化学人教版选择性必修32.1.1烷烃的结构和性质及烃的命名(共31张ppt)
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人教版2019选择性必修三第二章 第一节烷烃
ห้องสมุดไป่ตู้《烷烃的结构和性质、命名》
生活中常见的烷烃
可燃冰（甲烷）
丙烷
庚烷、辛烷
凡士林
二十二烷
烃的定义
1.烃 : 仅含碳和氢两种元素的有机物，其中最简单的烃是甲烷。
下边的物质是否属于烃？烃如何进行分类？
(1)CH4 (2)CH2=CH2 (3)
(4)CH3CHCH3 CH3
以表现出还原性，较为稳定。
根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的性质，填写下表。
颜色 无色
溶解性 可燃性 与酸性 KMnO4溶液
难溶 可燃 于水
不反应
与溴的 CCl4溶液
不反应
与强酸、 与氯气 强碱溶液 （光照下）
不反应 取代反应
（2）可燃性---氧化反应
CxHy＋(x＋4y)O2―点―燃→xCO2＋2yH2O。
实验现象：当碳含量少时，产生淡蓝色火焰，但随着碳原子数的增多，
碳的质量分数逐渐增大，有黑烟产生。
3、取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代
的反应叫取代反应。
（3）写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式，
HH
HH
光 H C C H + Cl—Cl H C C Cl + H Cl
针对训练 在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。若将1molCH4与一定量 Cl2反应，待反应完全测得四种有机取代产物的物质的量之比为 n物(C质H3的Cl量)：为n(C2H.52Cml2o)：l n(CHCl3)：n(CCl4)=1：1：1：1，则消耗的Cl2
取代反应五要点
(1)反应的条件——光照。 (2)反应物状态——卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)，而不是其水溶液。 (3)反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时进行。
液体 液体 液体
点 以
－54
此 增
－26
加 18
151 沸 0.718
点
196 逐 0.740
渐
280 升 0.775
渐 升 高 但 都 比
高
水
固体
28
308
0.777 小
于
同系物：像甲烷、乙烷、丙烷这些结构相似、分子组成 上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。
①第一前提必须是结构相似。
分子式相同、
若干个CH2原子团 结构不同
举例
H、D、T
石墨与金刚石、C60 O2与O3
CH4与C2H6等 烷烃
正戊烷与 异丁烷、新戊烷
烷烃的化学性质
【思考】烷烃的结构决定了其性质与甲烷相似，甲烷有什么性质？
物理性质： 无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小
甲烷
化学性质
氧化反应： CH4+2O2
点燃
(5)CH≡CH
(6)
(7) CH3CH=CH2 (8) CH≡CCH3 (9)
(10)
2.根据结构的不同分类 烷 CH4 烃
烷烃的结构
烯 CH2=CH2 烃
烃
炔 CH≡CH
烃
芳香烃
脂环烃
观察烷烃在组成和结构上的相似点
名称
结构简式
甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3
烷烃的化学性质
【思考与交流】 1、稳定性：烷烃的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸 钾溶液氧化。也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液 反应，在空气中能燃烧和在光照下与Cl2发生取代反应。
注意：甲烷中碳原子虽然为负四价，处于碳的最低 价态，但碳原子位于四面体的体心，由于空间位阻 的关系，反应试剂难以触碰到碳原子，故碳原子难
(4)反应产物——混合物(多种卤代烃+卤化氢)，不适宜制备卤代烃。 (5)定量关系——n（X2）=n(一卤代物)+2n(二卤代物)+3n(三卤代物)+...=n(HX)
杂化方式： C原子均为sp3杂化，碳链为锯齿形 共价键： 均为单键（可旋转），形成C-H σ键或C-C σ键 链状烷烃通式：CnH2n+2 （n≥1）甲烷是做简单的烷烃
探究烷烃物理性质
表2-1 几种烷烃的熔点、沸点和密度
烷烃名称 分子式 结构简式
甲烷
CH4
CH4
同种烷乙烃烷的不同C2H异6 构体CH3CH3
分子式
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12
C原子 的杂化方式
sp3
sp3
sp3
sp3 sp3
分子中的 共价键类型
σ键
σ键
σ键
σ键 σ键
烷烃：烃分子中的碳原子之间只以单键结合成链状,碳原子剩余的价键 全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到 “饱和”。这样的烃叫做饱和烃。 烷烃的结构特点
常温下状态 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 随
碳
气体
－182 －164 随 0.423
原
气体 气体 气体
随
碳 －172
原
子 －187
增
加 －138
－89
碳 原
－42
子 数
－0.5
的 增
0.545 0.501 0.579
子 数 的 增 加 ， 密
液体
， 熔
－129
36
加 ，
0.626
度 逐
CO2+2H2O
取代反应： CH4+Cl2 光 CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2 光 CH2Cl2+HCl
甲烷的取代反应为自由基反应，
CH2Cl2+Cl2 CHCl3 + Cl2
光 光
CHCl3+HCl CCl4+HCl
生成的取代产物只要含有氢原子，
可以同步发生取代反应，故反应
结束时四种取代产物共存。
HH
HH
1 mol乙烷在光照条件下与 Cl2发生取代反应可能有那些产物？请写出 它们的结构简式。
CH3CHCl2 CH3CH2Cl CH2ClCH2Cl 一取代物 二取代物
CH2ClCHCl2 CH3CCl3
CH2ClCCl3 CHCl2CHCl2 CHCl2CCl3 CCl3CCl3 三取代物 四取代物 五取代物 六取代物
②在结构相似的基础之上，再考虑组成上是否相差一个或 多个CH2。
CH3CH2CH2CH3 CH3CH=CH2
结构不相似， 不属于同系物
化学中的“四同”比较
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
研究范围 原子
单质
化合物
化合物
质子数相同 限制条件
中子数不同
同一种元素
结构不同的 单质
结构相似，分子 组成相差一个或
中，支丙链烷越多，C3H熔8 、沸CH3CH2CH3
点越低正丁烷
C4H10
CH3CH2CH2CH3
正戊烷 C5H12
CH3(CH2)3CH3
正壬烷 C9H20
CH3(CH2)7CH3
十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3
十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3
十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3
ห้องสมุดไป่ตู้《烷烃的结构和性质、命名》
生活中常见的烷烃
可燃冰（甲烷）
丙烷
庚烷、辛烷
凡士林
二十二烷
烃的定义
1.烃 : 仅含碳和氢两种元素的有机物，其中最简单的烃是甲烷。
下边的物质是否属于烃？烃如何进行分类？
(1)CH4 (2)CH2=CH2 (3)
(4)CH3CHCH3 CH3
以表现出还原性，较为稳定。
根据甲烷的性质推测烷烃可能具有的性质，填写下表。
颜色 无色
溶解性 可燃性 与酸性 KMnO4溶液
难溶 可燃 于水
不反应
与溴的 CCl4溶液
不反应
与强酸、 与氯气 强碱溶液 （光照下）
不反应 取代反应
（2）可燃性---氧化反应
CxHy＋(x＋4y)O2―点―燃→xCO2＋2yH2O。
实验现象：当碳含量少时，产生淡蓝色火焰，但随着碳原子数的增多，
碳的质量分数逐渐增大，有黑烟产生。
3、取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代
的反应叫取代反应。
（3）写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式，
HH
HH
光 H C C H + Cl—Cl H C C Cl + H Cl
针对训练 在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。若将1molCH4与一定量 Cl2反应，待反应完全测得四种有机取代产物的物质的量之比为 n物(C质H3的Cl量)：为n(C2H.52Cml2o)：l n(CHCl3)：n(CCl4)=1：1：1：1，则消耗的Cl2
取代反应五要点
(1)反应的条件——光照。 (2)反应物状态——卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)，而不是其水溶液。 (3)反应的特点——氢原子被卤素原子逐步取代，多步反应同时进行。
液体 液体 液体
点 以
－54
此 增
－26
加 18
151 沸 0.718
点
196 逐 0.740
渐
280 升 0.775
渐 升 高 但 都 比
高
水
固体
28
308
0.777 小
于
同系物：像甲烷、乙烷、丙烷这些结构相似、分子组成 上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。
①第一前提必须是结构相似。
分子式相同、
若干个CH2原子团 结构不同
举例
H、D、T
石墨与金刚石、C60 O2与O3
CH4与C2H6等 烷烃
正戊烷与 异丁烷、新戊烷
烷烃的化学性质
【思考】烷烃的结构决定了其性质与甲烷相似，甲烷有什么性质？
物理性质： 无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小
甲烷
化学性质
氧化反应： CH4+2O2
点燃
(5)CH≡CH
(6)
(7) CH3CH=CH2 (8) CH≡CCH3 (9)
(10)
2.根据结构的不同分类 烷 CH4 烃
烷烃的结构
烯 CH2=CH2 烃
烃
炔 CH≡CH
烃
芳香烃
脂环烃
观察烷烃在组成和结构上的相似点
名称
结构简式
甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3
烷烃的化学性质
【思考与交流】 1、稳定性：烷烃的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸 钾溶液氧化。也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液 反应，在空气中能燃烧和在光照下与Cl2发生取代反应。
注意：甲烷中碳原子虽然为负四价，处于碳的最低 价态，但碳原子位于四面体的体心，由于空间位阻 的关系，反应试剂难以触碰到碳原子，故碳原子难
(4)反应产物——混合物(多种卤代烃+卤化氢)，不适宜制备卤代烃。 (5)定量关系——n（X2）=n(一卤代物)+2n(二卤代物)+3n(三卤代物)+...=n(HX)
杂化方式： C原子均为sp3杂化，碳链为锯齿形 共价键： 均为单键（可旋转），形成C-H σ键或C-C σ键 链状烷烃通式：CnH2n+2 （n≥1）甲烷是做简单的烷烃
探究烷烃物理性质
表2-1 几种烷烃的熔点、沸点和密度
烷烃名称 分子式 结构简式
甲烷
CH4
CH4
同种烷乙烃烷的不同C2H异6 构体CH3CH3
分子式
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12
C原子 的杂化方式
sp3
sp3
sp3
sp3 sp3
分子中的 共价键类型
σ键
σ键
σ键
σ键 σ键
烷烃：烃分子中的碳原子之间只以单键结合成链状,碳原子剩余的价键 全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到 “饱和”。这样的烃叫做饱和烃。 烷烃的结构特点
常温下状态 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 随
碳
气体
－182 －164 随 0.423
原
气体 气体 气体
随
碳 －172
原
子 －187
增
加 －138
－89
碳 原
－42
子 数
－0.5
的 增
0.545 0.501 0.579
子 数 的 增 加 ， 密
液体
， 熔
－129
36
加 ，
0.626
度 逐
CO2+2H2O
取代反应： CH4+Cl2 光 CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2 光 CH2Cl2+HCl
甲烷的取代反应为自由基反应，
CH2Cl2+Cl2 CHCl3 + Cl2
光 光
CHCl3+HCl CCl4+HCl
生成的取代产物只要含有氢原子，
可以同步发生取代反应，故反应
结束时四种取代产物共存。
HH
HH
1 mol乙烷在光照条件下与 Cl2发生取代反应可能有那些产物？请写出 它们的结构简式。
CH3CHCl2 CH3CH2Cl CH2ClCH2Cl 一取代物 二取代物
CH2ClCHCl2 CH3CCl3
CH2ClCCl3 CHCl2CHCl2 CHCl2CCl3 CCl3CCl3 三取代物 四取代物 五取代物 六取代物
②在结构相似的基础之上，再考虑组成上是否相差一个或 多个CH2。
CH3CH2CH2CH3 CH3CH=CH2
结构不相似， 不属于同系物
化学中的“四同”比较
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
研究范围 原子
单质
化合物
化合物
质子数相同 限制条件
中子数不同
同一种元素
结构不同的 单质
结构相似，分子 组成相差一个或
中，支丙链烷越多，C3H熔8 、沸CH3CH2CH3
点越低正丁烷
C4H10
CH3CH2CH2CH3
正戊烷 C5H12
CH3(CH2)3CH3
正壬烷 C9H20
CH3(CH2)7CH3
十一烷 C11H24 CH3(CH2)9CH3
十六烷 C16H34 CH3(CH2)14CH3
十八烷 C18H38 CH3(CH2)16CH3