高中化學(xué)選擇性必修三 第2章 第1節(jié) 烷烴 講義

1、第二章 烴第一節(jié)烷 烴學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.知道烷烴的物理性質(zhì)的變化與分子中碳原子數(shù)目的關(guān)系。2.認識烷烴的結(jié)構(gòu)特征，能以典型代表物為例，理解烷烴的化學(xué)性質(zhì)。3.了解烷烴的命名規(guī)則，會對烷烴進行命名。教學(xué)過程一、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1烷烴的結(jié)構(gòu)特點(1)典型烷烴分子結(jié)構(gòu)的分析名稱結(jié)構(gòu)簡式分子式碳原子的雜化方式分子中共價鍵的類型甲烷CH4CH4sp3CH 鍵乙烷CH3CH3C2H6sp3CH 鍵、CC 鍵丙烷CH3CH2CH3C3H8sp3CH 鍵、CC 鍵正丁烷CH3CH2CH2CH3C4H10sp3CH 鍵、CC 鍵正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3C5H12sp3CH 鍵、CC 鍵(2)烷烴的結(jié)構(gòu)特點

2、烷烴的結(jié)構(gòu)與甲烷相似，分子中的碳原子都采取sp3雜化，以伸向四面體四個頂點方向的sp3雜化軌道與其他碳原子或氫原子結(jié)合，形成鍵。分子中的共價鍵全部是單鍵。它們在分子組成上的主要差別是相差一個或若干個CH2原子團。像這些結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物稱為同系物。同系物可用通式表示。鏈狀烷烴的通式：CnH2n2(n1)。2烷烴的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)閱讀教材表21并結(jié)合你已學(xué)知識內(nèi)容，填寫下表：物理性質(zhì)變化規(guī)律狀態(tài)烷烴常溫下存在的狀態(tài)由氣態(tài)逐漸過渡到液態(tài)、固態(tài)。當(dāng)碳原子數(shù)小于或等于4時，烷烴在常溫下呈氣態(tài)溶解性都難溶于水，易溶于有機溶劑熔、沸點隨碳原子數(shù)的增加，熔、沸點逐漸升

3、高，同種烷烴的不同異構(gòu)體中，支鏈越多，熔、沸點越低密度隨碳原子數(shù)的增加，密度逐漸增大，但比水的小(2)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性：常溫下烷烴很不活潑，與強酸、強堿、強氧化劑、溴的四氯化碳溶液等都不發(fā)生反應(yīng)。烷烴之所以很穩(wěn)定，是因為烷烴分子中化學(xué)鍵全是鍵，不易斷裂。特征反應(yīng)取代反應(yīng)烷烴可與鹵素單質(zhì)在光照下發(fā)生取代反應(yīng)生成鹵代烴和鹵化氫。如乙烷與氯氣反應(yīng)生成一氯乙烷，化學(xué)方程式為CH3CH3Cl2eq o(,sup7(光照)CH3CH2ClHCl。之所以可以發(fā)生取代反應(yīng)，是因為CH有極性，可斷裂，CH3CH2Cl會繼續(xù)和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，生成更多的有機物。氧化反應(yīng)可燃性烷烴燃燒的通式為CnH2n2eq f(

4、3n1,2)O2eq o(,sup7(點燃)nCO2(n1)H2O。如辛烷的燃燒方程式為2C8H1825O2eq o(,sup7(點燃)16CO218H2O。二、烷烴的命名1烴基2習(xí)慣命名法烷烴(CnH2n2，n1)n值11010以上習(xí)慣名稱：某烷甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸漢字數(shù)字同分異構(gòu)體數(shù)目較少時“正”“異”“新”區(qū)別如C5H12的同分異構(gòu)體有3種，用習(xí)慣命名法命名分別為CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷、異戊烷、新戊烷。3系統(tǒng)命名法(1)選主鏈eq blcrc (avs4alco1(最長：含碳原子數(shù)最多的碳鏈作主鏈,最多：當(dāng)有幾條不同的碳鏈含碳原子數(shù)相同時，選擇連有取代基數(shù)

5、目多的碳鏈為主鏈)(2)編序號eq blcrc (avs4alco1(最近：從離取代基最近的一端開始編號,最簡：若有兩個不同支鏈且分別處于主鏈兩端同等距離，則從簡單的一端開始編號,最小：取代基編號位次之和最小)(3)注意事項取代基的位號必須用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。相同取代基要合并，必須用漢字數(shù)字表示其個數(shù)。多個取代基位置間必須用逗號“，”分隔。位置與名稱間必須用短線“-”隔開。若有多種取代基，必須簡單寫在前，復(fù)雜寫在后。例如，下圖所示有機化合物的命名：課時訓(xùn)練1下列說法正確的是ASO2和SO3互為同素異形體BCH3OH和CH3OCH3互為同系物C1H+和2H+互為同位素DC2H4和C2H2均不存在同

6、分異構(gòu)現(xiàn)象2下列物質(zhì)中，屬于乙醇(CH3CH2OH)的同系物的是ACH3OHBHOCH2CH2OHCD3下列反應(yīng)中，光照對反應(yīng)幾乎沒有影響的是A氯氣與氫氣反應(yīng)B濃硝酸分解C甲烷與氧氣反應(yīng)D甲烷與氯氣反應(yīng)4下列關(guān)于烷烴的說法不正確的是AC4H10有兩種不同的結(jié)構(gòu)B烷烴同系物的密度隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增多而逐漸增大C烷烴可以與氯水發(fā)生取代反應(yīng)而使其褪色D烷烴在較高溫度下會發(fā)生分解5下列說法正確的是 A的空間構(gòu)型是正四面體B甲醇和丙三醇是同系物C質(zhì)譜儀可用于測定有機反應(yīng)機理D正丁烷與異丁烷可用核磁共振氫譜法鑒別6下列烷烴在光照下與氯氣反應(yīng)，生成一氯代烴種類最多的是ACH3CH3BCH3CH2CH3CD

7、CH3CH2CH2CH2CH37下列說法不正確的是A分子式為C3H8與C6H14的兩種有機物一定互為同系物B同分異構(gòu)體之間一定不互為同系物C互為同系物的兩種有機物相對分子質(zhì)量數(shù)值一定相差14D結(jié)構(gòu)簡式為的烴，分子中含有兩個苯環(huán)的該烴的同分異構(gòu)體為3種8下列關(guān)系正確的是A含氫量：苯乙烯甲烷B密度：H 2O 溴苯 苯C沸點：戊烷2-甲基丁烷2,2-二甲基丙烷D等質(zhì)量的下列物質(zhì)燃燒耗O 2量：乙炔乙烯乙烷9I.如圖所示，U型管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1：4)的混和氣體，假定氯氣在水中溶解度可以忽略。將該裝置放置在有光亮的地方，讓混和氣體緩慢地反應(yīng)一段時間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣充分反

8、應(yīng)，且只產(chǎn)生一種有機物，請寫出化學(xué)方程式_。(2)經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，U型管右端的玻璃管中水柱變化是_。A升高 B降低 C不變 D無法確定(3)試解釋U型管右端的玻璃管中水柱變化的原因_。.(4)相對分子質(zhì)量為72的烷烴的分子式是_，它可能的結(jié)構(gòu)有_種。10有機物的結(jié)構(gòu)式中，四價的碳原子以一個、兩個、三個或四個單鍵分別連接一、二、三或四個其它碳原子時，被分別稱為伯、仲、叔或季碳原子。若其數(shù)目分別用a、b、c、d表示：(1)對烷烴(除甲烷外)，下列說法正確的是_。Aa的數(shù)目與b的數(shù)目的大小無關(guān) Bc增加1，a就會增加3Cd增加1，a就會增加2 Db增加1，a就會增加2(2)若某烷烴分子中，b=

9、c=d=1則滿足此條件的該分子的結(jié)構(gòu)可能有_種，寫出其中一種的名稱_。(3)人們在對烷烴分子空間結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)某一系列的烷烴分子只有一種一鹵取代物。如：這一系列具有一定的規(guī)律性，當(dāng)一種烴分子的H全部被CH3取代后，它的一鹵代物異構(gòu)體數(shù)目不變。試回答：請寫出上一系列第4種烷烴的化學(xué)式_。請寫出上一系列所有烷烴化學(xué)式的通式_。答案解析1D【詳解】A由同一元素構(gòu)成的不同單質(zhì)互為同素異形體，同素異形體的研究對象為單質(zhì)，而SO2和SO3是化合物，二者不互為同素異形體，故A錯誤； B結(jié)構(gòu)相似，類別相同，在分子組成上相差一個或多個“-CH2-”原子團的有機物互為同系物，CH3OH和CH3OCH3類別不同，

10、結(jié)構(gòu)不相似，不互為同系物，故B錯誤；C具有相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)(或不同質(zhì)量數(shù))同一元素的不同核素互為同位素，同位素的研究對象為原子，1H+和2H+是氫元素的離子，不互為同位素，故C錯誤；D分異構(gòu)體是指的分子式相同但結(jié)構(gòu)不同的化合物，C2H4和C2H2均不存在分子式相同結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)，因此沒有同分異構(gòu)現(xiàn)象，故D正確；答案選D。2A【詳解】ACH3OH含有1個羥基，甲基為烷基，屬于乙醇的同系物，故A正確； B乙二醇含有兩個羥基，因此不是乙醇的同系物，故B錯誤；C的烴基不是飽和的烷基，不屬于乙醇的同系物，故C錯誤；D的烴基不是飽和的烷基，不屬于乙醇的同系物，故D錯誤；故答案為A。3C【詳解】A氯氣

11、與氫氣可在光照或點燃條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成氯化氫，故A不選；B 濃硝酸具有不穩(wěn)定性，在光照條件下發(fā)生分解反應(yīng)，生成二氧化氮、氧氣和水，故B不選；C甲烷與氧氣在點燃的條件下反應(yīng)，光照條件下不反應(yīng)，故C選；D光照條件下，氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等有機物和氯化氫，故D不選； 答案選C。4C【詳解】AC4H10有、兩種不同的結(jié)構(gòu)，A正確；B烷烴同系物的密度隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增多而逐漸增大，B正確；C烷烴需要與氯氣在光照或者加熱才能發(fā)生取代反應(yīng)，與氯水不發(fā)生取代反應(yīng)，C錯誤；D烷烴在較高溫度下會發(fā)生裂化或者裂解等分解反應(yīng)，D正確；答案選C。5D【詳解】A中C-H鍵

12、的鍵長與C-Cl鍵不相同，因此是四面體構(gòu)型而非正四面體，故A錯誤；B甲醇(CH3OH)和丙三醇()中所含羥基數(shù)不一致，二者不互為同系物，故B錯誤；C質(zhì)譜能夠快速、精確地測定有機物的相對分子質(zhì)量，無法確定反應(yīng)過程中官能團或原子團的變化，因此無法測定有機反應(yīng)機理，故C錯誤；D正丁烷()中含有2種不同化學(xué)環(huán)境氫原子，且二者比例為2：3，異丁烷()中含有2種不同化學(xué)環(huán)境氫原子，且二者比例為1：9，因此可用核磁共振氫譜法鑒別，故D正確；綜上所述，說法正確的是D項，故答案為D。6C【詳解】ACH3CH3分子中含有1種位置不同的氫原子，則生成的一氯代物只有1種； BCH3CH2CH3分子中含有2種位置不同的

13、氫原子，則生成的一氯代物只有2種； C分子中只含有4種位置不同的氫原子，則生成的一氯代物只有4種；DCH3CH2CH2CH2CH3分子中含有3種位置不同的氫原子，則生成的一氯代物只有3種；生成一氯代物數(shù)目最多的為C；答案選C。7C【詳解】A分子式為C3H8與C6H14的兩種有機物一定都是飽和鏈狀烷烴，二者分子式相差3個CH2，因此二者互為同系物，故A正確；B同分異構(gòu)體之間的分子式相同，而同系物的分子式之間一定相差n個CH2(n為正整數(shù))，所以同分異構(gòu)體之間一定不互為同系物，故B正確；C同系物是指結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差若干個“CH2”原子團的有機化合物，所以互為同系物的兩種有機物相對分子質(zhì)量數(shù)值

14、一定相差14n(n為正整數(shù))，故C錯誤；D的含有兩個苯環(huán)的該烴的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式為：、，共3種，故D正確；綜上所述，說法不正確的是C項，故答案為C。8C【詳解】A苯、乙烯、甲烷分子中C、H原子數(shù)目之比為：1：1、1：2、1：4，所以氫的質(zhì)量分數(shù)：苯乙烯甲烷，A錯誤；B溴苯的密度大于水，苯的密度小于水，則密度：溴苯H2O苯，B錯誤；C戊烷、2，2-二甲基丙烷、2-甲基丁烷互為同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔沸點越低，則沸點戊烷2-甲基丁烷2，2-二甲基丙烷，C正確；D乙烷為C2H6、乙烯為C2H4、乙炔為C2H2，4gH消耗1mol氧氣，12gC消耗1mol氧氣，含氫量越大，消耗氧氣越多，則耗氧量乙烷

15、乙烯乙炔，D錯誤。答案選C。9CH4+4Cl2CCl4+4HCl B 左端密封的混合氣體，在反應(yīng)中總的氣體的物質(zhì)的量逐漸減少和生成的HCl氣體極易溶于水，導(dǎo)致左端密封的氣體壓強小于外界壓強 C5H12 3 【詳解】I. (1)甲烷與氯氣充分反應(yīng)后，生成四氯化碳和氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4+4Cl2CCl4+4HCl。(2)經(jīng)過幾個小時的反應(yīng)后，由于總的氣體的物質(zhì)的量逐漸減少和生成的HCl氣體極易溶于水，導(dǎo)致左端氣柱壓強變小，在氣壓作用下，則左端液面上升，右端玻璃管中的頁面下降。故答案選B。(3) U型管右端的玻璃管中水柱變化的原因是因為左端密封的混合氣體，在反應(yīng)中總的氣體的物質(zhì)的量逐漸減

16、少和生成的HCl氣體極易溶于水，導(dǎo)致左端密封的氣體壓強小于外界壓強，故出現(xiàn)左端液面上升，右端玻璃管中液面下降。. (4)根據(jù)烷烴的通式CnH2n+2，分子量是72的烷烴其含有的碳原子數(shù)是5，氫原子數(shù)是12，則其分子式為C5H12，其同分異構(gòu)體有3種，分別是正戊烷，異戊烷，新戊烷。10AC 3 2，2，3-三甲基戊烷 (或2，2，4-三甲基戊烷、2，3，3-三甲基戊烷) C53H108 CH (n1，且為正整數(shù)) 【詳解】(1)A根據(jù)題意，伯碳原子a有3個H，仲碳原子b有2個H，叔碳原子c有1個H，季碳原子d沒有H，對于烷烴(CnH2n+2)而言，以下等式成立：3a+2b+c=2(a+b+c+d

17、)+2，故a=c+2d+2，所以無論b是多少(即有多少個仲碳原子)，a的數(shù)目都沒有影響，故A正確；B根據(jù)a=c+2d+2可知，c增加1，a就會增加1，故B錯誤；C由于a=c+2d+2可知，d增加1，a就會增加2，故C正確；D根據(jù)A的分析可知，b增加1，a不變，故D錯誤；故答案為：AC；(2)由b=c=d=1得，a=a=c+2d+2=5，即-CH3有5個，其余各有一個，符合此條件的烷烴的結(jié)構(gòu)有3種：CH3CH2C(CH3)2CH(CH3)CH3，名稱為：2，3，3-三甲基戊烷；CH3CH2CH(CH3)C(CH3)2CH3，名稱為：2，2，3-三甲基戊烷；CH3CH(CH3)CH2C(CH3)2CH3，名稱為：2