人教版必修二《烷烃》ppt课件.docx
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人教版必修二《烷烃》ppt课件
第2课时烷坯
1新情境•激趣引航
在人们担心化石能源将被耗尽的时候，科学家发现在各个大陆向海延伸的大陆边缘水深超过300m〜500ni的深度，尤其是在海底以下1000m〜1100m深度的沉积地层中，以及高纬度地区广泛发育的永久冻土层中，蕴藏着丰富的气体水合物——天然气水合物资源，科学家把它们称之为“易燃冰”或“可燃冰”。
这种天然气水合物是一种由气体和水形成的冰状白色固态晶体，水分子一般通过氢键合成多面体笼，笼中含有固体的天然气分子。
其分子式是MhH2O,式中M是气体分子，主要是甲烷、乙烷和丙烷等桂类同系物及CO?
、N2和H2S等；斤是水分子数。
水分子组成笼形类冰晶格架，气体分子充填在格架空腔中，组成单一或复合成分的天然气水合物。
这种类冰气水合物遇火即可燃烧。
我们已经初步认识了甲烷的分子结构和性质，除甲烷外，还有一系列结构和性质与它很相似的炷，你知道甲烷和下图中三种戊烷是什么关系吗？
正戊烷
新戊烷
2新知识•预习探索
。
学习目标
1.了解烷炷的概念、通式及结构特点。
2.了解烷炷的物理性质和化学性质。
3.理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷炷的同分异构体。
。
新知预习
1.烷坯又叫饱和烙其结构特点是碳原子之间只以甦结合，剩余价键均与氢原子结合,使每个碳原子的化合价都己充分利用,达到“饱和”O通式为CIb吐2⑺三1的整数）。
2.烷坯的物理性贡蘑分子里碳原子数的递增，呈现规律性的变化。
女口：
常温下,其状态由巳态变到酒态，再变化到固态；沸点逐渐刃適，相对密度增大。
3.同系物是指：
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个
CH?
原子团的物质互称为同系物。
4.化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫同分异
构现象。
具有同分异物现象的化合物统称为同分异构体,随着碳原子数目增加，其同分异构体的数目同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之。
。
问题探索
1.下列烷炷，常温下呈气态的是（）
A.戊烷B.丁烷
C.庚烷D.十二烷
【答案】B
2.下列物质不属于烷坯的是（
A.C3H8B・C4H10
C・CgHvD・CgHig
【答案】C
3.下列说法正确的是（）
A.饱和坯就是烷桂
B.随着碳原子数的递增，烷桂的熔沸点逐渐降低
C.取代反应中可能有单质生成
D・任何烷桂分子都不可能为平面结构
【答案】D
4.（2015-试题调研）两种气态烷桂的混合物，在标准状况下其密度为1.16g-L'1,则关于混合物组成的说法正确的是（）
A・一定有甲烷
B.—定有乙烷
C・可能是甲烷和戊烷的混合物
D.可能是乙烷和丙烷的混合物
【解析】气态烷桂混合物的平均摩尔质量为M=1.16g-L~1x22.4L・molT~26g-moP1,则构成混合气体的两种烷桂的相对分子质量必有一种大于26,另一种小丁26。
而相对分子质量小于26的气态烷炷只有甲烷，故A项正确；其他气态烷桂与甲烷混合，都可形成平均相对分子质量为26的混合气体，故不能肯定是否含有乙烷、丙烷；C项中戊烷在常温下为液态，不符合题意。
【答案】A
5・写出下列结构式的结构简式:
H
——C—II
-HH
H
—C—HH
—CC—H_
HHH
HH
（2）H—C—C—H
HH
【答案】
（1）CH3ch2ch（ch3）2或
CH3—CH?
—CH—CH3
CH3
（2）CH3CH3
ch3
（3）CH3—CH—CH—CH3或（CH3）2CHCH（CH3）2
CH
6・判断下列说法的正误:
（2）烷坯的特征性质是能与卤素单质发生取代反应。
（）
（3）含有多个碳原子的烷桂分子中，碳原子是直线形的。
（）
（4）同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因
之一。
（）
【答案】
（1）X
（2）V（3）X（4）V
3新课堂•互动探究
知识点一烷炷
。
细解教材
1•烷炷的定义
碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，这样的结合使每个碳原子的化合价都能充分利用，都达到“饱和”,这样的桂叫饱和链炷，又叫烷桂。
甲烷只有一个碳原子，所以甲烷是最简单的烷桂。
2•烷炷的通式
CH卄2（心I），随着比的增加，秋C）逐渐增大、to（H）逐渐减小。
特别提醒
a.烷炷分子中只有两种键，C—C键和C—H键；b・烷桂是饱和桂，碳原子数一定的烷坯分子中，氢原子数已达到最多。
3•烷炷的结构特点
1烷桂分子中碳原子间都以单键相连，每个碳原子以4个共价单键与其他碳（或氢）原子相连接。
2烷桂都是立体结构，含多个碳原子的烷绘分子的碳链是折线形或锯齿形。
3对于任意烷炷中的任意一个碳原子来说，都可以看作是以它为中心的四面体。
4C—C单键可以旋转，因此烷桂⑺三4）的碳链形状可以改变。
4•烷炷结构简式的书写（重难点）
（1）用短线“一，，表示原子所形成的共价键进而表示物质结构的式子称为结构式；省略了部分或全部短线“一”的式子称为结构简式。
特另ll提酉星
结构式和结构简式只能表示分子中原子的连接顺序，而不能表示分子的空间结构。
（2）结构简式的书写方式：
1只省略C—H之间的短线，保留碳架结构；
2省略C—H和C—C之间的短线，无碳架结构，但保留所有碳原子的顺序；
3省略C—H和C—C之间的短线，相同的部分用括号合并。
女山
甲烷、乙烷、丙烷、丁烷可分别表示CH4>CH3—CH3、
CH3—CH2—CH3、CH3—CH2—CH2—CH3（只省略了C—H键，C—c键没有省略），或CH4>CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3（C—H键、C—C键均省略），丁烷也可以再简化为CH3（CH2）2CH3o
特另lj提酉星
用括号合并相同部分的结构简式在书写时，注意合并的地方和括号的位置，通常是同一个碳原子上的相同原子或原子团及直接相邻且相同的原子团才可以用括号合并。
5•烷炷的简单命名——习惯命名法
（1）在分子内碳原子数后加“烷”字，称为某烷。
（2）碳原子数在1〜10之间的，依次用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”代表碳原子数,女口CH3（CH2）3CH3（戊烷）。
（3）碳原子数大于10时，用汉字来代表碳原子数，如CH3（CH2）15CH3（十七烷）。
（4）对于碳原子数相同、分子式相同而结构不同的烷桂，一般在其名称之前加上“正”“异”“新”等字加以区
别o如:
CH—CH—CH2—CH:
—CH［或CH；
（CH2）sCH;］为正戊烷，CH,—CH—CH2—CH.;［或
ch3
CH
•J
（CH;）2CHCH2CH3］为异戊烷，CH,—C—CH.;
CH
u
［或CXCHjJ为新戊烷。
6•烷炷的物理性质
相似性
烷绘均不易溶于水，而易溶于有机溶剂
递变性
1随着碳原子增加，烷炷的熔点、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。
如常温下，C1〜C4的烷桂是气体，C5〜C16的烷姪是
液体，Ch以上的烷姪是固体；
2碳原子数相同的烷桂，其支链越多，熔点、沸点越低，密
度越小。
如熔点：
正戊烷[CH3（CH2）3CH3]>异戊烷[（CH3）2CHCH2CH3]>新戊烷[C（CH3）4]
7•烷桂的化学性质
（1）稳定性：
烷桂不能被酸性高猛酸钾溶液氧化，也不能与强酸、强碱反应。
（2）可燃性（烷炷燃烧的通式）：
C“H2“+2+出耳。
2車燃＞〃CO2+S+1）H2O
特别提醒
随着烷桂分子中碳原子数的增加，含碳量越来越高，燃烧越来越不充分，燃烧火焰明亮，甚至伴有黑烟等。
（3）光照条件下，与卤素单质的气体发生取代反应，生成卤代桂和卤化氢气体。
如：
CH3CH3+CI2妲乩CH3CH2CI+HCI。
8•燃烧法测定有机物化学式的计算
燃烧法是测定有机化合物化学式的一种重要方法。
有机化合物的燃烧属于化学反应，化学反应遵循质量守恒定律，被燃烧的有机化合物与燃烧产物之间存在着一定的相互关系。
使有机化合物发生燃烧反应，根据有关反应物、生成物的数据和化学方程式进行计算，可以确定有机化合物的组成情况。
一般程序为：
1有机物中各元素的质量比
2有机物中各元素的质量分数
3
有机物通式
燃烧产物的物质的量及消耗o2的物质的量
9•烷炷辨析
（1）烷桂都是立体结构，碳原子不在一条直线上（除非只有两个碳原子）。
直链烷桂的空间构型是折线形或锯齿形，如a、〜等。
直链H直线。
（2）烷炷分子中每个C原子均形成4个单键。
1个C〃H2〃+2分子中含有（h-1）个C—C键，（2/1+2）个C—H键，共含有（3n+l）个共价键。
（3）
结构简式：
结构简式是一种既能表示有机物的分子结构又比较简略的式子。
其简略之处体现在可以略去所有的碳氢键（短线）、略去横向相连的碳碳键、可以将同一原子上相连的相同基团合写等（而结构式是要标岀所有的共价键的）。
如正戊烷写作CH3（CH2）3CH3,异戊烷
ch3chch2ch3
写作CH3或（CH3）2CHCH2CH3o
（4）“戊”不要错写为“戍”、“己”不要错写为“已”o
（5）分子中碳原子全部形成单键且含有一个环的桂称为环烷桂，它比碳原子数相同的烷桂少2个氢原子，通式为C,7H2z?
（n^3）o环烷炷H烷坯。
。
典例精析
[例1]（2015-山东潍坊高一检测）下列有关烷桂的叙述中，不正确的是（）
A・在烷坯分子中，所有的化学键都是单键
B・所有的烷坯在光照条件下都能与Cb发生取代反应
C.烷桂的分子通式为C〃H2〃+2,符合该通式的桂不一定是烷绘
D•随着碳原子数的增加，烷桂的熔点、沸点逐渐升高
【解析】本题考查烷坯的结构特点、通式及性质。
烷桂中C—C键、C—H键均为单键，满足通式CJH2H+2；烷姪在光照条件下均能与Cb发生取代反应，这是烷桂的主要性质之一；随着碳原子数的增加，其熔点、沸点逐渐升高，故A、B、D三项均正确，C项错误。
【答案】C
[例2]（2015-青岛高一检测）写出下列各烷绘的分子式。
⑴烷妊A的分子中含有200个氢原子：
C99H200。
（2）烷姪B的分子中含有210个电子：
C26H54o
（3）标准状况下，1L烷桂C完全燃烧时，消耗标准状态下的026.5L：
C4H10o
（4）1L烷炷D的蒸气完全燃烧时，生成同温、同压下15L水蒸气：
C14H3oo
―坯E的蒸气密度是同温、同压下氢气的22倍：
C3Hs
【解析】设烷坯的通式为C”H2〃+2,则烷绘的燃烧反应可表示
为cz）H2n+2+^y^-o2nCO2+（«+i）h2Oo
（1）2n+2=200,解得n=99,故烷坯A的分子式为C99H200o
（2）1个碳原子有6个电子，1个氢原子有1个电子，则烷姪B分子里的电子数为6/7+（2n+2）X1=210,解得心26,故烷桂B的分子式为C26H54。
（3）标准状况下，1L烷炷完全燃烧时，消耗标准状况下的02为
出pL,贝I」有包号=6.5,解得心4,故烷炷C的分子式为C4Hioo
（4）1L烷桂蒸气完全燃烧时生成的水蒸气（同温、同压）为（〃+
1）L,而1LD燃烧生成15L水蒸气（同温、同压），则有/7+1=15,解得71=14,故烷炷D的分子式为C14H30o
（5）烷姪E的蒸气密度是氢气的22倍，说明该烷桂的相对分子质量是44。
由烷姪通式CH卄2可知12h+（2h+2）X1=44,解得n=3,故烷姪E的分子式为C3H8o
【点拨】烷桂的分了通式为CH?
卄2，只含一个未知数弘故确定烷姪的分子式时只需知道碳原子数、氢原子数、相对分子质量、核外电子总数等条件中的任意一个即可确定分子式。
。
跟踪练习
1.（2015-南京高一检测）下列有关烷坯的叙述中，正确的是（
①在烷桂分子中，所有的化学键都是单键②烷桂中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式为CJi2〃+2的桂不一定是烷绘④所有的烷炷在光照条件下都能与氯气发生取代反应⑤光照条件下，乙烷通入漠水中,可使澳水褪色
A.①③⑤B.②③
C.①④D.①②④
【解析】烷炷分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，①说法正确；烷桂属于饱和链绘，其化学性质一般比较稳定，通常不与酸、碱、氧化剂（如酸性KMnCU溶液）反应，也不能使漠水褪色，②⑤说法不正确；因分子通式GH2卄2中的氢原子已达饱和，因此符合通式CH卄2的有机物一定是烷烙③说法不正确；烷桂在光照条件下都能与氯气发生取代反应，这是烷姪的主要特征之一，④说法正确。
对烷炷的结构、性质不能正确地理解是本题出错的主要原因。
【答案】C
2.（2015-试题调研）以结构式表示的下列各物质中，属于烷桂的是（）H
I
①H—C—（）—H②H—C=C—H
T1
I
⑤H—C—C
HHH—C—HH
A・②③④⑤B.③④⑤
C.①②③D.④⑤
【解析】烷桂是炷类中的一类，是饱和链炷。
而①所含元素除
—c=c—
C、H外还含有O,不是炷类；②中含有丨丨；③中含环状结构。
①②③均不是烷绘，故选D项。
烷桂分子中碳原子之间全部以单键相结合，其余价键全部与氢原子结合，且符合通式（2阳2卄2⑺±1）。
【答案】D
知识点二同系物和同分异构体
。
细解教材
1.同系物
（1）同系物的定义:
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个ch2原子团的物质互称为同系物。
如CH4（甲烷）与CH3（CH2）2CH3（T烷）是同系物。
（2）
判断标准——“同类不同碳”
互为同系物的物质碳原子数不同，即
“不同碳”|—分子组成上相差一个或若干个ch2
原子团
（3）组成特点
1同系物必须结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同。
2分子组成通式相同。
3同系物相对分子质量相差14或14的整数倍。
（4）判断规律
分子组成差一个或若千个CH,原一差一2
子团
二同I一同通式，同结构
I—必为同一类物质
三注意［——结构相似
」化学性质相似但不完全相同特别提醒
同系物判断的注意事项
a.同系物必须是“有机化合物”o
b・同系物一定具有不同的分子式。
若分子式相同就可能属于同分异构体，女口CH3CH2CH2CH3和CH3CH（CH3）2是同分异构体而不是同系物。
C.具有相同通式的有机物除烷坯外都不能确定是不是同系物。
女nCH2=CH2与H2cch2ch2不是同系物，因为二者不是同一类物质（前者属于烯坯，后者属于环烷桂）。
（5）同系物的化学性质相似，物理性质随碳原子数的增加有一定的递变规律。
如随着碳原子个数的增多，同系物的熔点、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。
2・同分异构体
（1）同分异构现象：
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象。
（2）同分异构体：
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
如：
T烷有2种同分异构体：
CH3（CH2）2CH3（1ET烷）^n（CH3）3CH（异丁烷）；
戊烷有3种同分异物体：
CH3（CH2）3CH3（iE戊烷）、（CH3）2CHCH2CH3（异戊烷）和C（CH3）4（新戊烷）。
特别提醒
a.同分异构体的相对分子质量相同，但相对分子质量相同的化合物不一定互为同分异甲体，如NO和C2H6；b.为同分异构体的化合物不一定属于同一类物质，女口CH3—O—CHW乙醞）和CH3CH2OH（乙醇）。
c.CH4,CH3CH3,CH3CH2CH3的结构式只有一种。
3.同分异构体的判断标准——“一同一异”
（1）一同分子式相同。
可理解如下：
成立
1分子式相可不-定成立、具有相同的组成元素
如CH4、C3H8的组成元素相同，但两者不是同分异构体。
成立
2分子式相同厂不一定成立-具有相同的相对分子质量
如C2H4>N2的相对分子质量相同，但两者不是同分异构体。
成立
3分子式相同務-定成云各元素的质量分数分别相同
如C2H4>C3H6分子中C、H的质量分数分别相同，但两者不一定是同分异构体。
（2）—异结构不同。
可理解如下：
1原子或原子团的连接顺序不同;
2原子的空间排列不同。
4•烷炷同分异构体的书写——减碳链法
（1）遵循的原则：
主链由长到短，支链由整到散；位置由心到边，排列对邻到间。
（2）书写的步骤。
1先写出碳原子数最多的主链。
2写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基（-CH3）接在主链某碳原子上。
3写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基（―CH2CH3）或两个甲基（一CHJ接在主链碳原子上，以此类推。
（3）实例（以C6H14为例）。
A.将分子中全部碳原子连成直链作为母链:
C—C—C—C——C—C
B・从母链一端取下一个碳原子作为支链（即甲基），依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种：
注意：
不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位
等效，只能用一个，否则重复。
c・从母链上取下两个碳原子作为一个支链（即乙基）或两个支链（即2个甲基）依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：
C
①丨@®④①②③④
C——C——C——CC—C—C—C
ccC
②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。
所以C6H14共有5种同分异构体。
又如，庚烷C7H16的下:
C—C—C—C—C—C-
=>C—0—C—C—C—C
C——C——C——C
同分异构体的有序书写过程如
C—C—C—C—C—0—C
C
今C—0—C—C—C今
CC
C
C—C—C
C—C
c—c—c—c—c=>c—c—c—c—c
c
C—C—C—C「庚烷C7HL共9种同分异构体。
IIcc注意：
用碳骨架来书写同分异构体，写完后要依据碳四价原则将氢原子补上。
特别提醒
A・书写同分异构体要注意思维的有序性和分子的对称性，避免遗漏或重复。
如C6H]4的同分异构体要考虑2个一CH3在同一个碳原子上或在2个不同碳原子上，分子中不可能有—CH2CH3作支链。
B・C8H18有18种同分异构体，有兴趣的同学可以自行推导。
C.同分异构体的书写和判断方法——等效氢法
a.有机物中位置等同的氢原子叫等效（性）氢原子，桂的分子中等效氢原子的种类有多少，则其一元取代物种类就有多少。
b・“等效氢原子”种类的判断通常有如下三个原则：
同一碳原子所连的氢原子是等效的：
如CH4中4个氢原子等效。
同一碳原子所连的甲基上的氢原子是等效的：
如C（CH3）4中的12个氢原子等效。
工同一分子中处于轴对称，对称位置上的氢原子是等效的；如
CH3CHS
CH3—CC—CHS
CH3CH3中18个氢原子等效。
D.“同系物”和“同分异构体”的简单区别方法：
同系物所含的官能团的种类和数目完全相同，因此通式相同，化学性质相似；同分异构体的分子式相同，但分子结构不同，通常有碳链异构、位置异构和官能团异构等。
O典例精析
[例3]（2015.山东潍坊高一检测）下列物质互为同系物的是（
ClC1
A.H—C—C1与H—C—H
HC1
B.CH3—CH3与CH3—CH—CH3
C比
C・CH3CH2CI与CH2CICH2CI
D・CH4与CH3CH2C1
【解析】A项二者属于同种物质；B项二者互为同系物；C项二者所含氯原子数不同且分子组成不是相差一个或若干个CH?
原子团，不互为同系物；D项二者不属于同一类物质，不互为同系物。
【答案】B
【点拨】根据物质的结构简式判断物质是否互为同系物，要注意所给的物质是不是分子式相同，若分子式相同则不属于同系物，如ch3chch3
CH3CH2CH2CH3和CH?
属于同分异构体，不属于同系物。
[例4]（2015-桂林高一检测）下列有机化合物中属于同分异构体的正确组合是（）
1ch3ch2ch2ch2ch3
2CH3CH2CH2CH2CH2CH3
3CH—CH2—CH2—CH—CH3
ch3
4CH—CH?
—CH—CH
ch3
5CH—CH,—CH—CH,—CH；
CH.:
A.①和③B.②③⑤C.①和②D.③和④
【解析】根据同分异构体的特点：
分子式相同，结构不同，首先找岀具有相同碳原子数的有机物：
①④都有5个碳原子，②③⑤都有6个碳原子，然后再看它们的结构，都是烷炷，且结构不同，所以①④互为同分异构体，②③⑤互为同分异构体。
【答案】B
【点拨】快速判断同分异构体的方法
（1）先比较不同有机物中的碳原子数，若碳原子数不同，则一定不是同分异构体，若碳原子数相同，再看其他原子，确定分子式是否相同。
（2）若分子式相同，再比较结构，只有结构不同的有机物才可能是同分异构体，注意烷桂中碳原子的四面体结构。
O跟踪练习
3.（2015-试题调研）下列关于同系物的叙述中，正确的是（）
A.某有机物同系物的组成可用通式CJ12〃+4表示
B.C5H12表示的一定是纯净物
C.两种同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍
D.同系物之间具有相同的化学性质
【解析】烷炷是饱和桂，也就是说碳原子结合的H原子最多，烷炷的分子通式为C〃H2〃+2,所以桂的分子通式不可能为C.H2.4-4；C5H12有同分异构体，分子式符合C5H12的有机物不止一种，所以c5h12表示的可能是混合物；一个CH2的式量为14,同系物的分子组成上相差一个或多个CH2原子团，所以C正确；同系物之间化学性质相似。
【答案】C
4.（2015-经典习题选萃）有机物I和II的结构简式如下图所示。
下列说法中不正确的是（）
HHHH
HHHH
In
A・I和II是同分异构体
B.I和II物理性质有所不同
C.I和II化学性质相同
D・I和II含碳的质量分数相同
【解析】结构决定性质，同分异构体因其结构不同，故性质不完全相同。
I和II分子式相同、分子结构不同，互为同分异构体，含碳的质量分数相同，故A、D两项正确。
它们的物理性质和化学性质均有差异，故B项正确，C项错误。
【答案】C
长话短说•重点记忆
1.烷炷：
（1）通式：
CJ12卄2（〃三1）。
⑵化学性质：
与甲烷相似。
2・同系物：
（1）组成特点——结构相似，组成相差〃个CH?
原子团。
（2）判断标准——同类不同碳。
3・同分异构体：
（1）判断标准——“一同一异”o
（2）烷桂同分异构体的书写方法——减碳链法。
4・同位素、同素异形体、同分异构体、同系物的辨析
概念
定义
表达式
结构
性质
适用范围
同位素
质子数相同，中子数
不同的同一元素的不同原子
元素符号表示不同，如】H、2H>
3h
电子层结构相同，原
子核结构不同
物理性质不同，化学
性质几乎相同
原子
同素异形体
同一元素组成的不同单质
元素符号相同，分子式不同，如
。
2、。
3
单质的组成和结构不同
物理性质不同
升级会员 