2.1.1烷烃的结构与性质 课件高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

●烷烃●烯烃

炔烃●芳香烃

仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，又称烃。根据结构的不同，烃可分为烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等。其代表物甲烷、乙烯、乙炔和苯的具体结构和性质是认识各类烃结构和性质的基础。烃中碳原子的饱和程度和化学键的类型，是预测化学反应中烃分子可能的断键部位与相应反应类型的主要依据。人教版化学

选择性必修3第二章烃第一节烷烃第一课时

烷烃的结构和性质1．知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。2．认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。3．了解烷烃的命名规则，会对烷烃进行命名。碳tàn氢qīng烃tīng仅含碳和氢两种元素的有机物烃，读音ting，碳的声母和氢的韵母的组合。

（1）烃(通式：CxHy)特点：①碳原子之间只含有碳碳单键。剩余价键均与

H原子结合②“饱和”：每个碳原子的四键都已充分利用（2）脂肪烃：链状的烃。烷烃，又称为饱和脂肪烃例如丁烷生活中常见的烷烃石蜡C18~C30的长链饱和烃C15～C18的烷烃柴油丙烷和丁烷液化石油气天然气甲烷C17~C21的烷烃凡士林它们的主要成分都是烷烃，烷烃是一类最基础的有机物。任务一、回顾甲烷的结构和性质烷烃的代表物质是甲烷HHHCHsp3sp3sp3sp3CH4电子式：CH4分子式：结构式：结构简式：球棍模型比例模型【结构特点】

碳原子采取sp3杂化、伸向四面体4个顶点方向的氢原子以单键形成σ键。思考：如何证明甲烷不是平面结构十字结构而是正四面体结构？活动一:分析烷烃在组成和结构上的相似点【思考与讨论】请根据下图所示烷烃的分子结构，写出相应的结构简式和分子式，并分析它们在组成和结构上的相似点。名称结构简式分子式碳原子的杂化方式分子中共价键的类型甲烷乙烷丙烷正丁烷正戊烷任务二:烷烃的结构与性质名称结构简式分子式碳原子的杂化方式分子中共价键的类型甲烷CH4CH4sp3键乙烷CH3CH3

C2H6sp3键丙烷CH3CH2CH3

C3H8sp3键正丁烷CH3CH2CH2CH3

C4H10sp3键正戊烷CH3(CH2)3CH3

C5H12sp3键1.烷烃的结构与甲烷的相似。

2.碳原子都采取sp3杂化，所有原子不可能共平面，形成4个σ键，

碳原子均是饱和的(四价连4个原子)，烷烃也叫饱和烃。3.烷烃分子中的共价键全部是单键：C-Hσ键、C-C

σ键

（σ键可以旋转）4.分子中的碳原子并非直线状排列，而是锯齿状。

小结:烷烃的结构任务一:回顾甲烷的结构和性质【讨论】烷烃的结构决定了其性质与甲烷相似，甲烷有什么性质？1、甲烷的物理性质（1）通常情况下，甲烷是一种无色，无味的气体。（2）密度是0.717g/L（标准状况），比空气小。（3）甲烷极难溶于水。排水法2、甲烷的化学性质(2)氧化反应（燃烧）CH4+2O2

CO2+2H2O点燃现象：淡蓝色火焰，放出大量的热。方程式：(1)稳定性

通常情况下，甲烷的性质比较稳定，与强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂都不起反应。烷烃中σ键稳定任务一:回顾甲烷的结构和性质点燃甲烷前必须验纯。（4）取代反应CH4+Cl2

HCl+CH3Cl光

CH3Cl+Cl2

HCl+CH2Cl2光

CH2Cl2+Cl2

HCl+CHCl3光

CHCl3+Cl2

HCl+CCl4光任务一:回顾甲烷的结构和性质(3)分解反应

在隔绝空气的条件下，加热到1000℃以上，甲烷分解成炭黑和氢气。甲烷的取代反应需要注意的问题：（1）反应条件：光照例如：一氯甲烷（CH3Cl

气态）、二氯甲烷（CH2Cl2）、三氯甲烷（CHCl3

）、四氯甲烷（又称四氯化碳

CCl4

）HCl（最多）（3）反应中各物质量的关系：每1molH被取代，则有1molCl2

参加反应，生成1molHCl。（4）逐步取代，各步反应同时进行，五种产物同时共存（2）五种产物：纯卤素任务一:回顾甲烷的结构和性质CH4+氯水、溴水、碘水等1、根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的性质，填写下表。颜色溶解性可燃性与酸性高锰酸钾溶液与溴的四氯化碳溶液与强酸、强碱溶液与氯气（在光照下）无色难溶于水空气中可燃不反应取代反应不反应不反应任务二：分析烷烃的性质【思考与讨论】(1)稳定性

烷烃的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。2、根据甲烷的燃烧反应，写出汽油的成分之一辛烷（C8H18）完全燃烧的化学方程式。2C8H18＋25O2

16CO2＋18H2O点燃(2)可燃性通式：现象：当碳含量少时，产生淡蓝色火焰，但随着碳原子数的增多，碳的质量分数逐渐增大，有黑烟产生烷烃都能燃烧。---氧化反应（燃烧方程式中有机物一般用分子式，其他有机反应必须用结构简式）煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施。3、根据甲烷与氯气的反应，写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式。指出该反应的反应类型。+Cl—Cl光CCHHHHHHCCClHHHHHClH+键断裂取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫取代反应。(3)取代反应4、乙烷与氯气在光照下反应，可能生成哪些产物？请写出它们的结构简式一取代二取代三取代四取代五取代六取代换元法

烷烃与卤素单质发生的取代反应是连续反应，反应过程不会停留在第一步，故一氯乙烷一般不用乙烷与氯气发生取代反应制取。(4)分解反应通式：——高温裂化或裂解长链烷烃

短链烷烃+烯烃高温CH4C+2H2催化剂高温催化剂加热、加压C16H34

C8H16

+C8H18C8H18C4H10

+C4H8催化剂

加热、加压1.稳定性：跟酸、碱不反应，不能使KMnO4（H+）褪色2.可燃性----氧化反应3.取代反应烷烃的化学性质CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl4.分解反应——裂化或裂解

C16H34C8H16＋C8H18烷烃只能与卤素单质反应，不能与卤素单质的水溶液反应。烷烃与卤素单质发生的取代反应不会停留在第一步，故一氯乙烷一般不用乙烷与氯气发生取代反应制取。归纳总结

光照[达标检测1]下列有关烷烃的叙述中，正确的是（）①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色退去③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃④所有烷烃在光照条件都能与氯气发生取代反应⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水退色⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧A．①②③⑥ B．①④⑥C．②③④ D．①②③④B任务三：同系物

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。属于同类物质，官能团种类和数目均相同。

因结构相似，所以化学性质相似；它们的某些物理性质随着相

对分子质量的增大而发生规律性的变化。请结合表2-1总结规律。

【思考与讨论】分子组成相差CH2的有机化合物，一定是同系物吗？不一定。比如：乙烯与环丙烷通式相同:CnH2n＋2概念：例如：和随堂检查：下列物质是否为同系物？①CH3CHO和CH3COOH②CH2=CH2和③CH4和CH3CH3④CH3CH2CH3和H2CCH2CH2CH3－CH2－CH－CH3CH3│否否是是CH3CH2CH2CH3CH3CH3CHCH3⑤否和1.物理性质参照课本28页表2-1状态：溶解性：熔、沸点：密度：C≤4气态C>4液态或固态(特例：新戊烷常温下气态)难溶于水，易溶于有机溶剂。碳原子数增加，熔、沸点逐渐升高；碳原子数相同，支链越多，熔、沸点越低。碳原子数增加，密度逐渐增大，但小于水。沸点正戊烷36℃异戊烷28℃新戊烷10℃任务四：对比分析烷烃的物理性质练习.①丁烷②2-甲基丙烷③戊烷④2-甲基丁烷⑤2，2-二甲基丙烷，以上各物质沸点的排列顺序正确的是(

)A.①＞②＞③＞④＞⑤B.⑤＞④＞③＞②＞①C.③＞④＞⑤＞①＞②D.②＞①＞⑤＞④＞③

解析

碳原子数越多，沸点越高；碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点

越低。C组成与结构CnH2n+2单键饱和链状锯齿形物理性质p﹤水不溶于水熔沸点、状态、密度随C原子数增加规律性变化化学性质性质稳定取代反应可燃性分解反应C1．下列物质中，在常温和光照的条件下可以与乙烷发生化学反应的是（

）A．稀硫酸B．NaOH溶液

C．Cl2D．酸性KMnO4溶液2．下列说法不正确的是（

）A．所有碳氢化合物中，甲烷中碳的质量分数最低B．所有烷烃中，甲烷的沸点最低C．甲烷分子中最多有4个原子共平面D．甲烷、乙烷和丙烷都能在光照下与氯气发生取代反应C应用体验3.正误判断(1)所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应(2)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色(3)1mol丙烷与氯气发生取代反应，最多能消耗Cl2的物质的量为8mol(4)标准状况下，11.2L己烷所含共价键的数目为9.5NA(5)戊烷的三种同分异构体中，沸点最低的是新戊烷×√√√×点燃自我测试4.已知链状烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。(1)链状烷烃A的分子式为______。C5H12(2)写出A可能存在的结构简式：_______