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第1節(jié) 烷烴
第1課時：烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
第二章 烴
烷烴的結(jié)構(gòu)
01
烷烴的性質(zhì)
02
同系物
03
烷烴被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域：
庚烷、辛烷
甲烷
三十烷
二十七烷
丁烷
烷烴是一類最基礎(chǔ)的有機化合物
烷烴的結(jié)構(gòu)
烷烴的結(jié)構(gòu)
僅含碳和氫兩種元素的有機物，其中最簡單的烴是甲烷。
下邊的物質(zhì)是否屬于烴？烴如何進行分類？
(1)CH4
(2)CH2=CH2
(3)
(5)CH≡CH
(6)
(7)
(9)
(8)
(4)CH3CHCH3
CH3
CH3CH=CH2
CH≡CCH3
CH3
1.烴 :
(10)
烷烴的結(jié)構(gòu)
烴
烷烴
烯烴
炔烴
芳香烴
......
(1)CH4
(4)CH3CHCH3
CH3
(2)CH2=CH2
(7)
CH3CH=CH2
(5)CH≡CH
(8)
CH≡CCH3
(9)
CH3
鏈狀烷烴
環(huán)狀烷烴
(10)
2.根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分類
烷烴的結(jié)構(gòu)
【思考與討論】---課本P28
寫出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式和分子式，并分析它們組成和結(jié)構(gòu)上的相似點
名稱 結(jié)構(gòu)簡式 分子式 C原子 的雜化方式 分子中的
共價鍵類型
甲烷
乙烷
丙烷
正丁烷
正戊烷
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)
烴分子中的碳原子之間只以單鍵結(jié)合成鏈狀,碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子相結(jié)合，使每個碳原子的化合價都已充分利用，都達到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，又叫鏈狀烷烴。
3.鏈狀烷烴
烷烴的結(jié)構(gòu)
4.鏈狀烷烴的結(jié)構(gòu)特點
雜化方式：
共價鍵：
通式：
C原子均為sp3雜化，碳鏈為鋸齒形
均為單鍵（可旋轉(zhuǎn)），形成C-H σ鍵或C-C σ鍵
CnH2n+2 （n≥1）
【思考與交流】
(1)烷烴分子中，所有的原子不可能全部在同一共平面？
(2)烷烴分子中，所有的碳原子不可能在同一平面？
對
錯
例1.下列關(guān)于烷烴的敘述中正確的是(　　)。
A.燃燒產(chǎn)物只有二氧化碳和水
B.烷烴分子中碳原子不可能在同一平面上
C.在烷烴分子中,所有的化學(xué)鍵都為單鍵
D.任何烷烴分子中碳?xì)湓觽€數(shù)之比都是相同的
C
例2.下列說法正確的是(　　)。
A.碳原子間以單鍵結(jié)合,碳原子剩余價鍵全部與氫原子結(jié)合的烴一定是飽和鏈烴
B.分子組成符合CnH2n+2的烴一定是烷烴
C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一直線上
D.碳、氫原子個數(shù)比為1∶3的烴有兩種
B
烷烴的性質(zhì)
烷烴的性質(zhì)
回顧必修二---甲烷的性質(zhì)
下列物質(zhì)在一定條件下，可與CH4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是( )
A. 氯水 B. 液溴 C. O2 D. 酸性KMnO4溶液
E. 濃H2SO4 F. NaOH(aq)
BC
甲烷
結(jié)構(gòu)角度
預(yù)測性質(zhì)
烷 烴
成鍵方式相似，性質(zhì)相似
烷烴的性質(zhì)
【思考與交流】---課本P29
顏色 溶解性 可燃性 與酸性KMnO4溶液 與溴的CCl4溶液 與強酸、 強堿溶液 與氯氣（光照下）
（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。
無色
難溶
于水
可燃
不反應(yīng)
取代反應(yīng)
不反應(yīng)
不反應(yīng)
1、穩(wěn)定性：
烷烴的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。也不與強酸、強堿及溴的四氯化碳溶液反應(yīng)，在空氣中能燃燒和在光照下與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)。
烷烴的性質(zhì)
【思考與交流】---課本P29
2、可燃性---氧化反應(yīng)
烷烴都能燃燒
實驗現(xiàn)象：當(dāng)碳含量少時，產(chǎn)生淡藍色火焰，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。
（2）根據(jù)甲烷的燃燒反應(yīng)，寫出汽油的成分之一辛烷（C8H18）完全燃燒的化學(xué)方程式。
2C8H18＋25O2 16CO2＋18H2O
點燃
烷烴的性質(zhì)
【思考與交流】---課本P29
3、取代反應(yīng)
有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。
（3）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)鍵和官能團的角度分析反應(yīng)中有機化合物的變化。
CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl
光
+
Cl—Cl
光
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
Cl
H
H
H
H
H
Cl
H
+
烷烴的性質(zhì)
3、取代反應(yīng)
靈犀一點：
(4)反應(yīng)產(chǎn)物——連鎖反應(yīng)，混合物(多種鹵代烴+鹵化氫)，不適宜制備鹵代烴
(3)反應(yīng)的特點——分步取代，多步反應(yīng)同時進行，產(chǎn)物多
(2)反應(yīng)物狀態(tài)——鹵素單質(zhì)(F2、Cl2、Br2、I2)，而不是其水溶液
(1)反應(yīng)的條件——光照
(5)1mol鹵素單質(zhì)只能取代1molH
烷烴的性質(zhì)
3、取代反應(yīng)
問題1: 1 mol CH4與Cl2反應(yīng),生成等量的4種有機物,則消耗的Cl2的物質(zhì)的量為多少？
問題2: 1 mol乙烷在光照條件下最多能與多少 mol Cl2發(fā)生取代反應(yīng)？
針對性練習(xí)：
問題3: 【判斷正誤】乙烷在光照的條件下能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)
問題4: 若要制備一氯乙烷用哪種方法好？
方法一：CH2=CH2+HCl →CH3CH2Cl
方法二：CH3CH3+Cl2 → CH3CH2Cl+HCl
烷烴的性質(zhì)
【思考與交流】---課本P29
（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。
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
HCl
共同：
乙烷與氯氣在光照下反應(yīng)，可能的產(chǎn)物有：HCl + 9種有機產(chǎn)物
烷烴的性質(zhì)
4、分解反應(yīng)---高溫裂化或裂解
通式：一分子烷烴
一分子烷烴+一分子烯烴
長鏈烷烴高溫下可分解成短鏈烷烴和烯烴，還可能生成碳單質(zhì)和氫氣
被利用在石油的裂化。
C16H34 C8H18+C8H16
催化劑
加熱、加壓
C8H18 C4H10 + C4H8
催化劑
加熱、加壓
C4H10 CH4+C3H6
催化劑
加熱、加壓
C4H10 C2H4+C2H6
催化劑
加熱、加壓
烷烴的性質(zhì)
烷烴名稱 分子式 結(jié)構(gòu)簡式 常溫下狀態(tài) 熔點/℃ 沸點/℃ 密度/(g·cm－3)
甲烷 CH4 CH4 氣體 －182 －164 0.423
乙烷 C2H6 CH3CH3 氣體 －172 －89 0.545
丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 氣體 －187 －42 0.501
丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 氣體 －138 －0.5 0.579
戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3 液體 －129 36 0.626
壬烷 C9H20 CH3(CH2)7CH3 液體 －54 151 0.718
十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3 液體 －26 196 0.740
十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3 液體 18 280 0.775
十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3 固體 28 308 0.777
【思考與交流】表2-1 幾種烷烴的熔點、沸點和密度---課本P30
烷烴的性質(zhì)
烷烴的物理性質(zhì)
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 隨碳原子數(shù)的增加，熔、沸點逐漸_______，同種烷烴的不同異構(gòu)體中，支鏈越多，熔、沸點越_______
密度 隨碳原子數(shù)的增加，密度逐漸_______，但比水的_______
氣
液
固
4
水
有機溶劑
升高
增大
小
低
例3.下列關(guān)于丙烷的說法正確的是(　　)。
A.1 mol丙烷完全燃燒需4 mol氧氣
B.丙烷與丁烷互為同分異構(gòu)體
C.丙烷能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
D.丙烷的分子式為C3H8
D
例4.下列有關(guān)烷烴的敘述錯誤的是(　　)
A. 甲烷與氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)
B. 烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C. 分子通式為CnH2n+2的烴一定是鏈狀烷烴
D. 甲烷能夠燃燒，在一定條件下會發(fā)生爆炸
B
同系物
同系物
1.定義：
像甲烷、乙烷、丙烷這些結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物互稱為同系物
2.判斷依據(jù)：
——同類物質(zhì)、官能團類型和數(shù)目相同，化學(xué)性質(zhì)相似
結(jié)構(gòu)相似
分子組成不同
——碳原子數(shù)不同
鏈狀烷烴通式：CnH2n+2（n≥1）
思考與討論：分子組成相差CH2的有機化合物，一定是同系物嗎？
不一定。例如：乙烯與環(huán)丙烷
例5.下列關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述中,不正確的是(　　)。
A.烷烴同系物的熔、沸點隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增加而逐漸升高,常溫下的狀態(tài)由氣態(tài)到液態(tài),再到固態(tài)
B.烷烴同系物的密度隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增多而逐漸增大,從比水輕到比水重
C.烷烴與鹵素單質(zhì)在光照下能發(fā)生取代反應(yīng)
D.烷烴同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
B
決定
結(jié)構(gòu)
性質(zhì)
結(jié)
質(zhì)
質(zhì)
烷烴分子中的共價鍵全部是單鍵
化
學(xué)
性
物
理
性
構(gòu)
烷烴的結(jié)構(gòu)與甲烷的相似
其分子中的碳原子都采取sp3雜化，碳原子與碳原子或其他原子形成σ鍵
烷烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
能在光照下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)
常溫下不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，不與強酸、強堿及溴的四氯化碳溶液反應(yīng)
能在空氣中燃燒(可燃性)
隨著烷烴碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔點和沸點逐漸升高
隨著烷烴碳原子數(shù)的增加，烷烴的密度逐漸增大
隨著烷烴碳原子數(shù)的增加，常溫下的存在狀態(tài)也由氣態(tài)逐漸過渡到液態(tài)、固態(tài)。
第1課時 烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

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