高一化学必修2烷烃

乙烷 CH3CH3 丙烷 CH3CH2CH3
戊 CH3(CH2)3CH3 烷 庚烷 CH3(CH2)5CH3
3
丁烷 CH3CH2CH2CH3 十七烷 CH3(CH2)15CH
二、同系物
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2
原子团的物质互称同系物。
同一类物质：通式同，组成元素同，性质
相似。
同系物 “同类”
组成上相差n个CH2原子团（n≥1 ）,（分子 式不同） “不同碳” 式量相差：14n 电子数相差：8n
1、下列关于同系物的说法中，错误的是（ A ）
A．同系物具有相同的最简式 B．同系物都符合同一通式 C．同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差 一个CH2原子团 D．同系物的化学性质基本相似
2 、下列哪组是同系物（ B ）
A、CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3 B、CH3CH3 CH3CHCH3 CH3
3、下列物质是否为同系物？
① CH3CH2CH3 和CH3(CH2)100CH3
② CH3CH2CH3 和 CH3－CH2－CH－CH3
CH3
是 是
③ CH3CHO 和 CH3COOH ④ CH2=CH2 和 CH2 H 2C
丙烷
H H H H H C C C C H H H H H
丁烷
以上烷烃在结构上有什么特点？
一、烷烃
1、烷烃结构特点:
（1）每个碳原子有4个共价键，分别与四个原子相连，构 成空间四面体。 （2）碳原子间都以碳碳单键结合，其余都是C-H键。 （3）除乙烷外，其他烷烃的碳链均非直线型（碳原子不在 同一直线上），为锯齿形。 （4）单键可旋转。
烷烃的熔点
烷烃的物理性质
300
温度(°C)
200 100 0 -100 -200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 碳原子数
沸点：随 相对分子 质量增加 而增加， 同碳原子 数时， 支 链越多， 沸点越低。
烷烃的沸点
6、烷烃的性质 P63 （1）物理性质：
否 CH2 否
⑤ CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3
和
CH3
CH CH3
CH2 CH2 CH3
否
思考与交流
C4H10可能有几种结构？
H H H H C C C H HH C HH H 异丁烷 CH3CHCH3 CH3 或CH3CH(CH3)2
H H H H H C C C C H H H H H
第三章
有机化合物
烷烃
温顾而知新
• 1、甲烷的分子结构？ • 2、甲烷的化学性质？ • 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代替的反应叫做 取代反应。) • 4、什么是烃？
常见烷烃的球棍模型及结构式
H H H C C H H H
乙烷
H H H H C C C H H H H
常温时 熔点 的状态 /°C
气 气 气 气 液
沸点 /°C
相对 密度
逐 渐
பைடு நூலகம்
1~4 －172.0 渐 －88.6 5~16－135.0 17~
固
18.2 22.0
气 液
－182.6 逐－161.7
－187.1
丁烷
戊烷
升
－42.2 －0.5
－129.7 高 36.1 286.8 303
0.5005 增 0.5788 大 0.5572
C—C—C—C—C —C
C C—C—C—C—C C C C— C—C—C—C C C
C—C—C—C—C —C
C C C C— C—C—C—C C C C— C—C—C—C C C—C—C—C C C
C— C—C—C—C C
C
讨论1：以下烷烃有几种一氯代物？
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3
环丙烷 环己烷
5、烷烃
1、下列物质中是否属于烷烃？ CH3－CH2－CH2－CH2－CH3 是 是 否 是
CH3－CH2－CH－CH3
│
CH3 CH2＝CH2 CH2
H 2C
CH2
烷烃的性质
物理性质：
名称
甲烷 乙烷 丙烷
随着分子里碳原子数的递增呈规律性的变化
结构简式
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3
C
C
注意：烷烃中第一个碳上不连甲基，第二个碳上不连乙基… …
总结：对于烷烃，其同分异构体主要为碳原子间的结合顺序不 同而造成的碳链异构。
烷烃同分异构体的书写
• • • • 主链由长到短， 支链由整到散， 位置由心到边， 排列“对”“邻”“间”。
思考与交流
C—C—C—C—C—C —C
写出庚烷（C7H16）的同分异构体。
CH3—CH—CH2—CH2—CH3 CH3
CH3CHCH2CH2CH3 CH3 或者：(CH3)2CHCH2CH2CH3
几种烷烃的结构式、结构简式、分子式
结构式
乙烷 丙烷 丁烷
H H H C C H H H H H H H C C C H H H H H H C H H H H C C C H H H H
同系物一定不是同分异构体； 同分异构体一定不是同系物.
（三）烷烃同分异构体的书写与辨识
例：写出C6H14的同分异构体 （1）写最长直链式 C—C—C—C—C—C （2）摘一碳依次挂，不到端（找出对称线） C—C—C—C—C C C C—C—C—C C C—C—C—C C—C—C—C—C C
（3）摘二碳先整挂，后打散，排列“对”“邻”“间”
讨论3： CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH3
CH3 上述两种烷烃的二氯代物有哪几种同分异构体？
（四）同位素、同素异形体、同系物、同分异 构体四种概念的比较
概念 同位素 同素异形体 同系物 同分异构体 内 涵 比较对象 原子 单质 有机化合 物 实例
质子数等，中子数 不等，原子之间 同一元素 形成的不 同单质 结构相似，组成 上差一个或n个CH2
正丁烷
结构简式： CH3CH2CH2CH3 或CH3(CH2)2CH3
三、同分异构现象和同分异构体 (一)概念：
同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具 不同的结构式的现象。 具有同分异构现象的化合物互 称同分异构体。
同分异构体：
CH4
C2H6
C3H8： 无同分异构体 2种（正丁烷、异丁烷）
C4H10 ：
结构简式
CH3CH3
CH3CH2CH3 CH3 CH2 CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3（CH2）2CH3
分子式
C2H6
C3H8
C4H10
4、烷烃的通式：CnH2n+2 ( n≥1 )
相对分子质量： 14n+2 链烷烃：CnH2n+2 CH2 环烷烃： CH2 H 2C
随着烷烃碳原子数的增加，一般递变性是：
①状态：气→液→固；
C1～C4，气态， C5～C16，液态， C17及以上，固态。
②熔、沸点依次升高； ③密度逐渐增大，液态时密度均小于1g/cm3 （均比水轻） ④溶解性：均难溶于水，易溶于有机溶剂。
（2）化学性质： 烷烃化学性质与甲烷相似。
（1）通常情况下较稳定，不与酸、碱、氧化剂等反应。 例如：不能使KMnO4(H+)溶液褪色，不能使溴水褪色。 （2）氧化反应：都易燃烧 3n 1 点燃 C n H 2n 2 O2 nCO2 (n 1)H 2 O 2 （3） 取代反应： 光照下都能与 卤素单质发生取代反 应 ，产物越来越复杂。注：不能与氯水，溴水及氯（溴） 的四氯化碳反应。
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
CH3
CH3CH2CHCH3 CH3
CH3CCH3
CH3
等效氢的确定方法：
①处于结构中对称位置中的氢等效。
②处在同一个碳原子上的氢等效。
③连在同一个碳上的相同取代基相应位置上的氢等效。
讨论2：某烃的一种同分异构体的一氯代物只有一种， 该烃的分子式可能是（ B ） A、C3H8 B、C5H12 C、C6H14 D、 C8H18
2、烷烃的定义
烃分子中，碳原子之间都以碳碳单键结合，碳原子的剩余
价键全部跟氢原子相结合，即碳原子所有价键均达到“饱和”。 所以这种烃称“饱和烃”，又叫烷烃。
要点： 1、碳碳单键 2、链状（锯齿状，并非直线） 3、“饱和”— 每个碳原子都形成四个单 键
3、书写结构简式：
分子式：C6H14
结构式：
结构简式： 省略C—H键 把同一C上的H合并 省略横线上C—C 键
4、CH3CH3、CH3CHCH3 | CH3
3、
H H | | H－C－Cl 、 Cl－C－Cl | | Cl H
5、CH3CH（CH3）CH2CH3
C（CH3）4
氕、氚
O2、O3 C2H6、 C4H10 CH3(CH2)3CH3、 C(CH3)4
相同分子式，结构不 有机化合 同的化合物 物
1 2 1、下列五组物质中___互为同位素，___是同素异形体，
5 4 3 ___ 是同分异构体，___是同系物，___是同一物质。
1、
12 6
C
14 6
C
2、白磷、红磷
（4） 高温下发生分解反应
总结：烷烃组成元素相同，结构相似，化学性质相似，
物理性质随碳原子数的递增而呈规律性变化。
烷烃的命名
烷烃的命名原则是各类有机化合物命名 的基础。常用简单命名法，习惯命名法 和系统命名法。
简单命名法
1～10个碳原子的直链烷烃，分别用词头甲、 乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表 示碳原子的个数，再加上词尾“烷”，即 为烷烃的普通命名。 如：CH4 （甲烷）、C2H6 （乙烷）、C3H8 （丙烷）、C10H22（癸烷）。 10个碳原子以上的烷烃用中文数字命名。 如C11H24 （十一烷）、 C12H26（十二烷）、 C20H42（二十烷）。
0.7734 0.7767
十六烷 CH3(CH2)14CH3
十七烷 CH3(CH2)15CH3
液
固
且均不溶于水
烷烃的物理性质
50
温度( °C)
0 -50 -100 -150 -200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 碳原子数
熔点：随相对 分子质量增加 而增加。
烷烃的名称
碳原子数 1 2 3 4 5
分子式
名称 碳原子数 分子式 名称
CH4
甲烷 6 C6H14 己烷
C2H6
乙烷 7 C7H16 庚烷
C3H8
丙烷 8 C8H18 辛烷
C4H10
丁烷 9 C9H20 壬烷
C5H12
戊烷 10 C10H22 癸烷
思考与交流
根据各烷烃的结构简式尝试找出 它们在组成上的区别及其规律。
（二）烷烃的同分异构体的特点
• 同分异构体
分子式相同 结构式不同
• 4个碳原子以上的烷烃存在碳链异构体
• 随碳原子数增加，异构体数目增加。
• 在碳原子数相同的烷烃中，支链越多， 沸点越低.
对比
分子 式
同系物 不同 同分异 构体
相同
分子 量
不同 相同
结构
相似 不同
物理性 质
相似递变 不同
化学性质
相似 相同或不同
C5H12：
CH3CH2CH2CH2CH3 或CH3(CH2)3CH3
沸点： 正戊烷 36.07℃
CH3CHCH2CH3 CH3 或CH3CH（CH3）CH2CH3
CH3 CH3CCH3
异戊烷
27.9℃
CH3
或C(CH3)4
新戊烷
9.5℃
结论：碳原子个数越多，同分异构体数目越多。
在同碳原子数的烷烃中，支链越多，沸点越低。