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有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 烴
第一章
1.3烴
章節(jié)脈絡(luò)
第一章
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 烴
1.2有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.1認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)
烯烴和炔烴及其性質(zhì)
苯和苯的同系物及其性質(zhì)
烷烴及其性質(zhì)
1.3烴
烷烴及其性質(zhì)
1. 宏觀辨識(shí)與微觀探析
通過觀察甲烷、乙烷等氣態(tài)烷烴與液態(tài)烷烴的狀態(tài)差異，理解碳鏈長度對(duì)熔沸點(diǎn)的影響規(guī)律。認(rèn)識(shí)烷烴與結(jié)合分子組成、反應(yīng)與產(chǎn)物之間的宏觀關(guān)聯(lián)。
2. 證據(jù)推理與模型認(rèn)知
運(yùn)用結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的理念，預(yù)測(cè)不同碳鏈長度烷烴的化學(xué)穩(wěn)定性，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
3. 科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任
了解有機(jī)化學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)其推動(dòng)科技進(jìn)步與改善生活的重要價(jià)值，樹立正確的科學(xué)價(jià)值觀和社會(huì)責(zé)任感。
核心素養(yǎng)目標(biāo)
重點(diǎn)：
1. 理解烷烴的穩(wěn)定性，掌握燃燒反應(yīng)的通式及產(chǎn)物。
2.掌握甲烷與鹵素的取代反應(yīng)條件、產(chǎn)物特征及反應(yīng)分步進(jìn)行的特點(diǎn)。
難點(diǎn)：
1. 理解自由基取代反應(yīng)的鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止三個(gè)階段，并能結(jié)合反應(yīng)條件解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2.處理含多支鏈或較長碳鏈的烷烴時(shí)，避免重復(fù)或遺漏，掌握對(duì)稱性分析方法。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
課前導(dǎo)入
烴是一類重要的化工原料，生活中許多物品如塑料水杯、汽車輪胎等都是以各種各樣的烴為主要原料制得的。那么，烴為什么會(huì)有如此重要的作用呢？這些重要的作用與它們的哪些性質(zhì)有關(guān)呢？
塑料水杯
汽車輪胎
烷烴的結(jié)構(gòu)
PART 01
烷烴的結(jié)構(gòu)
CnH2n+2(n≥1)
烷烴
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
通式
單鍵：碳原子之間以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀
飽和：碳原子剩余價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合
烷烴定義：只含碳、氫兩種元素，分子中碳原子之間都以單鍵結(jié)合，碳原子的剩余價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合，使碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”，這一類有機(jī)物稱為飽和烴，或烷烴。
烷烴的性質(zhì)
PART 02
烷烴的性質(zhì)
名稱 結(jié)構(gòu)簡式 常溫狀態(tài) 熔點(diǎn)（℃） 沸點(diǎn)（℃） 相對(duì)密度 水熔性
甲烷 CH4 氣 -182.6 -161.7 0.466 不溶
乙烷 CH3CH3 氣 -172.0 -88.6 0.572 不溶
丙烷 CH3CH2CH3 氣 -187.1 -42.2 0.585 不溶
丁烷 CH3(CH2)2CH3 氣 -135.0 -0.5 0.5788 不溶
戊烷 CH3(CH2)3CH3 液 -129.7 36.1 0.6262 不溶
葵烷 CH3(CH2)8CH3 液 -29.7 174.0 0.730 不溶
十七烷 CH3(CH2)15CH3 固 22 303 0.777 不溶
思考：結(jié)合下表數(shù)據(jù)，思考烷烴的物理性質(zhì)具有哪些特點(diǎn)和規(guī)律？
烷烴的性質(zhì)
①均難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。
②隨著碳原子數(shù)的增多，熔、沸點(diǎn)逐漸增高；密度逐漸增大(比水小)。
③狀態(tài)：氣態(tài)(n≤4) → 液態(tài) → 固態(tài)(n≥17)
④對(duì)于同種烴，若碳原子數(shù)相同時(shí)，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低
烷烴的物理性質(zhì)
最簡單的烷烴：甲烷
甲烷的物理性質(zhì)：
無色無味的氣體，難溶于水，密度小于空氣(0.717g L-1)
烷烴的性質(zhì)
烷烴的物理性質(zhì)
(1)分子中全是碳碳單鍵的烴一定是烷烴。 (　　)
(2)C2H6、C3H8、C4H10的熔沸點(diǎn)依次升高。 (　　)
×
√
環(huán)烷烴中碳原子也全是碳碳單鍵。
烷烴隨著碳原子數(shù)的增多熔沸點(diǎn)升高。
烷烴的化學(xué)性質(zhì)
1.穩(wěn)定性
因?yàn)橥闊N分子中碳?xì)滏I和碳碳單鍵的鍵能較高，所以常溫下烷烴很不活潑，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和還原劑都不反應(yīng)。
2.與鹵素單質(zhì)的反應(yīng)
在光照條件下，烷烴與Cl2、Br2等鹵素單質(zhì)的氣體發(fā)生取代反應(yīng)。
(1)乙烷在光照下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯代物的化學(xué)方程式為
____________________________ 。
CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl
光
烷烴的性質(zhì)
烷烴的性質(zhì)
反應(yīng)條件 光照
反應(yīng)物 烷烴和氣態(tài)鹵素單質(zhì)(烷烴與鹵素單質(zhì)的水溶液不反應(yīng))
化學(xué)鍵變化 斷鍵:C—H鍵和X—X鍵
成鍵:C—X鍵和H—X鍵
取代特點(diǎn) 分子中的氫原子被鹵素原子逐步取代,往往是各步反應(yīng)同時(shí)發(fā)生
產(chǎn)物 特點(diǎn) 種類 多種鹵代烷烴的混合物,HX的物質(zhì)的量最多
產(chǎn)物 的量 ①根據(jù)碳元素守恒,烷烴的物質(zhì)的量等于所有鹵代烷烴的物質(zhì)的量之和
②根據(jù)取代反應(yīng)的特點(diǎn),有機(jī)物中鹵素的物質(zhì)的量等于HX的物質(zhì)的量等于反應(yīng)了的X2的物質(zhì)的量,即反應(yīng)了的n(X2)=n(一鹵代物)+2n(二鹵代物)+3n(三鹵代物)+……=n(HX)
烷烴的取代反應(yīng)
烷烴的性質(zhì)
關(guān)于取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的判斷的簡單方法
(1)看參與反應(yīng)的物質(zhì)類別
點(diǎn)撥
若物質(zhì)類別是無機(jī)物，一定是置換反應(yīng)，若物質(zhì)類別均是有機(jī)物，則一定不是置換反應(yīng)。
(2)看產(chǎn)物中是否有單質(zhì)生成
若產(chǎn)物中有單質(zhì)生成，一定不是取代反應(yīng)。
(2)分子中碳鏈較長的烷烴與氯氣反應(yīng)時(shí)，不同碳?xì)滏I斷裂可以得到不同的取代產(chǎn)物，如丙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物是 (1-氯丙烷)、 (2-氯丙烷)。
丁烷如果和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯代物，會(huì)有多少種
四種。CH2(Cl)CH2CH2CH3，CH3CH(Cl)CH2CH3，C(Cl)(CH3)3，CH(CH3)2CH2Cl
烷烴的性質(zhì)
自由基反應(yīng)
鏈引發(fā)：
鏈增長：
…
鏈終止：
烷烴的性質(zhì)
當(dāng)生成的氯甲烷與氯自由基反應(yīng)時(shí)，可進(jìn)一步生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。
自由基反應(yīng)
一氯甲烷（氣體）
二氯甲烷（液體）
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
光
CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl
光
烷烴的性質(zhì)
三氯甲烷、氯仿（液體）
四氯甲烷、四氯化碳（液體）
CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl
光
CHCl3+Cl2 CCl4+HCl
光
烷烴的性質(zhì)
3.與氧氣的反應(yīng)
烷烴的燃燒通式為
____________________________ ____。
CnH2n+2+ O2 nCO2+(n+1)H2O
點(diǎn)燃
烷烴的燃燒是十分重要的反應(yīng)，烷烴燃燒時(shí)能放出大量的熱，這使烷烴成為重要的能源之一。
烷烴的性質(zhì)
烴的燃燒規(guī)律
CxHy +(x+ ) O2 xCO2 + H2O
y
2
y
4
點(diǎn)燃
(1)烴的燃燒通式:
(2)烴燃燒的三個(gè)規(guī)律
①等質(zhì)量的烴完全燃燒
烷烴的性質(zhì)
②等物質(zhì)的量的烴完全燃燒
烷烴的性質(zhì)
a.烴分子中 的數(shù)值越大,則耗氧量越大。
b.烴分子中x的數(shù)值越大,完全燃燒生成的CO2越多。
c.烴分子中y的數(shù)值越大,完全燃燒生成的H2O的物質(zhì)的量越多。
③最簡式相同的烴燃燒
a.最簡式相同的烴，C、H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。
b.等質(zhì)量的最簡式相同的烴完全燃燒時(shí)，耗氧量相同、產(chǎn)生的CO2、H2O的質(zhì)量、物質(zhì)的量均相同。
烷烴的性質(zhì)
(3)燃燒規(guī)律的應(yīng)用
①若反應(yīng)前后溫度保持在100 ℃以上,則烴完全燃燒前后的體積變化為
CxHy +(x+ ) O2 xCO2 + H2O
y
2
y
4
點(diǎn)燃
1
x+ x
-1
ΔV
故反應(yīng)前后氣體體積的變化ΔV僅與氫原子數(shù)y有關(guān)。
烷烴的性質(zhì)
(2)若反應(yīng)前后溫度低于100 ℃，此時(shí)氣體體積一定是減少的，減少的氣體體積為ΔV=1+ ，也與氫原子數(shù)有關(guān)。
y
4
①水的狀態(tài)是液態(tài)還是氣態(tài)，從條件上看溫度是在100℃以下還是以上。
②氣態(tài)烴完全燃燒前后，體積變化值也只與烴中的氫原子個(gè)數(shù)有關(guān)，根據(jù)體積差值可以求出氫原子的個(gè)數(shù)或氫原子的平均個(gè)數(shù)。
③要注意檢驗(yàn)氧氣是否足量。
利用烴類燃燒的通式進(jìn)行計(jì)算時(shí)注意：
烷烴的性質(zhì)
思考討論
等物質(zhì)的量的甲烷、乙烷、丙烷完全燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量之比為多少
由烴類燃燒的通式 可知，等物質(zhì)的量的烴完全燃燒時(shí)耗氧量的大小取決于x+
的數(shù)值大小，從而可得其比值為 4:7:10。
CxHy +(x+ ) O2 xCO2 + H2O
y
2
y
4
點(diǎn)燃
y
4
課堂小結(jié)
與氧氣的反應(yīng)
烷烴的性質(zhì)
穩(wěn)定性
烷烴的結(jié)構(gòu)
烷烴的化學(xué)性質(zhì)
烷烴的物理性質(zhì)
與鹵素單質(zhì)的反應(yīng)
烴的燃燒規(guī)律
隨堂訓(xùn)練
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、氫原子個(gè)數(shù)之比都是相同的
C
隨堂訓(xùn)練
2.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(diǎn)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溶液因反應(yīng)而褪色
B
隨堂訓(xùn)練
3.物質(zhì)的量相同的下列烴，完全燃燒，耗氧量最多的是(　　)
A.C2H6　　　　　　　　B.C4H6
C.C5H10 D.C7H8
D
隨堂訓(xùn)練
4.已知液化氣的主要成分是丙烷，下列有關(guān)丙烷的敘述
不正確的是(　　)
A.是直鏈烴,但分子中碳原子不在一條直線上
B.在光照條件下能夠與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)
C.丙烷的球棍模型圖為
D.1 mol丙烷完全燃燒消耗5 mol O2
C
隨堂訓(xùn)練
5.下列說法正確的是(　　)
A.碳碳間以單鍵結(jié)合，碳原子剩余價(jià)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條直線上
D.碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶3的烷烴有兩種
B
隨堂訓(xùn)練
6.從石油分餾得到的固體石蠟(主要成分為烷烴)，用氯氣漂白后，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生含氯元素的氣體，這是由于石蠟在漂白時(shí)與氯氣發(fā)生過(　　)
A.加成反應(yīng)　　　　　　　 B.取代反應(yīng)
C.聚合反應(yīng) D.催化裂化反應(yīng)
B
謝謝觀看

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