2020学年高中化学专题3有机化合物的获得与应用第1单元化石燃料与有机化合物第2课时教学案

第2课时

烷 烃

[学习目标定位] 1.了解烷烃的组成、结构、通式。2.认识烷烃的物理性质和化学性质。3.掌握同系物、同分异构体的概念并会判断是否为同分异构体或同系物。 一、烷烃

1．下面是乙烷、丙烷、丁烷的结构式。 乙烷 丙烷

丁烷

回答下列问题：

(1)每个碳原子形成4个共价键。

(2)烃分子中，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子的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”，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。

(3)烷烃的通式为C n H 2n ＋2(n ≥1且n 为整数)。烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃中的碳原子空间构型是折线形或锯齿状。 2．烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的增多，呈规律性的变化。如 (1)常温下其状态由气态变到液态又变到固态，熔、沸点逐渐升高。 (2)相对密度逐渐增大。

(3)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．物质的组成、结构决定物质的性质，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)燃烧。如丙烷的燃烧：CH 3CH 2CH 3＋5O 2――→点燃

3CO 2＋4H 2O 。

(2)取代反应。如光照条件下，乙烷与氯气发生取代反应(只要求写一氯取代)：CH 3CH 3＋Cl 2――→光CH 3CH 2Cl ＋HCl 。

该反应中的化学键变化情况：断裂C —H 键和Cl —Cl 键，形成C —Cl 键和H —Cl 键。 (3)用通式表示烷烃的完全燃烧及卤代反应(用X 2表示)： ①C n H 2n ＋2＋3n ＋12

O 2――→点燃n CO 2＋(n ＋1)H 2O ；

②C n H 2n ＋2＋X 2――→光

C n H 2n ＋1X ＋HX ，C n H 2n ＋1X 可与X 2继续发生取代反应。 1．下列说法正确的是( ) A ．饱和烃就是烷烃

B ．随着碳原子数的递增，烷烃的熔、沸点逐渐降低

C ．取代反应中可能有单质生成

D ．任何烷烃分子都不可能为平面结构 答案 D

解析 饱和链烃是烷烃，随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高，据CH 4的分子结构可知，烷烃分子不可能是平面结构，A 、B 错误，D 正确；由取代反应的定义可知C 错误。

2．下列关于CH 4和

的叙述正确的是( )

A ．均能用C n H 2n ＋2组成通式来表示

B ．与所有烷烃互为同素异形体

C ．因为它们的结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同

D ．通常状况下，它们都是气态烷烃 答案 A

解析 B 项，它们与其他碳原子数不同的烷烃互为同系物；C 项，化学性质相似，但物理性质不同；D 项，碳原子数小于或等于4的烷烃及新戊烷在通常状况下是气体。

二、同系物同分异构体

1．填表

甲烷乙烷丙烷

分子式CH4C2H6C3H8

结构简式CH4CH3CH3CH3CH2CH3

根据上表回答下列问题：

(1)相邻烷烃分子在组成上均相差一个CH2原子团。

(2)同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，烷烃同系物的通式为C n H2n＋2。

2．对比两种物质的结构回答下列问题：

CH3—CH2—CH2—CH3

正丁烷异丁烷

(1)分子式均为C4H10，它们不是同系物，二者分子式相同，但结构不相同，正丁烷无支链，异丁烷有支链。

(2)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。具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。

(3)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(×)

(4) 与是否互为同分异构体并说明理由。

答案不是同分异构体，由于二者均为四面体结构，为同一种物质。

(5)用结构简式写出戊烷(C5H12)的同分异构体。

答案CH3CH2CH2CH2CH3

(6)判断下列说法是否正确，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(√)

1.同系物的判断

2．烷烃同分异构体的书写规律

烷烃同分异构体的书写规律可概括为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间。

选择最长的碳链为主链；找出中心对称线；碳原子必须满足四个键；主链上的链端不能接甲基，主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基，否则主链会改变，而容易出现重复结构。

例如，书写戊烷(C5H12)同分异构体的方法：

(1)先写出碳链最长的直链烃：CH3CH2CH2CH2CH3。

(2)从主链上减少一个—CH3作为取代基(支链)，在所得主链上依次移动可能的位置，得

(3)再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基，得

故C5H12的同分异构体共有三种，依次称为正戊烷、异戊烷、新戊烷。

3．下列叙述错误的是( )

A．同系物之间在化学性质上相似

B．同系物不可能是同分异构体

C．同系物之间的物理性质随分子里碳原子数的递增，呈规律性的变化

D．分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质互称为同系物

答案 D

解析分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质不一定互为同系物，还必须为同一类物质时才互为同系物，D项不正确。

4．有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3

②CH3CH2CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH2CH3

④⑤