高中化学 3.1.2 烷烃课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 有机化合物 第三章 第一节最简单的有机化合物 甲烷 第三章 第2课时烷烃 第三章 据英国媒体2009年8月1日报道 当日 俄罗斯总理普京乘坐潜艇 下潜到千余米深的贝加尔湖中 与科研人员一起探寻被称之为 可燃冰 的物质 贝加尔湖中这种 可燃冰 到底是一种什么神秘的物质呢 能让一个国家的总理甘愿冒这么大的风险去探寻 在人们担心化石能源将被耗尽的时候 科学家发现在各个大陆向海延伸的大陆边缘水深超过300m 500m的深度 尤其是在海底以下1000m 1100m深度的沉积地层中 以及高纬度地区广泛发育的永久冻土层中 蕴藏着丰富的气体水合物 天然气水合物资源 科学界把它们称之为 易燃冰 或 可燃冰 这种天然气水合物是一种由气体和水形成的冰状白色固态晶体 水分子一般通过氢键合成多面体笼 笼中含有固体的天然气分子 其分子式是m nh2o 式中m是气体分子 主要是甲烷 乙烷和丙烷等烃类同系物及co2 n2和h2s等 n是水分子数 水分子组成笼形类冰晶格架 气体分子充填在格架空腔中 组成单一或复合成分的天然气水合物 这种类冰气水合物遇火即可燃烧 学习目标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烷烃的同分异构体 新知预习1 烷烃又叫 其结构特点是碳原子之间只以 结合 剩余价键均与 结合 使每个碳原子的 都已充分利用 达到 饱和 通式为 n 1的整数 2 烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增 呈现 的变化 如 常温下 其状态由 态变到 态 再变到 态 沸点逐渐 相对密度 饱和烃 单键 氢原子 化合价 cnh2n 2 规律性 气 液 固 升高 增大 3 同系物是指 4 化合物具有相同的 但具有不同 的现象叫同分异构现象 具有同分异物现象的化合物统称为 随着碳原子数目增加 其同分异构体的数目 同分异构现象是 的重要原因之一 结构相似 在分子组成上相差一个 或若干个ch2原子团的物质互称为同系物 分子式 结构 同分异构体 增加 有机物种类繁多 自主探究1 根据甲烷 乙烷 丙烷和丁烷的分子式 你能推出烷烃的化学通式吗 设碳原子数为n 提示 推有机物的通式一种方法是利用数学关系推导 另一种方法就是根据分子的结构进行推导 利用数学关系推导 根据甲烷 乙烷 丙烷和丁烷的分子式找出规律 判断烷烃碳原子数和氢原子数之间的关系 从而推出烷烃的化学通式 根据分子的结构进行推导 根据甲烷 乙烷 丙烷和丁烷的结构找出规律 判断烷烃碳原子数和氢原子数之间的关系 从而推出烷烃的化学通式 答案 观察法 首先写出乙烷 丙烷和丁烷的分子式c2h6 c3h8 c4h10 不难发现 相邻的两个烷烃在分子组成上都相差一个 ch2 原子团 这样 甲烷的分子式为ch4 分子内含n个碳原子的烷烃的分子式 就应是比甲烷分子式多 n 1 个ch2由此可推出烷烃的通式为cnh2n 2 递推法探究 因为碳是四价的 一个碳原子应连接四个氢原子 增加一个碳 原碳上去掉一个氢 后来增加的这个碳上还需再接三个氢 这样相当于增加一个碳时 就相应的增加两个氢 故含n个碳原子的烷烃相当于在甲烷分子中增加了 n 1 个碳 相应增加了2 n 1 个氢 于是烷烃的通式为c1 n 1h4 2 n 1 cnh2n 2 2 有机物如何命名 提示 使用习惯命名法命名有机物 要清楚以什么为标准 烷烃中碳原子数在十以下的怎样命名 碳原子数在十以上的怎样命名 对于碳原子数相同的而结构不同的烷烃 还要写明什么 还要清楚习惯命名法适于什么情况 还有什么命名法 有时使用习惯命名法 以有机物分子中含有的碳原子数命名 烷烃中碳原子数在十以下 用天干表示 即甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸来表示 称某烷 碳原子数在十以上的 用中文数字来表示 如c17h36叫十七烷 对于碳原子数相同的而结构不同的烷烃 一般在烷烃名称前再加上 正 异 新 等字加以区别 使用习惯命名法命名有机物时 常命名碳原子数较少的 结构比较简单的烷烃 对于碳原子数比较多的常用系统命名法命名 将在后面的学习中接触到 烷烃 思维导图 1 烷烃的定义烃分子中的碳原子之间只以单键结合 剩余价键均与氢原子结合 使每个碳原子的化合价都达到饱和 这样的烃叫做饱和烃 也称为烷烃 教材点拨 温馨提示 烷烃都是立体结构 碳原子不在一条直线上 除非只有两个碳原子 直链烷烃空间构型是折线型或锯齿状 碳碳单键可以旋转 因此烷烃 主链的碳原子数 4 的碳链形状可以改变 2 常见烷烃的结构式和结构简式 3 烷烃分子的通式 cnh2n 2 n 1 正整数 烷烃是饱和链状烃的简称 其分子组成符合通式cnh2n 2 其中甲烷既是分子组成最简单的烷烃 也是分子组成最简单的烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 其分子式依次为ch4 c2h6 c3h8 c4h10 仔细观察其分子组成中c原子 h原子均成等差数列 由数学数列通式 易得到烷烃中的碳原子数为n 烷烃中的氢原子数为2n 2 故烷烃的分子通式为cnh2n 2 4 烷烃的物理性质随分子中碳原子数增加 烷烃沸点逐渐升高 相对密度逐渐增大 1 常温下 碳原子数小于或等于4时 均为气态 新戊烷常温下也为气态 2 烷烃均不溶于水而易溶于有机溶剂 相对密度均小于1 3 当碳原子数相同时 一般支链越多 熔点越低 如沸点 正丁烷 异丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 6 烷烃的简单命名规则 1 在分子内所含碳原子的数目后加一个 烷 字 称为 某烷 分子内碳原子数在十以内的 依次用天干 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸表示 如甲烷 丁烷等 分子内碳原子数超过十的烷烃 直接用汉字数字代表 如十二烷 十六烷等 温馨提示 烷烃的这种命名方法称为习惯命名法 它适应于碳原子数较少 结构比较简单的烷烃 对于碳原子数较多 结构较复杂的烷烃 可采用系统命名法 在选修5中学到 8 燃烧法测定有机物化学式的计算燃烧法是测定有机化合物化学式的一种重要方法 有机化合物的燃烧属于化学反应 化学反应遵循质量守恒定律 被燃烧的有机化合物与燃烧产物之间存在着一定的相互关系 使有机化合物发生燃烧反应 根据有关反应物 生成物的数据和化学方程式进行计算 可以确定有机化合物的组成情况 一般程序为 2014 经典习题选萃 下列有机物中 属于烷烃的是 a ch2 ch2b ch3ch2ch2ch2cl 典例透析 解析 根据烷烃的结构特点进行比较判断 烷烃的结构特点是碳原子之间全部是单键结合成链状 碳原子的其余的键全部和氢原子结合 首先就会看出 b项中含有氯原子 碳原子其余的键不是全部和氢原子结合的 也就是说它不是烃 就更谈不上烷烃了 a项中不是碳碳单键结合 c项中不是链状 它们都不是烷烃 d项中碳链上虽然有两个支链 但它仍属于链状 是完全符合烷烃结构特点的 答案 d 已知下列有机物的结构简式 甲烷 ch4 乙烷 ch3ch3 丙烷 ch3ch2ch3 丁烷 ch3 ch2 2ch3 戊烷 ch3 ch2 3ch3 试回答 1 这类有机物的通式为 2 其最大含c量和最大含h量分别是 解析 1 推导有机物的通式有以下几种方法 方法一 虚拟法 比较相邻烷烃的化学式ch4 c2h6 c3h8 c4h10 不难看出相邻两烷烃在组成上都相差1个 ch2 原子团 此即烷烃通式变化项 这样由ch4往前推 虚拟出1个 h2 氢气 其中2就是烷烃通式的常数项 由此得烷烃的通式为 ch2 n h2 即 cnh2n 2 方法二 数列法 观察烷烃化学式 ch4 c2h6 c3h8 c4h10 可知 它们是一等差数列 其首项a1为ch4 公差d是ch2 利用等差数列的通项公式 an a1 n 1 d 可得烷烃通式 ch4 n 1 ch2 cnh2n 2 1 下列性质中 属于烷烃特征性质的是 a 完全燃烧的产物为二氧化碳和水b 它们几乎不溶于水c 它们是非电解质d 分子的通式为cnh2n 2 与氯气发生取代反应答案 d点拨 烃类化合物完全燃烧产物均为二氧化碳和水 因此a不是烷烃的特征性质 烃类化合物几乎不溶于水 都是非电解质 所以b c也不正确 变式训练 2 下列数值为烃的式量值 其对应的一定为烷烃的是 a 42b 44c 128d 54答案 b点拨 用cnh2n 2进行解决 mr 14n 2 42对应的是c3h6 44对应的是c3h8 54对应的是c4h6 128对应的是c9h20 由于1个c原子和12个h原子的式量相同 所以128也可以是c10h8 即128对应的不一定是烷烃 同系物与同分异构现象 思维导图 1 同系物及同系物规律 1 同系物 结构相似 同一类 在分子组成上相差一个或若干个ch2原子团 不同碳 的物质互称同系物 2 判断方法 看是否符合 两同一差 同 同通式 同结构 类别 差 差n个ch2 对于同系物概念的理解 应注意以下几点 同系物必符合同一通式 同系物必为同一类物质 同系物化学式不同 同系物组成元素相同 同系物结构相似 但不一定完全相同 同系物之间相对分子质量相差14n n为两种同系物分子的碳原子数差值 同系物一定具有不同的分子式 教材点拨 3 同系物规律 同系物随着碳原子数的增多 相对分子质量逐渐增大 熔 沸点逐渐增大 因结构相似 同系物之间的化学性质一般相似 2 同分异构现象与同分异构体 1 定义 化合物具有相同的分子式 但具有不同结构的现象称为同分异构现象 具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体 判断标准 一同一异 有机物结构的多样性是有机物种类繁多的重要原因 同分异构体之间的转化是化学变化 温馨提示 同分 相同分子式 当然相对分子质量也相同 但相对分子质量相同不一定是同分异构体 异构 结构不同 分子中原子的排列顺序或结合方式不同 3 烷烃同分异构体的书写方法 减碳移位 法可概括为 两注意 四句话 如c6h14的同分异构体 1 将分子中全部碳原子连成直链作为母链c c c c c c 4 同位素 同素异形体 同分异构体 同系物 同种物质的比较 2014 经典习题选萃 下列关于同系物的说法中 错误的是 a 同系物具有相同的最简式b 同系物都符合同一通式c 同系物中 相邻的同系物彼此在组成上相差一个ch2原子团d 同系物的化学性质基本相似 典例透析 解析 同系物不一定具有相同的最简式 如甲烷 乙烷 丙烷是烷烃的同系物 但它们的最简式分别为ch4 ch3 c3h8 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 同系物具有同一通式 化学性质相似 答案 a 2014 试题调研 下列说法中正确的是 a c3h7cl有3种同分异构体b 相对分子质量相同 结构不同的两种化合物互为同分异构体c 同分异构体之间的转化是化学变化 3 2014 石家庄二中高一期中 下列有关叙述正确的是 a 分子式相同 元素的百分含量也相同的物质是同种物质b 通式相同的物质一定是同系物c 分子式相同的物质一定是同分异构体d 相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体答案 c 变式训练 点拨 a项可能为同分异构体 错误 b项通式相同 但结构不一定相似 不一定是同系物 通式相同时还可能是同分异构体 错误 d项相对分子质量相同 分子式不一定相同 故不一定是同分异构体 错误 4 2014 浙江东阳高一二次诊断 主链上含有5个碳原子 分子中共有7个碳原子的烷烃 其结构有 种a 4b 5c 6d 7答案 b 1 2014 安阳一中高一下学期二次考试 下列分子只表示一种物质的是 a c3h7clb c3h8c c5h12d c4h10答案 b 2 2014 衡阳市八中高一联赛 下列各物质的名称正确的是 a 1 2 二甲基丁烷b 2 3 3 三甲基丁烷c 2 3 3 三甲基戊烷d 2 3 二甲基 4 乙基戊烷答案 c 3 2014 北京六十六中高一下学期期末 在常温常压下 取下列4种气态烃各1mol 分别在足量的氧气中燃烧 其中消耗氧气最多的是 a ch4b c2h6c c4h10d c3h8答案 c 4 2014 汶上一中5月质检 120 某气态烃在密闭容器中与足量的o2混合点燃 完全燃烧后恢复至原温度 容器内的压强保持不变 则该烃是 a ch4b c2h6c c3h6d c3h8答案 a 5 2014 嘉祥一中5月质检 下列说法中正确的一组是 a 正丁烷和异丁烷是同系物b ch3ch2ch2ch c2h5 ch3和c2h5ch ch3 ch2ch2ch3是同一种物质c h2和d2互为同位素答案 b 6 2014 石家庄二中高一期中 已知两种烷烃a b其中a的电子总数为42 b的电子总数为34 1 a的分子式为 b的名称是 2 a的所有同分异构体的结构简式为 其中熔点最低的按习惯命名是 3 b的所有同分异构体的结构简式是 选主链 称某烷 选含有碳原子数最多的最长的碳链为主链 主链上有几个碳原子 就称为某烷 编序号 定位置 选支链 取代基 离端碳原子最近的一端开始编号 端碳原子为1号 依次用阿拉伯数字定下其他碳原子的位置 当支链离端碳原子位置相同时 从哪一端编起均可 但当支链不同时 要从支链简单的一端开始编号 写名称 注写法