2024春新教材高中化學第2章烴第1節(jié)烷烴一烷烴的結構和性質學案新人教版選擇性必修3

第二章烴情景切入1．烷烴有機化合物結構復雜，種類繁多，普遍存在著同分異構現象。為了使每一種有機化合物對應一個名稱，按照一定的原則和方法，對每一種有機化合物進行命名是最有效的科學方法。烷烴的主要性質？烷烴的命名方法？答案：烷烴可在空氣中燃燒生成CO2和H2O；烷烴在光照條件下與鹵素單質發(fā)生取代反應；烷烴在高溫、催化劑作用下發(fā)生分解反應。烷烴的命名方法主要有習慣命名法和系統(tǒng)命名法。2．烯烴、炔烴烷烴廣泛存在于自然界中：蘋果表面的蠟狀物質是二十七烷(C27H56)，圓白菜葉子上覆蓋著二十九烷(C29H60)，螞蟻分泌的傳遞信息素的主要化學成分是十一烷(C11H24)和十三烷(C13H28)，蠟和凡士林都是分子中有20個以上碳原子的烷烴。自然界中的簡單烯烴并不多見，但含有碳碳雙鍵結構單元的化合物卻很多。例如，胡蘿卜含有β-胡蘿卜素的分子中有多個碳碳雙鍵，食用花生油中的油酸和亞油酸分子中也有碳碳雙鍵。所有烯烴都存在順反異構嗎？烷烴存在順反異構嗎？如何鑒別烷烴和烯烴？答案：若烯烴分子中雙鍵一端碳原子連接的其他原子或原子團相同，則不存在順反異構；烷烴分子中不含碳碳雙鍵，故不存在順反異構；可用溴的四氯化碳溶液(或溴水)或酸性高錳酸鉀溶液進行鑒別，能使二者褪色的為烯烴，不能使二者褪色的是烷烴。3．芳香烴19世紀，歐洲許多國家都使用煤氣照明，煤氣通常是壓縮在桶里貯運的，人們發(fā)現這種桶里總有一種油狀液體，但長時間無人問津。1825年英國科學家法拉第對這種液體產生了濃厚興趣，他花了整整五年時間提取這種液體，從中得到了一種無色油狀液體。日拉爾等化學家測定該烴的分子式為C6H6，這種烴就是苯。1865年凱庫勒根據“夢境”創(chuàng)立了苯環(huán)學說……如何證明苯的分子結構不是單、雙鍵交替？己烯和苯都能使溴水褪色，二者褪色原理相同嗎？答案：苯分子不是單、雙鍵交替結構，可從以下幾個方面來證實。(1)苯分子是一個平面正六邊形的結構，所以所有的碳碳鍵的鍵長都是相等的；(2)將苯放入溴水中不會因發(fā)生反應而褪色；(3)將苯加入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液不褪色；(4)如果苯分子為單、雙鍵交替排列的結構，鄰二氯取代物有2種：和而事實上苯的鄰二氯取代物只有1種，說明苯分子中的碳碳鍵是完全相同的。己烯和苯使溴水褪色的原理不相同。己烯與溴水發(fā)生加成反應，苯萃取溴水中的溴單質。第一節(jié)烷烴學習目標1．認識烷烴的組成、結構特點及性質。2．了解烷烴在日常生活、有機合成和化工生產中的重要作用。3．通過練習掌握烷烴的系統(tǒng)命名法，培養(yǎng)有序的思維能力。核心素養(yǎng)1．宏觀辨識與微觀探析：從化學鍵的飽和性等微觀角度理解烷烴的結構特點，能辨析物質類別與反應類型之間的關系。2．證據推理與模型認知：能通過模型假設、證據推理認識常見有機物分子的空間構型，會判斷復雜有機物分子中原子間的位置關系。一、烷烴的結構和性質1．烴僅含_碳__、_氫__兩種元素的有機化合物。根據結構的不同，烴可分為_烷烴__、_烯烴__、_炔烴__和_芳香烴__等。2．烷烴的結構(1)烷烴的結構請根據圖中所示烷烴的分子結構，寫出相應的結構簡式和分子式，并分析它們在組成和結構上的相似點。名稱結構簡式分子式碳原子的雜化方式分子中共價鍵的類型甲烷_CH4___CH4___sp3___σ鍵__乙烷_CH3CH3___C2H6___sp3___σ鍵__丙烷_CH3CH2CH3___C3H8___sp3___σ鍵__正丁烷_CH3(CH2)2CH3___C4H10___sp3___σ鍵__正戊烷_CH3(CH2)3CH3___C5H12___sp3___σ鍵__(2)烷烴的結構特點①雜化方式：烷烴的結構與甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取_sp3__雜化，以伸向四面體4個頂點方向的_sp3__雜化軌道與其他_碳原子__或_氫原子__結合，形成_σ__鍵。②空間結構：以_碳__原子為中心形成若干四面體空間結構，碳鏈呈_鋸齒狀__排列。③鍵的類型：烷烴分子中的共價鍵全部是_單__鍵(C—C、C—H)。(3)鏈狀烷烴的通式：CnH2n＋2(n≥1)。3．烷烴的性質(1)同系物①概念：_結構__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性質：同系物因組成和結構相似，_化學__性質相似，而_物理__性質一般呈規(guī)律性變化，如烷烴的熔點、沸點、密度等。(2)物理性質物理性質變化規(guī)律狀態(tài)隨著碳原子數的增加，常溫下的存在狀態(tài)由_氣__態(tài)逐漸過渡到_液__態(tài)、_固__態(tài)。當碳原子數小于或等于_4__時，烷烴在常溫下呈氣態(tài)溶解性都難溶于_水__，易溶于_有機溶劑__熔、沸點隨著碳原子數的增加，熔、沸點逐漸_升高__，同種烷烴的_不同異構體__中，支鏈越多，其熔、沸點越_低__密度隨著碳原子數的增加，密度逐漸_增大__，但比水的_小__(3)化學性質烷烴的化學性質比較穩(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。①氧化反應(可燃性)如辛烷燃燒的化學方程式為2C8H18＋25O2eq\o(→,\s\up7(點燃))16CO2＋18H2O。鏈狀烷烴燃燒的通式為CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O。②取代反應烷烴可與鹵素單質在光照下發(fā)生取代反應生成鹵代烴和鹵化氫。如乙烷與氯氣反應生成一氯乙烷，化學方程式為CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HCl。正誤判斷在括號內打“√”或“×”。(1)分子通式為CnH2n＋2的烴不一定是鏈狀烷烴。(×)(2)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色。(×)(3)丙烷分子中所有碳原子在一條直線上。(×)(4)光照條件下，1molCl2與2molCH4充分反應后可得到1molCH3Cl。(×)(5)標準狀況下，11.2L己烷所含共價鍵的數目為9.5NA。(×)應用體驗1．將1mol甲烷和適量的Cl2混合后光照，充分反應后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量相等，則生成的HCl的物質的量為(B)A．1.5mol B．2.5molC．3mol D．4mol解析：甲烷與Cl2發(fā)生取代反應時，一半的氯原子進入HCl中，一半的氯原子在有機物中，據充分反應生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量相等，都為0.25mol，則消耗Cl2的物質的量為0.25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol，生成HCl的物質的量為2.5mol。2．1mol丙烷與氯氣發(fā)生取代反應，最多能消耗Cl2的物質的量為(B)A．4mol B．8molC．10mol D．2mol解析：1mol丙烷在光照條件下與Cl2發(fā)生完全取代反應生成C3Cl8時，消耗氯氣最多，即丙烷與氯氣按物質的量之比1∶8反應，故最多消耗Cl2的物質的量是8mol。3．C5H12有3種不同的結構，甲：CH3(CH2)3CH3，乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4。下列有關敘述正確的是(C)A．甲、乙、丙互為同系物，均可與氯氣、溴蒸氣發(fā)生取代反應B．C5H12能使酸性KMnO4溶液褪色C．甲、乙、丙中，丙的沸點最低D．丙在常溫常壓下為液態(tài)解析：甲、乙、丙互為同分異構體，A錯誤；甲、乙、丙都不能使酸性KMnO4溶液褪色，B錯誤；同分異構體