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第二章 烴
第一節(jié) 烷烴
第一課時 烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
01
通過微觀的化學(xué)鍵視角分析幾種簡單烷烴分子的結(jié)構(gòu)，以甲烷的結(jié)構(gòu)為模型，認(rèn)識烷烴的結(jié)構(gòu)。
02
了解烷烴在日常生活、有機(jī)合成和化工生產(chǎn)中的重要作用。
03
從微觀層面認(rèn)識同系物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)角度解釋同系物物理性質(zhì)的變化規(guī)律和化學(xué)性質(zhì)的相似性。
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
導(dǎo) 入 新 課
2017年諾貝爾化學(xué)獎授予研發(fā)了冷凍電鏡技術(shù)上的三位科學(xué)家，使用冷凍電鏡時，需將樣品放入液態(tài)乙烷中進(jìn)行快速冷凍。乙烷和其他烷烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)呢？
烴：僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)化合物稱為碳?xì)浠衔铩?br/>碳
氫
烴
烴
烷烴
烯烴
炔烴
芳香烴
......
甲烷
乙烯
乙炔
苯
烷烴
甲烷
乙烷
丙烷
正丁烷
正戊烷
【思考與討論】
請根據(jù)圖中所示烷烴的分子結(jié)構(gòu)，寫出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式和分子式，并分析它們在組成和結(jié)構(gòu)上的相似點(diǎn)。
CH4
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3(CH2)3CH3
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
sp3
sp3
sp3
sp3
sp3
σ鍵
σ鍵
σ鍵
σ鍵
σ鍵
烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
C原子均為sp3雜化，碳鏈呈鋸齒狀
以碳原子為中心形成一個或若干個四面體空間結(jié)構(gòu)
烷烴分子中的共價鍵全部是單鍵(C一C、C一H),可以旋轉(zhuǎn)。
烷烴的所有原子不可能共平面
鏈狀烷烴的通式為CnH2n＋2 （n≥1）
無色、無味的氣體，
難溶于水，密度比
空氣小
烷烴數(shù)量繁多，如何系統(tǒng)地把握所有烷烴的性質(zhì)呢？
甲烷的性質(zhì)
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)
① 穩(wěn)定性：常溫下不與KMnO4、Br2、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)
②可燃性
③光照下與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)
【回顧】我們學(xué)過甲烷的哪些相關(guān)性質(zhì)？
CH4+2O2 CO2+2H2O
點(diǎn)燃
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
光
表2-1 幾種烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和密度
③常溫下的存在狀態(tài)，由氣態(tài)逐漸過渡到液態(tài)、固態(tài)。
①隨著分子中碳原子數(shù)的遞增，烷烴沸點(diǎn)逐漸升高。
②隨著分子中碳原子數(shù)的遞增，烷烴密度逐漸增大。
⑤常溫下烷烴的狀態(tài)：
④所有烷烴均難溶于水，密度均小于1
C17及以上為固態(tài)
C5~C16液態(tài)
C1~C4氣態(tài)
【分析】
表中信息呈現(xiàn)哪些規(guī)律性變化？
物理性質(zhì) 變化規(guī)律
狀態(tài) 烷烴常溫下存在的狀態(tài)由_____態(tài)逐漸過渡到____態(tài)、___態(tài)。當(dāng)碳原子數(shù)小于或等于_____時，烷烴在常溫下呈氣態(tài)
溶解性 都難溶于_____，易溶于_____________
熔、沸點(diǎn) 隨碳原子數(shù)的增加，熔、沸點(diǎn)逐漸_______，同種烷烴的不同異構(gòu)體中，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越_______
密度 隨碳原子數(shù)的增加，密度逐漸_______，但比水的________
氣
液
固
4
水
有機(jī)溶劑
升高
增大
小
低
【歸納總結(jié)】
物理性質(zhì)
天然氣、沼氣
（甲烷）
液化石油氣
（C4以下）
煤油
（C11~C16）
汽油
（C5~C11）
生活中常用的烷烴燃料
柴油
（C15~C18）
丁烷
【思考與討論】
（1）根據(jù)甲烷的性質(zhì)推測烷烴可能具有的性質(zhì)，填寫下表。
顏色 溶解性 可燃性 與酸性高錳 酸鉀溶液 與溴的四氯化碳溶液 與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液 與氯氣（在光照下）
無
色
難溶
于水
空氣
中可
燃
不反應(yīng)
取代反應(yīng)
不反應(yīng)
不反應(yīng)
【思考與討論】
（2）根據(jù)甲烷的燃燒反應(yīng)，寫出汽油的成分之一辛烷（C8H18）燃燒的化學(xué)方程式。
2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O
點(diǎn)燃
請利用烷烴的通式，寫出烷烴的燃燒通式：
注：當(dāng)碳含量少時，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，但隨著碳原子數(shù)的增多，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大，有黑煙產(chǎn)生
【思考與討論】
（3）根據(jù)甲烷與氯氣的反應(yīng)，寫出乙烷與氯氣反應(yīng)生成一氯乙烷的
化學(xué)方程式。指出該反應(yīng)的反應(yīng)類型，并從化學(xué)鍵和官能團(tuán)的角度
分析反應(yīng)中有機(jī)化合物的變化。
+
Cl—Cl
光
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
Cl
H
H
H
H
H
Cl
H
+
C—H鍵斷裂，其中的氫原子被氯原子代替，生成C—Cl鍵。
取代反應(yīng)
烷烴
鹵代烴
（4）乙烷與氯氣在光照下反應(yīng)，可能生成哪些產(chǎn)物？請寫出它們的
結(jié)構(gòu)簡式。
取代程度 取代產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡式
一取代
二取代
三取代
四取代
五取代
六取代
CH3CH2Cl
CH3CHCl2
CH2ClCH2Cl
CH3CCl3
CH2ClCHCl2
CH2ClCCl3
CHCl2CHCl2
CHCl2CCl3
CCl3CCl3
化學(xué)性質(zhì)
1.穩(wěn)定性
常溫下，烷烴很不活潑，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、溴的四氯化碳溶液等都不發(fā)生反應(yīng)
2.可燃性-氧化反應(yīng)
3.易取代
在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)（特征反應(yīng)）
【歸納總結(jié)】
化學(xué)性質(zhì)
①在光照條件下
②與純鹵素反應(yīng)
烷烴與鹵素取代反應(yīng)的特點(diǎn)：
③1mol鹵素單質(zhì)只能取代1molH
④連鎖反應(yīng)，有多種產(chǎn)物（鹵代烴和鹵化氫氣體）
練1：1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完成后測得四種取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗Cl2為（ ）
A、0.5mol B、2mol C、2.5mol D、4mol
練2．下列有機(jī)物：①正丁烷，②丙烷，③2 -甲基丁烷，④異丁烷，⑤己烷。沸點(diǎn)由高到低的順序為(　　)
A．②①④③⑤　　B．⑤③④①②
C．⑤③①④② D．②①③④⑤
C
C
定義
判斷要點(diǎn)
同系物
結(jié)構(gòu)相似，在組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物
練習(xí)：下列各組物質(zhì)中，一定互為同系物的是（ ）
A、O2和O3
B、CH3CH2CH3和CH3CH3
C、C2H6O和C3H8O
D、CH3CH2CH2CH3和CH3-CH-CH3
CH3
技巧
B
（1）一差（分子組成至少相差一個CH2原子團(tuán)）
（2）二相似（結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)基本相似）
（3）三相同（組成元素相同，官能團(tuán)種類、個數(shù)相同，分子組成通式相同）
課堂小結(jié)
結(jié)
質(zhì)
質(zhì)
化
學(xué)
性
物
理
性
構(gòu)
烷烴的結(jié)構(gòu)與甲烷的相似
烷烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.穩(wěn)定性
2.可燃性-氧化反應(yīng)
3.易取代
熔沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)逐漸升高
隨著烷烴碳原子數(shù)的增加，烷烴的密度逐漸增大
烷烴分子中的共價鍵全部是單鍵
碳原子都采取sp3雜化
難溶于水，密度小于水。
1、下列分子式只表示一種物質(zhì)的是（ ）
A．C4H10 B．C5H12
C．C3H7Cl D．CH2Cl2
D
2、下列物質(zhì)中，與正戊烷互為同系物的是（ ）
A．CH3CH(CH3)2 B．CH3CH2CH(CH3)2
C．CH3CH2CH2CH2CH3
D．CH3CH=CH2
A
3、下列有關(guān)烷烴的敘述中，正確的是（ ）
①在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵
②烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式為CnH2n+2的烴不一定是烷烴
④所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)
⑤光照條件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色
⑥所有的烷烴都可以在空氣中燃燒
A．①②③⑥ B．①④⑥ C．②③④ D．①②③④
B
謝謝觀看！

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