高一新人教版化学必修2课件3-1-2烷烃

3.烷烃分子的通式：CnH2n＋2(n≥1，正整数) 烷烃是饱和链状烃的简称，其分子组成符合通式CnH2n＋
2，其中甲烷既是分子组成最简单的烷烃，也是分子组成最简
单的烃。甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷„„其分子式依次 为CH4、C2H6、C3H8、C4H10„„，仔细观察其分子组成中C 原子、H原子均成等差数列，由数学数列通式，易得到烷烃 中的碳原子数为n，烷烃中的氢原子数为2n＋2，故烷烃的分 子通式为CnH2n＋2。
答案：观察法：首先写出乙烷、丙烷和丁烷的分子式 C2H6、C3H8、C4H10，不难发现，相邻的两个烷烃在分子组 成上都相差一个“CH2”原子团。这样，甲烷的分子式为 CH4，分子内含n个碳原子的烷烃的分子式，就应是比甲烷分 子式多(n－1)个CH2由此可推出烷烃的通式为CnH2n＋2。
递推法探究：因为碳是四价的，一个碳原子应连接四个 氢原子，增加一个碳，原碳上去掉一个氢，后来增加的这个 碳上还需再接三个氢，这样相当于增加一个碳时，就相应的 增加两个氢，故含n个碳原子的烷烃相当于在甲烷分子中增 加了(n－1)个碳，相应增加了2(n－1)个氢，于是烷烃的通式 为C1＋n－1H4＋2(n－1)＝CnH2n＋2。
16 17 □增加 □有机物种类繁多
●自主探究 1．根据甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的分子式，你能推出烷 烃的化学通式吗？(设碳原子数为n)
提示：推有机物的通式一种方法是利用数学关系推导， 另一种方法就是根据分子的结构进行推导。 利用数学关系推导：根据甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的分 子式找出规律，判断烷烃碳原子数和氢原子数之间的关系， 从而推出烷烃的化学通式。 根据分子的结构进行推导：根据甲烷、乙烷、丙烷和丁 烷的结构找出规律，判断烷烃碳原子数和氢原子数之间的关 系，从而推出烷烃的化学通式。
2．有机物如何命名？
提示：使用习惯命名法命名有机物，要清楚以什么为标 准，烷烃中碳原子数在十以下的怎样命名，碳原子数在十以 上的怎样命名。对于碳原子数相同的而结构不同的烷烃，还 要写明什么。还要清楚习惯命名法适于什么情况，还有什么 命名法。
有时使用习惯命名法：以有机物分子中含有的碳原子数 命名。烷烃中碳原子数在十以下，用天干表示，即甲、乙、 丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示，称某烷；碳原子 数在十以上的，用中文数字来表示。如C17H36叫十七烷。对 于碳原子数相同的而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称前再 加上“正、异、新”等字加以区别。 使用习惯命名法命名有机物时，常命名碳原子数较少 的、结构比较简单的烷烃，对于碳原子数比较多的常用系统 命名法命名，将在后面的学习中接触到。
【解析】
(1)推导有机物的通式有以下几种方法：
方法一(虚拟法)：比较相邻烷径的化学式CH4、C2H6、 C3H8、C4H10„„不难看出相邻两烷烃在组成上都相差1个 “CH2”原子团(此即烷烃通式变化项)，这样由CH4往前推，虚 拟出1个“H2”(氢气)，其中2就是烷烃通式的常数项，由此得 烷烃的通式为：(CH2)n· 2，即：CnH2n＋2。 H 方法二(数列法)：观察烷烃化学式：CH4、C2H6、 C3H8、C4H10„„可知，它们是一等差数列，其首项a1为 CH4，公差d是CH2；利用等差数列的通项公式：an＝a1＋(n －1)d，可得烷烃通式：CH4＋(n－1)CH2＝CnH2n＋2。
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知识点1
烷烃
●思维导图
●教材点拨 1．烷烃的定义 烃分子中的碳原子之间只以单键结合，剩余价键均与氢 原子结合，使每个碳原子的化合价都达到饱和。这样的烃叫 做饱和烃，也称为烷烃。 2．烷烃的结构特点 (1)烷烃分子里碳原子间都以单键相连接，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，如乙烷和丙 烷的结构式分别为
为了书写方便，有机物除用结构式表示外，还可以用结 构简式表示，如乙烷和丙烷的结构简式分别为CH3CH3和 CH3CH2CH3。
温馨提示：①烷烃都是立体结构，碳原子不在一条直线 上，除非只有两个碳原子。直链烷烃空间构型是折线型或锯 齿状。 ②碳碳单键可以旋转，因此烷烃(主链的碳原子数≥4)的 碳链形状可以改变。 (2)常见烷烃的结构式和结构简式
(2)分子式相同的烃，支链越多，烃沸点越低。 如沸点：
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。
第三章
有机化合物
第三章
第一节 最简单的有机化合物 ——甲烷(共2课时)
第一节
第2课时 烷 烃
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据英国媒体2009年8月1日报道，当日，俄罗斯总理普京 乘坐潜艇，下潜到千余米深的贝加尔湖中，与科研人员一起 探寻被称之为“可燃冰”的物质。贝加尔湖中这种“可燃 冰”到底是一种什么神秘的物质呢？能让一个国家的总理甘 愿冒这么大的风险去探寻？
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～500m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，科学界把它们称之为“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M· 2O，式中M是气体分子， nH 主要是甲烷、乙烷和丙烷等烃类同系物及CO2、N2和H2S 等；n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烃，如下面两种物 质：
我们称这类烃为烷烃。那么，它们具有什么样的结构特 点和性质呢？让我们一起走进教材第2课时烷烃。
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●新知导学 1 1．烷烃又叫 □ ________，其结构特点是碳原子之间只 2 3 以 □ ________结合，剩余价键均与 □ ________结合，使每 4 个碳原子的□____________都已充分利用，达到“饱和”。 5 通式为□____________(n≥1的整数)。
(2)取代反应 烷烃在光照条件下，都能与氯气发生取代反应，生成多 种卤代产物。 光 如：CnH2n＋2＋X2――→CnH2n＋1X＋HX 6．烷烃的简单命名规则 (1)在分子内所含碳原子的数目后加一个“烷”字，称为 “某烷”。分子内碳原子数在十以内的，依次用天干—— 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，如甲烷、 丁烷等。分子内碳原子数超过十的烷烃，直接用汉字数字代 表，如十二烷、十六烷等。
自我校对： 1 2 3 4 5 □ 饱和烃 □ 单键 □ 氢原子 □ 化合价 □ CnH2n
＋2
10 11 6 7 8 9 □ 规律性 □ 气 □ 液 □ 固 □ 升高 □ 增大
12 □ 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 13 14 15 □ 分子式 □ 结构 □ 同分异构体
(2)对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名 称之前再加“正”、“异”、“新”等字加以区别。例如， CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 正戊烷
温馨提示：烷烃的这种命名方法称为习惯命名法。它适 应于碳原子数较少，结构比较简单的烷烃。对于碳原子数较 多，结构较复杂的烷烃，可采用系统命名法，在选修5中学 到。 7．烃类熔沸点变化规律 (1)组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，其熔沸 点越高，如沸点CH4＜CH3CH3＜CH3CH2CH3
(2)由通式CnH2n＋2可以看出，n越大，w(C)越大；n越 小，w(H)越大。故： w(C)max＝linm →∞ 12n 12n ＝ ≈0.857＝85.7% 14n 12n＋2n＋2
2n＋2 4 w(H)max＝linm1 ＝ ＝0.25＝25% → 12n＋2n＋2 16
【答案】
(1)CnH2n＋2 (2)85.7%
2．烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增，呈现 6 7 □ ________的变化。如：常温下，其状态由 □ ________态 10 8 9 变到 □ ________态，再变到 □ ________态；沸点逐渐 □ 11 ________，相对密度□________。 12 3．同系物是指：□____________________________。
25%
●变式训练 1．下列性质中，属于烷烃特征性质的是( A．完全燃烧的产物为二氧化碳和水 B．它们几乎不溶于水 C．它们是非电解质 D．分子的通式为CnH2n＋2，与氯气发生取代反应
答案：D
)
点拨：烃类化合物完全燃烧产物均为二氧化碳和水，因 此A不是烷烃的特征性质；烃类化合物几乎不溶于水，都是 非电解质，所以B、C也不正确。
知Biblioteka Baidu点2
同系物与同分异构现象
●思维导图
【答案】
D
【典例2】
已知下列有机物的结构简式：
甲烷：CH4；乙烷：CH3CH3；丙烷：CH3CH2CH3；丁 烷：CH3(CH2)2CH3；戊烷：CH3(CH2)3CH3„„试回答： (1)这类有机物的通式为________； (2)其最大含C量和最大含H量分别是__________、 ____________。
2．下列数值为烃的式量值，其对应的一定为烷烃的是 ( ) A．42 C．128
答案：B
B．44 D．54
点拨：用CnH2n＋2进行解决，Mr＝14n＋2,42对应的是 C3H6,44对应的是C3H8,54对应的是C4H6,128对应的是C9H20， 由于1个C原子和12个H原子的式量相同，所以128也可以是 C10H8，即128对应的不一定是烷烃。 还可以用余数法去求：用烃的相对分子质量除以12，看 128 商和余数。如相对分子质量为128的烃可能的分子式由 ＝ 12 10„„8，所以分子式为C10H8或C9H20。
13 14 4．化合物具有相同的 □ ________，但具有不同 □ ________的现象叫同分异构现象。具有同分异物现象的化合 15 物统称为□________，随着碳原子数目增加，其同分异构体 16 17 的数目 □ ________；同分异构现象是 □ ________的重要原 因之一。
一般程序为：
●典例透析 【典例1】 烃的是( ) (2012· 经典习题选萃)下列有机物中，属于烷
A．CH2===CH2 B．CH3CH2CH2CH2Cl
【解析】
根据烷烃的结构特点进行比较判断。烷烃的
结构特点是碳原子之间全部是单键结合成链状，碳原子的其 余的键全部和氢原子结合。首先就会看出，B项中含有氯原 子，碳原子其余的键不是全部和氢原子结合的，也就是说它 不是烃，就更谈不上烷烃了；A项中不是碳碳单键结合，C项 中不是链状，它们都不是烷烃；D项中碳链上虽然有两个支 链，但它仍属于链状，是完全符合烷烃结构特点的。
4．烷烃的物理性质 随分子中碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高，相对密度 逐渐增大。 (1)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)。 (2)烷烃不溶于水而易溶于有机溶剂。 (3)当碳原子数相同时，一般支链越多，沸点越低。如沸 点：正丁烷＞异丁烷、正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。
5．烷烃的化学性质 烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，在空气中能 点燃，光照下能与氯气发生取代反应。 (1)氧化反应 燃烧通式为： 3n＋1 点燃 CnH2n＋2＋ O2――→nCO2＋(n＋1)H2O 2 烷烃都不能被酸性KMnO4溶液氧化。烷烃完全燃烧时， n(H2O)－n(CO2)＝1