高中化学知识导学第1章有机化合物的结构与性质第3节烃第1课时烃的概述以及烷烃的化学性质学案答案不全鲁科版选修

1、第3节 烃第1课时 烃的概述以及烷烃的化学性质案例探究 在各个大陆向海洋延伸的大陆架边缘，水深超过300500 m有利地带，尤其是在海底以下1001100 m深度的沉积地层中，以及高纬度地区广泛发育的永久冻土层中，蕴藏着丰富的气体水合物天然气水合物资源，科学界把它们称为“易燃冰”或“可燃冰”。 这种天然气水合物是一种由气体和水形成的冰状白色固体晶体，水分子一般通过氢键合成多面体笼，笼中包含有客体的天然气分子。其分子式是MnH2O，式中M是气体分子，主要是甲烷、乙烷和丙烷等烃类同系物及CO2、N2和H2S等，n是水分子数。水分子组成笼形类冰晶格架，气体分子充填在格架空腔中，组成单一或复合成分的天

2、然气水合物，这种类冰气水合物遇火即可燃烧。 思考: 1. 全球性的温度升高与可燃冰有关吗？ 2. 若把此气体收集起来是否可作为燃料？ 3. 甲烷的化学性质如何？自学导引 一、烃的概述 1. 烃的分类（ 1 ） 7个概念 脂肪烃: 根据来源和性质，人们将分子中不含 _ 的烃称为脂肪烃。 脂环烃: 分子中碳链连接成 _ 的脂肪烃叫做脂环烃。 开链脂肪烃: 分子中碳原子只连接成 _ 的脂肪烃叫做开链脂肪烃。 芳香烃: 分子中含有 _ 的烃称为芳香烃。 饱和烃: 碳碳原子之间的共价键全部为 _ 的烃叫做饱和烃。 不饱和烃: 碳碳原子之间的共价键不全为 _ 的烃叫做不饱和烃。 卤代烃: 结构上可以看作烃

3、分子中的氢原子被 _ 取代的化合物，称为卤代烃。（ 2 ） 烃的分类 烃 烃 2. 开链脂肪烃（ 1 ） 烷、烯、炔烃的通式 烃分子中每增加1个双键，同时必减少 _ 个氢原子；每增加1个叁键，同时必减少 _ 个氢原子。烷、烯、炔烃的通式分别为: _ 、_ 、_ 。（ 2 ） 烯烃和炔烃的命名原则 _: 选择含 _ 或 _ 的最长的碳链。 _: 给主链定位时，要从靠近 _ 或 _ 的一端开始编号。 定名称: 必须标明 _ 或 _ 碳原子的位置，并把它写在母体名称之前。 其他规则与烷烃同。 如: ，3-甲基-1-丁烯（ 3 ） 几种常见芳香烃 甲苯的分子式为 _ ，结构简式为 _ ，乙苯的分子式为

4、 _ ，结构简式为 _ ；邻、间、对二甲苯的分子式为 _ ，结构简式分别为_ ；二苯甲烷的分子式为C13H12，结构简式为 _ ；联苯的分子式为C12H10，结构简式为 _ ；萘的分子式为 _ ，结构简式为 _ ；蒽的分子式为C14H10，结构简式为 _ 。答案1.（ 1 ） 碳环环链状苯环单键 单键卤素原子（ 2 ） 开链甲烷、丙烯环状芳香烃 CH4C2H6C3H8不饱合烃CH2CH2CHCCH32.（ 1 ） 24CnH2n+2CnH2n CnH2n-2（ 2 ） 选主链双键叁链编号位双键叁键双键或叁键 二、烷烃的化学性质 1. 与卤素单质的反应 烷烃在光照条件下能与卤素单质（纯 ） 发生

5、取代反应，但不能使卤素单质（氟除外 ） 的水溶液褪色。 甲烷与氯气反应（ 只写一个方程式即可 ） : CH4+Cl2 _ 乙烷与氯气反应（ 只写一个方程式即可 ） : CH3CH3+Cl2 _ 丙烷与氯气反应: 2CH3CH2CH3+2Cl2 _ 2. 与氧气的反应（ 1 ） 纯净的甲烷在氧气或空气中安静地燃烧，火焰呈 _ 色；点燃甲烷和空气或氧气的混合物可能会发生爆炸，因此点燃甲烷前一定要 _ 。 CH4+2O2 CO2+2H2O（ 2 ） 烷烃燃烧的方程式为 CnH2n+2 + O2 nCO2 +（ n+1 ） H2O（ 3 ） 烃中碳元素质量分数越大，燃烧时产生的烟越黑。答案1. CH3

6、Cl+HCl CH3CH2Cl+HCl 2CH3CH2CH2Cl+2HCl 2. 淡蓝验纯疑难剖析 一、烷烃的通性（ 1 ） 稳定性: 烷烃的化学性质一般比较稳定，在通常状况下跟酸、碱和氧化剂都不起反应，不能使溴水和高锰酸钾酸性溶液褪色。（ 2 ） 取代反应: 取代反应是烷烃的特征反应。烃分子中的H原子被卤素取代时，需要的卤素分子个数与被取代的H原子个数相等。如: CxHy+mX2 CxXy-m+mHX CxHy+yX2 CxXy+yHX（ 3 ） 可燃性: 烃完全燃烧的规律为: CxHy+（x+） O2 xCO2+H2O（ 4 ） 裂化反应和裂解反应: 高温或加热催化下，含碳原子数较多、相对

7、分子质量较大的烷烃分子分解为含碳原子数较少、相对分子质量较小的烷烃分子和烯烃分子。烷烃的主要裂化或裂解方式是均裂: CnH2n+2 CmH2m+2+CmH2m（n=2m） 【例1】 1 mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2 L（ 标准状况下 ） 。它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是（ ） A. 思路分析: 按题设条件下“能生成3种一氯取代物”的要求，挑选分子结构式中有处于3种不同情况的H。 这样排除C、D项，只有A、B符合要求。 题设第2个条件是: 1 mol该烃燃烧需氧气179.2 L（ 标准状况 ） 。 = 8 mol。 A、B的分子式分别

8、是C6H14和C5H12，配平其燃烧方程式得 C6H14 + 9.5O26CO2 + 7H2O C5H12 + 8O25CO2 + 6H2O 显然，只有选项B（ C5H12 ） 符合要求。 答案: B 思维启示: 烷烃的取代反应是逐步取代。一氯取代物的同分异构体的多少可通过判断“等效C上的等效氢”的种类来确定。 二、烯烃和炔烃的系统命名: 命名原则和烷烃类似，不同的是需要指出官能团的位置（ 1 ） 选主链。选择含双键或叁键的最长碳链为主链，看作母体，称为某烯或某炔。（ 2 ）编号。从靠近双键或叁键的一端起进行编号，以确定取代基和双键的位置。双键或叁键的位置用双键或叁键的两个碳原子中编号较小的一

9、个标明，放在烯烃或炔烃名称的前面。（ 3 ） 取代基的名称写在双键或叁键位置的前面，取代基的位置写在取代基名称的前面。如: 【例2】 某烯烃通过与H2加成可得到，请写出该烯烃的结构简式并命名。 思路分析: 烯烃和H2加成反应前后，其碳的骨架不变。所以对应烯烃应为: 思维启示: 书写烯烃的结构简式时，双键不能省略，给烯烃命名时，要标明双键位置。拓展迁移 拓展点1: 烃的物理性质递变规律 状态: 常温下14个C的烃为气态，随着碳原子数的增多，逐渐由液态变为固态。 沸点: 随着碳数增多而沸点升高，当碳数相同时，支链越多，沸点越低。 溶解性: 不溶于水，易溶于有机溶剂。 密度: 随着碳原子数的增多而密

10、度增大，在液态时都小于水的密度。 拓展点2: 烃燃烧的规律 1. 两混合烃，若其平均相对分子质量小于或等于26，则混合烃中必含有甲烷。 2. 气态混合烃与足量O2充分燃烧，若总体积保持不变，则混合烃中氢原子的平均数为4，若燃烧后总体积扩大，氢原子平均数大于4；若总体积缩小，氢原子平均数小于4，即必含C2H2（ 温度应在100 以上 ） 。 3. 等物质的量的烃完全燃烧: CxHy +（ ） O2 xCO2 + H2O，耗O2量:（ x + ） 越大，耗O2量越大，反之亦反；生成H2O的量: y越大，生成的H2O越多，反之亦反；生成CO2的量: x越大，生成的CO2越多，反之亦反。 4. 等质量

11、的烃完全燃烧: 1 mol C（ 12 g ） 消耗1 mol O2,4 mol H（ 4 g ） 消耗1 mol O2，所以等质量的烃完全燃烧，w（H ） 越大，耗O2越多。对于烃CxHy: （ 1 ） 耗O2量: 越大，耗O2量越多，反之越少。（ 2 ） 生成H2O: 越大，生成的H2O越多，反之越少。（ 3 ） 生成CO2量: 越大，生成CO2越少；反之越多。（ 4 ） 实验式相同的有机物不论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧后生成CO2和H2O及耗O2总量就一定。 5. 烃燃烧前后体积的变化规律: CxHy +（ x + ） O2 xCO2 + H2O。（ 1 ） 若在常温常压下，水为液态，气态烃燃烧后的总体积必定减小，每升气态烃减少体积为（ + 1 ） L。由于每生成1 mol CO2消耗1 mol O