高中化學(xué)新人教版選擇性必修3 第二章 第1節(jié)烷烴 學(xué)案

第一節(jié)烷烴,課程目標(biāo),1．了解烷烴的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)。2．了解烷烴的物理性質(zhì)變化規(guī)律。3．了解烷烴的命名方法。4．了解烴基的概念和幾種常見烴基的結(jié)構(gòu)。圖說考點,基礎(chǔ)知識[新知預(yù)習(xí)]一、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1．結(jié)構(gòu)名稱結(jié)構(gòu)簡式分子式碳原子的雜化方式分子中共價鍵的類型甲烷________________________________乙烷________________________________丙烷________________________________正丁烷________________________________正戊烷________________________________2.化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)(與CH4相似)具體體現(xiàn)穩(wěn)定性烷烴比較穩(wěn)定，常溫下不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，與____、強堿、____________溶液等都不發(fā)生反應(yīng)氧化反應(yīng)烷烴燃燒通式：________________________________取代反應(yīng)烷烴的特征反應(yīng)，如乙烷與氯氣光照時生成一氯乙烷的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________3.物理性質(zhì)及變化規(guī)律物理性質(zhì)變化規(guī)律狀態(tài)當(dāng)碳原子數(shù)____________時，烷烴和烯烴在常溫下呈氣態(tài)，其他的烷烴和烯烴常溫下呈固態(tài)或液態(tài)(新戊烷常溫下為氣態(tài))溶解性都____于水，易溶于有機溶劑沸點隨碳原子數(shù)的增加，熔沸點逐漸____。碳原子數(shù)相同的烴，支鏈越多，沸點越____密度隨碳原子數(shù)的增加，相對密度逐漸____。烷烴、烯烴的相對密度____水的密度二、烷烴的命名(一)烴基1．概念：烴分子失去一個______后剩余的基團。2．烷基：烷烴分子失去一個______所剩余的基團。如甲基：______，乙基：________。CH3CH2CH3分子失去一個氫原子后所形成的原子團的結(jié)構(gòu)簡式為________或__________，其名稱分別是______和______。3．烴基的特點(1)烴基中短線表示______________。(2)烷基組成通式為_______________，烴基是電中性的，不能獨立存在。(二)烷烴的命名1．烷烴的習(xí)慣命名法(1)碳原子數(shù)在十以內(nèi)的，從一到十依次用____________________________________________________________來表示。(2)碳原子數(shù)在十以上的用數(shù)字表示，如C15H32叫________。(3)當(dāng)碳原子數(shù)相同時，在某烷(碳原子數(shù))前面加“______”來區(qū)別，如C5H12的同分異構(gòu)體有3種，用習(xí)慣命名法命名分別為：CH3CH2CH2CH2CH3________、______、______。2．烷烴的系統(tǒng)命名法(1)選主鏈：選定分子中____的碳鏈為主鏈，按主鏈中______數(shù)目對應(yīng)的烷烴稱為“某烷”。(2)編序號：選主鏈中離取代基________的一端為起點，用__________依次給主鏈上的各個碳原子編號定位，以確定取代基在主鏈中的位置。(3)寫名稱：①將____的名稱寫在____名稱的前面，在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在主鏈上所處的____，并在數(shù)字與名稱之間用短線隔開。②如果主鏈上有相同的取代基，可以將取代基合并，用__________表示取代基的個數(shù)(只有一個取代基時將取代基的個數(shù)省略)。兩個表示取代基位置的阿拉伯?dāng)?shù)字之間需用____隔開。如：命名為____________；命名為____________。[即時性自測]1．下列說法中，正確的是()A．烷烴的分子中，所有碳原子不可能位于同一平面上B．隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔、沸點逐漸降低C．隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的同分異構(gòu)體數(shù)目也增加D．所有的烷烴之間一定互為同系物2．由沸點數(shù)據(jù)：甲烷－164℃、乙烷－89℃、丁烷－0.5℃、戊烷36℃，可判斷丙烷的沸點可能是()A．高于－0.5℃B．約是－90℃C．約是－40℃D．低于－89℃3．(雙選)下列不屬于烷烴的化學(xué)性質(zhì)的是()A．使溴水褪色B．可以在空氣中燃燒C．與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)D．能使酸性KMnO4溶液褪色4．已知下列兩個結(jié)構(gòu)簡式：CH3—CH3和CH3—，二式中均有短線“—”，這兩條短線所表示的意義是()A．都表示一對共用電子對B．都表示一個共價單鍵C．前者表示一對共用電子對，后者表示一個未成對電子D．前者表示分子內(nèi)只有一個共價單鍵，后者表示該基團內(nèi)無共價單鍵5．下列烷烴的名稱正確的是()A．2－乙基丁烷B．1,2－二甲基戊烷C．2－甲基－4－乙基庚烷D．2,3－二乙基－4－甲基己烷6．“辛烷值”用來表示汽油的質(zhì)量，汽油中異辛烷的爆震程度最小，將其辛烷值標(biāo)定為100，如圖所示是異辛烷的球棍模型，則異辛烷的系統(tǒng)命名為()A．1,1,3,3－四甲基丁烷B．2－甲基庚烷C．2,4,4－三甲基戊烷D．2,2,4－三甲基戊烷技能素養(yǎng)提升點一烷烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[例1]在×105Pa下，測得某些烷烴的沸點如表所示。據(jù)表分析，下列說法正確的是()物質(zhì)名稱沸點/℃正丁烷CH3(CH2)2CH3－正戊烷CH3(CH2)3CH3異戊烷CH3CH2CH(CH3)2新戊烷C(CH3)4正己烷CH3(CH2)4CH3A.在標(biāo)準狀況下新戊烷是氣體B．在×105Pa、20℃時，C5H12都是液體C．隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的沸點降低D．隨著C5H12支鏈的增加，沸點降低eq\x(狀元隨筆)碳原子數(shù)大于4的烷烴中只有新戊烷常溫下為氣體。[提升1]下列關(guān)于烷烴的說法正確的是()A．丙烷(C3H8)發(fā)生取代反應(yīng)生成的C3H7Cl的結(jié)構(gòu)只有一種B．烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去C．分子中含有六個碳原子的烷烴在常溫下為液態(tài)物質(zhì)D．烷烴的分子為直鏈式結(jié)構(gòu)，不可以帶支鏈eq\x(狀元隨筆)烷烴是鏈烴，不存在環(huán)，但可以存在支鏈[關(guān)鍵能力]1．烷烴的結(jié)構(gòu)：烷烴又叫飽和鏈烴，其結(jié)構(gòu)特點是碳原子間都以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀，碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子相結(jié)合而達到飽和。烷烴的分子通式為CnH2n＋2(n≥1，n∈N*)。2．烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì)隨著分子里碳原子數(shù)的遞增(或者相對分子質(zhì)量的遞增)，發(fā)生規(guī)律性的變化。(1)常溫下，它們的狀態(tài)由氣態(tài)，液態(tài)到固態(tài)。(2)熔、沸點由低到高。(3)烷烴的密度由小到大，但小于1g·cm－3。(4)烷烴都不溶于水，易溶于有機溶劑。3．烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì)一般比較穩(wěn)定，在通常狀況下，跟酸、堿及氧化劑都不發(fā)生反應(yīng)，也難與其他物質(zhì)化合，但在特定條件下也能發(fā)生下列反應(yīng)：①取代反應(yīng)(光照條件下)；②氧化反應(yīng)(點燃)；烷烴燃燒通式為：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O③分解反應(yīng)。4．同系物和烴基(1)同系物概念：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)互相稱為同系物。(2)特點：①同系物具有相同的通式，但通式相同的不一定互為同系物。②同系物的化學(xué)性質(zhì)相似，而物理性質(zhì)則隨著碳原子數(shù)的增加而有規(guī)律的變化。(3)烴基：烴分子失去一個或幾個氫原子后所剩余的部分叫做烴基，烴基一般用“R—”表示。如果這種烴是烷烴，那么烷烴失去一個氫原子后所剩余的原子團叫做烷基，如—CH3叫甲基。eq\x(狀元隨筆)(1)不同烷烴之間不一定是同系物，因為同系物組成上應(yīng)相差一個或多個“CH2”；(2)根和基的區(qū)別根基存在電解質(zhì)的組成部分非電解質(zhì)的組成部分制備電解質(zhì)電離的產(chǎn)物非電解質(zhì)中的共價鍵在高溫或光照時發(fā)生斷裂的產(chǎn)物狀態(tài)存在于溶液或熔化狀態(tài)中不能單獨存在電性帶電性不顯電性實例OH－或[eq\o\al(·,×)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··)):H]－—OH或·eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··)):H提升點二烷烴的命名[例2](1)用系統(tǒng)命名法命名下列各物質(zhì)：(2)根據(jù)下列有機物的名稱，寫出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式：①2,4-二甲基戊烷：________________________________________________________________________；②2,2,5-三甲基-3-乙基己烷：________________________________________________________________________。[提升2]下列烷烴的命名是否正確？若有錯誤加以改正。eq\x(狀元隨筆)烷烴的命名原則可歸納為“一長一近一多一小”，“一長”是主鏈要長，“一近”是編號起點離支鏈要近，“一多”是支鏈數(shù)目要多，“一小”是支鏈位置編號和最小。[關(guān)鍵能力]烷烴系統(tǒng)命名法的一般程序eq\x(狀元隨筆)(1)表示取代基位置的數(shù)字必須用阿拉伯?dāng)?shù)字，表示取代基數(shù)目的數(shù)字必須用漢字。(2)用系統(tǒng)命名法對烷烴命名時，漏寫阿拉伯?dāng)?shù)字間的“，”及“數(shù)”與“基”間的“－”是常出現(xiàn)的錯誤。形成性自評1．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)A．①②B．②③C．③④D．①④2．下列各項中不正確的是()A．CH4分子中的碳原子的雜化方式是sp3B．C3F8分子中的共價鍵都是σ鍵C．CHCl3和CH3Cl都是正四面體分子D．CH4和CCl4分子中的鍵角都是109°28′3．已知C6H14有多種同分異構(gòu)體，則其同分異構(gòu)體中沸點最高的分子的一氯代物的種數(shù)(不考慮立體異構(gòu))是()A．2B．3C．4D．54．下列說法中，正確的是()A．所有烷烴的分子中的原子都不可能位于同一平面上B．隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔、沸點逐漸降低C．常溫下只有碳原子數(shù)目小于或等于4的烷烴才是氣體D．不同的烷烴都互為同系物5．現(xiàn)有一種烴可表示為：命名該化合物時，它的主鏈上的碳原子數(shù)目是()A．9B．10C．11D．126．下列有機物的命名正確的是()A．3,3－二甲基丁烷B．2,2－二甲基丁烷C．2－乙基丁烷D．2,3,3－三甲基丁烷7．下列烷烴的命名是否正確？若不正確，請在錯誤命名下面寫出正確名稱。(1)3,5－二甲基－2,6－二乙基庚烷________________________________________________________________________。(2)3,5,5－三甲基－4－乙基庚烷________________________________________________________________________。(3)5－乙基－3,5,7－三甲基壬烷________________________________________________________________________。8．用系統(tǒng)命名法命名下列各有機物：(1)________________________________________________________________________。(2)________________________________________________________________________。(3)________________________________________________________________________。(4)________________________________________________________________________。eq\x(溫馨提示：請完成課時作業(yè)3)第二章烴第一節(jié)烷烴基礎(chǔ)知識新知預(yù)習(xí)一、1.名稱結(jié)構(gòu)簡式分子式碳原子雜化方式分子中共價鍵類型甲烷CH4CH4sp3單鍵乙烷CH3—CH3C2H6sp3單鍵丙烷CH3CH2CH3C3H8sp3單鍵正丁烷CH3—CH2—CH2—CH3C4H10sp3單鍵正戊烷CH3—(CH2)3—CH3C5H12sp3單鍵2.強酸溴的四氯化碳CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up15(點燃))nCO2＋(n＋1)H2OCH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up15(光照))CH3CH2Cl＋HCl3．小于或等于4難溶升高低增大小于二、(一)1．氫原子2．氫原子—CH3—CH2CH3—CH2CH2CH3CH—CH3CH3丙基異丙基3．(1)未成鍵的單電子(2)—CnH2n＋1(二)1．(1)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸(2)十五烷(3)正、異、新正戊烷異戊烷新戊烷2．(1)最長碳原子(2)最近阿拉伯?dāng)?shù)字(3)取代基主鏈位置漢字數(shù)字逗號2,4-二甲基戊烷2,4-二甲基己烷即時性自測1．答案：C2．解析：烷烴的沸點隨碳原子數(shù)的遞增而升高。丙烷的沸點應(yīng)介于乙烷和丁烷的沸點之間。答案：C3．解析：烷烴分子中不含不飽和碳碳雙鍵或三鍵，故不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。答案：AD4．答案：C5．解析：有機物命名是否正確主要看以下幾點：①主鏈是否選對；②支鏈的位置是否正確；③是否按命名原則命名。對烷烴的命名，若存在1－甲基、2－乙基等，則主鏈選錯，因此選項A、B、D三項都是主鏈選錯了，且D項不符合“先簡后繁”的命名原則。答案：C6．解析：主鏈為5個碳原子，2號碳上有2個甲基，4號碳上有1個甲基。答案：D技能素養(yǎng)例1解析：由表中數(shù)據(jù)可知新戊烷的沸點為9.5℃，所以在標(biāo)準狀況下其為液體，在×105Pa,20℃時新戊烷為氣體，所以A、B錯誤；隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的沸點應(yīng)升高，C錯誤；由C5H12的沸點可知，隨著烷烴支鏈的增加，沸點降低，D正確。答案：D提升1解析：丙烷發(fā)生取代反應(yīng)生成的C3H7Cl有2種結(jié)構(gòu)：CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3，A錯誤；烷烴都不能使酸性KMnO4溶液褪色，B錯誤；常溫下，碳原子數(shù)在5～10之間的烷烴(新戊烷除外)呈液態(tài)，C正確；烷烴分子中可以帶支鏈，如CH3CH(CH3)2，D錯誤。答案：C例2答案：(1)①3,4-二甲基己烷②2,2,4-三甲基己烷③3,3,5-三甲基庚烷④4-甲基-3-乙基辛烷(2)①②提升2解析：(1)(3)的命名是定錯了主鏈；(2)是定錯了主鏈的編號；(4)的命名是正確的。答案：(4)對；(1)(2)(3)錯。改正：(1)3-甲基戊烷；(2)2,3-二甲基戊烷；(3)3-甲基己烷。形成性自評1．解析：烷烴分子中碳原子之間全部以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀。碳原子的剩余鍵全部跟氫原子相結(jié)合而達飽和，無論是碳碳鍵還是碳氫鍵，都是單鍵，①正確；烷烴屬于飽和烴，其化學(xué)性質(zhì)一般比較穩(wěn)定，通常烷烴不與酸、堿、氧化劑(如酸性KMnO4溶液)反應(yīng)，②不正確；因分子通式CnH2n＋2中的氫原子已達完全飽和，因此符合通式CnH2n＋2的有機物一定是烷烴，③不正確；烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，這是烷烴的主要特征之一，④正確。答案：D2．解析：CHCl3和CH3Cl是四面體分子但不是正四面體分子。答案：C3．解析：C6H14的同分異構(gòu)體沸點最高的是CH3CH2CH2CH2CH2CH3，其一氯代物有3種。答案：B4．答案：A5．解析：如下所示：該烷烴最長的碳鏈上碳原子數(shù)為11。答案：C6．解析：丁烷的命名中出現(xiàn)了3-甲基，說明編號方向錯誤，正確的命名應(yīng)該為：2,2-二甲基丁烷，故A錯誤；2,2-二甲基丁烷，主鏈為丁烷，在2號C含有2個甲基，該有機物命名滿足烷烴命名原則，故