2020版高中化学 第三章 有机化合物 1.2 烷烃课件 新人教版必修2

第2课时烷烃课程目标1．了解烷烃的概念、通式及结构特点。2．了解烷烃的物理性质和化学性质。3．理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单的烷烃的同分异构体。图说考点,[新知预习]一、烷烃的结构和性质1．分子结构特点2．烷烃的命名——习惯命名法(1)表示碳原子数(n)及其表示12345678910n≤10甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n10相应数字(2)举例：C6H14命名为，C18H38命名为。己烷十八烷(3)碳原子数n相同结构不同时，用正、异、新表示，如C4H10的两种分子的命名：无支链时，CH3CH2CH2CH3：。有支链时，333CHCHCHCH：。正丁烷异丁烷3．物理性质(1)递变规律(随碳原子数n递增)状态—气态→液态→固态(n≤4的烷烃呈)|熔、沸点—逐渐|密度—相对密度逐渐(2)相似性烷烃均水，相对密度均小于1。气态升高增大难溶于4．烷烃的化学性质稳定性烷烃通常较稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能与强酸、强碱发生反应，性质与甲烷相似氧化反应烷烃都具有可燃性，在空气、氧气中能完全燃烧生成CO2和H2O，燃烧通式为:取代反应在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质可发生取代反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学方程式为:CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃(n＋1)H2O＋nCO2CH3CH3＋Cl2――→光照CH3CH2Cl＋HCl二、同系物、同分异构体1．同系物(1)特点：相似，在分子组成上相差一个或若干个原子团的物质。(2)实例：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。2．同分异构体(1)概念：具有相同的，但具有不同的的物质。(2)实例：与333CHCHCHCH互为同分异构体。(3)同分异构体的沸点：支链越多，沸点越。(4)同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一。结构CH2分子式结构CH3CH2CH2CH3低[即时性自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)烷烃的分子通式是CnH2n＋2(n≥1)，但符合通式CnH2n＋2的不一定是烷烃()(2)烷烃性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色()(3)组成元素相同的化合物互为同分异构体()(4)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体()(5)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物()(6)同系物具有相似的化学性质()(7)同分异构体一定具有相似的化学性质()×√×××√×2．下列物质不属于烷烃的是()A．C3H8B．C4H10C．C6H12D．C8H18答案：C3．下列烷烃，常温下呈气态的是()A．戊烷B．丁烷C．庚烷D．十二烷答案：B4．下列说法正确的是()A．饱和烃就是烷烃B．随着碳原子数的递增，烷烃的熔、沸点逐渐降低C．取代反应中不可能有单质生成D．任何烷烃分子都不可能为平面结构答案：D5．下列各物质：①O2和O3②12C和14C③C2H6和C3H8④3333CHCHCHCHCHCH和33233CHCHCCHCHCH(1)互为同位素的是________。(2)互为同素异形体的是________。(3)同属于烷烃的是________。(4)互为同分异构体的是________。(5)互为同系物的是________。②①③④④③技能素养提升点一烷烃的组成、结构和性质[例1]下列性质中，属于烷烃特征的是()A．完全燃烧只生成二氧化碳和水B．它们不溶于水C．分子的通式为CnH2n＋2，与氯气发生取代反应D．它们密度都较小【解析】分子通式为CnH2n＋2与Cl2发生取代反应是烷烃的特征，而其他类别的烃燃烧时也产生二氧化碳和水，且密度较小，难溶于水，故A、B、D错误，选C。【答案】C[提升1]下列说法正确的是()A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B．分子组成符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D．碳、氢原子个数比为1:3的烷烃有两种解析：A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D项中n(C):n(H)＝1:3时必为C2H6，一定是乙烷。答案：B[关键能力]1．烷烃的结构特点(1)单键：碳原子之间以碳碳单键相结合。(2)饱和：碳原子剩余价键全部跟氢原子结合，烷烃是饱和烃，相同碳原子数的有机物分子里，烷烃的含氢量最大。(3)链状：碳原子结合成的链可以是“直链”，也可以含有支链。2．烷烃的化学性质(1)在光照条件下与卤素单质发生取代反应CnH2n＋2＋X2――→光CnH2n＋1X＋HX(2)燃烧反应CnH2n＋2＋3n＋12O2――→点燃nCO2＋(n＋1)H2O状元随笔判断取代反应的方法：提升点二同系物和同分异构体的判断[例2]观察下面几种烷烃的球棍模型：(1)与C互为同系物的是________，与C互为同分异构体的是______________。(2)在烷烃的同系物中，随碳原子数增加，其熔、沸点依次________(其中碳原子数满足________条件的烷烃常温下呈气态)，液态时密度依次________。ABD升高小于或等于4增大【解析】理解同系物、同分异构体的概念，会判断同系物、同分异构体。了解随碳原子数增加，烷烃熔点、沸点、密度的递变规律。[提升2]下列有关说法正确的是()A．石墨和金刚石互为同位素B．乙烷和丙烷互为同素异形体C．CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体D．12C和13C互为同系物解析：石墨和金刚石互为同素异形体，A项错误；乙烷和丙烷互为同系物，B项错误；12C和13C互为同位素，D项错误。答案：C[关键能力]1．同系物判断的三个关键点(1)“同”——互为同系物的物质必须属于同一类物质。(2)“似”——结构相似，是指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。(3)“差”——组成上相差n个CH2原子团(n≥1)。①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。状元随笔判断同系物时应注意的两个问题：(1)互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同，也可能不同。(2)同系物和同分异构体的区别，同系物结构相似，组成不同，分子式不同；同分异构体分子式相同，结构可能相似也可能不相似。2．同分异构体的判断标准——“一同一异”(1)一同——分子式相同。可理解如下：①分子式相同成立不一定成立具有相同的组成元素如CH4、C3H8的组成元素相同，但两者不是同分异构体。②分子式相同成立不一定成立具有相同的相对分子质量如C2H4、N2的相对分子质量相同，但两者不是同分异构体。③分子式相同成立不一定成立各元素的质量分数分别相同如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数分别相同，但两者不一定是同分异构体。(2)一异——结构不同。可理解如下：①原子或原子团的连接顺序不同；②原子的空间排列不同。状元随笔烷烃同分异构体的书写——减碳链法(1)遵循的原则：主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间。(2)书写的步骤。①先写出碳原子数最多的主链。②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基(—CH3)接在主链某碳原子上。③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上，以此类推。提升点三烃的燃烧反应简单计算中的规律[例3]在常温、常压下，取下列四种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()A．CH4B．C3H8C．C4H10D．C2H6【解析】设此气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋x＋y4O2――→点燃xCO2＋y2H2O，则1mol该烃完全燃烧时耗氧量为x＋y4mol，上述选项分别代入x＋y4mol，比较可知C4H10耗氧量最多。【答案】C[提升3]某气态烃在恒容密闭容器内与氧气混合完全燃烧，如果燃烧前后容器内(温度高于100℃)压强保持不变，该烃可能是()A．C2H6B．C2H4C．C3H8D．C3H6解析：烃燃烧的化学方程式为CxHy＋x＋y4O2――→点燃xCO2＋y2H2O(g)，因为燃烧前后容器内压强不变，说明燃烧前后气体总体积不变，即1＋x＋y4＝x＋y2，得y＝4，B项正确。答案：B[关键能力]1．烃(CxHy)完全燃烧耗氧量规律(1)1mol烃完全燃烧耗氧量1mol烃完全燃烧时耗氧量相当于1mol烃中碳元素和氢元素分别燃烧时的耗氧量之和，即x＋y4mol。(2)质量相同的烃完全燃烧时耗氧量的计算因等质量的氢比等质量的碳耗氧量多，故耗氧量的多少取决于yx，yx值越大，耗氧量越大。2．气态烃完全燃烧体积变化规律1mol某气态烃CxHy完全燃烧的通式：CxHy＋x＋y4O2――→点燃xCO2＋y2H2O(1)燃烧后温度高于100℃时，水为气态，则ΔV＝V后－V前＝y4－1。①当y＝4时，ΔV＝0，体积不变；②当y4时，ΔV0，体积增大；③当y4时，ΔV0，体积减小。状元随笔关于“混合物”的计算(1)总质量一定的混合物，只要各组分的最简式相同，则完全燃烧时，其耗氧量为定值，恒等于同质量的某单一组分完全燃烧时的耗氧量，而与混合物中各组分的含量无关。(2)总物质的量一定的混合物，只要各组分(1mol物质)的耗氧量相同，则完全燃烧时，其耗氧量为定值，而与混合物中各组分的含量无关。形成性自评1．下列分子式不止表示一种物质的是()A．C3H8B．C4H10C．CHCl3D．CH2Cl2解析：正丁烷和异丁烷的分子式都是C4H10。C3H8(丙烷)、CHCl3(三氯甲烷)、CH2Cl2(二氯甲烷)都只表示一种物质。答案：B2．下列物质之间的相互关系错误的是()A．CH3CH2CH2CH3和333CHCHCHCH互为同分异构体B．干冰和冰为同一种物质C．CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物D．12C和14C互为同位素解析：干冰是二氧化碳晶体，冰是固态的水。答案：B3．关于烷烃的叙述不正确的是()A．分子式符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃B．烷烃均能与氯水发生取代反应C．正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化解析：对烷烃的概念应从“单键、饱和、链状”三方面理解，分子式符合CnH2n＋2的烃中碳原子均已饱和，则A正确；烷烃的化学性质与甲烷相似，取代反应必须与纯卤素单质反应，则D正确，B错误；结合烷烃的物理性质的递变规律，可知C正确。答案：B4．某有机化合物6.2g在氧气中完全燃烧，只生成8.8gCO2和5.4gH2O。下列说法正确的是()A．该化合物仅含碳、氢两种元素B．该化合物中碳、氢原子个数比为1:4C．无法确定该化合物是否含有氧元素D．该化合物一定含有氧元素解析：8.8gCO2中含有碳元素的物质的量为0.2mol，碳元素的质量为2.4g,5.4g水中含有氢原子的物质的量为0.6mol，氢元素的质量为0.6g。m(C)＋m(H)＝2.4g＋0.6g＝3.0g6.2g，该化合物不仅含碳、氢两种元素，还一定含有氧元素；其中所含C、H两种元素原子的物质的量之比为n(C):n(H)＝0.2mol:0.6mol＝1:3。答案：D5．正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法正确的是()A．正己烷的分子式为C6H12B．正己烷的一氯代物有3种C．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色D．主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体只有1种解析：正己烷分子式为C6H14，A项错误；正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3，分子中存在三种位置不同的氢原子，故其一氯代物有3种，B项正确；烷烃不能与溴水发生反应，C项错误；主链上有4个碳原子时，正己烷的同分异构体有2种：33233CHCHC