沪科版高中化学高二下册-11.1《碳氢化合物的宝库—石油》-烷烃教案设计（3）

沪科版高中化学高二下册-11.1《碳氢化合物的宝库—石油》-
烷烃教案设计（3）
§11.1碳氢化合物的宝库——石油（第三课时）
理解烷烃的组成和烃基，掌握烷烃结构式及结构简式的书写，理解同系物与同分异构体的概念，会书写含4个和5个碳原子烷烃的同分异构体。

通过对烷烃同分异构现象的分析，提高空间想象能力。

烷烃的概念及其性质。

同系物和同分异构体
C5及以下烷烃同分异构体的书写
烷烃的结构式、结构简式的书写
同系物和同分异构体的概念；
分子结构模型、投影仪等
P11-15
[复习引入]
我们已经学习过一种最简单的烷烃──甲烷。

甲烷具有哪些物理性质？无色无味气体，密度比空气小，难溶于水。

甲烷能发生哪些化学反应？
与氧气发生燃烧氧化反应；隔绝空气受热分解；光照下发生取代反应。

甲烷的分子结构是怎样的？什么事实可以说明这一点？
碳原子为中心，四个氢原子为顶点的空间正四面体。

二氯甲烷只
有一种。

回忆已有知识，为学习后续内容作铺垫。

[展示]甲烷分子模型（球棍模型、比例模型）
[讲述]
甲烷中的氢原子能否被其他原子如碳原子所代替形成其他有机分子呢？
[展示]乙烷的球棍模型
[讲述]
像甲烷、乙烷这样，碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃叫做饱和链烃，又称为烷烃。

今天我们就来学习一下烷烃。

[板书]
三、烷烃
1．定义（P11）
Q4.1.1烷烃概念中的关键词是什么？
碳碳单键链状饱和
Q4.1.2根据碳原子的结构，碳原子一般可以形成几根共价键？氢原子可以形成几个共价键？碳原子最外层有四个电子，一般最多形成四根共价键。

氢原子只能形成一根共价键。

[讲述]
为区分不同碳原子的烷烃，习惯上用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”后面加上“烷”表示1-10个碳原子的烷烃，如戊烷表示含有五个碳原子的烷烃。

碳原子数超过10，就用数字直接表示，例如十一烷。

初步接触烷烃的习惯命名法
名称化学式结构式结构简式
甲烷CH4CH4
乙烷C2H6CH3—CH3
丙烷C3H8CH3—CH2—CH3
CH3—CH2—CH2—CH3丁烷C4H10
或CH3(CH2)2CH3
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3戊烷C5H12
或CH3(CH2)3CH3
[讲述]
随着碳原子数的增多，烷烃的结构式书写越来越繁琐，化学上为了书写简便把结构式中的单键省略之后的一种简略表达形式称为结构简式。

在有机化学中我们一般用结构简式表示不同的有机物。

（几种简单烷烃不同的结构简式的书写）。

[说明]
书写结构简式时，碳氢单键必须省略，其他单键（如碳碳单键、碳氯单键、碳氧单键等可省可不省。

Q4.1.4观察以上烷烃的分子式，随着碳原子数增多，分子组成的变化上有规律吗？试推出烷烃的分子通式。

有规律，每增加１个碳原子就同时增加２个氢原子。

C n H2n+2(n≥1)。

[等差数列：a n=a1+(n-1)d] [练一练]导案7 训练观察能力和化学用语表达能力，学习运用数学方法解决化学问题的技能。

[讲述]
像甲烷、乙烷、戊烷等烷烃这样，结构相似，在分子组成上相差一个或若干个相同原子团（高中阶段主要是指- CH 2-原子团）的化合物互称为同系物。

同系物属于同一类物质，结构相似，因此具有相似的性质。

以烷烃知识为载体导出有机化学的重要基本概念。

Q4.2.1甲烷和环丙烷是同系物吗？
不是。

结构不相似，且环丙烷不符合烷烃的通式。

Q4.2.2具有相同通式的不同有机物一定是同系物吗？（举例：环丙烷和乙烯分子）不一定是。

但符合烷烃通式的一般都是同系物。

Q4.3.1石油的主要成分是烷烃、环烷烃、芳香烃。

烷烃是石油的主要成份之一。

请根据学习过的甲烷的性质以及石油炼制预测烷烃的性质，若有事实依据请说明。

物理性质：不溶于水；化学性质：易燃烧、高温分解、能发生取代反应。

不溶于水：石油不溶于水，烷烃是
其主要成份之一。

易燃烧：因为石油是很好的燃料。

高温分解：因为石油在分馏时温度过高会碳化，还可以热裂化。

能与卤素发生取代反应：因为烷烃与甲烷分子具有相同的Ｃ－Ｈ键。

类比“氯气与卤素”的学习方法，抓住典型物质进行类推，深化理解“结构决定性质”的化学思想。

Q4.3.2观察教材P11烷烃物理性质的递变规律，归纳随着碳原子数的递增，烷烃物理性质的变化规律。

[板书]
随着碳原子数的增多，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大（均难溶于水，易溶于有机溶剂）。

在对数据的观察和分析过程中提升观察能力和逻辑推理能力
Q4.3.3从微粒间相互作用的角度分析，为什么随着碳原子数递增，烷烃熔沸点逐渐升高？烷烃属于分子晶体，其熔沸点主要受分子间作用力影响。

一般分子式量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高。

[练一练]思考与练习P12-3
预测己烷在常温下的状态和熔点的范围。

常温下为液态。

熔点介于-130℃～-90.61℃之间。

Q4.3.4常温下烷烃的状态和分子中的碳原子数有什么关系？
常温下，一般C1-C4的烷烃为气态；C5-C16一般为液态；C17及以上一般为固态。

[讲述]
烷烃化学性质比较稳定，不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色。

但能与氧气燃烧发生氧化反应、高温条件下发生分解反应、光照条件下发生取代反应。

C n H 2n+2 +(3n+12
) O 2 → nCO 2 + (n+1)H 2O
1681883416H C H C H C +?→??、84104188H C H C H C +?→??
、634104H C CH H C +?→??、6242104H C H C H C +?→??
Q4.3.5试写出丙烷的燃烧反应。

点燃
CH 3CH 2CH 3 +5O 2??→燃
3CO 2+ 4H 2O
1mol 乙烷与氯气发生取代反应，最多消耗几摩尔氯气？生成几摩尔HCl ？6mol ，6mol ；试写出乙烷光照条件下取代反应的第一步。

CH 3CH 3 +Cl 2→光照
CH 3CH 2Cl + HCl 一氯乙烷为引出同分异构概念铺垫 [讲述]
乙烷和氯气发生取代过程中，如果生成二氯乙烷，有几种结构？写出分子式和结构式。

C H H C H H
C H H C H Cl
分子式：C 2H 4Cl 2
[讲述]
像这种化合物的分子式相同，而结构不同的现象，叫做同分异构现象。

具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。

组成相同而结构不同，在性质上有什么差异呢？看下列数据：1，2-二氯乙烷1，1-二氯乙烷沸点：83.7℃ 57.3℃ 熔点：-35.3℃ -96.7℃ 相对密度： 1.2529 1.17 可以发现它们的物理性质相差很大。

再次印证“结构决定性质”的化学思想。

[讲述]
同分异构现象在有机化学中普遍存在。

有机物的性质与其组成元素和连接方式有关，还与分子内原子的连接次序有关。

分子式或组成相同的化合物，如果它们分子内原子的连接次序和连接方式不同，即具有了不同的结构，它们就会有不同的性质。

比如丁烷就有两种不同的熔点、沸点和密度（观察P12-正丁烷、异丁烷的物理性质） Q3.4.1试写出丁烷两种不同的结构简式。

丁烷：CH 3—CH 2—CH 2—CH 3 3223CH -CH -CH -CH CH 3CH CH 3
CH 3
一种是直链结构，另一种带有一个支链。

[讲述]
在构建同一烷烃分子的不同结构时，怎样才能准确迅速地搭建出来呢？首先构建碳原子直链结构，再加上氢原子。

然后在碳原子的直链结构的基础上减少直链上的碳原子，转变为直链，使之连接在直链
上的不同碳原子上。

思维方法指导，训练思维有序性。

Q3.4.2试写出戊烷三种不同的结构简式。

戊烷：CH3CH2CH2CH2CH 3
CH3CH CH2CH3
CH3
CH3C
CH3
CH3
CH3
Q3.4.3观察丁烷和戊烷的同分异构体物理性质的差异，你能得出什么规律？
一般来说，碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低，密度越小。

（与分子间作用力有关）Q3.4.4通过学习烷烃的结构和性质，解释：为什么有机物家族数量庞大？P15“拓展视野”
由于有机物分子中碳原子彼此之间相互联结形成各种碳链，使有机物种类激增。

运用所学知识解决问题。

Q3.5.5导案9比较同系物、同分异构体、同位素和同素异形体概念。

[练一练]导案第二页
概念内涵比较的对象实例
同位素质子数相同，中子数不等的原子之间原子氕、氘、氘
同素异形体由同一种元素形成的不同种单质单质白磷、红磷
同系物结构相似，在分子组成上相差一个或若干
个CH2原子团的物质有机化合物
CH4、C2H6
同分异构体具有相同的分子式，但具有不同结构的化
合物有机化合物CH3CH2CH2CH3
CH3CH（CH3）CH3
概念辨析，澄清错误认识。

[小结]
今天我们学习了烷烃的概念、分子通式及其性质，学会书写一些简单烷烃的结构简式，认识了同系物和同分异构现象。