苏教版 (2019)选择性必修3专题3 石油化工的基础物质一烃第一单元 脂肪烃的性质及应用课堂教学ppt课件

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1.能说出脂肪烃的物理性质,能以典型的脂肪烃为例,描述它们在组成、结构和性质上的差异。2.能根据脂肪烃的组成和结构特点,说出加成、加聚和取代反应之间的区别。3.宏观辨识与微观探析:理解常见脂肪烃的化学性质,初步了解有机物分子结构对性质的影响。证据推理与模型认知:能够从同系物的角度分析得出烷烃、烯烃、炔烃的化学性质,能够从结构的角度分析烷烃、烯烃和炔烃的化学性质不同的原因。
一、脂肪烃的分类与物理性质1.烃的分类。
(2)根据脂 肪烃的 结构
(3)烯烃:①定义:分子结构中含有碳碳双键的烃称为烯烃,乙烯是最简单的烯烃。②分类:分子结构中含有一个碳碳双键的烯烃为单烯烃;分子结构中含有多个碳碳双键的烃称为多烯烃,如1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯(异戊二烯)。
2.脂肪烃的物理性质。
【自主思考1】 链状烷烃分子通式为CnH2n+2。(1)符合CnH2n+2的两种有机物一定互为同系物吗?提示:不一定。若两者碳原子数不同,则互为同系物;若两者碳原子数相同,则互为同分异构体。(2)碳原子数相同的烷烃,熔、沸点一定相同吗?提示:不相同,支链越多,熔、沸点越低。
二、脂肪烃的化学性质1.烷烃的卤代反应。(1)定义:烷烃中的氢原子被卤素原子取代,生成卤代烃,并放出卤化氢的反应称为卤代反应。(2)实例:丙烷与氯气的卤代反应
2.加成反应。(1)加成反应:构成有机物不饱和键的两个原子与其他原子或原子团直接结合而生成新物质的反应。(2)烯烃的特征反应是加成反应。
马氏规则——当不对称烯烃与HX发生加成反应时,通常“氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧”。
3.加聚反应。(1)定义:由许多小分子相互加成生成高分子化合物的反应称为加聚反应。
(3)单体、链节与聚合度。①单体:形成高分子化合物的小分子物质称为单体。②链节:高分子化合物中不断重复的基本结构单元称为链节。③聚合度:链节的数目称为聚合度。
【自主思考2】 如何鉴别乙烷和乙烯?提示:方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中;溶液褪色则为乙烯,溶液不褪色则为乙烷。方法二:将两种气体分别通入酸性高锰酸钾溶液中;溶液褪色则为乙烯,溶液不褪色则为乙烷。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)链烷烃的同分异构体之间,支链越多,沸点越高。(　　)(2)乙烯和乙炔可用酸性KMnO4溶液鉴别。(　　)(3)C20H42一定属于烷烃。(　　)(4)从乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷可知乙烯分子的碳碳双键中有一个不稳定π键,易发生断裂。(　　)
(5)PVC的结构简式为 ,合成PVC的单体结构简式为—CH2—CCl2—。(　　)
(6)对于一种高分子化合物,由于n是一个整数值,因而它的相对分子质量是确定的。(　　)
2.烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中D属于高分子化合物。根据图回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D的结构简式:A.　　　　,B.　　　　,C.　　　　,D.　　　　。 (2)写出①②③④四步反应的化学方程式,并注明反应类型:①　　　　　　　　　　　　　　　,反应类型　　　　　　　; ②　　　　　　　　　　　　　　　,反应类型　　　　　　　; ③　　　　　　　　　　　　　　　,反应类型　　　　　　　; ④　　　　　　　　　　　　　　　,反应类型　　　　　　　。 
解析:由题中A的信息可知A为乙烯,由乙烯的框图可知B、C、D分别为
1.C5H12的三种同分异构体如下图所示:
观察后回答以下问题:(1)烷烃分子中碳骨架有何特点?提示:烷烃分子中碳骨架呈链状,且不是呈直线状,而是呈锯齿状,链上还可分出支链。(2)C5H11Cl的同分异构体有几种?提示:8种
2.乙烷与Cl2的反应中可生成哪些有机物?提示:乙烷与Cl2的反应中可生成的有机物为CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl、CH3CCl3、CH2ClCHCl2、CHCl2CHCl2、CCl3CH2Cl、CCl3CHCl2、CCl3CCl3。3.烷烃发生卤代反应需要什么条件?产物有什么特点?提示:(1)烷烃发生卤代反应通常在光照下进行。(2)卤代反应是“链式”反应,烷烃发生卤代反应时,分子中的氢原子能逐个被取代,得到不同氯代物的混合物。如乙烷与Cl2反应,生成的一氯乙烷可以继续与氯气在光照条件下发生取代反应,生成二氯乙烷……直至生成六氯乙烷。各步反应同时发生,每步只取代一个氢原子,难以得到纯净的有机物。
1.烷烃及其结构特点。(1)烷烃:分子中的碳原子间都以单键结合,剩余价键都与氢原子结合的饱和烃叫烷烃,如甲烷、丁烷等。链烷烃的通式为CnH2n+2。(2)结构特点:分子中的碳原子全部饱和,除甲烷、乙烷以外,烷烃分子中的碳原子之间呈锯齿状排列。
2.烷烃的物理性质。
3.化学性质。(1)稳定性:烷烃分子中C—C、C—H的键能较大,所以通常情况下,烷烃化学性质稳定,与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应,只有在特殊条件(如光照或高温)下才能发生某些反应。(2)特征反应——卤代反应(取代反应)。烷烃可与卤素单质在光照下发生卤代反应生成卤代烃和卤化氢。如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式为
(3)氧化反应——可燃性。烷烃完全燃烧生成CO2和H2O,分子中碳原子数比较少的烃在燃烧时会产生淡蓝色火焰,但随着碳原子数的增多,分子中的含碳量会不断增大,所以在燃烧时会不完全,甚至在燃烧中产生黑烟。烷烃完全燃烧的通式为
【例题1】 下列有关烷烃的叙述中,正确的是(　　)。A.在烷烃分子中,所有的化学键都是碳碳单键B.烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去C.符合分子通式CnH2n+2的烃不一定是链烷烃D.烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应答案:D
解析:烷烃中的化学键除了碳碳单键之外,还含有碳氢键;烷烃化学性质比较稳定,通常不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液)反应;分子通式为CnH2n+2的烃分子中碳原子已完全饱和,符合通式CnH2n+2的有机物一定是链烷烃;烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特征反应。
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卤代反应制取。(3)烷烃能与卤素单质反应,一般不能与卤素单质的水溶液反应。
【变式训练1】 下列反应中属于取代反应的是(　　)。
答案:C解析:A项不属于取代反应,B项属于置换反应,D项属于氧化反应,C项属于取代反应。
1.烷烃、烯烃的结构有何不同?它们能发生的反应类型是什么?
提示:(1)烷烃分子结构的特点:①都是单键;②链状结构中碳链呈锯齿状排列。其能发生的化学反应:①氧化反应(燃烧);②取代反应;③分解反应。
(2)烯烃分子的结构特点:①含 ;②其余键为单键。主要可以发生的化学反应:①氧化反应;②加成反应;③加聚反应等。
2.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,两者的褪色原理相同吗?提示:不相同。乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化反应,高锰酸钾将乙烯氧化成CO2,乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是乙烯与单质溴发生了加成反应,生成了无色的1,2-二溴乙烷,所以两者的褪色原理不同。
烯烃的化学性质。1.氧化反应。烯烃(CnH2n,n≥2)可被O2、KMnO4等氧化剂氧化。(1)燃烧:烯烃在空气或氧气中燃烧时,火焰明亮并伴有黑烟。其完全燃烧
可以利用烯烃被酸性KMnO4溶液氧化后的产物来推测原烯烃的结构。
2.加成反应。(1)单烯烃的加成反应:可与卤素单质、H2、卤化氢、水等物质加成,如乙烯与溴反应:
(2)不对称烯烃的加成反应:①马氏规则——烯烃与HX在通常条件下发生加成时,H加到含氢原子多的不饱和碳原子上。
②实例:丙烯与HBr发生加成反应的主要反应的化学方程式为
(3)二烯烃的加成反应。①1,3-丁二烯的1,2-加成反应:
(4)由加聚反应生成的高聚物寻找单体。对于寻找加聚产物的单体,常使用单双键互换法,箭头出发处断一个键,指向处加一个键,即可得到对应的单体。如
【例题2】 豪猪烯因其形状宛如伏地伸刺的豪猪而得名,其键线式如图所示。下列有关豪猪烯的说法正确的是(　　)。
A.豪猪烯与乙烯互为同系物B.豪猪烯分子中所有的碳原子可能在同一平面上C.豪猪烯的分子式为C14H20D.1 ml豪猪烯能与6 ml H2发生加成反应
解析:豪猪烯分子中含多个碳碳双键,与乙烯不互为同系物,A项错误。豪猪烯分子中含有饱和碳原子,所有碳原子不可能共平面,B项错误。由题中键线式可知,豪猪烯的分子式为C14H14,C项错误。1 ml豪猪烯含有6 ml ,能与6 ml H2发生加成反应,D项正确。
取代反应与加成反应的比较
【变式训练2】 烷烃 是烯烃R与等物质的量的氢气发生加成反应后的产物,则R可能的结构有(　　)。A.4种B.5种C.6种D.7种
解析:根据烯烃加成的特点,双键碳原子上各增加一个氢原子,所以只要现在相邻两个碳原子都至少有一个氢原子,则原来就有可能存在双键。需要注意的是,左端的两个甲基位置是相同的,右端的乙基上原来也可能存在双键。