2024-2025學(xué)年人教版高二化學(xué)選擇性必修3配套課件 基礎(chǔ)課時5 烷烴

第一節(jié)烷烴第二章

烴基礎(chǔ)課時

烷烴51.能從化學(xué)鍵的飽和性等微觀角度理解烷烴的結(jié)構(gòu)特點,能通過模型假設(shè)、證據(jù)推理認(rèn)識烷烴的空間構(gòu)型,理解結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。2.能列舉烷烴的典型代表物的主要性質(zhì)、描述和分析烷烴的典型代表物的重要反應(yīng),能書寫相應(yīng)的反應(yīng)方程式。3.了解烷烴的習(xí)慣命名法,掌握烷烴的系統(tǒng)命名法。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)二、烷烴的命名目錄CONTENTS課后鞏固訓(xùn)練一、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對點訓(xùn)練(一)知識梳理1.烴和脂肪烴(1)烴:

兩種元素的有機(jī)化合物稱為碳?xì)浠衔?又稱烴。

(2)脂肪烴:鏈狀的烴。烷烴是

脂肪烴。

僅含碳和氫飽和2.烷烴的結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點分子中的共價鍵全部是單鍵。其分子中的碳原子都采取_________雜化,以伸向四面體四個頂點方向的

雜化軌道與其他碳原子或氫原子結(jié)合,形成

鍵

通式鏈狀烷烴的通式:

(n≥1)

同系物結(jié)構(gòu)

、分子組成上相差______________________的化合物互稱同系物。甲烷、乙烷和丙烷互稱為同系物

sp3sp3σCnH2n+2相似一個或若干個CH2原子團(tuán)3.烷烴的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性常溫下烷烴不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,也不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及溴的四氯化碳溶液反應(yīng)可燃性烷烴可在空氣或氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O,如鏈狀烷烴燃燒的通式為

取代反應(yīng)乙烷與氯氣反應(yīng)生成一氯乙烷的化學(xué)方程式為

4.烷烴的物理性質(zhì)物理性質(zhì)變化規(guī)律狀態(tài)常溫下,碳原子數(shù)小于或等于_________________時烷烴呈氣態(tài),大于4時呈液態(tài)或固態(tài)(新戊烷常溫下為氣態(tài))

溶解性都難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑沸點隨烷烴碳原子數(shù)的增加,沸點逐漸_________________;碳原子數(shù)相同的烴,支鏈越多,沸點_________________密度隨烷烴碳原子數(shù)的增加,相對密度逐漸

4升高越低增大(二)問題探究問題1

鏈狀烷烴中所有的碳原子都在一條直線上。這種說法合理嗎?提示不合理,因為烷烴的碳原子都是空間四面體結(jié)構(gòu),所以從丙烷開始碳原子都是呈鋸齒形折線排列,不可能在一條直線上。閱讀上表中的數(shù)據(jù),你能發(fā)現(xiàn)烷烴沸點的遞變規(guī)律嗎?提示由數(shù)據(jù)可知,烷烴分子隨碳原子數(shù)增多,分子的沸點逐漸升高。碳原子數(shù)相同的烷烴,支鏈越多,沸點越低。問題2在1.01×105Pa下,測得某些烷烴的沸點如下表。物質(zhì)名稱沸點/℃正丁烷CH3(CH2)2CH3-0.5正戊烷CH3(CH2)3CH336異戊烷CH3CH2CH(CH3)227.9新戊烷C(CH3)49.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0提示不會,因為生成的CH3CH2Cl分子中仍含有可取代的氫原子,會進(jìn)一步發(fā)生取代反應(yīng)。問題4乙烷與Cl2在光照下反應(yīng),寫出可能生成的有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。提示CH3CH2Cl,CH3CHCl2,CH2ClCH2Cl,CH3CCl3,CH2ClCHCl2,CCl3CH2Cl,CHCl2CHCl2,CHCl2CCl3,CCl3CCl3。

【探究歸納】烷烴可與鹵素單質(zhì)在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成鹵代烴和鹵化氫。(1)烷烴的取代反應(yīng)是在光照條件下與純凈的鹵素單質(zhì)的反應(yīng)。(2)連續(xù)反應(yīng):反應(yīng)過程不會停留在某一步,所以產(chǎn)物較為復(fù)雜,不適合制備物質(zhì)。(3)定量關(guān)系:1mol鹵素單質(zhì)只能取代1molH,同時生成1molHX。

1.(2024·湖南常德石門縣第一中學(xué)高二期中)下列關(guān)于鏈狀烷烴性質(zhì)的敘述不正確的是(

)A.鏈狀烷烴的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而逐漸升高,常溫下鏈狀烷烴的狀態(tài)隨碳原子數(shù)的增加由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)B.碳原子數(shù)目不同的鏈狀烷烴互為同系物C.鏈狀烷烴都可以通過烯烴與氫氣加成獲得D.鏈狀烷烴和鹵素單質(zhì)在光照條件下都能發(fā)生取代反應(yīng)C解析烷烴結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔沸點越高,隨著碳原子數(shù)的增加,常溫下的狀態(tài)逐漸由氣態(tài)變化到液態(tài)、固態(tài),A正確;碳原子數(shù)不同的鏈狀烷烴之間,結(jié)構(gòu)相似組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán),互為同系物,B正確;鏈狀烷烴如CH4不可以通過烯烴與氫氣加成獲得,C錯誤;烷烴的通性是飽和碳原子上的氫原子在一定條件下和氯氣發(fā)生取代反應(yīng),所以烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),D正確。2.對稱變換是一種建模方法。依據(jù)甲烷的一氯代物只有一種,采用如下代換:下列說法錯誤的是(

)A.a、b、c互為同系物 B.X的通式一定為CnH2n+2C.b的同分異構(gòu)體有2種(自身除外) D.b的二氯代物有3種

D【題后歸納】

同系物的深化理解(1)同系物的通式一定相同,但通式相同的有機(jī)物不一定互為同系物。(2)由同系物的通式,可以寫出相應(yīng)碳原子數(shù)的該系列有機(jī)物的分子式。(3)同系物因組成和結(jié)構(gòu)相似,化學(xué)性質(zhì)相似,而物理性質(zhì)一般呈規(guī)律性變化,如烷烴的熔沸點、密度等。二、烷烴的命名對點訓(xùn)練(一)知識梳理1.烴基與烷基烴基烴分子中去掉1個_________________后剩余的基團(tuán)

烷基烷烴去掉1個氫原子后剩余的基團(tuán)常見的烴基甲烷分子去掉1個H,得到—CH3叫_________________;乙烷分子去掉1個H,得到—CH2CH3叫_________________;丙烷分子去掉1個氫原子后的烴基有兩種,結(jié)構(gòu)簡式是_____________的叫正丙基、結(jié)構(gòu)簡式是

的叫異丙基

氫原子甲基乙基—CH2CH2CH32.烷烴的習(xí)慣命名法烷烴可以根據(jù)分子里所含碳原子數(shù)目來命名,碳原子數(shù)加“烷”字,就是簡單烷烴的命名。戊烷十四烷正戊烷異戊烷新戊烷3.烷烴的系統(tǒng)命名法(1)定主鏈:遵循“長”“多”原則“長”,即主鏈必須是最長的;“多”,即同“長”時,考慮含支鏈最多(支鏈即取代基)。如:主鏈最長(7個碳)時,選主鏈有a、b、c三種方式,其中,a有3個支鏈、b有2個支鏈、c有2個支鏈,所以方式a正確。(2)編碳號:遵循“近”“簡”“小”原則①“近”:即從離支鏈最近的一端開始編號,定為1號位。如②“簡”:若有兩個取代基不同,且各自離兩端等距離,從簡單支鏈的一端開始編號(即基異、等距選簡單)。如③“小”:取代基位次之和應(yīng)最小。若有兩個取代基相同(等“簡”),且各自離兩端有相等的距離(等“近”)時,才考慮“小”。如方式一:方式二:方式一為2,5-二甲基-3-乙基,方式二為2,5-二甲-4-乙基,3<4,所以方式一正確。(3)寫名稱:將__________________的名稱寫在___________________名稱的前面,在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在主鏈上的位置,并在數(shù)字和名稱之間用短線相連。如果主鏈上有相同的取代基,可以將取代基合并,用漢字?jǐn)?shù)字表示取代基的個數(shù)(只有一個取代基時將取代基的個數(shù)省略),表示位置的阿拉伯?dāng)?shù)字之間用逗號隔開。

取代基主鏈如:(二)問題探究問題1有同學(xué)認(rèn)為下列化合物的主鏈碳原子數(shù)是6個,該說法對嗎?提示不正確。選主鏈時要將—C2H5展開為—CH2CH3,主鏈為7個碳原子。提示根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可以看出最長碳鏈含有6個碳原子。其系統(tǒng)名稱為2,4,4-三甲基己烷。問題3某同學(xué)對一些有機(jī)物進(jìn)行了命名,得到的名稱如下,試分析其正誤,并說明原因。①2,3,3-三甲基丁烷;②3,3,5-三甲基己烷提示①原命名不符合取代基位次之和最小的原則,正確命名為2,2,3-三甲基丁烷。②原命名編號錯誤,正確命名為2,4,4-三甲基己烷。

問題4某有機(jī)物被命名為1,2,3-三甲基丙烷,該名稱正確嗎?如果不正確,請寫出其正確的名稱。提示不正確。烷烴的命名中,碳的1號位不能出現(xiàn)甲基。該有機(jī)物的正確名稱為3-甲基戊烷。【探究歸納】

烷烴命名口訣3.有機(jī)物命名正確的是(

)A.1,3-二甲基丁烷B.2,3,5-三甲基己烷C.2,3-二甲基-2-乙基己烷D.2,3-二甲基-4-乙基戊烷

B解析A項,主鏈選取錯誤,該物質(zhì)的正確命名為2-甲基戊烷;C項,主鏈選取錯誤,該物質(zhì)的正確命名為3,3,4-三甲基庚烷;D項,主鏈選取錯誤,該物質(zhì)的正確命名為2,3,4-三甲基己烷。

4.(2024·遼寧高二月考)用系統(tǒng)命名法命名下列烷烴。2-甲基丁烷2,4-二甲基己烷2,5-二甲基-3-乙基己烷3,5-二甲基庚烷2,4-二甲基-3-乙基己烷解析(1)烷烴主鏈含有4個碳原子,第二個碳上1個甲基做支鏈,名稱是2-甲基丁烷;(2)主鏈含有6個碳原子,第二、第四個碳上各有1個甲基做支鏈,名稱是2,4-二甲基己烷;(3)烷烴主鏈含有6個碳原子,第二、第五個碳上各有1個甲基做支鏈,第三個碳上有一個乙基做支鏈,名稱是2,5-二甲基-3-乙基己烷;(4)烷烴主鏈含有7個碳原子,第三、第五個碳上各有個1甲基做支鏈,名稱是3,5-二甲基庚烷;(5)烷烴主鏈含有6個碳原子,第二、第四個碳上各有1個甲基做支鏈,第三個碳上有一個乙基做支鏈,名稱是2,4-二甲基-3-乙基己烷。課后鞏固訓(xùn)練A級

合格過關(guān)練選擇題只有1個選項符合題意(一)烷烴的物理性質(zhì)1.(2024·云南大理高二月考)下列物質(zhì)的沸點由高到低排列順序正確的是(

)①丁烷②2-甲基丙烷③戊烷④2-甲基丁烷⑤2,2-二甲基丙烷A.①>②>③>④>⑤

B.⑤>④>③>②>①C.③>④>⑤>①>②

D.②>①>⑤>④>③C解析對于烷烴,碳原子數(shù)越多,沸點越高;對于碳原子數(shù)相同的烷烴,支鏈越多,沸點越低。由此分析可知，選項C正確。2.根據(jù)以下數(shù)據(jù)推斷丙烷的沸點可能是(

)A.約-40℃

B.低于-160℃C.低于-89℃

D.高于36℃解析

根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,烷烴的沸點隨著C原子數(shù)增大而升高,故丙烷沸點應(yīng)在乙烷和丁烷之間,故選A。

A物質(zhì)甲烷乙烷正丁烷正戊烷沸點-164℃-89℃-0.5℃36℃(二)烷烴的化學(xué)性質(zhì)3.液化氣的主要成分是丙烷,下列有關(guān)丙烷的敘述不正確的是(

)A.丙烷是鏈狀烷烴,但分子中碳原子不在同一直線上B.在光照條件下能夠與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)C.丙烷比其同分異構(gòu)體丁烷易液化D.1mol丙烷完全燃燒消耗5molO2C解析丙烷是直鏈烷烴,其中碳原子為飽和碳原子,三個碳原子構(gòu)成鋸齒狀的鏈狀結(jié)構(gòu),故3個碳原子不在同一直線上,A正確;丙烷在光照條件下與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),B正確;丙烷與丁烷互為同系物,不是同分異構(gòu)體,丁烷的熔沸點較高,更易液化,C錯誤;1

mol丙烷(C3H8)完全燃燒消耗5

mol

O2,D正確。

4.甲烷既是一種重要的能源,也是一種重要的化工原料。(1)甲烷分子的空間構(gòu)型為

,下列說法能證明甲烷是如上空間構(gòu)型的實驗事實是

。

a.CH3Cl只代表一種物質(zhì)b.CH2Cl2只代表一種物質(zhì)c.CHCl3只代表一種物質(zhì)d.CCl4只代表一種物質(zhì)正四面體b解析(1)甲烷分子的空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu);CH4分子中有四個等同的碳?xì)滏I,可能有兩種對稱的結(jié)構(gòu):正四面體結(jié)構(gòu)和平面正方形結(jié)構(gòu)。甲烷無論是正四面體結(jié)構(gòu)還是正方形結(jié)構(gòu),一氯代物均不存在同分異構(gòu)體。而平面正方形中,四個氫原子的位置雖然也相同,但是相互間存在相鄰和相間的關(guān)系,其二氯代物有兩種異構(gòu)體:兩個氯原子在鄰位和兩個氯原子在對位。若是正四面體,則只有一種,因為正四面體的兩個頂點總是相鄰關(guān)系。因此,由CH2Cl2只代表一種物質(zhì),可以判斷甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu),而不是平面正方形結(jié)構(gòu)。

(2)如圖是某同學(xué)利用注射器設(shè)計的簡易實驗裝置。甲管中注入10mLCH4,同溫同壓下乙管中注入50mLCl2,將乙管氣體全部推入甲管中,用日光照射一段時間,氣體在甲管中反應(yīng)。①某同學(xué)預(yù)測的實驗現(xiàn)象:a.氣體最終變?yōu)闊o色;b.反應(yīng)過程中,甲管活塞向內(nèi)移動;c.甲管內(nèi)壁有油珠;d.產(chǎn)生火花。其中正確的是(填字母,下同)

。

②實驗結(jié)束后,要吸收甲管中剩余氣體，最宜選用下列試劑中的

。

a.水 b.氫氧化鈉溶液 c.硝酸銀溶液 d.飽和食鹽水③反應(yīng)結(jié)束后,將甲管中的所有物質(zhì)推入盛有適量AgNO3溶液的試管中,振蕩后靜置,可觀察到

。

bcb液體分為兩層,產(chǎn)生白色沉淀解析(2)①甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成CH3Cl(氣體)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,氯氣逐漸減少,但不消失,因為氯氣過量,所以氯氣的顏色逐漸變淺,不會變成無色;反應(yīng)后有油狀液滴(二氯甲烷、三氯甲烷與四氯化碳)出現(xiàn);反應(yīng)過程中氣體的體積減小,導(dǎo)致試管內(nèi)的壓強(qiáng)低于外界大氣壓,體積減小,甲管活塞向內(nèi)移動,故答案為bc。②反應(yīng)后,甲管中剩余氣體為氯氣、氯化氫和CH3Cl,三者都能與堿反應(yīng),可以用氫氧化鈉溶液吸收,故答案選b。③甲管中的氯氣、氯化氫溶于水,氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,溶液呈酸性,氯離子能與AgNO3溶液產(chǎn)生氯化銀白色沉淀;其余有機(jī)物不溶于水,溶液分層,所以將甲管中的物質(zhì)推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到液體分為兩層,產(chǎn)生白色沉淀。(3)將1mol甲烷和適量的Cl2混合后光照,充分反應(yīng)后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2∶3∶4,則參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為

mol。

3解析(3)發(fā)生取代反應(yīng)時,一半的Cl進(jìn)入HCl,一半的氯在有機(jī)物中,根據(jù)充分反應(yīng)后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2∶3∶4,可以設(shè)其物質(zhì)的量分別是x

mol、2x

mol、3x

mol、4x

mol,四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量之和為x

mol+2x

mol+3x

mol+4x

mol=1

mol,解得x=0.1

mol,發(fā)生取代反應(yīng)時,一半的Cl進(jìn)入HCl,消耗氯氣的物質(zhì)的量為0.1

mol+2×0.2

mol+3×0.3

mol+4×0.4

mol=3

mol。

(三)同系物和同分異構(gòu)體5.下列物質(zhì)一定互為同系物的是(

)A.③和⑧ B.②和④

C.①和⑥ D.⑤和⑦解析

③和⑧的Cl原子個數(shù)不同,不是同系物,A錯誤;②和④中羥基數(shù)目不同,不是同系物,B錯誤;①和⑥中碳碳雙鍵的數(shù)目為1個,分子組成上相差若干“CH2”基團(tuán),是同系物,C正確;⑤和⑦為分子式相同,結(jié)構(gòu)不同的同分異構(gòu)體,D錯誤。

C6.下列分子式只表示一種物質(zhì)的是(

)A.C4H10

B.C8H10 C.C2H5Cl D.C2H4Cl2C7.(2024·江西宜春市豐城市第九中學(xué)高二月考)下列烷烴在光照條件下與Cl2反應(yīng),生成的一氯代物只有1種的是(

)C(四)烷烴的命名8.某烴的結(jié)構(gòu)簡式如圖,該烴的正確命名是(

)A.2-甲基-4-異丙基戊烷 B.2,4,5-三甲基己烷C.2,3,5-甲基己烷 D.2,3,5-三甲基己烷

D9.某烴的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列有關(guān)該烴的系統(tǒng)命名的說法錯誤的是(

)A.最長碳鏈上有7個碳原子B.系統(tǒng)名稱為2,3-二甲基-2-乙基己烷C.該烴分子中含有3個甲基取代基D.取代基連接碳原子的編號代數(shù)和為10B解析由結(jié)構(gòu)簡式,按照烷烴的命名原則:選擇最長的碳鏈為主鏈,正確的名稱為3,3,4-三甲基庚烷。有3個甲基取代基,故C正確;序號相加為3+3+4=10,D正確。

B級

素養(yǎng)培優(yōu)練選擇題有1個或2個選項符合題意10.(2024·河北邯鄲高二聯(lián)考)下列關(guān)于烷烴的說法正確的是(

)A.分子通式為CnH2n+2的有機(jī)物不一定是烷烴B.沸點:正戊烷>異戊烷>新戊烷C.等物質(zhì)的量的正丁烷和異丁烷分子中的化學(xué)鍵數(shù)目相同D.等質(zhì)量的甲烷和乙烷完全燃燒,乙烷消耗氧氣的物質(zhì)的量多BC解析碳已經(jīng)達(dá)到飽和,分子式符合

CnH2n+2

的有機(jī)物一定是鏈狀烷烴,A錯誤;正戊烷、異戊烷和新戊烷互為同分異構(gòu)體,且支鏈由此增多,所以正戊烷、異戊烷和新戊烷的熔沸點依次降低,即沸點:正戊烷>異戊烷>新戊烷,B正確;正丁烷和異丁烷只是碳架不同,含有的共價鍵數(shù)均為13條,即等物質(zhì)的量的正丁烷和異丁烷分子中的化學(xué)鍵數(shù)目相同,C正確;等質(zhì)量的烴燃燒時,烴中的H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,耗氧量越大,甲烷中H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于乙烷,故等質(zhì)量的甲烷和乙烷燃燒時,甲烷耗氧量更高,D錯誤。11.異辛烷是優(yōu)良的發(fā)動機(jī)