,2,5-三甲基庚烷
3,3,4-三甲基己烷
2,2,5-三甲基-3-乙基己烷
知识点三
PART
03
第三部分
(2)从母链上取下1个C原子作为支链(即甲基),依次连接在主链中心对称线一侧的各个C原子上,此时碳骨架结构有两种。
(3)从母链上取下两个C原子,使这两个C原子相连(整连,即乙基)或分开(散连,即2个甲基),依次连接在主链中心对称线一侧的各个C原子上,乙基不合适,故舍去,两甲基的位置依次相同、相邻,此时碳骨架结构有两种。
故己烷(C6H14)共有____种同分异构体。
5
(4)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,即___________________________________________________。
[答案自填] CH3CH2CH2CH2CH2CH3、
1.根据丁烷两种同分异构体的结构,写出丁基(—C4H9)的结构简式。
答案:
4
3.某链状烷烃的相对分子质量为100,分子内共有3个甲基,写出符合条件的同分异构体的结构简式并用系统命名法命名。
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PART
04
第四部分
1.甲烷是最简单的烷烃,下列关于甲烷的结构与性质描述不正确的是(  )
A.通常情况下,甲烷跟强酸、强碱不反应
B.甲烷可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.甲烷分子中碳原子的杂化方式为sp3
D.甲烷与Cl2反应的四种有机取代产物都难溶于水

解析:通常情况下甲烷比较稳定,与强酸、强碱不反应,与酸性高锰酸钾等强氧化剂也不反应,A正确,B错误;
甲烷分子中碳原子的杂化方式为sp3,C正确;
甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应,生成四种难溶于水的氯代烷,D正确。
2.(2024·成都高二质检)烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应,其中甲烷与氯气反应的部分历程如下:
①引发:Cl2―→Cl·+Cl·等;
②链反应:Cl·+CH4―→CH3·+HCl,CH3·+Cl2―→Cl·+CH3Cl等;
③终止:Cl·+Cl·―→Cl2,Cl·+CH3·―→CH3Cl等。
下列说法错误的是(  )
A.引发时可以通过热辐射、光照等条件 B.链反应可以反复进行
C.生成物只有四种 D.生成物中可能出现CH3CH3

解析:烷烃发生卤代反应的条件一般为光照,引发时可以通过热辐射、光照等条件,故A正确;
根据反应历程可知,Cl·在链反应中既有消耗又有生成,所以链反应可以反复进行,故B正确;
甲烷与氯气反应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、HCl等,故C错误;
两个·CH3可以结合生成CH3CH3,所以生成物中可能出现CH3CH3,故D正确。

3.某发动机燃料的结构如下图所示,下列说法正确的是  (  )
A.系统命名为2,2,4-三甲基戊烷
B.该物质的沸点高于正辛烷的
C.该物质的一氯代物有5种
D.该物质可溶于水和酒精
解析:A.该物质的系统命名为2,2,4-三甲基戊烷,A正确;
B.烷烃同分异构体之间比较熔、沸点时,支链越多熔、沸点越低,故该物质的沸点低于正辛烷的,B错误;
C.该物质有4种不同化学环境的氢原子,一氯代物有4种,C错误;
D.该物质属于烃,难溶于水,D错误。
4.CH3CH(C2H5)CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是(  )
A.2,3-二甲基-4-乙基戊烷
B.2-甲基-3,4-二乙基戊烷
C.2,5-二甲基-3-乙基己烷
D.2,4-二甲基-3-乙基己烷

5.烷烃广泛存在于自然界中,如苹果表面的蜡状物质、蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含有烷烃。
(1)写出下列各烷烃的分子式。
①链状烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍:________。
②链状烷烃B的分子中含有200个氢原子:________。
③分子中含有22个共价键的链状烷烃C:________。
④0.1 mol链状烷烃D完全燃烧,消耗标准状况下11.2 L O2:________。
C6H14
C99H200
C7H16
C3H8
(2)下列关于烷烃的叙述正确的是________。
A.都是易燃物,燃烧产物一定为二氧化碳和水
B.在光照条件下,能使溴水褪色
C.烷烃的卤代反应很难得到纯净的有机产物
D.能使酸性KMnO4溶液褪色
C
解析:烷烃中含有碳、氢元素,完全燃烧的产物为二氧化碳和水,氧气不足时,烷烃不完全燃烧,产物可能为一氧化碳和水,选项A错误;
在光照条件下,烷烃不能与溴水反应,不能使溴水褪色,选项B错误;
烷烃的卤代反应很难得到纯净的有机产物,一般会产生多种卤代烃,选项C正确;
烷烃分子中不含碳碳双键或碳碳三键等,不能使酸性KMnO4溶液褪色,选项D错误。
(3)把下列物质的沸点按由高到低的顺序排列________________(填序号)。
①CH3(CH2)3CH3
②(CH3)4C
③2,3,4-三甲基戊烷
④(CH3)2CHCH2CH2CH3
③④①②
解析:烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化,随着烷烃碳原子数的增加,沸点逐渐升高;碳原子数相同的烷烃,支链越多,熔、沸点越低。故沸点按由高到低的顺序排列为③④①②。