高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二章 烃第一节 烷烃课文内容ppt课件

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随 堂 训 练　
1.能从化学键的饱和性等微观角度理解烷烃的结构特点。2.能列举烷烃的典型代表物的主要性质、描述和分析烷烃的典型代表物的重要反应,能书写相应的化学方程式。3.能通过模型假设、证据推理认识烷烃的空间结构,理解结构与性质的关系。
一、烷烃的结构和性质1.烷烃的结构特点。(1)烷烃分子中的碳原子都采取　sp3　杂化,以伸向四面体四个顶点方向的　sp3　杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合,形成　σ　键。 (2)烷烃分子中的共价键全部是　单　键。链状烷烃的通式为　CnH2n+2　。 
微思考1某烃分子的通式为CnH2n,该烃分子可能是烷烃吗?提示:可能是烷烃。例如环丁烷(□),分子式为C4H8,符合CnH2n,分子中都是单键,属于烷烃。
2.烷烃的化学性质。(1)稳定性:常温下烷烃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)可燃性:烷烃可在空气或氧气中完全燃烧生成CO2和H2O,如链状烷烃燃烧的通式为
(3)取代反应。乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式为　CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl　。 微思考2在光照条件下,等物质的量的乙烷与Cl2混合发生取代反应生成的有机产物中只有一氯乙烷吗?提示:不是。乙烷与Cl2的取代反应是连续进行的,有机产物是一氯乙烷至六氯乙烷的混合物。
3.烷烃的物理性质。(1)烷烃的同系物。①同系物的概念: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。②链状烷烃同系物的通式为CnH2n+2(n为正整数)。
(2)烷烃的物理性质。
微思考3戊烷的三种同分异构体中,沸点最低的是哪一种?提示:沸点最低的是新戊烷。一般地,同分异构体中分子里主链上的支链越多,其沸点越低。新戊烷的支链最多,所以沸点最低。戊烷的三种同分异构体中,沸点最高的是正戊烷,其次是异戊烷。
规律方法 “四同”比较。
微判断(1)烷烃性质一般比较稳定,不能与其他物质发生反应。(　　)(2)取代反应仅指有机化合物分子里的氢原子被其他原子或原子团所代替的反应。(　　)(3)甲烷与氯气光照下,可以得到纯净的一氯甲烷。(　　)
二、烷烃的命名1.烃基与烷基。(1)烃基:烃分子中去掉1个　氢原子　后剩余的基团。 (2)烷基:烷烃去掉1个氢原子后剩余的基团。(3)常见的烃基:甲烷分子去掉1个H,得到—CH3叫　甲基　;乙烷分子去掉1个H,得到—CH2CH3叫　乙基　;丙烷分子去掉1个氢原子后的烃基有两种,结构简式是　—CH2CH2CH3　的叫正丙基、结构简式是 的叫异丙基。 
2.烷烃的习惯命名法。烷烃可以根据分子里所含碳原子数目来命名,碳原子数加“烷”字,就是简单烷烃的命名。
3.烷烃的系统命名法。(1)选主链:选定分子中　最长的碳链　为主链,按主链中碳原子数目对应的烷烃称作“某烷”。连接在主链上的支链作为取代基,当出现两条或多条等长的碳链时,要选择连有　取代基数目多　的碳链为主链。 (2)编序号:选定主链中　离取代基最近　的一端为起点,用1、2、3等阿拉伯数字给主链上的碳原子编号定位,以确定取代基在主链中的位置。 
(3)写名称:将　取代基　的名称写在　主链　名称的前面,在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置,并在数字和名称之间用短线相连。如果主链上有相同的取代基,可以将取代基合并,用汉字数字表示取代基的个数(只有一个取代基时将取代基的个数省略),表示位置的阿拉伯数字之间用逗号隔开。 如:
微训练 某有机化合物的结构简式如图所示,其命名正确的是(　　)。A.2,3-二甲基-3-乙基丁烷B.2,3-二甲基-2-乙基丁烷C.2,3,3-三甲基戊烷D.3,3,4-三甲基戊烷答案:C
一 烷烃的结构与性质重难归纳1.烷烃熔、沸点一般较低。其变化规律:(1)组成与结构相似的物质(即同系物),相对分子质量越大,其熔、沸点越高,相对密度逐渐增大,但相对密度均小于1。(2)相对分子质量相近或相同的物质(如同分异构体),支链越多,其熔、沸点越低。(3)常温下,由气态逐渐过渡到液态、固态。
规律方法 相同物质的量的烷烃燃烧时,随着碳原子数的增加,耗氧量增加,若氧气不足,则燃烧不充分,易产生黑烟(C)、CO等物质,导致燃料利用率降低。
3.烷烃取代反应的特点。(1)一氯乙烷与乙烷相比较,碳链结构保持不变,只是乙烷分子中的一个氢原子被氯原子所取代。(2)烷烃与卤素单质发生的取代反应不会停留在第一步,如一氯乙烷会继续与氯气反应生成二氯乙烷、三氯乙烷等。故一氯乙烷一般不用乙烷与氯气发生取代反应制取。(3)烷烃只能与卤素单质反应,不能与卤素单质的水溶液反应。
奥运火炬里面的燃料用的是99%以上纯度的丙烷。丙烷可以适应比较宽的温度范围,在零下40摄氏度时仍能燃烧,而且,丙烷产生的火焰呈亮黄色,火炬手跑动时,动态飘动的火焰在不同背景下都比较醒目。1.1 ml丙烷在光照条件下能与多少摩尔氯气发生完全取代?提示:8 ml。丙烷分子中含有8个氢原子,故1 ml丙烷能与8 ml Cl2发生完全取代。
2.丙烷完全燃烧,其产物对空气有污染吗?提示:没有。C3H8完全燃烧后只生成二氧化碳和水,不会对环境造成污染。3.丙烷的一氯代物有几种同分异构体?提示:2种。丙烷中存在对称碳原子,只有2种不同化学环境的氢原子,故其一氯代物只有2种。
特别提醒 关于烷烃结构的再认识。(1)过去一般认为烷烃应该是链状的,但是现在认为烷烃一般分为链状烷烃和环状烷烃,与原来的知识要区别开来。(2)分子通式符合CnH2n+2(n≥1)的一定是链状烷烃,但是不符合该通式的烃也可能是烷烃。例如环戊烷( ),分子式为C5H10,其分子式符合CnH2n,也属于烷烃。
典例剖析液化石油气中含正丁烷。有关正丁烷的叙述正确的是(　　)。A.分子中碳原子在一条直线上B.比异丁烷沸点低C.一氯代物比异丁烷的一氯代物少D.与空气混合能形成爆炸性混合物答案:D
解析:正丁烷中碳原子呈锯齿形排列,不是直线,故A项错误;互为同分异构体的烷烃,支链越多,沸点越低,故正丁烷的沸点比异丁烷的高,故B项错误;正丁烷中含2种不同化学环境的氢原子,异丁烷中也含2种不同化学环境的氢原子,故正丁烷有2种一氯代物,异丁烷也有2种一氯代物,一氯代物种数相同,故C项错误;正丁烷是易燃易爆气体,故与空气混合能形成爆炸性混合物,故D项正确。
学以致用下列有关烷烃的叙述中,不正确的是(　　)。A.烷烃难溶于水B.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应C.烷烃的分子通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃D.随着碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高答案:C
解析:烷烃难溶于水,A项正确;烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应,这是烷烃的特征反应,B项正确;由于烷烃分子的通式CnH2n+2中的氢原子已达饱和,所以符合CnH2n+2的有机化合物只可能为烷烃,C项错误;随着碳原子数的增加,烷烃的相对分子质量增大,分子间作用力增大,其熔、沸点逐渐升高,D项正确。
二 烷烃的命名重难归纳1.烷烃命名口诀。
2.烷烃命名的原则。(1)最长原则:应选最长的碳链为主链。(2)最多原则:若存在多条等长主链时,应选择连有取代基数目最多的碳链为主链。如下图应选A为主链,而不能选B为主链。
(3)最近原则:应从离取代基最近的一端对主链碳原子进行编号。(4)最简原则:若不同的取代基距主链两端等长时,应从靠近简单取代基的一端对主链碳原子进行编号。如下图:
(5)同“近”、同“简”,考虑“小”:若有两个相同的取代基,且分别处于距主链两端同近的位置,而中间还有其他取代基,从主链的两个方向编号,可得两种不同的编号系列,两系列各位次和最小者即为正确的编号。如:
3.写名称。写名称时遵循以下原则:基在前,名在后,基数间,短线连;基相同,应合并,基不同,简到繁,例如:
1.如图所示烷烃怎么命名?提示:2-甲基戊烷或异己烷。
2.某同学将有机化合物 命名为2,3,5,5-四甲基-4,4-二乙基己烷,该名称是否正确?提示:不正确。有机化合物分子中碳链的编号顺序为 ,因此名称为2,2,4,5-四甲基-3,3-二乙基己烷。
规律方法 烷烃系统命名正误判断的方法。1.直接排除法。(1)主链选择错误。若烷烃中出现“1-甲基”“2-乙基”(或倒数第2号碳原子上有乙基)、“3-丙基”等,则为主链选择错误。
(2)名称书写是否规范。①必须用2、3、4等表示取代基位置且位次和最小,即使同一个碳原子上连两个相同取代基也不能省略。数字之间用“,”隔开。②必须用二、三、四等汉字表示相同取代基的数目。③名称中凡阿拉伯数字与汉字之间必须用短线“-”隔开。④必须把简单取代基写在前面,然后取代基依次变复杂。
2.重新命名法。将烷烃结构展开或由题给烷烃名称写出碳骨架结构,利用系统命名法进行命名,看名称是否一致。
典例剖析(1)按照系统命名法写出下列烷烃的名称:
(2)根据下列有机化合物的名称,写出相应的结构简式:①2,4-二甲基戊烷:　 ; ②2,2,5-三甲基-3-乙基己烷:　　　　　　　　　　。 答案:(1)①3,3,5-三甲基庚烷　②4-甲基-3-乙基辛烷
解析:(1)按照系统命名法对烷烃进行命名,首先选主链,称某烷;然后编碳号定基位;最后再写名称。(2)由有机化合物的名称确定烷烃的主链及其碳原子数,再依据支链位置画出碳骨架,最后补写氢。
学以致用1.有机物分子的结构简式为 ,其用系统命名法的名称是(　　)。A.2,5-二甲基己烷B.2,4-二甲基-3-乙基己烷C.2,5-二甲基-3-乙基己烷D.3,3,4-三甲基己烷答案:C
解析:该有机物为烷烃,最长主碳链含6个碳,取代基最多,从离取代基近的一端编号得到名称为2,5-二甲基-3-乙基己烷。
2.下列有机化合物的命名正确的是(　　)。A.3,3-二甲基丁烷B.2,2-二甲基戊烷C.2-乙基丁烷D.2,4,4-三甲基戊烷答案:B解析:可以根据给出的名称写出碳骨架再重新命名。A项不符合离支链最近端编号原则,C项不符合选最长碳链作主链原则,D项不符合位序数之和最小原则。
1.根据以下数据推断丙烷的沸点可能是(　　)。A.约-40 ℃B.低于-160 ℃C.低于-89 ℃D.高于36 ℃答案:A解析:烷烃的沸点随分子中碳原子数的增加而升高,丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷之间。
2.关于烷烃性质的叙述,错误的是(　　)。A.烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.C20H42一定属于烷烃C.烷烃在水中的溶解度随着碳原子数的增加而增大D.烷烃都能发生取代反应答案:C解析:烷烃的沸点随着碳原子数的增加而增大,但是烷烃都是难溶于水的有机化合物,故C项错误。
3.①正丁烷　②2-甲基丙烷　③正戊烷　④2-甲基丁烷　⑤2,2-二甲基丙烷五种物质,以下说法正确的是(　　)。A.①③无支链,且分子中碳原子共直线B.③④⑤互为同分异构体C.①②③互为同系物D.沸点比较:⑤>④>③>②>①答案:B
解析:烷烃中碳原子呈锯齿形结构,不是直线形结构,故A项错误。③正戊烷、④2-甲基丁烷、⑤2,2-二甲基丙烷的分子式相同而结构不同,故互为同分异构体,故B项正确。结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物间互为同系物,①正丁烷、②2-甲基丙烷分子式相同而结构不同,互为同分异构体,不是同系物,故C项错误。互为同系物的烷烃,碳原子数越多,熔沸点越高,故③④⑤的沸点高于①②;互为同分异构体的烷烃,支链越多,熔沸点越低,故①的沸点高于②,③④⑤的沸点是③>④>⑤,故沸点为③>④>⑤>①>②,故D项错误。
4.下列反应属于取代反应的是(　　)。
答案:D解析:A项属于分解反应;B项属于置换反应;C项属于氧化反应;D项属于取代反应,要从反应实质的角度理解取代反应和置换反应的区别。
5.有机化合物命名正确的是(　　)。A.2,3,5-三甲基己烷B.1,3-二甲基丁烷C.2,3-二甲基-2-乙基己烷D.2,3-二甲基-4-乙基戊烷答案:A解析:符合烷烃命名规则,主链最长,主链编号之和最小,A项正确;主链选取错误,该物质的正确命名为2-甲基戊烷,B项错误;主链选取错误,该物质的正确命名应为3,3,4-三甲基庚烷,C项错误;主链选取错误,该物质的正确命名应为2,3,4-三甲基己烷,D项错误。
6.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如图:
试回答下列问题:(1)B装置有三种功能:①均匀混合气体;②　　　　　　　　　;③　 。 (2)D装置的名称为　　　　　　,其作用是　　　　　　　。(3)E装置中除盐酸外,还含有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为　　　　(填字母)。  a.分液法b.蒸馏法c.结晶法(4)已知丁烷与氯气的取代反应的产物之一为C4H8Cl2,其有　　　　种同分异构体。  
答案:(1)控制气流速率　干燥混合气体(2)球形干燥管　防止倒吸(3)a(4)9
解析:(1)浓硫酸具有吸水性,因为甲烷和氯气中含有水蒸气,所以浓硫酸可干燥混合气体,还可以控制气流速度,能均匀混合气体。(2)D 装置的名称为球形干燥管,其作用是防止倒吸。(3)氯代物不易溶于水,而HCl极易溶于水,可以采用分液方法分离提纯,用于分液的仪器是分液漏斗,故选a。