第三章第一节第2课时烷烃（共59张PPT）.ppt

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1、第2课时烷烃,1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。 2.了解烷烃的物理性质和化学性质。 3.理解同系物、同分异构体的概念,并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。,一、烷烃 1.分子结构特点: (1)单键:碳原子间以_结合成链状; (2)饱和:碳原子剩余价键全部跟_结合。 2.通式:_,碳碳单键,氢原子,CnH2n+2(n1),3.物理性质: (1)递变规律(随碳原子数n递增): (2)相似性:烷烃均_水,相对密度均小于1。,气态,升高,增大,难溶于,4.化学性质(与CH4相似):,强酸,酸性高锰酸钾,5.习惯命名法: (1)表示:,甲,乙,丙,丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,(2)碳原子数n相同,结

2、构不同时,用正、异、新表示。 (3)举例:C6H14命名为_,C18H38命名为_;C4H10的两种 分子的命名: 无支链时:CH3CH2CH2CH3命名为_; 有支链时: 命名为_。,己烷,十八烷,正丁烷,异丁烷,二、同系物和同分异构体,结构,【思考辨析】 1.判断正误: (1)烷烃的分子通式是CnH2n+2(n1),但符合通式CnH2n+2的烃不 一定是烷烃。( ) 分析:烷烃中每个碳原子都形成4个单键,氢原子个数达到最大 饱和,所以只有烷烃符合通式CnH2n+2。 (2)烷烃的特征性质是能与卤素单质发生取代反应。( ) 分析:烷烃的结构相似,具有相似的化学性质,如都能与卤素单 质发生取代

3、反应,也是烷烃的特征反应。,(3)正丁烷和异丁烷互为同系物且前者的沸点低。( ) 分析:正丁烷和异丁烷互为同分异构体,后者含有支链,沸点 低。 (4)同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原 因之一。( ) 分析:化合物具有相同的分子式不同结构的现象是同分异构现 象,是造成有机物种类繁多的重要原因之一。,2.问题思考: (1)多碳原子烷烃(如CH3CH2CH2CH2CH3)分子中,碳原子是直线形吗? 分析:烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连,因此与之成键的四个原子构成四面体结构。碳原子一定不在同一直线上,直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿状。,(2)CH2CH2(乙烯)和 (环丙烷)符

4、合同一通式且分子 组成上相差一个CH2,二者互为同系物吗? 分析:不是,互为同系物的前提是结构相似,乙烯和环丙烷的结 构不相似。,【知识链接】 碳碳单键 两个碳原子之间只形成一对共用电子对的是碳碳单键,在烷烃分子中碳原子间全部是碳碳单键,碳碳单键可以旋转,但碳碳单键很稳定,故烷烃性质不活泼。 通常状况下烃分子的状态 随着碳原子数的增多,烃分子的熔、沸点逐渐升高。通常状况下,碳原子数在4以内的烃分子是气态,但新戊烷分子中支链较多使其沸点较低,通常状况下也是气态。,一、同系物的判断方法 1.判断标准“同类不同碳”:,2.组成特点: (1)同系物必须结构相似,即组成元素相同,官能团种类、个数与连接方

5、式相同; (2)分子组成通式相同; (3)同系物相对分子质量相差14或14的整数倍。,3.判断规律: (1)一差:分子组成差一个或若干个CH2; (2)二同:同通式,同结构; (3)三注意: 必为同一类物质; 结构相似(有相似的原子连接方式或相同的官能团种类和数目); 同系物的化学性质相似但不完全相同,如烷烃均能发生取代反应,均能燃烧但燃烧的现象不完全相同。,【学而后思】 (1)CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3互为同系物吗?它们在通常状况下是什么状态? 提示:它们是碳原子数不同的烷烃,互为同系物,在通常状况下均是气体。 (2)互为同系物的两种化合物的最简式一定

6、相同吗? 提示:不一定。CH4与CH3CH3互为同系物,但CH3CH3的最简式为CH3。,二、同分异构体的判断及书写 1.同分异构体的判断标准“一同一异”: (1)判断标准的“一同”,即分子式相同。可理解如下: 分子式相同一定具有相同的组成元素,反之,不一定成立。如CH4、C3H8组成元素均为C、H,显然二者不是同分异构体。 分子式相同一定具有相同的相对分子质量,反之,不一定成立。如C2H4、N2的相对分子质量均为28,但二者不是同分异构体。 分子式相同各元素的质量分数一定分别相同,反之,不一定成立。如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数均分别相同,但二者不是同分异构体。,(2)判断标准的

7、“一异”,即结构不同。可理解如下: 原子或原子团的连接顺序不同; 原子的空间排列不同。,2.烷烃同分异构体的书写减碳链法: (1)遵循的原则:主链由长到短,支链由整到散;位置由心到边,排列对邻到间。 (2)书写的步骤: 先写出碳原子数最多的主链。 写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。 写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上,以此类推。,(3)实例(以C6H14为例): 将分子中全部碳原子连成直链作为母链 CCCCCC 从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基),依次连在主 链中心对称线一侧的各个碳原子上,此时碳骨架有两种: 注意:不能

8、连在位和位上,否则会使碳链变长,位和位 等效,只能用一个,否则重复。,从母链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链 (即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上,此 时碳骨架结构有两种: 位或位上不能连乙基,否则会使主链上有5个碳原子,使主 链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。,【知识备选】烃的同分异构体数目的确定方法“等效氢法” 烃的一取代物数目的确定,实质上是看处于不同位置的氢原子 数目,可用“等效氢法”判断。“等效氢”的三条原则是: (1)分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。如CH4分子中的 4个氢原子是等效的。 (2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效

9、。如新戊烷 ,其四个甲基等效,各甲基上的氢原子完全等效, 也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。,(3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时,物与像的 关系)上的氢原子是等效的。如 分子中的18个 氢原子是等效的。,【学而后思】 (1)CH3CHCH2与 互为同分异构体吗?同分异构体的化 学性质一定相同吗? 提示:二者分子式相同,碳原子与碳原子间的连接方式不同,结 构不同,是同分异构体;同分异构体可能是不同类的物质,如题 干所述两种物质,它们的化学性质不同。,(2)丁烷有几种同分异构体?其一氯代物有几种? 提示:丁烷有两种同分异构体,它们分别是正丁烷和异丁烷。其 一氯代物共有四种,

10、它们分别是CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、 (CH3)2CHCH2Cl、(CH3)2CClCH3。,类型 一 烷烃的性质 【典例】(2013济南高一检测)下列分析中正确的是() A.含有碳元素的化合物不一定是烃 B.正丁烷分子中四个碳原子可能在同一直线上 C.常温常压下 是气态 D.烷烃在任何情况下均不与强酸、强碱、氧化剂反应,【解题指南】解答本题要注意以下两点: (1)正丁烷中的每个碳原子都是四面体结构; (2)常温下碳原子数小于或等于4的烷烃呈气态,随碳原子数增加,沸点升高。,【解析】选A。烃是只含碳、氢两种元素的化合物,含有碳元素 的化合物不一定是烃,如CO2、

11、CO等;正丁烷分子呈锯齿形,四个 碳原子不可能在同一直线上;常温常压下烷烃 是液态;烷烃一般不与强酸、强碱反应,但可与氧化剂如氧气等 反应。,【名师点评】讲解本题时要注意以下3点: (1)先复习甲烷的结构和性质; (2)将甲烷的知识迁移至烷烃性质; (3)了解烷烃同分异构体的性质递变规律。,【误区警示】烷烃性质及结构的认识误区 (1)烷烃不能与酸性高锰酸钾反应,从而误认为烷烃不能与氧化剂反应。 (2)易错把烷烃看作平面结构,实际烷烃中碳原子与碳原子之间、碳原子与氢原子之间都以单键相连,含两个碳原子以上的烷烃中的碳原子不在一条直线上,每个碳原子最多和与它相连的两个原子在同一平面上。,【变式训练】

12、下列性质中,属于烷烃特征的是() A.完全燃烧只生成二氧化碳和水 B.它们不溶于水 C.分子的通式为CnH2n+2,与氯气发生取代反应 D.它们密度都较小 【解析】选C。分子通式为CnH2n+2,与Cl2发生取代反应是烷烃的特征,而其他类别的烃燃烧时也产生二氧化碳和水,且密度较小,难溶于水,故A、B、D错误,选C。,【变式备选】下列关于烷烃的叙述中不正确的是() A.分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃 B.烷烃均能与氯水发生取代反应 C.正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高 D.烷烃不能被高锰酸钾酸性溶液等强氧化剂氧化 【解析】选B。分子式符合CnH2n+2的烃中碳原子均已饱和,A正确;烷烃的化学

13、性质与甲烷相似,其取代反应必须与纯净卤素单质反应,B错误;结合烷烃物理性质的递变性可知C正确;烷烃均不能使高锰酸钾酸性溶液褪色,D正确。,类型 二 同分异构体和同系物的理解与判断 【典例】下列说法中正确的是() A.同系物不一定属于同类物质 B.化学性质相似的有机化合物一定是同系物 C.相对分子质量相同的几种化合物一定是同分异构体 D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体,【解题指南】解答该题要注意以下3点: (1)同系物的结构相似碳原子数不同; (2)同分异构体的分子式相同分子结构不同; (3)分子式相同则组成元素及相对分子质量相同。,【解析】选D。同

14、系物的结构相似,一定属于同类物质,A错误;化学性质相似的有机化合物有可能是同系物也有可能是同分异构体,B错误;相对分子质量相同的物质分子式可能不同,不一定是同分异构体,如CO与N2,C错误;组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,一定互为同分异构体,D正确。,【方法规律】同分异构体和同系物的判断,【变式训练】下列叙述正确的是() A.分子式相同、各元素质量分数也相同的物质是同种物质 B.通式相同的不同物质一定属于同系物 C.分子式相同的不同物质一定是同分异构体 D.乙烷与丙烷互为同分异构体 【解析】选C。分子式相同的物质,各元素质量分数必定相同,但结构不一定相同,所以不一定是

15、同种物质;通式相同的不同物质不一定是同系物,也可能是同分异构体或是其他关系;乙烷与丙烷互为同系物。,【变式备选】下列数据是有机物的相对分子质量,可能互为同系物的一组是() A.16,28,58,72 B.16,30,44,58 C.16,28,40,52 D.16,32,48,54 【解析】选B。同系物相差n个CH2原子团,相对分子质量相差14n,只有B组的数据相差14n。,类型 三 同分异构体的判断与书写 【典例】(2013西安高一检测)在下列结构的有机化合物中: CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH3,属于同分异构体的正确组合是() A.和 B.和 C.和 D

16、.和,【解题指南】解答本题要注意以下两点: (1)互为同分异构体的有机物分子式必须相同; (2)烷烃的空间构型为锯齿形结构。 【解析】选B。和、和的分子式相同而结构不同,分别互为同分异构体;和为同种物质。,【名师点评】讲解本题时应注意以下两点: (1)本题的讲评重点是同分异构体的定义在判断中的应用,着重讲清判断同分异构体的步骤; (2)本题的讲评难点是烷烃的立体结构较抽象,学生难以掌握,讲解时可借助模型,让学生自己动手制作,体会碳碳单键是可以旋转的。,【方法规律】快速判断同分异构体的方法 (1)先比较不同有机物中的碳原子数,若碳原子数不同,则一定不是同分异构体,若碳原子数相同,再看其他原子,确

17、定分子式是否相同。 (2)若分子式相同,再比较结构,只有结构不同的有机物才可能是同分异构体,注意烷烃中碳原子的四面体结构。,【变式训练】一氯取代物的同分异构体有2种、二氯取代物的同分异构体有4种的烷烃是() A.乙烷 B.丙烷 C.正丁烷 D.异丁烷 【解析】选B。乙烷:一氯取代物的同分异构体有1种,二氯取代物的同分异构体有2种;丙烷:一氯取代物的同分异构体有2种,二氯取代物的同分异构体有4种;正丁烷:一氯取代物的同分异构体有2种,二氯取代物的同分异构体有6种;异丁烷:一氯取代物的同分异构体有2种,二氯取代物的同分异构体有3种。,1.下列关于烷烃性质的叙述正确的是() A.烷烃分子中碳原子不可

18、能在同一平面上 B.烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化 C.在光照条件下,烷烃易与溴水发生取代反应 D.烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物,【解析】选D。烷烃分子中碳原子呈锯齿状,不在同一直线上,但可以在同一平面上,A错误;烷烃通常情况下性质稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂反应,B错误;在光照条件下,烷烃只能与纯净的卤素单质发生取代反应,不与溴水反应,C错误;由于烷烃的卤代反应的取代位置和个数难以控制,故很难得到纯净的产物,D正确。,2.由沸点数据:甲烷-162,乙烷-89,正丁烷-0.5,可以判断丙烷的沸点可能是() A.高于-0.5 B.约是+30 C.约是-40 D.低于-89 【解析】选C。不同

19、碳原子数的烷烃,其沸点随碳原子数的增多而逐渐升高,故丙烷的沸点高于-89,低于-0.5,C正确。,3.同系物都具有() A.相同的分子式 B.相同的含碳量 C.相似的化学性质 D.相同的最简式 【解析】选C。同系物在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,因此,分子式一定不同,含碳量不一定相同;同系物中碳、氢原子个数比不一定相同,即同系物的最简式不一定相同;对于同系物的化学性质,由于同系物的结构相似,所以化学性质相似。,4.下列关于CH4和 的叙述正确的是() A.均能用组成通式CnH2n+2来表示 B.与所有烷烃互为同分异构体 C.它们物理、化学性质相同 D.通常情况下前者是气体,后者是液体

20、 【解析】选A。A项,因二者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2;B项, 它们与其他烷烃互为同系物;C项,化学性质相似,但物理性质不 同;D项,碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气体。,5.下列几组物质中,互为同位素的有,互为同素异形体 的有,互为同系物的有,互为同分异构体的 有,属于同种物质的有。 O2和O335Cl和37ClCH3CH3和CH3CH2CH3 和 CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3,【解析】是氧元素的两种单质,互为同素异形体;是氯元素的两种不同原子,互为同位素;中乙烷与丙烷互为同系物; 中属于同种物质;两者分别为正丁烷与异丁烷,互为同分异构体。 答案:,烷烃的性质

21、与组成、结构的关系探究 在1.013105Pa下,测得的某些烷烃的沸点见下表。,请根据表中数据探究下列问题: (1)在常温常压下,只有碳原子数小于5的烃才是气体吗? 提示:不是,新戊烷也是气体。 (2)随碳原子数增加,烷烃的沸点变化规律是怎样的? 提示:随碳原子数增加,烷烃的沸点逐渐升高,当碳原子数相同时,支链越多,沸点越低。,(3)烷烃易燃烧,写出丁烷燃烧的化学方程式。 提示:丁烷燃烧的化学方程式是2C4H10+13O2 8CO2+10H2O。 (4)戊烷与氯气能发生取代反应吗?若能,其一氯代物有几种? 提示:光照时,戊烷能与氯气发生取代反应,戊烷有正戊烷、异 戊烷和新戊烷,其一氯代物分别有3种、4种、1种,故戊烷的一 氯代物共有8种。,(5)新戊烷分子中紧邻中间碳原子的4个碳原子构成怎样的空间构型? 提示:新戊烷分子中紧邻中间碳原子的4个化学键完全相同,故这4个碳原子构成正四面体。,