2020-2021学年人教版必修2第3章第1节简单的有机化合物-甲烷第2课时课件(79张)

第2课时烷烃一、烷烃1.结构特点:碳碳单键氢原子2.通式:____________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___溶于水,相对密度均小于1。CnH2n+2(n≥1)难气态升高增大4.化学性质(与CH4相似):具体体现稳定性烷烃比较稳定,在通常情况下跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不发生反应氧化反应烷烃燃烧通式:_______________________________点燃具体体现取代反应烷烃能与氯气等卤素单质光照时发生取代反应,如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学反应方程式为______________________

光C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl5.习惯命名法:(1)表示。碳原子数(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁__________________n>10相应汉字数字戊己庚辛壬癸(2)碳原子个数相同时,用___________来区别。(3)举例。C6H14命名为_____;C18H38命名_______;C4H10的两种分子:CH3CH2CH2CH3命名为_______;

命名为_______。正、异、新己烷十八烷正丁烷异丁烷二、同系物1.概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个___原子团的物质互称为同系物。2.实例:CH4与CH3CH2CH(CH3)2(异戊烷)属于同系物;CH3OH(甲醇)与CH3CH2OH(乙醇)属于同系物。CH2三、同分异构体1.概念:像正戊烷和异戊烷这样,化合物具有相同的_______而具有不同的_________的现象叫做同分异构现象。2.实例:CH3CH2CH2CH3和互为同分异构体。分子式分子结构____________【预习自测】1.下列物质在常温常压下为液体的是(

)A.甲烷B.一氯甲烷C.乙烷D.乙醇【解析】选D。甲烷、乙烷是小分子烃,分子间作用力小,常温常压下为气态,故A、C错误;一氯甲烷属于卤代烃,但分子间作用力小,常温常压下为气态,故B错误;乙醇分子间存在氢键,分子间作用力较强,常温常压下为液态,故D正确。2.如图中的小球代表碳原子,棍代表碳碳单键,每个碳原子的剩余价键全部跟氢原子结合,则两分子的关系为(

)

A.同系物B.同分异构体C.同位素D.同素异形体【解析】选B。由图示可知二者的分子式均为C4H10,但结构不同,故互为同分异构体。而同系物的分子式必然不同,同位素的研究对象是核素,同素异形体的研究对象为单质。3.下列物质中不属于烷烃的是(

)A.CH4 B.C3H8 C.C4H8 D.C5H12【解析】选C。由烷烃的通式CnH2n+2可知,丁烷应为C4H10。4.正丁烷与异丁烷互为同分异构体是因为(

)A.具有相似的化学性质B.具有不同的物理性质C.分子式相同D.分子式相同,但分子内碳原子的连接方式不同【解析】选D。分子式相同,但结构不同的物质互为同分异构体,同分异构体空间结构不同,化学性质也不一定相似,物理性质不相同。知识点一同系物的判断方法【核心突破】1.判断标准——“同类不同碳”:2.同系物的理解——“一相似两同一不同”:(1)组成结构相似。即化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似。对烷烃而言就是指碳原子之间通过共价单键相连,其余价键全部结合氢原子。例如,和CH3CH2CH2CH2CH2CH3,前者有支链,而后者无支链,结构不尽相同,但两者的碳原子均以单键结合成链状,结构相似。(2)组成元素相同。同系物的结构相似,组成元素必然相同。例如,C2H6和C2H6O因为组成元素不相同,所以不可能是同系物。(3)通式必然相同。但符合同一通式,且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质也不一定是同系物,如CH2＝CH2(乙烯)和(环丙烷)。

(4)组成必须不同。同系物组成上相差n个CH2原子团。①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。【拓展深化】(1)同系物必须是“有机化合物”。(2)分子组成差n个CH2的有机物,不一定是同系物。如CH2＝CH2(分子式为C2H4)和(分子式为C6H12)不是同系物。(3)互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同,也可能不相同。【思维诊断】(1)有机物CH3CH2CH2CH3和二者属于同系物吗?提示:不是。二者的分子式相同,且都属于烷烃,二者属于同分异构体。(2)已知存在分子式为C2H4和C4H8的两种烃,它们碳的质量分数相同,二者属于同系物吗?

提示:不一定。无法确定二者的结构,所以无法判断类别,即无法判断是否属于同系物。例如,C4H8的结构可能是或CH2＝CH—CH2—CH3,所以无法确定二者是否属于同系物。【典题通关】【典例】(2019·成都高一检测)下列各组物质中一定互为同系物的是(

)A.C3H4

C5H12B.C3H8

C5H12C.CH3—CH2—CH2—CH3

D.C2H5Cl

C3H6Cl2【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)同系物的结构相似但碳原子个数不同。(2)同系物分子组成上相差一个或几个CH2原子团,但分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物不一定是同系物。【解析】选B。C3H4和C5H12、C2H5Cl和C3H6Cl2都不是相差若干个“CH2”原子团,故不属于同系物,A、D错误;C3H8和C5H12符合通式CnH2n+2(n≥1)属于烷烃,组成上相差2个“CH2”原子团,属于同系物,B正确;C项中两种分子式相同,二者属于同分异构体,C错误。【过关训练】1.(2020·海口高一检测)下列物质一定不是甲烷的同系物的是(

)A.C6H6

B.C2H6

C.C5H12

D.C17H36【解析】选A。C6H6是苯,属于芳香烃,不是甲烷的同系物,A正确;C2H6结构与甲烷相似,在分子组成上与甲烷相差1个CH2原子团,属于同系物,B错误;C5H12结构与甲烷相似,在分子组成上与甲烷相差4个CH2原子团,属于同系物,C错误;C17H36结构与甲烷相似,在分子组成上与甲烷相差16个CH2原子团,属于同系物,D错误。2.(2019·长春高一检测)下列各组物质中,属于同系物的是(

)A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【解析】选B。同系物是结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。A项,①和③分子式相同结构不同,二者是同分异构体,错误;B项,①和④都属于烷烃,分子式不同,在分子组成上相差2个CH2原子团,因此互称同系物,正确;C项,②是乙醇,③是烷烃,结构不相似,因此不可能是同系物,错误;D项,②是乙醇,④是烷烃,结构不相似,因此不可能是同系物,错误。【补偿训练】1.下列4组数字,代表有机物的4个同系物相对分子质量的是(

)A.16、32、48、64B.16、17、18、19C.16、30、44、58D.16、28、40、52【解析】选C。同系物的相对分子质量相差14或14的倍数。2.关于CH4、C2H6和的叙述正确的是(

)A.均能用分子通式CnH2n+2来表示B.与所有烷烃互为同素异形体C.因为它们结构相似,所以它们的化学性质相似,物理性质相同D.常温下它们都是气态烷烃【解析】选A。A项,因三者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2;B项,它们与其他烷烃互为同系物而不是同素异形体;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。知识点二同分异构体的判断和烷烃同分异构体的书写方法【核心突破】1.同分异构体的判断方法——“一同一不同”:(1)分子式必须相同。注意是分子式相同,不是相对分子质量相同。相对分子质量相同、结构不同的化合物不一定是同分异构体。如C2H4O和CO2;C2H4和CO;C8H18和C17H14O等。(2)结构不同。注意从两个方面考虑,一是原子或原子团的连接顺序不同,二是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(位)邻(位)到间(位)。(2)书写的步骤。①先写出碳原子数最多的主链。②写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子作为甲基(—CH3)接在主链某碳原子上。

③写出少两个碳原子的主链,另两个碳原子作为乙基(—CH2CH3)或两个甲基(—CH3)接在主链碳原子上,以此类推。(3)实例(以C6H14为例)。a.将分子中全部碳原子连成直链作为母链C—C—C—C—C—C

b.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:不能连在①位和⑤位上,否则会使碳链变长,②位和④位等效,只能用一个,否则重复。c.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:②位或③位上不能连乙基,否则会使碳链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。【拓展深化】(1)互为同分异构体的一般为有机物之间,但无机物与有机物之间也可为同分异构体,如CO(NH2)2与NH4CNO。(2)烷烃中甲烷、乙烷和丙烷没有同分异构体,从丁烷开始出现同分异构体。(3)书写同分异构体时一定要做到“有序”和“等效”,即思维的有序性和碳原子的等效性,避免遗漏和重复。同时要注意总结规律,如:①烃的一元取代物种类数等于烃中等效氢原子的种类数,②一种烃如果有m个氢原子,那么它的n元取代物与(m-n)元取代物种类相等。【思维诊断】(1)的一氯代物有多少种?

的一氯代物有多少种?提示:1、2。中的氢原子完全相同,故其一氯代物只有1种;中有2种氢原子,即一氯代物有2种,即、。(2)已知丁烷(C4H10)有正丁烷和异丁烷两种同分异构体。则C4H9Cl有多少种结构?提示:4种。因为丁基(-C4H9)有4种,所以C4H9Cl也有4种结构。

【典题通关】【典例】(2020·德州高一检测)下列烃分子中,进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的产物的是(

)A.(CH3)2CHCH2CH2CH3B.(CH3)2CHCH3C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)明确等效氢的判断方法。(2)学会应用等效氢判断同分异构体的数目。【解析】选D。某烃发生氯代反应后,只能生成三种沸点不同的一氯代物,则说明该有机物的一氯代物有3种;根据等效氢原子来判断各烃中氢原子的种类,有几种类型的氢原子就有几种一氯代物,据此进行解答。(CH3)2CHCH2CH2CH3中有5种位置不同的氢,所以其一氯代物有5种,能生成5种沸点不同的产物,故A错误;(CH3)2CHCH3中有2种位置不同的氢,所以其一氯代物有2种,能生成2种沸点不同的产物,故B错误;(CH3)2CHCH(CH3)2含有2种等效氢,所以能生成2种沸点不同的有机物,故C错误;(CH3)3CCH2CH3中有3种位置不同的氢,所以其一氯代物有3种,能生成3种沸点不同的产物,故D正确。【延伸探究】题目中给出的有机物都是烷烃吗?属于同分异构体的是哪几项?提示:都是烷烃。其中A、C和D属于同分异构体,分子式都是C6H14。【过关训练】1.(2020·安庆高一检测)互为同分异构体的一组物质是(

)A.金刚石和石墨B.O和OC.CH2＝CH2和CH3CH3D.CH3CH2CH2CH3和

【解析】选D。金刚石和石墨是碳元素组成的性质不同的单质,互为同素异形体,A项错误;O和O是质子数相同,中子数不同的原子,属于同位素,B项错误;CH2＝CH2和CH3CH3分子式不同、结构不同,不是同分异构体,C项错误;CH3CH2CH2CH3和分子式相同,结构不同,属于同分异构体,D项正确。2.(2020·泰安高一检测)某烷烃相对分子质量为72,跟氯气反应生成的一氯代物只有一种,该烷烃的结构简式是(

)【解析】选D。根据烷烃的通式,求出此烷烃的分子式为C5H12,一氯代物只有一种,说明只有一种氢原子,故选项D正确。【补偿训练】1.(2020·泉州高一检测)下列说法正确的是(

)A.所有的烷烃,彼此都是同系物B.两种化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,二者一定是同分异构体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【解析】选D。含有相同碳原子数的烷烃,分子式相同,属于同分异构体,不属于同系物,A项错;若两种化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则它们的最简式相同。最简式相同的化合物可能是同分异构体,也可能不是同分异构体,如CH3CH2CH2CH3与属于同分异构体,而CH2＝CH2与不是同分异构体,B项错;相对分子质量相同的物质很多,如H3PO4和H2SO4,但它们不是同分异构体,C项错;当不同化合物的相对分子质量相同,其组成元素的质量分数相同,其分子式一定相同,这样的化合物一定是同分异构体,D项正确。2.下列分子只表示一种物质的是(

)A.C3H7Cl

B.C3H8

C.C5H12

D.C4H10【解析】选B。C3H8分子中有2种不同位置的H,因此C3H7Cl有2种不同的结构,表示两种物质,A错误;C3H8只能表示丙烷,B正确;C5H12分子中有3种不同的结构,表示三种物质,C错误;C4H10分子有2种不同的结构,即正丁烷和异丁烷,因此表示两种物质,D错误。烷烃分子式的确定方法核心素养：能从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究，逐步揭示各类变化的特征和规律。【技法指导】1.直接法:直接求算出1mol烷烃中各元素原子的物质的量即可推出烷烃的分子式,如给出一定条件下的密度(或相对密度)以及各元素的质量比求算分子式的途径为密度(相对密度)→摩尔质量→1mol烷烃中碳、氢原子的物质的量→分子式。2.最简式法:根据分子式为最简式的整数倍,因此利用相对分子质量和最简式量可确定其分子式。即N(C)∶N(H)=∶=a∶b(最简整数比)。最简式为CaHb,则分子式为(CaHb)n,n=(M为烷烃的相对分子质量,12a+b为最简式量)。3.商余法:烷烃的通式为CnH2n+2,相对分子质量为14n+2,即用烷烃的相对分子质量除以14,若余数为2,即=x…2(M为烷烃的相对分子质量),则为含x个碳原子的烷烃(CxH2x+2)。4.化学方程式法:写出烃(CxHy)燃烧生成CO2和H2O的化学方程式:CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,根据化学方程式,结合已知条件可写出烃的分子式。【即时应用】1.标准状况下，将2.24L某气态烷烃在20L过量O2中完全燃烧，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到40g