第2章第1节烷烃课件【知识精讲精研】下学期高二化学人教版（2019）选择性必修3

人教版高中化学选择性必修3第2章第1节烷烃CATALOGUE目录烷烃概述烷烃的结构与命名烷烃的物理化学性质烷烃的实验研究与应用实例01烷烃概述物理性质随着分子量的增大，烷烃的沸点、熔点、密度都逐渐升高。常温下，低分子量的烷烃为气态，中等分子量的为液态，高分子量的为固态。定义烷烃，又称饱和烃，是一类只由碳和氢两种元素组成的有机化合物，其分子中只含有单键。化学性质烷烃的化学性质相对稳定，不易被氧化和加成。但在一定条件下，如高温或有催化剂存在时，可发生裂解、燃烧等反应。烷烃的定义与性质按碳链结构分直链烷烃和支链烷烃。直链烷烃的分子中碳原子呈直线排列，而支链烷烃的分子中碳原子则有分支。按碳原子数分低碳烷烃（碳原子数小于等于4）、中碳烷烃（碳原子数在5-10之间）和高碳烷烃（碳原子数大于10）。烷烃的分类来源：烷烃广泛存在于自然界，如石油、天然气、煤等化石燃料中都含有大量的烷烃。此外，一些植物和微生物也能合成烷烃。烷烃的来源与重要性烷烃的来源与重要性重要性能源来源：烷烃是石油和天然气的主要成分，是现代社会最重要的能源来源之一。化工原料：烷烃可用于制造许多化学原料，如塑料、合成纤维、橡胶、溶剂、润滑剂等。生物活性物质某些烷烃具有生物活性，可作为药物或农药的原料，如胆固醇就是一种重要的生物烷烃。环境影响由于烷烃是化石燃料的主要成分，其燃烧会产生大量的二氧化碳，进而加剧全球气候变化。因此，在应对气候变化的背景下，理解和研究烷烃的性质和转化方式显得尤为重要。烷烃的来源与重要性02烷烃的结构与命名烷烃分子中的碳原子以单键连接，每个碳原子的四个价电子都得到充分利用，因此也被称为饱和烃。饱和烃链状结构碳氢键烷烃分子中的碳原子连接成链状，链的长度和支链的数量决定了烷烃的物理和化学性质。烷烃分子中只包含碳氢两种元素，碳原子与氢原子之间通过共价键连接。03烷烃的结构特点0201烷烃的命名规则确定分子中最长的碳链为主链，将其称为某烷，作为母体名称。选定主链编号定位命名支链遵循先简后繁的原则从主链的一端开始，对主链的碳原子进行编号，以确定支链的位置。将支链作为取代基，根据支链的碳原子个数和位置，将其命名为某烷基。当主链上有多个取代基时，应按照取代基的字母顺序和位置编号之和最小的原则进行命名。椅式构象01环烷烃分子中的碳原子以椅式构象存在，即分子中的每个碳原子都采用sp3杂化，形成四面体结构，整个分子呈现出类似椅子的形状。烷烃的立体异构稳定性02椅式构象比船式构象更稳定，因为椅式构象中的碳氢键之间的相互作用更强，分子内能更低。构象异构03由于环烷烃分子中的碳原子可以绕单键自由旋转，因此可以存在多种构象异构体，这些异构体在物理和化学性质上可能存在差异。03烷烃的物理化学性质烷烃与氧气发生燃烧反应，生成二氧化碳和水，释放大量能量。燃烧反应由于烷烃的碳氢键能较高，其燃烧时能量密度也相对较高，是一种重要的燃料来源。能量密度烷烃的燃烧反应通常较为完全，燃烧效率高，产生的有害物质相对较少。燃烧效率烷烃的燃烧与能量释放烷烃的溶解性难溶于水由于水为极性溶剂，烷烃分子与水分子间的相互作用力较弱，因此烷烃在水中溶解度很低。溶解度与分子结构关系随着烷烃分子中碳原子数的增加，其溶解度逐渐降低，因为分子量增大，分子间作用力增强。非极性分子烷烃由碳和氢原子组成，其分子为非极性分子，因此易溶于非极性溶剂，如石油醚、苯等。氧化反应在适当的氧化剂作用下，烷烃可以被氧化为相应的醇、醛、酮或羧酸等化合物。这类反应在有机合成中具有重要意义。烷烃的反应性热稳定性烷烃分子中的碳氢键能较高，因此具有较高的热稳定性，在高温条件下才能发生分解反应。取代反应在光照或加热条件下，烷烃可以与卤素等原子或原子团发生取代反应，生成相应的卤代烃。裂化反应在高温和催化剂作用下，烷烃可以发生裂化反应，生成较小分子的烯烃等化合物。裂化反应是石油工业中的重要过程，用于生产汽油等燃料。04烷烃的实验研究与应用实例实验一：烷烃的提取与分离实验步骤1.使用合适的溶剂对烷烃进行提取。实验结果：成功获得不同种类的烷烃，并对其进行定性和定量分析。2.利用不同的分离技术，如色谱、蒸馏等，对烷烃进行分离。实验目标：通过提取与分离实验，了解和掌握烷烃的物理性质和化学性质。实验二：烷烃的燃烧热测定实验分析：根据测定结果，可以了解到烷烃燃烧产生的能量，为能源利用提供参考。2.使用热量计测定烷烃燃烧时释放的热量。1.准备一定量的烷烃样品。实验目标：通过燃烧热测定实验，测定烷烃的燃烧热值，了解其能源特性。实验步骤应用实例：烷烃在能源领域的应用烷烃作为燃料：烷烃可用作各种燃料，如生物柴油和石油醚等。其燃烧产生的能量可用于驱动各种机械设备和交通工具。烷烃作为化工原料：烷烃还可作为化工原料，用于生产塑料、橡胶、纤维等各种化学产品，满足人们的日