化学选择性必修3第一节 烷烃完整版ppt课件

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第二章　烃①掌握甲烷、乙烯、乙炔、苯等烃的组成、结构与化学性质及其转化。②了解烃及其同系物的物理性质，理解其物理性质的递变规律。③掌握烃的系统命名法。④掌握乙炔的实验室制备。⑤了解烃、聚乙烯、聚氯乙烯的重要用途。⑥能正确认识烃类物质在社会发展、人类生活中的价值。第一节　烷烃课前·新知导学　　　　　烷烃的结构与性质1．烃(1)含义：__________元素的有机化合物。(2)分类：根据_______不同，将烃分为烷烃、烯烃、炔烃和______烃。【答案】(1)仅含碳、氢两种　(2)结构　芳香注意：脂肪烃指链状的烃，烷烃属于脂肪烃、饱和烃。2．烷烃的结构、性质(1)结构特点：分子中碳原子均采取______杂化，以伸向________4个顶点方向的杂化轨道与其他__________________结合，形成______键，烷烃分子中的共价键全部是______键。(2)物理性质：随着烷烃____________的增加，其熔点和沸点逐渐________，密度逐渐________，常温下的状态由______态过渡到______态、______态。【答案】(1)sp3　四面体　碳原子或氢原子　σ　单(2)碳原子数目　升高　增大　气　液　固(3)烷烃的代表物——甲烷电子式为__________，整个分子呈________结构，它属于________ (填“极性”或“非极性”)分子。(4)甲烷的化学性质。①稳定性：常温下，性质稳定，不能被__________氧化，也不与强酸、强碱及____________反应。②氧化反应：___________。③取代反应：______________(生成一氯甲烷时反应的化学方程式)。球棍模型图 3．同系物(1)含义：结构________，分子组成上相差_________________原子团的化合物。(2)同系物可用通式表示，如链状烷烃的通式为____________。【答案】(1)相似　一个或若干个CH2　(2)CnH2n＋2含有碳、氢元素的有机化合物一定是烃吗？微思考【答案】不一定，乙醇也含有C、H元素，但它不是烃。　　　下列说法正确的是 (　　)A．符合通式CnH2n＋2的烃一定是烷烃B．丙烷分子中的碳原子在同一条直线上C．乙烷与氯气反应生成一种三氯代物D．CH4、CH3Cl均为正四面体分子【答案】A　　　　　烷烃的命名1．烃基烃分子中去掉________后剩余的基团，甲基、乙基、正丙基、异丙基的结构简式分别为_____________________________。2．烷烃的系统命名法(1)选主链：选定分子中______的碳链为主链，并依主链上碳原子数目的多少称为“________”；连接在主链上的支链作为__________。当出现两条或多条等长的碳链时，要选择连有取代基数目__________的碳链作主链。(2)编号位：从离取代基最______的一端为起点，对主链上各个碳原子依次用阿拉伯数字编号，以确定取代基在主链中的________。【答案】(1)最长　某烷　取代基　多　(2)近　位置(3)写名称：将取代基名称写在主链名称的____________，并在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在主链上的________，并在数字与取代基名称之间用__________隔开。(4)若有相同的取代基，书写时将取代基________，并用汉字数字表示出取代基的个数。【答案】(3)前面　位置　短线　(4)合并烷烃命名时，2号碳原子上能有乙基吗？微思考【答案】不能。当有乙基时，乙基上的碳原子属于主链碳原子。【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)√课堂·素养初培任务一　烷烃的结构与性质可燃冰是化学式为CH4·nH2O的有机化合物，该物质分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，故称为可燃冰。它燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油都要小得多。[情境导入]我国首次可燃冰试开采 (1)甲烷与乙烷的化学性质很相似，原因是什么？【答案】甲烷与乙烷分子中的碳原子均是饱和的，二者结构相似。(2)烷烃的密度与分子中碳原子数目是何种关系？【答案】一般碳原子数目越多，密度越大。1．脂肪烃的分类及结构特点、组成通式[深化理解]3．烷烃的物理性质4．烷烃的化学性质(1)取代反应：有机化合物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。a．反应条件：气态烷烃与气态卤素单质在光照下反应。b．产物成分：多种卤代烃混合物(非纯净物)＋HX。5．烷烃同分异构体分析(1)任何类型的同分异构体书写时均要注意“三性”。①顺序性：按照一定的程序分析而不能凭着感觉分析。②对称性：若将原子在空间的排列看作是几何中的点，则可利用几何中的对称性知识来简化分析过程(如连接在同一个碳原子上的几个相同基团空间位置关系相同)。③简约性：在确定同分异构体数目过程中，可先只写出碳骨架，后补全。(2)烷烃(CnH2n＋2)同分异构体数目的确定。①主链：无支链→有一个支链(先甲基后乙基)→有二个支链(先两个甲基→一个甲基、一个乙基→两个乙基)…。②支链位置：由中到边但不到端；支链不止一个时，彼此位置先同位再邻位后到间位。6．环烷烃(1)指含有碳环、分子组成符合CnH2n(n≥3)的烃，属于饱和烃、脂环烃。结构中只含σ键，其化学性质与烷烃相似，主要与卤素发生取代反应。(2)同分异构体分析(以C5H10的环烷烃为例)。①分析顺序：无支链→环上少一个碳原子→环上少两个碳原子…。②侧链处理：当环外有一个碳原子时，同分异构体只有一种；当环外有两个碳原子时，先一个乙基后两个甲基，两个甲基可连接在同一个碳原子上，也可以连接在不同碳原子(先同后分散)。连接在不同碳原子上时，按相邻、相间…顺序进行。　　　 分子式为C7H16含有三个甲基的同分异构体的数目是 (　　)A．5种 B．4种C．3种 D．2种【答案】C　【解析】该烃含有3个甲基，则只有1个支链，若支链为—CH3有2种，若支链为—CH2CH3，有1种，共3种。[典例精练]【答案】B　【解析】C5H12与C8H18组成均满足烷烃的组成通式CnH2n＋2，因此它们均是烷烃。，二者肯定互为同系物，A正确；由于甲烷是正四面体结构的分子，其二氯代物中的氯原子、氢原子的空间位置均为两两相邻，故无同分异构体，B错误；所有烃中，N(H)∶N(C)≤4，C正确；CH3CH2CH2CH3的一氯代物只有CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3两种，D正确。任务二　烷烃的命名有机化合物种类繁多，数目庞大，即使同一分子式，也有不同的同分异构体，为使每种物质对应一个名字，国际纯粹与应用化学联合会制定了一套有机化合物的系统命名法， 中国化学会结合国际纯粹与应用化学联合会的命名原则和中国文字特点而制订了我国的系统命名法。[情境导入](1)系统命名法中是根据整个分子中碳原子数目称为某烷吗？【答案】不是的，是根据主链上碳原子数目的多少称某烷的。(2)一个甲基中含有多少个电子？【答案】甲基是由1个碳原子与3个氢原子构成的，故1个甲基有9个电子。烷烃的命名无论是哪类有机化合物的命名或何种命名方法，首先均要明确表示碳原子数目多少的方式：当碳原子数目在十以下，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示，在十以上就直接用中文数字十一、十二、十三等来表示。[深化理解](1)习惯命名法。①依分子中所有碳原子数目的多少称为“某烷”。②当无支链时，称正某烷，如CH3CH2CH2CH2CH3叫正戊烷；主链2号碳原子上连有一个—CH3作支链时，称“异某烷”，如(CH3)2CHCH2CH3；当主链2号碳原子上有两个甲基作支链时，称为“新某烷”，如(CH3)4C。(2)系统命名法。①主链应满足：最长(碳链)、最多(取代基)的要求，其中最长碳链中的碳原子可能不都在同一水平线上，如图所示最长碳链是6个碳原子(如虚线所示)。②编号位要遵循“近”“简”“小”的原则。a．若有两个不同的支链，且分别处于距主链两端等长的位置，则从连接较简单支链的一端开始编号，即同“近”时考虑“简”。如b．若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端等长的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各支链位置之和最小者即为正确的编号，即同“近”、同“简”时考虑“小”。如b．相同取代基合并，必须用中文数字“二”“三”……表示其个数，“一”省略不写。【答案】(1)2,3－二甲基己烷　(2)3,4,4－三甲基庚烷[典例精练]　　　　主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃的名称可能是 (　　)A．2,2-二甲基-3-乙基戊烷　 B．2-甲基-3-乙基戊烷C．2-甲基-2-乙基戊烷 D．3-甲基-2-乙基戊烷【答案】B　【解析】乙基只能位于3号原子上，甲基可以位于2号碳原子上，也可以位于3号碳原子上，B正确。辨析·易错易混基本概念应用中的误区例1　能确定某有机化合物A、B互为同分异构体的依据是 (　　)A．分子中碳原子数目相同但二者化学性质不同B．具有不同数目的官能团C．A是平面分子，B的分子构型为四面体D．A、B中各组成元素质量分数相同且分子中碳原子数目相同，但官能团种类不同错解：A或B或C错因分析：易因忽视同分异构体化学性质可能相似也可能不同，但化学性质不同的物质分子式不一定相同而错选A；易因只注意到不同而忽视分子式是否相同而错选B或C；当两种物质元素组成、含量及碳原子数目相同时，则分子式也相同，官能团不同说明结构不同，故D正确。满分策略：同系物、同分异构体概念剖析此外还应明确同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四个概念的外延分别为原子、单质、有机化合物、化合物。正解：D此外还应明确同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四个概念的外延分别为原子、单质、有机化合物、化合物。正解：D烷烃卤代产物同分异构体数目确定中易出现的误区例2　某气态烷烃20 mL，完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气100 mL，该烷烃的三氯代物有(不考虑立体异构) (　　)A．5种 B．4种C．6种 D．3种错解：B或C或D即1∶20 mL＝(1.5n＋0.5)∶100，n＝3，所以分子式为C3H8。C3H8三氯代物中：碳骨架为C—C—C，三个氯原子与同一个碳原子成键的有一种、与两个碳原子成键的有3种，与三个碳原子成键的有1种，共5种，A正确。满分策略：烷烃多卤代物(以三卤代物为例)同分异构体数目的分析方法是，先排列好碳骨架，然后依次分析三个卤素原子连接在同一个碳原子上，按“2＋1”方式与碳原子成键、按“1＋1＋1”方式与碳原子成键，各有多少种方式，从而确定其同分异构体数目。正解：A小练·素养达成1．下面有关有机化合物与烃的描述中不正确的是 (　　)A．含碳的化合物不都是有机化合物B．烃类物质均是有机化合物C．木材、纸张、淀粉均是有机化合物D．完全燃烧只生成水与CO2的物质均是烃【答案】D　【解析】由酒精完全燃烧只生成CO2、H2O知D错误。2．甲烷大量存在于多种气体，下列气体中没有大量甲烷的是 (　　)A．沼气 B．天然气C．煤气 D．瓦斯气【答案】C　【解析】煤气的主要成分是CO和H2。3．气体打火机使用一种有机化合物为燃料，这种燃料加压时易液化，减压时气化，点燃能燃烧。下列符合这种条件的有机化合物是 (　　)A．C2H6(沸点－88.6 ℃) B．C3H8(沸点－42.6 ℃)C．C4H10(沸点－0.5 ℃) D．C5H12(沸点36.1 ℃)【答案】C　【解析】乙烷、丙烷加压时难液化，沸点为36.1 ℃的C5H12在常温下是液体，C正确。【答案】C5．把体积相同的甲烷和Cl2充入一个集气瓶中，光照一段时间后，发现气体的黄绿色变浅，集气瓶壁上有淡黄色的油滴，此时瓶内有机化合物最多有 (　　)A．四种 B．五种C．六种 D．七种【答案】B　【解析】瓶内有机化合物可能有CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4五种，B正确。6．有甲、乙两种烃，含碳的质量分数相同，下列关于甲和乙的叙述中正确的是 (　　)A．甲和乙一定是同分异构体B．甲和乙不可能是同系物C．甲和乙最简式一定相同D．甲和乙各1 mol完全燃烧后生成的CO2的质量一定相等【答案】C　【解析】由于是烃，当碳的质量分数相同时，氢的质量分数也必然相同，故最简式相同，C正确。【解析】 (1)利用烷烃组成通式易求出X的分子式为C5H12，它有正戊烷、异戊烷与新戊烷三种同分异构体。比X少3个碳原子的烃是乙烷。(2)由名称写结构简式时，先写出主链的碳骨架：C—C—C—C—C，然后安排好取代基的位置，最后用氢原子满足每个碳原子形成四个共价键的要求。8．有A、B、C三种烃，已知：①B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)＝2∶3；②C为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有3种；③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代的产物。请完成下列问题：(1)B的最简式为________，分子式为________，其二溴代物有________种。(2)C的3种二氯代物的结构简式为________、_________、______。(3)A的结构简式为__________________。 【解析】 由B的燃烧产物可推出B中n(C)∶n(H)＝1∶3，B的最简式为CH3，故B的分子式只能是C2H6，B为乙烷，二溴代物有2种。由②可推断C应为异丁烷，在饱和气态链烃中只有异丁烷的二氯代物有3种。甲基取代乙烷中的所有氢原子得2,2,3,3－四甲基丁烷。课后提能训练