人教版高中化学选修五 211 烷 烃 学案.docx

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人教版高中化学选修五211烷烃学案

第1课时　烷　烃

[学习目标定位]　1.了解烷烃的组成、结构、通式及烷烃的主要性质（物理性质和化学性质）。

2.知道同系物、同分异构体的概念，能根据结构式或结构简式判断它们是否为同分异构体或同系物。

1．烃是仅由________两种元素组成的有机化合物，又叫______________。

______是组成最简单的烃。

甲烷的组成与结构：

分子式

结构式

球棍模型

比例模型

结构特点

原子之间以________结合，空间构型为____________，碳原子位于__________________。

2.通常状况下，甲烷的性质________，与强氧化剂如酸性________、强酸、强碱等均________发生化学反应。

但在一定条件下可以燃烧，可以发生取代反应。

3．有机化合物的结构特点（碳原子成键类型具有多样性）

（1）每个碳原子能与其他原子形成________个共价键。

（2）碳原子与碳原子之间可以形成________（

）、________（

）或________（—C≡C—）。

（3）碳原子之间彼此可通过共价键构成______或________。

知识点一　烷烃

[探究活动]

1．由碳、氢两种元素组成的有机物称为烃，烃有多种，其中与甲烷结构相似的有很多，如

试归纳出它们的结构特点。

2．烃分子中碳原子之间都以________结合成链状，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“________”，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。

其分子通式为________________________________________。

3．下表列举了部分烷烃的物理性质。

名称

结构简式

常温时的状态

熔点/℃

沸点/℃

相对密度

甲烷

CH4

气

－182.5

－161.5

乙烷

CH3CH3

气

－182.8

－88.6

丙烷

CH3CH2CH3

气

－188.0

－42.1

0.5005

丁烷

CH3（CH2）2CH3

气

－138.4

－0.5

0.5788

戊烷

CH3（CH2）3CH3

液

－129.7

36.0

0.5572

癸

CH3（CH2）8CH3

液

－29.7

174.1

0.7298

十七烷

CH3（CH2）15CH3

固

22.0

302.2

0.7767

分析上表可知：

烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的增多，呈规律性的变化。

如常温下其状态由______________变到____________又变到__________，沸点逐渐________，相对密度____________。

4．物质的组成、结构决定物质性质，这个规律在有机物中体现得尤其明显。

烷烃的化学性质与甲烷相似，请写出下列反应的化学方程式（有机物写结构简式）：

（1）丙烷的燃烧：

________________________________________________________________________。

（2）光照条件下，乙烷与氯气发生取代反应（只要求写一氯取代）：

________________________________________________________________________。

5．烷烃（CnH2n＋2）的习惯命名法

（1）当碳原子数n≤10时，用______________________________________________表示；若n>10时，用中文数字表示。

如：

C8H18命名为________，C18H38命名为________。

（2）当碳原子数n相同时，用________来区别。

如：

CH3CH2CH2CH2CH3称为________，

称为______，

称为______。

[归纳总结]

1．烷烃的结构特点

（1）烷烃分子里碳原子间都以________相连接，每个碳原子最多能以4个共价单键与其他碳（或氢）原子相连接。

（2）烷烃的空间结构中，碳原子（大于等于3时）不在一条直线上。

直链烷烃空间构型是折线形或锯齿状。

2．烷烃的物理性质

（1）烷烃________溶于水，易溶于有机溶剂

（2）烷烃随着碳原子数目增多，熔、沸点______，常温下，碳原子数小于或等于4时，均为气态（新戊烷常温下也为气态）。

（3）碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。

如沸点：

正戊烷>异戊烷>新戊烷。

3．烷烃的化学性质

（1）通常较稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化，也不能与强酸、强碱发生反应。

（2）烷烃完全燃烧的通式为CnH2n＋2＋

O2

nCO2＋（n＋1）H2O。

（3）在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2等卤素单质的气体发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。

CnH2n＋2＋X2

CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。

[活学活用]

1．下列关于烷烃的叙述，不正确的是（　　）

A．在烷烃分子中，只有单键

B．烷烃的通式为CnH2n＋2，符合该通式的烃不一定是烷烃

C．烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应

D．随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高

2．下列属于烷烃特有性质的是（　　）

A．在空气中完全燃烧的产物为二氧化碳和水

B．它们几乎不溶于水

C．可与氯气在光照下发生取代反应

D．可与溴水中的溴发生取代反应；可使酸性高锰酸钾溶液褪色

知识点二　同系物　同分异构体

[探究活动]

1．观察比较甲烷、乙烷和丙烷的结构简式，你能看出它们之间在分子组成上存在什么样的关系吗？

2．结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物。

（1）烷烃同系物分子式的通式为CnH2n＋2，所以二十烷的分子式为______________。

（2）写出下列各烷烃的分子式。

①烷烃A蒸气的密度是同温同压下H2的36倍：

________。

②烷烃B的分子中含有200个H：

________。

3．CH3CH2CH2CH3（正丁烷）与

（异丁烷）都是烷烃，它们是同系物吗？

试比较其组成和结构的异同。

4．像CH3CH2CH2CH3和

这种化合物具有相同的分子式而具有不同结构的现象称为同分异构现象。

具有相同的分子式而结构不同的化合物互称同分异构体。

（1）判断下列有关同分异构体的叙述是否正确。

①同分异构体具有相同的组成元素。

②组成元素相同的化合物互为同分异构体。

③同分异构体具有相同的相对分子质量。

④相对分子质量相同的化合物互为同分异构体。

⑤互为同分异构体的化合物也可能互为同系物。

（2）

是否为同分异构体？

说明理由。

5．用结构简式写出戊烷（C5H12）的同分异构体。

6．判断下列说法是否正确，并说明理由，据此理解同分异构现象是有机物种类繁多的又一重要原因。

（1）分子式不同的物质一定为不同物质，分子式相同的物质也可能为不同物质。

（2）分子中含3个及3个以下碳原子的有机物一定不存在同分异构现象。

（3）随着碳原子数增多，烷烃的同分异构体数目有增多的趋势。

[归纳总结]

1．同系物的判断

判断两种化合物互为同系物的关键是看：

同：

两种物质属于同一类物质

似：

物质结构相似

差：

两种物质分子组成上相差一个或若干个CH2原子团

同时满足上述三个条件的化合物才是同系物关系。

2．同分异构体的判断

同分异构体

分子式

相同

相对分子质量必相同，

反之不成立，如NO和C2H6

不一定属于同一类物质

结构

不同

原子或原子团的连接顺序不同

原子的空间排列不同

[活学活用]

3．下列各组物质互为同系物的是（　　）

A．O2和O3

B．CH4和C3H8

C．CH3CH2CH2CH3和（CH3）3CH

D.

H和

H

4．有下列结构的物质：

①CH3（CH2）3CH3

②CH3CH2CH2CH2CH3　③CH3CH2CH2CH2CH2CH3

其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是________；属于同种物质的是________。

A．①②　B．②③　C．③④⑤⑥⑦　D．①③　E．③④⑤⑦

F．④⑥

1．下列物质中，不属于烷烃的是（　　）

A．CH4B．C3H8C．C4H8D．C5H12

2．以下结构表示的物质中是烷烃的是（　　）

3．下列关于同系物的说法中，错误的是（　　）

A．同系物具有相同的最简式

B．同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍

C．同系物符合同一通式

D．同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化

4．有下列各组微粒或物质：

A．O2和O3B.

C和

C

（1）______组两种微粒互为同位素。

（2）______组两种物质互为同素异形体。

（3）______组两种物质属于同系物。

（4）______组两物质互为同分异构体。

（5）______组两物质是同一物质。

5．写出下列烷烃的分子式

（1）同温同压下，烷烃的蒸气密度是H2的43倍：

________。

（2）分子中含有22个共价键的烷烃：

________。

（3）分子中含有30个氢原子的烷烃：

________。

（4）室温下相对分子质量最大的直链气态烷烃：

________。

第2课时　烷　烃

学习准备区

1．碳和氢　碳氢化合物　甲烷　

　单键　正四面体　正四面体的中心

2．稳定　KMnO4　不

3．

（1）4　

（2）单键　双键　三键　（3）碳链　碳环

学习探究区

知识点一

探究活动

1．这类物质的结构特点是每个碳原子形成四个共价键，且原子之间只以单键相连成链状；碳原子的剩余价键均与氢原子结合。

2．碳碳单键　饱和　CnH2n＋2（n≥1且n为整数）

3．气态　液态　固态　升高　逐渐增大

4．

（1）CH3CH2CH3＋5O2

3CO2＋4H2O　

（2）CH3CH3＋Cl2

CH3CH2Cl＋HCl

5．

（1）甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸　辛烷　十八烷　

（2）正、异、新　正戊烷　异戊烷　新戊烷

归纳总结

1．

（1）单键　2.

（1）不　

（2）升高

活学活用

1．B　[烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键；烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应，取代反应是烷烃的典型性质；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力增大，使其熔、沸点逐渐升高；因烷烃分子中的氢原子已达饱和，故符合CnH2n＋2的有机物只能是烷烃。

]

2．C　[烃类化合物完全燃烧的产物均为二氧化碳和水，因此A不是烷烃的特有性质；烃类化合物几乎都不溶于水，所以B也不正确；烷烃与溴水、酸性高锰酸钾均不反应，故D不正确。

]

知识点二

探究活动

1．相邻烷烃分子在组成上均相差一个CH2原子团。

2．

（1）C20H42

（2）①C5H12　②C99H200

解析　烷烃分子组成的通式为CnH2n＋2。

（1）Mr（A）＝D×Mr（H2）＝36×2＝72,14n＋2＝72，n＝5，A为C5H12。

（2）2n＋2＝200，n＝99，B为C99H200。

3．二者分子式相同，组成上并不相差CH2原子团，故它们不是同系物。

二者结构相似，碳碳之间都是以单键结合成链状，但结构并不相同，正丁烷无支链，异丁烷有支链。

4．

（1）①③正确，②④⑤不正确。

（2）不是同分异构体，由于二者均为四面体结构，为同一种物质。

5．

6．

（1）（3）正确，

（2）错误。

活学活用

3．B　[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。

O2和O3互为同素异形体；

H和

H互为同位素；CH3CH2CH2CH3和（CH3）3CH分子式相同，结构不同，互为同分异构体；只有CH4和C3H8满足同系物的概念。

]

4．B、D　E　A、F

解析　7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。

7种物质的分子式分别为①C5H12　②C5H12　③C6H14　④C6H14　⑤C6H14　⑥C6H14　⑦C6H14。

所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；①②结构相同，属于同种物质，④⑥结构相同，属于同种物质；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。

学习检测区

1．C　2.C　3.A

4．

（1）B　

（2）A　（3）C　（4）E　（5）D

5．

（1）C6H14　

（2）C7H16　（3）C14H30　（4）C4H10