第2章第1節(jié)烷烴課件【知識精講精研】下學期高二化學人教版（2019）選擇性必修3

人教版高中化學選擇性必修3第2章第1節(jié)烷烴CATALOGUE目錄烷烴概述烷烴的結(jié)構(gòu)與命名烷烴的物理化學性質(zhì)烷烴的實驗研究與應(yīng)用實例01烷烴概述物理性質(zhì)隨著分子量的增大，烷烴的沸點、熔點、密度都逐漸升高。常溫下，低分子量的烷烴為氣態(tài)，中等分子量的為液態(tài)，高分子量的為固態(tài)。定義烷烴，又稱飽和烴，是一類只由碳和氫兩種元素組成的有機化合物，其分子中只含有單鍵?；瘜W性質(zhì)烷烴的化學性質(zhì)相對穩(wěn)定，不易被氧化和加成。但在一定條件下，如高溫或有催化劑存在時，可發(fā)生裂解、燃燒等反應(yīng)。烷烴的定義與性質(zhì)按碳鏈結(jié)構(gòu)分直鏈烷烴和支鏈烷烴。直鏈烷烴的分子中碳原子呈直線排列，而支鏈烷烴的分子中碳原子則有分支。按碳原子數(shù)分低碳烷烴（碳原子數(shù)小于等于4）、中碳烷烴（碳原子數(shù)在5-10之間）和高碳烷烴（碳原子數(shù)大于10）。烷烴的分類來源：烷烴廣泛存在于自然界，如石油、天然氣、煤等化石燃料中都含有大量的烷烴。此外，一些植物和微生物也能合成烷烴。烷烴的來源與重要性烷烴的來源與重要性重要性能源來源：烷烴是石油和天然氣的主要成分，是現(xiàn)代社會最重要的能源來源之一?；ぴ希和闊N可用于制造許多化學原料，如塑料、合成纖維、橡膠、溶劑、潤滑劑等。生物活性物質(zhì)某些烷烴具有生物活性，可作為藥物或農(nóng)藥的原料，如膽固醇就是一種重要的生物烷烴。環(huán)境影響由于烷烴是化石燃料的主要成分，其燃燒會產(chǎn)生大量的二氧化碳，進而加劇全球氣候變化。因此，在應(yīng)對氣候變化的背景下，理解和研究烷烴的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化方式顯得尤為重要。烷烴的來源與重要性02烷烴的結(jié)構(gòu)與命名烷烴分子中的碳原子以單鍵連接，每個碳原子的四個價電子都得到充分利用，因此也被稱為飽和烴。飽和烴鏈狀結(jié)構(gòu)碳氫鍵烷烴分子中的碳原子連接成鏈狀，鏈的長度和支鏈的數(shù)量決定了烷烴的物理和化學性質(zhì)。烷烴分子中只包含碳氫兩種元素，碳原子與氫原子之間通過共價鍵連接。03烷烴的結(jié)構(gòu)特點0201烷烴的命名規(guī)則確定分子中最長的碳鏈為主鏈，將其稱為某烷，作為母體名稱。選定主鏈編號定位命名支鏈遵循先簡后繁的原則從主鏈的一端開始，對主鏈的碳原子進行編號，以確定支鏈的位置。將支鏈作為取代基，根據(jù)支鏈的碳原子個數(shù)和位置，將其命名為某烷基。當主鏈上有多個取代基時，應(yīng)按照取代基的字母順序和位置編號之和最小的原則進行命名。椅式構(gòu)象01環(huán)烷烴分子中的碳原子以椅式構(gòu)象存在，即分子中的每個碳原子都采用sp3雜化，形成四面體結(jié)構(gòu)，整個分子呈現(xiàn)出類似椅子的形狀。烷烴的立體異構(gòu)穩(wěn)定性02椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象更穩(wěn)定，因為椅式構(gòu)象中的碳氫鍵之間的相互作用更強，分子內(nèi)能更低。構(gòu)象異構(gòu)03由于環(huán)烷烴分子中的碳原子可以繞單鍵自由旋轉(zhuǎn)，因此可以存在多種構(gòu)象異構(gòu)體，這些異構(gòu)體在物理和化學性質(zhì)上可能存在差異。03烷烴的物理化學性質(zhì)烷烴與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成二氧化碳和水，釋放大量能量。燃燒反應(yīng)由于烷烴的碳氫鍵能較高，其燃燒時能量密度也相對較高，是一種重要的燃料來源。能量密度烷烴的燃燒反應(yīng)通常較為完全，燃燒效率高，產(chǎn)生的有害物質(zhì)相對較少。燃燒效率烷烴的燃燒與能量釋放烷烴的溶解性難溶于水由于水為極性溶劑，烷烴分子與水分子間的相互作用力較弱，因此烷烴在水中溶解度很低。溶解度與分子結(jié)構(gòu)關(guān)系隨著烷烴分子中碳原子數(shù)的增加，其溶解度逐漸降低，因為分子量增大，分子間作用力增強。非極性分子烷烴由碳和氫原子組成，其分子為非極性分子，因此易溶于非極性溶劑，如石油醚、苯等。氧化反應(yīng)在適當?shù)难趸瘎┳饔孟?，烷烴可以被氧化為相應(yīng)的醇、醛、酮或羧酸等化合物。這類反應(yīng)在有機合成中具有重要意義。烷烴的反應(yīng)性熱穩(wěn)定性烷烴分子中的碳氫鍵能較高，因此具有較高的熱穩(wěn)定性，在高溫條件下才能發(fā)生分解反應(yīng)。取代反應(yīng)在光照或加熱條件下，烷烴可以與鹵素等原子或原子團發(fā)生取代反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹵代烴。裂化反應(yīng)在高溫和催化劑作用下，烷烴可以發(fā)生裂化反應(yīng)，生成較小分子的烯烴等化合物。裂化反應(yīng)是石油工業(yè)中的重要過程，用于生產(chǎn)汽油等燃料。04烷烴的實驗研究與應(yīng)用實例實驗一：烷烴的提取與分離實驗步驟1.使用合適的溶劑對烷烴進行提取。實驗結(jié)果：成功獲得不同種類的烷烴，并對其進行定性和定量分析。2.利用不同的分離技術(shù)，如色譜、蒸餾等，對烷烴進行分離。實驗?zāi)繕耍和ㄟ^提取與分離實驗，了解和掌握烷烴的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。實驗二：烷烴的燃燒熱測定實驗分析：根據(jù)測定結(jié)果，可以了解到烷烴燃燒產(chǎn)生的能量，為能源利用提供參考。2.使用熱量計測定烷烴燃燒時釋放的熱量。1.準備一定量的烷烴樣品。實驗?zāi)繕耍和ㄟ^燃燒熱測定實驗，測定烷烴的燃燒熱值，了解其能源特性。實驗步驟應(yīng)用實例：烷烴在能源領(lǐng)域的應(yīng)用烷烴作為燃料：烷烴可用作各種燃料，如生物柴油和石油醚等。其燃燒產(chǎn)生的能量可用于驅(qū)動各種機械設(shè)備和交通工具。烷烴作為化工原料：烷烴還可作為化工原料，用于生產(chǎn)塑料、橡膠、纖維等各種化學產(chǎn)品，滿足人們的日