3.1.2《化石燃料有机化合物》学案（苏教版必修2）
文档属性
| 名称 | 3.1.2《化石燃料有机化合物》学案（苏教版必修2） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 29.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-07 10:54:00 | ||
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文档简介
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《化石燃料与有机化合物》学案
第二课时 烷烃
【学习目标】21世纪教育网 www.
1、掌握烷烃的分子组成、结构等的特征。
2、理解同系物、烃基等概念，学会烷烃的命名。
3、理解同分异构体概念及烷烃系列的性质变化规律。
【知识梳理】
复习 21世纪教育网 www.
1. 甲烷的分子结构有什么特点？甲烷有哪些主要化学性质？
2. 什么叫取代反应？举例说明。
阅读与思考
1. 课本54页“学与问”试归纳出烷烃在结构上的特点。
2. 阅读教材55页，试归纳出烷烃的物理性质和化学性质。
一、烷烃
烷烃的概念： 叫做饱和链烃，或称烷烃。21世纪教育网 www.
1.烷烃的通式：____________________
2.烷烃物理性质：
（1） 状态：一般情况下，1—4个碳原子烷烃为___________，
5—16个碳原子为__________，16个碳原子以上为_____________。
（2） 溶解性：烷烃________溶于水，_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。
（3） 熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐_____________。
（4） 密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐___________。
3.烷烃的化学性质21世纪教育网 www.
(1)一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。
(2)取代反应：在光照条件下能跟卤素发生取代反应。______________________________
(3)氧化反应：在点燃条件下，烷烃能燃烧______________________________
二、同系物21世纪教育网 www.
同系物的概念：_______________________________________________
掌握概念的三个关键：（1）通式相同；（2）结构相似；（3）组成上相差n个（n≥1）
CH2原子团。
三、同分异构现象和同分异构物体
1. 同分异构现象：化合物具有相同的________，但具有不同_________的现象。
2. 同分异构体：化合物具有相同的_________，不同________的物质互称为同分异构体。
3. 同分异构体的特点：________相同，________不同，性质也不相同。
四、烷烃的系统命名法
选主链——碳原子最多的碳链为主链；
编号位——定支链，要求取代基所在的碳原子的编号代数和为最小；
写名称——支链名称在前，母体名称在后；先写简单取代基，后写复杂取代基；相
同的取代基合并起来，用二、三等数字表示。
【典题解悟】21世纪教育网 www.
1．已知某种气态矿物燃料含有碳氢两种元素。为了测定这种燃料中碳氢元素的质量比，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体依次通入装有干燥剂的U型管和装有石灰水的广口瓶，得到如下表所列的实验结果（假设产生的气体全部被吸收）
实验前 实验后
（干燥剂+U型管）的质量 101.1克 102.9克
（石灰水+广口瓶）的质量 312.0克 314.2克
根据实验数据求：（1）实验完毕后，生成物中水的质量为 克；假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为 克；（2）生成的水中氢元素的质量为 克；（3）生成的二氧化碳中碳元素的质量为 克；（4）气态矿物中碳元素与氢元素的质量比为 。21世纪教育网 www.
解析：（1）根据（干燥剂+U型管）实验前后的质量变化可知水的质量为1.8g；根据广口瓶中的质量变化可知正盐的质量为2.2g；
（2）由水中氢元素的质量分数可求出氢元素质量为0.2g；
（3）由碳元素的质量分数可求出碳元素质量为0.6g；
（4）气态矿物中碳氢元素的质量比为3：1。
2. 在有机化合物的结构式中4价碳原子以1个、2个、3个、4个单键分别连接1个、 2个、3个、4个其它碳原子时，可依次称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-C(CH3)2-CH2-CH3分子中n1=6、n2=1、n3=2、n4=1。试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。
（1） 若烷烃分子中氢原子数为n0，则n0与n1、n2、n3、n4的关系是n0=___________________ 或n0=_______________________________________。
（2）四种碳原子数之间的关系为n1=_________________________________________。
（3）若某分子中n2=n3=n4=1，则该分子的结构简式可能是 _______________________、______________________、_______________________、_______________________。
解析：（1）抓住每种碳原子连接的氢原子数，可求得n0=3n1+2n2+n3。从烷烃分子中碳原子数与氢原子数之间的关系入手，可得出：n0=2（n1+n2+n3+n4）+2。
（2）n1相当于甲基数，每增加一个支链相当于增加一个甲基。那么，每个-CH-要增加一个支链，每个-C- 要增加二个支链。所以有：n1=2+n3+2n4。
（3）已知n2=n3=n4=1，仲碳、叔碳和季碳可构成如下三种结构：-CH2-CH-C-、 -CH-CH2-C-、-CH-C-CH2-，对应的就有以下三种可能的结构简式：
CH3CH2CH(CH3)C(CH3)2CH3、 CH3CH(CH3)CH2C(CH3)2CH3 、CH3CH(CH3)C(CH3)2CH2CH3
【当堂检测】
1．一种烃的结构式可以表示为：
命名该化合物时，主链上的碳原子数是（ ）21世纪教育网 www.
（A）9 （B）11 （C）12 （D）13
2．代表有机物中几种同系物的相对分子质量的一组数字是（ ）。
（A）16、32、48、64 （B）2、16、30、44、58
（C）16、17、18、19 （D）46、60、74、88、102
3．乙烷在光照的条件下与氯气混和，最多可以生成几种物质（ ）
（A）6种 （B）7种 （C）9种 （D）10种
4．烃分子可以看作由以下基团组合而成：
如某烷烃分子中同时存在这四种基团，则该烷烃最少含有的碳原子数应是（ ）
（A）6 （B）7 （C）8 （D）10
5．一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g。原混合气体中CO2的质量为（ ）
（A）12.5g (B)13.2g (C)19.7g (D)24.4g
6．下列各烃中，一卤代物有两种，二卤代物有四种的是（ ）
（A）C2H6 （B）C3H8 （C）CH3CH(CH3)CH3 （D）CH3CH2CH2CH3
7．主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，其结构式有（ ）
（A）4种 （B）5种 （C）6种 （D）7种
8．有四种烷烃：①3,3一二甲基戊烷、②正庚烷、③2一甲基己烷、④正丁烷。它们的沸点由高到低的顺序是（ ）21世纪教育网 www.
（A）②>③>①>④ （B）③>①>②>④ （C）②>③>④>① （D）②>①>③>④
9．选择下列某种答案的序号, 填入下表的空格
①同位素 ②同素异形体 ③同分异构体 ④同系物 ⑤同种物质
物质 丁烷与 红磷 庚烷与 氯仿与 氕与 新戊烷与 2--甲基戊烷与
名称 2--甲基丙烷 与白磷 十六烷 三氯甲烷 氘、氚 2,2--二甲基丁烷 2,3--二甲基丁烷
相互
关系
10．分子中含有34个氢原子的烷烃是____________，化学式为_________；通常情况下为液态的分子中含碳原子数最少的烷烃的俗名分别是_________、___________、___________，其中沸点最低的物质的结构简式是______________________。支链含乙基的烷烃中相对分子质量最小的物质其名称是____________________（按系统命名法命名）。
11.在101.3kPa、473K条件下，十一烷以及分子中碳原子数比它小的烷烃均为气态。以下变化中，最初与最终均维持这种条件。A、B、C三种烷烃（气）分子中碳原子依次增加相同的个数，取等体积的三种气体，分别跟30mLO2（过量）混合引燃，充分反应后发现：A与O2反应前后气体总体积不变；B与O2反应后气体总体积增加了4mL；C与O2反应后气
体总体积为反应前的1.25倍。试求：
（1）A的分子式及相对分子质量。
（2）原任意一种烷烃的体积及B、C的分子式。
12．室温时20 mL某气态烃与过量的氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复
至室温，气体体积减少了50 mL ，剩余气体再通过氢氧化钠溶液，体积又减少了
40 mL 。求气态烃的分子式
【答案】 21世纪教育网 www.
1C，2D。3D。4C。5B。6B。7B。8A。
9．③②④⑤①④③
10．十六烷；C16H34；正戊烷，异戊烷，新戊烷：C(CH3)4 。3—乙基戊烷。
11．解析：CxHy（g）+(x+ )O2（g） x CO2(g) + H2O(g)
则气体总体积变化与原烃体积之比为： = -1
（1）根据 = -1，当V=0时，y = 4。所以A为甲烷，化学式为CH4。
（2）设B为Cn+1H2n+4，C为C2n+1H4n+4，B、C体积均为V。
据 = -1可得出以下两式：
由B：=-1；由C：=-1
解得：V = 2，n = 4
所以B为C5H12，C为C9H20，A、B、C体积均为2mL。
启示：先归纳出一般规律，再从一般规律推出个别结论。
12．C2H6 21世纪教育网 www.
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《化石燃料与有机化合物》学案
第二课时 烷烃
【学习目标】21世纪教育网 www.
1、掌握烷烃的分子组成、结构等的特征。
2、理解同系物、烃基等概念，学会烷烃的命名。
3、理解同分异构体概念及烷烃系列的性质变化规律。
【知识梳理】
复习 21世纪教育网 www.
1. 甲烷的分子结构有什么特点？甲烷有哪些主要化学性质？
2. 什么叫取代反应？举例说明。
阅读与思考
1. 课本54页“学与问”试归纳出烷烃在结构上的特点。
2. 阅读教材55页，试归纳出烷烃的物理性质和化学性质。
一、烷烃
烷烃的概念： 叫做饱和链烃，或称烷烃。21世纪教育网 www.
1.烷烃的通式：____________________
2.烷烃物理性质：
（1） 状态：一般情况下，1—4个碳原子烷烃为___________，
5—16个碳原子为__________，16个碳原子以上为_____________。
（2） 溶解性：烷烃________溶于水，_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂。
（3） 熔沸点：随着碳原子数的递增，熔沸点逐渐_____________。
（4） 密度：随着碳原子数的递增，密度逐渐___________。
3.烷烃的化学性质21世纪教育网 www.
(1)一般比较稳定，在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应。
(2)取代反应：在光照条件下能跟卤素发生取代反应。______________________________
(3)氧化反应：在点燃条件下，烷烃能燃烧______________________________
二、同系物21世纪教育网 www.
同系物的概念：_______________________________________________
掌握概念的三个关键：（1）通式相同；（2）结构相似；（3）组成上相差n个（n≥1）
CH2原子团。
三、同分异构现象和同分异构物体
1. 同分异构现象：化合物具有相同的________，但具有不同_________的现象。
2. 同分异构体：化合物具有相同的_________，不同________的物质互称为同分异构体。
3. 同分异构体的特点：________相同，________不同，性质也不相同。
四、烷烃的系统命名法
选主链——碳原子最多的碳链为主链；
编号位——定支链，要求取代基所在的碳原子的编号代数和为最小；
写名称——支链名称在前，母体名称在后；先写简单取代基，后写复杂取代基；相
同的取代基合并起来，用二、三等数字表示。
【典题解悟】21世纪教育网 www.
1．已知某种气态矿物燃料含有碳氢两种元素。为了测定这种燃料中碳氢元素的质量比，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体依次通入装有干燥剂的U型管和装有石灰水的广口瓶，得到如下表所列的实验结果（假设产生的气体全部被吸收）
实验前 实验后
（干燥剂+U型管）的质量 101.1克 102.9克
（石灰水+广口瓶）的质量 312.0克 314.2克
根据实验数据求：（1）实验完毕后，生成物中水的质量为 克；假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为 克；（2）生成的水中氢元素的质量为 克；（3）生成的二氧化碳中碳元素的质量为 克；（4）气态矿物中碳元素与氢元素的质量比为 。21世纪教育网 www.
解析：（1）根据（干燥剂+U型管）实验前后的质量变化可知水的质量为1.8g；根据广口瓶中的质量变化可知正盐的质量为2.2g；
（2）由水中氢元素的质量分数可求出氢元素质量为0.2g；
（3）由碳元素的质量分数可求出碳元素质量为0.6g；
（4）气态矿物中碳氢元素的质量比为3：1。
2. 在有机化合物的结构式中4价碳原子以1个、2个、3个、4个单键分别连接1个、 2个、3个、4个其它碳原子时，可依次称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-C(CH3)2-CH2-CH3分子中n1=6、n2=1、n3=2、n4=1。试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。
（1） 若烷烃分子中氢原子数为n0，则n0与n1、n2、n3、n4的关系是n0=___________________ 或n0=_______________________________________。
（2）四种碳原子数之间的关系为n1=_________________________________________。
（3）若某分子中n2=n3=n4=1，则该分子的结构简式可能是 _______________________、______________________、_______________________、_______________________。
解析：（1）抓住每种碳原子连接的氢原子数，可求得n0=3n1+2n2+n3。从烷烃分子中碳原子数与氢原子数之间的关系入手，可得出：n0=2（n1+n2+n3+n4）+2。
（2）n1相当于甲基数，每增加一个支链相当于增加一个甲基。那么，每个-CH-要增加一个支链，每个-C- 要增加二个支链。所以有：n1=2+n3+2n4。
（3）已知n2=n3=n4=1，仲碳、叔碳和季碳可构成如下三种结构：-CH2-CH-C-、 -CH-CH2-C-、-CH-C-CH2-，对应的就有以下三种可能的结构简式：
CH3CH2CH(CH3)C(CH3)2CH3、 CH3CH(CH3)CH2C(CH3)2CH3 、CH3CH(CH3)C(CH3)2CH2CH3
【当堂检测】
1．一种烃的结构式可以表示为：
命名该化合物时，主链上的碳原子数是（ ）21世纪教育网 www.
（A）9 （B）11 （C）12 （D）13
2．代表有机物中几种同系物的相对分子质量的一组数字是（ ）。
（A）16、32、48、64 （B）2、16、30、44、58
（C）16、17、18、19 （D）46、60、74、88、102
3．乙烷在光照的条件下与氯气混和，最多可以生成几种物质（ ）
（A）6种 （B）7种 （C）9种 （D）10种
4．烃分子可以看作由以下基团组合而成：
如某烷烃分子中同时存在这四种基团，则该烷烃最少含有的碳原子数应是（ ）
（A）6 （B）7 （C）8 （D）10
5．一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g。原混合气体中CO2的质量为（ ）
（A）12.5g (B)13.2g (C)19.7g (D)24.4g
6．下列各烃中，一卤代物有两种，二卤代物有四种的是（ ）
（A）C2H6 （B）C3H8 （C）CH3CH(CH3)CH3 （D）CH3CH2CH2CH3
7．主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，其结构式有（ ）
（A）4种 （B）5种 （C）6种 （D）7种
8．有四种烷烃：①3,3一二甲基戊烷、②正庚烷、③2一甲基己烷、④正丁烷。它们的沸点由高到低的顺序是（ ）21世纪教育网 www.
（A）②>③>①>④ （B）③>①>②>④ （C）②>③>④>① （D）②>①>③>④
9．选择下列某种答案的序号, 填入下表的空格
①同位素 ②同素异形体 ③同分异构体 ④同系物 ⑤同种物质
物质 丁烷与 红磷 庚烷与 氯仿与 氕与 新戊烷与 2--甲基戊烷与
名称 2--甲基丙烷 与白磷 十六烷 三氯甲烷 氘、氚 2,2--二甲基丁烷 2,3--二甲基丁烷
相互
关系
10．分子中含有34个氢原子的烷烃是____________，化学式为_________；通常情况下为液态的分子中含碳原子数最少的烷烃的俗名分别是_________、___________、___________，其中沸点最低的物质的结构简式是______________________。支链含乙基的烷烃中相对分子质量最小的物质其名称是____________________（按系统命名法命名）。
11.在101.3kPa、473K条件下，十一烷以及分子中碳原子数比它小的烷烃均为气态。以下变化中，最初与最终均维持这种条件。A、B、C三种烷烃（气）分子中碳原子依次增加相同的个数，取等体积的三种气体，分别跟30mLO2（过量）混合引燃，充分反应后发现：A与O2反应前后气体总体积不变；B与O2反应后气体总体积增加了4mL；C与O2反应后气
体总体积为反应前的1.25倍。试求：
（1）A的分子式及相对分子质量。
（2）原任意一种烷烃的体积及B、C的分子式。
12．室温时20 mL某气态烃与过量的氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复
至室温，气体体积减少了50 mL ，剩余气体再通过氢氧化钠溶液，体积又减少了
40 mL 。求气态烃的分子式
【答案】 21世纪教育网 www.
1C，2D。3D。4C。5B。6B。7B。8A。
9．③②④⑤①④③
10．十六烷；C16H34；正戊烷，异戊烷，新戊烷：C(CH3)4 。3—乙基戊烷。
11．解析：CxHy（g）+(x+ )O2（g） x CO2(g) + H2O(g)
则气体总体积变化与原烃体积之比为： = -1
（1）根据 = -1，当V=0时，y = 4。所以A为甲烷，化学式为CH4。
（2）设B为Cn+1H2n+4，C为C2n+1H4n+4，B、C体积均为V。
据 = -1可得出以下两式：
由B：=-1；由C：=-1
解得：V = 2，n = 4
所以B为C5H12，C为C9H20，A、B、C体积均为2mL。
启示：先归纳出一般规律，再从一般规律推出个别结论。
12．C2H6 21世纪教育网 www.
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