第1课时　烷烃的结构和性质 教学课件

第1课时烷烃的结构和性质

第二章第一节烷烃1．知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。2．认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。3．了解同系物的概念，学会判断物质是否互为同系物。学习目标任务一烷烃的结构1任务二烷烃的性质2随堂达标演练3内容索引课时测评4任务一烷烃的结构新知构建1．烷烃的结构(1)杂化方式：碳原子均采取____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___键。(2)键的类型：烷烃分子中的共价键全部是___键(C—C、C—H)。(3)空间结构：以___原子为中心形成若干四面体空间结构，碳链(C≥3)呈________排列。sp3σ单碳锯齿状2．链状烷烃的通式：______________。3．同系物(1)概念：结构相似、分子组成上相差一个或若干个_____原子团的化合物互称为同系物。(2)性质：同系物因组成和结构相似，化学性质_____，而物理性质一般呈_______变化。CnH2n＋2(n≥1)CH2相似规律性典例应用1．正误判断，错误的说明原因。(1)烷烃的碳原子均采取sp3杂化。(2)分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃。(3)烷烃分子中的所有原子不可能共平面。(4)同系物一定具有相同的通式，官能团的种类、数目也相同。答案：正确答案：正确答案：正确答案：正确2．(2024·南昌高二段考)下列叙述正确的是A．甲烷分子的空间结构是正四面体，所以CH2Cl2有两种不同的结构B．C3H6、C5H10、C7H16都属于链状烷烃C．正丁烷属于直链烷烃，分子中所有的碳原子均可在同一条直线上D．烷烃的含碳量随着分子组成中碳原子数的增多逐渐升高√甲烷分子的空间结构是正四面体，所以CH2Cl2只有一种结构，A项错误；C3H6、C5H10不满足链状烷烃的通式，B项错误；根据烷烃的结构可知，正丁烷分子中所有的碳原子呈锯齿状连接，不在同一条直线上，C项错误。3．(2024·北京石景山高二期末)下列物质互为同系物的是A．C2H6和C6H14B．CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl√C2H6和C6H14都为烷烃，结构相似，分子组成上相差4个CH2原子团，二者互为同系物，故A正确；CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl含有的氯原子数目不同，二者结构不相似，不互为同系物，故B错误；

和，

前者属于酚类，后者属于醇类，二者结构不相似，不互为同系物，故C错误；CH2==CHCH2CH3和

的结构不同，前者含碳碳双键，后者不含碳碳双键，二者不互为同系物，故D错误。返回任务二烷烃的性质新知构建1．物理性质(1)状态：常温常压下，当碳原子数≤4时的烷烃为___态(新戊烷常温下为气态)。(2)熔、沸点：随分子中碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐_____；相同碳原子时，支链越多，熔、沸点越___。(3)溶解性：都难溶于水，___溶于有机溶剂。(4)密度：随分子中碳原子数的增加，烷烃的密度______，但均比水的密度___。气升高低易增大小2．化学性质烷烃化学性质比较稳定。常温下___能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也_____与强酸、强碱溶液及溴的四氯化碳溶液反应。(1)氧化反应(可燃性)①C8H18完全燃烧的化学方程式：_________________________________。②链状烷烃完全燃烧的通式：_______________________________________。不不能2C8H18＋25O216CO2＋18H2OCnH2n＋2＋

O2nCO2＋(n＋1)H2O(2)取代反应烷烃可与卤素单质在_____条件下发生取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)分解反应——高温裂化或裂解①甲烷高温下可分解成碳和氢气：CH4C＋2H2；②长链烷烃高温下可分解成短链烷烃和烯烃。如：C16H34

C8H16＋______。光照CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HClC8H18交流研讨若反应CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl中两种反应物以物质的量1∶1反应，是否会只得到CH3CH2Cl?提示：不会。因为该反应是连锁反应，生成的CH3CH2Cl分子中仍含有可取代的氢原子，会进一步发生取代反应。归纳总结烷烃发生的取代反应特点1．反应条件：在光照条件下与纯净的卤素单质反应。

2．连锁反应：反应过程不会停留在某一步，所以产物较为复杂，不适合制备物质。3．定量关系：1mol卤素单质只能取代1molH，同时生成1molHX。典例应用1．正误判断，错误的说明原因。(1)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色。(2)1mol丙烷与氯气发生取代反应，最多能消耗Cl2的物质的量为8mol。(3)标准状况下，11.2L己烷所含共价键的数目为9.5NA。(4)戊烷的三种同分异构体中，沸点最低的是新戊烷。答案：错误。乙烷不与溴水反应，乙烷不能使溴水褪色答案：正确答案：错误。标准状况下己烷呈液态，无法计算11.2L己烷的物质的量答案：正确2．(2024·上海嘉定高二期中)下列烷烃的沸点是：甲烷：－162℃，乙烷：－89℃，丁烷：－1℃，戊烷：＋36℃。根据以上数据，推断丙烷的沸点可能是A．－42℃

B．－185℃C．－128℃ D．＋78℃√由烷烃沸点数据可以看出，烷烃中碳原子个数越多，沸点越高，故丙烷的沸点应高于乙烷、低于丁烷，即介于－89℃～－1℃之间，故选A。3．(2024·厦门高二期末)甲基环戊烷()常用作溶剂及色谱分析标准物质，也可用于有机合成。下列有关该有机化合物的说法错误的是A．分子式为C6H12B．光照下可以与Cl2发生取代反应C．易溶于水及苯D．不能使酸性KMnO4溶液褪色√甲基环戊烷的分子式为C6H12，光照下可以与Cl2发生取代反应，A、B项正确；

不能使酸性KMnO4溶液褪色，D项正确；环烷烃均难溶于水，C项错误。返回随堂达标演练1．(2024·上海崇明高二校考)在一定条件下能与甲烷发生反应的是A．溴蒸气 B．氢氧化钠溶液C．浓硫酸 D．酸性高锰酸钾溶液√光照条件下，甲烷能和溴蒸气发生取代反应，故A正确；氢氧化钠属于强碱，甲烷和氢氧化钠不反应，故B错误；浓硫酸属于强酸，甲烷和浓硫酸不反应，故C错误；酸性高锰酸钾属于强氧化剂，甲烷较稳定，甲烷和酸性高锰酸钾溶液不反应，故D错误；故选A。2．(2024·湖北黄冈高二校考期中)下列说法不正确的是A．CH4的一氯代物和三氯代物只有1种B．1molCH4与Cl2反应若生成等物质的量的4种有机物，需要Cl2的物质的量为2.5molC．CH4的二氯代物有2种D．1molCH4完全氯代需要4molCl2√CH4为正四面体结构，只有1种H原子，则一氯代物和三氯代物只有1种，A正确。反应完全后，得四种有机物，物质的量相等，根据碳原子守恒知，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量都是0.25mol，CH4与Cl2发生取代反应消耗的氢原子和氯气分子的个数比是1∶1；生成0.25molCH3Cl需要Cl2的物质的量为0.25mol，生成0.25molCH2Cl2需要Cl2的物质的量为0.25mol×2＝0.5mol，生成0.25molCHCl3需要Cl2的物质的量为0.25mol×3＝0.75mol，生成0.25molCCl4需要Cl2的物质的量为0.25mol×4＝1mol，所以总共消耗的氯气的物质的量n(Cl2)＝(0.25＋0.5＋0.75＋1)mol＝2.5mol，B正确。CH4为正四面体结构，只有1种H原子，则二氯代物有1种，C错误。甲烷和氯气发生取代反应时是甲烷上的H被Cl取代，1molCH4完全氯代需要4molCl2，D正确。故选C。3．(2024·陕西延安高二校考期末)下列关于烷烃性质的叙述不正确的是A．烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高，常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态B．烷烃都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色C．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键D．烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应√烷烃的性质：烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高，常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态，A正确；烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不能和溴水反应，故不会使其褪色，B错误；烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部和氢原子相结合而达到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键都是单键，C正确；烷烃和纯净的卤素单质在光照条件下能发生取代反应，D正确；故选B。4．已知链状烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。(1)链状烷烃A的分子式为______。(2)写出A可能存在的结构简式：______________________________________________。(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。①B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为_______________________________________。②B完全燃烧的化学方程式为_________________________________。C5H12CH3CH2CH2CH2CH3、H3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4C(CH3)4＋Cl2C(CH3)3CH2Cl＋HClC(CH3)4＋8O25CO2＋6H2O根据A的密度是相同条件下H2密度的36倍，推知其相对分子质量为72，设其分子式为CnH2n＋2，求得n＝5，则分子式为C5H12。返回课时测评题点一烷烃的结构及同系物的概念1．下列关于甲烷、乙烷、丙烷的说法正确的是A．它们的分子空间结构都是正四面体B．都能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．光照条件下，都能与氯气发生取代反应D．乙烷的熔点、沸点比丙烷的高√乙烷和丙烷的分子空间结构都不是正四面体，A错误；烷烃都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；光照条件下都能与氯气发生取代反应，C正确；乙烷分子中的碳原子数比丙烷的少，因此熔点、沸点比丙烷的低，D错误。2．(2023·上海宝山高二期中)在烷烃分子中，

中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。n1＝5，n2＝n3＝n4＝1的烷烃共有A．2种 B．3种

C．4种 D．5种√由题干信息可知，符合条件的烷烃共有：(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3、(CH3)3CCH2CH(CH3)2、(CH3)2CHC(CH3)2CH2CH3，故答案为B。3．(2023·上海黄浦高二期末)CH3CH2CH2CH3和

互为A．同位素 B．同素异形体C．同系物 D．同分异构体√CH3CH2CH2CH3和

的分子结构相似，分子组成上相差1个CH2，故互为同系物，故选C。题点二烷烃的性质4．(2024·上海金山中学高二期中)乙烷和戊烷是同系物，下列说法中错误的是A．戊烷比乙烷多3个CH2原子团B．戊烷的熔、沸点比乙烷的高C．戊烷的性质比乙烷活泼D．戊烷和乙烷都能和氯气发生取代反应√A．戊烷和乙烷属于同系物，戊烷比乙烷多3个CH2原子团，A正确；B.烷烃的熔沸点随碳原子数的增加逐渐升高，戊烷的熔、沸点比乙烷的高，B正确；C．戊烷为液态，乙烷为气态，相同条件下乙烷更活泼，C错误；D.戊烷和乙烷都能和氯气发生取代反应，D正确。5．在常温、常压下，取下列四种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是A．CH4 B．C3H8

C．C4H10 D．C2H6√根据燃烧通式CxHy＋(x＋0.25y)O2xCO2＋0.5yH2O进行计算，气态烃各1mol，甲烷燃烧需要2mol氧气，丙烷燃烧需要5mol氧气，丁烷燃烧需要6.5mol氧气，乙烷燃烧需要3.5mol氧气，故消耗氧气最多的是丁烷。6．(2024·青海西宁高二期末)下列有关链状烷烃的叙述正确的是A．在链状烷烃分子中可能含有不饱和键B．链状烷烃中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色C．通常链状烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增加而降低D．所有的链状气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应√A．烷烃分子中，只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键，不可能含有不饱和键，A错误；B.烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化，B错误；C．通常链状烷烃的熔、沸点随碳原子数的增加而升高，C错误；D.烷烃的特征反应为取代反应，气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，D正确。题点三烷烃的一卤代物的种数7．(2024·云南红河高二期末)下列烷烃的一溴取代物只有一种的是A．丙烷 B．乙烷

C．异丁烷 D．正丁烷√A．丙烷含有2种氢，一溴取代物有2种，A不符合题意；B.乙烷含有1种氢，一溴取代物有1种，B符合题意；C．异丁烷含有2种氢，一溴取代物有2种，C不符合题意；D.正丁烷含有2种氢，一溴取代物有2种，D不符合题意。8．(2024·南京师大附中高二期中)碳原子数小于20的烷烃中，一氯代物不存在同分异构体的烷烃有A．2种 B．3种

C．4种 D．5种√9．(2023·长沙高二开学考试)1mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗标准状况下的氧气246.4L，它在光照的条件下与氯气反应能生成4种不同的一氯代物(不考虑立体异构)，该烃的结构简式是A．(CH3)3CCH2CH2CH3B．CH3CH2CH(CH3)2C．CH3CH2CH2CH2CH3D．(CH3CH2)2C(CH3)2√链状烷烃分子通式为CnH2n＋2(n≥1)，在氧气中充分燃烧的化学方程式为CnH2n＋2＋

O2nCO2＋(n＋1)H2O。由题可知，O2的物质的量为

＝11mol，可得n＝7，该烷烃的分子式为C7H16，故B、C错误；(CH3)3CCH2CH2CH3分子中含有4种不同化学环境的H，其一氯代物有4种，故A正确；(CH3CH2)2C(CH3)2分子中含有3种不同化学环境的H，其一氯代物有3种，故D错误。√10．已知有一种烃的结构类似自行车(如图

)，简称“自行车烃”，下列关于它的叙述正确的是A．易溶于水B．可以发生取代反应C．其密度大于水的密度D．与环己烷互为同系物烃都难溶于水且密度比水小，A、C项错误；“自行车烃”属于饱和烃，具有类似甲烷的化学性质，光照下能与卤素单质发生取代反应，B项正确；环己烷(C6H12)分子中只含有1个碳环，而“自行车烃”(C16H30)分子中含有2个碳环，在分子组成上相差C10H18，不满足相差若干个CH2原子团的条件，二者不互为同系物，D项错误。11．(2024·吉林四平高二期末)关于有机物

的说法不正确的是A．分子式为C11H22

B．与环己烷互为同系物C．既能发生取代反应，又能发生加成反应D．核磁共振氢谱有6组吸收峰√A．由结构简式可知分子式为C11H22，A正确；B.该物质与环己烷结构相似，分子组成上相差5个CH2原子团，满足同系物的两个条件，B正确；C．该有机物中不含双键、三键等能加成的官能团，不能发生加成反应，C错误；D.分子中有6种不同化学环境的H，核磁共振氢谱有6组吸收峰，D正确。12．某烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7。现取两支试管，分别加入适量溴水，实验操作及现象如图：下列有关X的说法正确的是A．相同条件下，X的密度比水大B．X的分子式为C5H12C．X能与Br2发生加成反应使溴水褪色D．实验后试管2中的有机层是上层还是下层，可通过加水确定√烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7，则C、H原子数目之比为

＝3∶7，故X分子式为C6H14，故B错误；烷烃X能萃取溴水中的溴，上层呈橙红色，说明X的密度比水小，故A错误；X为烷烃，不能与溴发生加成反应使溴水褪色，故C错误；C6H14能发生取代反应得到溴代烃，溴代烃不溶于水，向试管中加水，若上层液体体积变大，则说明试管2中的有机层在下层，故D正确。13．某化学学习小组欲探究己烷的性质，用己烷进行下列实验：实验1：溴水

分层，下层为几乎无色的液体

橙色溶液。实验2：将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶中。过一段时间，溶液颜色变浅，打开瓶盖瓶口出现白雾。实验3：利用如图所示实验装置在一定条件下分解己烷生成丙烷和丙烯(CH3CH==CH2)，且丙烯能被酸性KMnO4溶液氧化。(1)实验1中用到的玻璃仪器主要有_______________(填名称)。烧杯、分液漏斗实验1的主要操作是分液，需要的玻璃仪器主要是烧杯和分液漏斗。(2)由实验1可知，己烷的物理性质有________________________________。密度比水小，难溶于水，可溶解溴溴水和己烷混合后，下层几乎是无色的，且分液后得到橙色溶液，这说明己烷密度比水小，难溶于水，可溶解溴。(3)实验2中的橙色溶液颜色逐渐变浅的原因是_____(填字母)。A．己烷与溴发生了取代反应B．溴己烷为无色物质C．液溴向外挥发浓度降低D．己烷与液溴发生了加成反应E．液溴与己烷分层，密度大的液溴在下层AB由于打开瓶盖瓶口出现白雾，这说明有溴化氢生成。己烷是烷烃，能和溴发生取代反应生成溴己烷和溴化氢。(4)实验3中装置Ⅱ的作用是_______________________。(5)试管C中的现象是_____________________________。冷凝己烷分解产生的气体酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去实验3的装置Ⅱ为冰水浴，所以该装置的作用是冷凝己烷分解产生的气体。己烷裂化有气态的烯烃生成，烯烃含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此看到试管C中酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去。(6)试写出装置Ⅰ中发生反应生成丙烷和丙烯的化学方程式