高二化学鲁科版选修五讲义第1章第3节第1课时烃的概述烷烃的化学性质

第3节eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,))烃第1课时烃的概述烷烃的化学性质[课标要求]1．了解烃的分类。2．了解烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物的物理性质。3．掌握烯烃、炔烃的命名规则(含一个双键或叁键)。4．掌握烷烃的化学性质。nH2n＋2。2．烷烃是饱和烃，烯烃、炔烃属于不饱和烃，苯及其同系物属于芳香烃。3．分子中有1～4个碳原子的链烃在室温下均为气体。4．烷烃的性质稳定，常温下与强酸、强碱、强氧化剂和强还原剂都不反应。5．烷烃与气态卤素单质发生取代反应，且反应分步进行，生成多种产物。eq\a\vs4\al(烃的概述)1．烃的分类烃eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(链烃脂肪烃)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(饱和烃，如烷烃,不饱和烃\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(烯烃,炔烃)))),环烃\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脂环烃，如环丙烷,芳香烃\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(苯及其同系物,多环芳香烃))))))2．链烃(1)分类①饱和烃：分子中的碳原子皆为饱和碳原子。如烷烃。②不饱和烃：分子中含有不饱和碳原子。如烯烃、炔烃。(2)链烃的物理通性①相似性：烷烃、烯烃、炔烃在物理性质上具有某些相似性。如它们均为无色物质，都不溶于水而易溶于有机溶剂，密度比水小等。②递变性：链烃的物理性质随着其碳原子数的递增呈现出一定的递变性。a．状态：由气态(分子中有1～4个碳原子)→液态→固态；b．熔、沸点：逐渐升高；c．密度：逐渐增大(但小于1g·cm－3)。3．苯及其同系物(1)苯及其同系物的物理性质①苯的物理性质：颜色状态熔沸点密度毒性溶解性无色液体较低比水小有毒不溶于水②苯的同系物的物理性质：溶解性与苯相似，毒性比苯稍小。(2)苯及其同系物的组成和结构分子中只含一个苯环，且苯环上的取代基是烷基的烃才是苯的同系物，其通式为CnH2n－6(n≥6)。(3)芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物1．芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物有什么关系？提示：2．在有机物中，主链上的碳原子数是多少？依据是什么？提示：7。依据是含官能团()的最长碳链为主链。1．烯烃和炔烃的命名(1)命名方法烯烃和炔烃的命名与烷烃的命名相似，即遵循最长、最多、最近、最小、最简原则。但不同点是主链必须含有双键或叁键，编号时起始点必须离双键或叁键最近。(2)命名步骤①选主链。将含碳碳双键或碳碳叁键的最长碳链作为主链，并按主链中所含碳原子数目称为“某烯”或“某炔”。②编号位。从距离双键或叁键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位，使与双键或叁键相连的碳原子的编号为最小。如：③写名称。首先用“二、三……”在“烯”或“炔”前表示双键或叁键的个数；其次在“某烯”或“某炔”前面用阿拉伯数字表示双键或叁键的位置(用与双键或叁键相连的碳原子的最小编号表示)，最后在前面写出支链的名称、个数和位置。如：2．苯及苯的同系物的命名(1)以苯为母体命名。(4)苯分子中的两个或两个以上氢原子被烷基取代，可将苯环上的6个碳原子编号，以某个最简单的取代基所在的碳原子的位置编为1号，并使支链的编号和最小给其他取代基编号，例如为1,3­二甲苯，名称为1,4­二甲基­2­乙基苯。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)既属于脂环烃又属于芳香烃(×)(2)分子式为C8H10属于芳香烃的同分异构体共4种(√)(3)在烷烃分子中，所有的化学键都为单键(√)2．下列物质的沸点由高到低排列的是()①CH3(CH2)2CH3②CH3(CH2)3CH3③(CH3)3CH④(CH3)2CHCH2CH3A．④②①③ B．②④①③C．④①②③ D．②④③①解析：选B②④分子中均含5个C原子，但④中含支链，则沸点：②>④；①③分子中均含4个C原子，但③中含支链，则沸点：①>③；碳原子数越多，沸点越高，所以沸点由高到低排列为②④①③。3．有机物的系统名称为()A．2,2,3­三甲基­1­戊炔B．3,4,4­三甲基­1­戊炔C．3,4,4­三甲基­2­戊炔D．2,2,3­三甲基­4­戊炔解析：选B已知有机物中含有的官能团为碳碳叁键，碳碳叁键所在最长的碳链含有5个C，主链为戊炔，编号从距离碳碳叁键最近的一端开始编号，碳碳叁键在1号C，表示为“1­戊炔”，取代基甲基在3、4、4号C上，共有三个甲基，称为“3,4,4­三甲基”，该炔烃的正确命名为3,4,4­三甲基­1­戊炔，故B正确。4．下列四种命名正确的是()A．2­甲基­2­丁炔 B．2­乙基丙烷C．3­甲基­2­丁烯 D．2­甲基­2­丁烯解析：选D根据名称写出相应的有机物的结构简式：A为，第二个碳原子形成5个共价键，错误；B为，主链选择错误，其正确命名为2­甲基丁烷；C为，其正确的命名为2­甲基­2­丁烯；D正确。5．已知异丙苯的结构简式如图，下列说法错误的是()A．异丙苯的分子式为C9H12B．异丙苯中碳原子可能都处于同一平面C．异丙苯的沸点比苯高D．异丙苯和苯为同系物解析：选BA项，根据有机物碳原子的特点，分子式为C9H12，正确；B项，苯环是平面结构，异丙基中的碳原子形成四个单键，所有碳原子不可能在一个平面，错误；C项，碳原子数越多，熔沸点越高，故沸点比苯高，正确；D项，异丙苯和苯结构相似，在分子组成上相差3个“CH2”原子团，属于苯的同系物，正确。6．(1)下列物质命名是否正确，若不正确，请写出正确的名称。解析：(1)①错把苯作为取代基，把烷作为母体；②没有指出两个乙基之间的相对位置。答案：(1)①甲苯②邻二乙苯(或1,2­二乙苯)(2)①1,3,5­三甲苯②1,2,4­三甲苯7．写出下列物质的结构简式：(1)3­甲基­1­戊炔：_______________________________________________________；(2)1,4­戊二烯：_______________________________________________________；(3)苯乙烯：_________________________________________________________。解析：根据名称写结构的步骤应是：①写出主链碳原子的结构；②编号；③在相应的位置加官能团或取代基。eq\a\vs4\al(烷烃的化学性质)1．烷烃的化学性质2．烷烃燃烧的规律与应用(1)规律：烃分子中碳原子数相同时，含氢越多，完全燃烧时放出的热量越多，故烷烃比碳原子数相同的其他烃燃烧时放出的热量多。(2)应用：天然气、沼气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷，主要用做家庭或工业燃料；汽油、煤油、柴油的主要成分之一也是含有不同碳原子数的烷烃，用做汽车、飞机、轮船等的燃料。1．第十二届全运会火炬用的是环保燃料——丙烷(C3H8)。下列有关说法中，正确的是()A．丙烷既能发生取代反应，又能发生加成反应B．丙烷完全燃烧，其产物对空气没有污染C．丙烷燃料电池中，丙烷在正极发生反应D．丙烷的一氯代物有三种同分异构体解析：选B烷烃能发生取代反应，但不能发生加成反应，A错误；丙烷完全燃烧生成CO2和H2O，不会对空气造成污染，B正确；丙烷燃料电池中，丙烷发生氧化反应，应在负极上发生反应，C错误；丙烷中存在对称碳原子，只有两种氢原子，故其一氯代物只有两种，D错误。2．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是()A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3ClB．甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物中CH3Cl最多C．甲烷与氯气发生取代反应，生成的产物为混合物D．1molCH4完全生成CCl4，最多消耗2molCl2解析：选C甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1mol氢原子，消耗1mol氯气，生成1molHCl，故产物中HCl最多，B错误；1molCH4完全生成CCl4，最多消耗4molCl2，D错误。3．在光照条件下，将1molCH4与Cl2反应，得到等物质的量的4种取代产物，则消耗Cl2的物质的量为()A．1mol B．2molC．2.5mol D．10mol解析：选C由于CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(hν))CH3Cl＋HCl，CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(hν))CH2Cl2＋2HCl，CH4＋3Cl2eq\o(→,\s\up7(hν))CHCl3＋3HCl，CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up7(hν))CCl4＋4HCl。1molCH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25mol，则消耗Cl2的物质的量为0.25mol＋0.25mol×2＋0.25mol×3＋0.25mol×4＝2.5mol。4．丁烷的分子结构可简写成键线式结构，有机物A的键线式结构为，则：(1)有机物A的分子式为________。(2)用系统命名法命名有机物A，其名称为________。(3)有机物A完全燃烧的化学方程式为____________________________________。(4)有机物A与Cl2发生反应生成的一氯代物的可能结构简式为____________________，写出A与Cl2反应生成任意一种一氯代物的反应方程式____________________________。答案：(1)C8H18(2)2,2,3­三甲基戊烷(3)2C8H18＋25O2eq\o(→,\s\up7(点燃))16CO2＋18H2O(4)CH2ClC(CH3)2CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)3CCl(CH3)CH2CH3、C(CH3)3CH(CH2Cl)CH2CH3、C(CH3)3CH(CH3)CHClCH3、C(CH3)3CH(CH3)CH2CH2ClC(CH3)3CH(CH3)CH2CH3＋