2020-2021學(xué)年人教版必修2第3章第1節(jié)簡單的有機(jī)化合物-甲烷第2課時(shí)課件(79張)

第2課時(shí)烷烴一、烷烴1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):碳碳單鍵氫原子2.通式:____________3.物理性質(zhì):(1)遞變規(guī)律(隨碳原子數(shù)n遞增)。(2)相似性:烷烴均___溶于水,相對密度均小于1。CnH2n+2(n≥1)難氣態(tài)升高增大4.化學(xué)性質(zhì)(與CH4相似):具體體現(xiàn)穩(wěn)定性烷烴比較穩(wěn)定,在通常情況下跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、酸性高錳酸鉀溶液等都不發(fā)生反應(yīng)氧化反應(yīng)烷烴燃燒通式:_______________________________點(diǎn)燃具體體現(xiàn)取代反應(yīng)烷烴能與氯氣等鹵素單質(zhì)光照時(shí)發(fā)生取代反應(yīng),如乙烷與氯氣光照時(shí)生成一氯乙烷的化學(xué)反應(yīng)方程式為______________________

光C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl5.習(xí)慣命名法:(1)表示。碳原子數(shù)(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁__________________n>10相應(yīng)漢字?jǐn)?shù)字戊己庚辛壬癸(2)碳原子個(gè)數(shù)相同時(shí),用___________來區(qū)別。(3)舉例。C6H14命名為_____;C18H38命名_______;C4H10的兩種分子:CH3CH2CH2CH3命名為_______;

命名為_______。正、異、新己烷十八烷正丁烷異丁烷二、同系物1.概念:結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)___原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。2.實(shí)例:CH4與CH3CH2CH(CH3)2(異戊烷)屬于同系物;CH3OH(甲醇)與CH3CH2OH(乙醇)屬于同系物。CH2三、同分異構(gòu)體1.概念:像正戊烷和異戊烷這樣,化合物具有相同的_______而具有不同的_________的現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。2.實(shí)例:CH3CH2CH2CH3和互為同分異構(gòu)體。分子式分子結(jié)構(gòu)____________【預(yù)習(xí)自測】1.下列物質(zhì)在常溫常壓下為液體的是(

)A.甲烷B.一氯甲烷C.乙烷D.乙醇【解析】選D。甲烷、乙烷是小分子烴,分子間作用力小,常溫常壓下為氣態(tài),故A、C錯誤;一氯甲烷屬于鹵代烴,但分子間作用力小,常溫常壓下為氣態(tài),故B錯誤;乙醇分子間存在氫鍵,分子間作用力較強(qiáng),常溫常壓下為液態(tài),故D正確。2.如圖中的小球代表碳原子,棍代表碳碳單鍵,每個(gè)碳原子的剩余價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合,則兩分子的關(guān)系為(

)

A.同系物B.同分異構(gòu)體C.同位素D.同素異形體【解析】選B。由圖示可知二者的分子式均為C4H10,但結(jié)構(gòu)不同,故互為同分異構(gòu)體。而同系物的分子式必然不同,同位素的研究對象是核素,同素異形體的研究對象為單質(zhì)。3.下列物質(zhì)中不屬于烷烴的是(

)A.CH4 B.C3H8 C.C4H8 D.C5H12【解析】選C。由烷烴的通式CnH2n+2可知,丁烷應(yīng)為C4H10。4.正丁烷與異丁烷互為同分異構(gòu)體是因?yàn)?

)A.具有相似的化學(xué)性質(zhì)B.具有不同的物理性質(zhì)C.分子式相同D.分子式相同,但分子內(nèi)碳原子的連接方式不同【解析】選D。分子式相同,但結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)互為同分異構(gòu)體,同分異構(gòu)體空間結(jié)構(gòu)不同,化學(xué)性質(zhì)也不一定相似,物理性質(zhì)不相同。知識點(diǎn)一同系物的判斷方法【核心突破】1.判斷標(biāo)準(zhǔn)——“同類不同碳”:2.同系物的理解——“一相似兩同一不同”:(1)組成結(jié)構(gòu)相似。即化學(xué)鍵類型相似,分子中各原子的結(jié)合方式相似。對烷烴而言就是指碳原子之間通過共價(jià)單鍵相連,其余價(jià)鍵全部結(jié)合氫原子。例如,和CH3CH2CH2CH2CH2CH3,前者有支鏈,而后者無支鏈,結(jié)構(gòu)不盡相同,但兩者的碳原子均以單鍵結(jié)合成鏈狀,結(jié)構(gòu)相似。(2)組成元素相同。同系物的結(jié)構(gòu)相似,組成元素必然相同。例如,C2H6和C2H6O因?yàn)榻M成元素不相同,所以不可能是同系物。(3)通式必然相同。但符合同一通式,且分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)也不一定是同系物,如CH2＝CH2(乙烯)和(環(huán)丙烷)。

(4)組成必須不同。同系物組成上相差n個(gè)CH2原子團(tuán)。①同系物一定具有不同的碳原子數(shù)(或分子式)。②同系物一定具有不同的相對分子質(zhì)量(相差14n)?！就卣股罨?1)同系物必須是“有機(jī)化合物”。(2)分子組成差n個(gè)CH2的有機(jī)物,不一定是同系物。如CH2＝CH2(分子式為C2H4)和(分子式為C6H12)不是同系物。(3)互為同系物的分子中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能相同,也可能不相同?！舅季S診斷】(1)有機(jī)物CH3CH2CH2CH3和二者屬于同系物嗎?提示:不是。二者的分子式相同,且都屬于烷烴,二者屬于同分異構(gòu)體。(2)已知存在分子式為C2H4和C4H8的兩種烴,它們碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,二者屬于同系物嗎?

提示:不一定。無法確定二者的結(jié)構(gòu),所以無法判斷類別,即無法判斷是否屬于同系物。例如,C4H8的結(jié)構(gòu)可能是或CH2＝CH—CH2—CH3,所以無法確定二者是否屬于同系物?！镜漕}通關(guān)】【典例】(2019·成都高一檢測)下列各組物質(zhì)中一定互為同系物的是(

)A.C3H4

C5H12B.C3H8

C5H12C.CH3—CH2—CH2—CH3

D.C2H5Cl

C3H6Cl2【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)同系物的結(jié)構(gòu)相似但碳原子個(gè)數(shù)不同。(2)同系物分子組成上相差一個(gè)或幾個(gè)CH2原子團(tuán),但分子組成相差一個(gè)或幾個(gè)CH2原子團(tuán)的有機(jī)物不一定是同系物?！窘馕觥窟xB。C3H4和C5H12、C2H5Cl和C3H6Cl2都不是相差若干個(gè)“CH2”原子團(tuán),故不屬于同系物,A、D錯誤;C3H8和C5H12符合通式CnH2n+2(n≥1)屬于烷烴,組成上相差2個(gè)“CH2”原子團(tuán),屬于同系物,B正確;C項(xiàng)中兩種分子式相同,二者屬于同分異構(gòu)體,C錯誤?！具^關(guān)訓(xùn)練】1.(2020·?？诟咭粰z測)下列物質(zhì)一定不是甲烷的同系物的是(

)A.C6H6

B.C2H6

C.C5H12

D.C17H36【解析】選A。C6H6是苯,屬于芳香烴,不是甲烷的同系物,A正確;C2H6結(jié)構(gòu)與甲烷相似,在分子組成上與甲烷相差1個(gè)CH2原子團(tuán),屬于同系物,B錯誤;C5H12結(jié)構(gòu)與甲烷相似,在分子組成上與甲烷相差4個(gè)CH2原子團(tuán),屬于同系物,C錯誤;C17H36結(jié)構(gòu)與甲烷相似,在分子組成上與甲烷相差16個(gè)CH2原子團(tuán),屬于同系物,D錯誤。2.(2019·長春高一檢測)下列各組物質(zhì)中,屬于同系物的是(

)A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【解析】選B。同系物是結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)。A項(xiàng),①和③分子式相同結(jié)構(gòu)不同,二者是同分異構(gòu)體,錯誤;B項(xiàng),①和④都屬于烷烴,分子式不同,在分子組成上相差2個(gè)CH2原子團(tuán),因此互稱同系物,正確;C項(xiàng),②是乙醇,③是烷烴,結(jié)構(gòu)不相似,因此不可能是同系物,錯誤;D項(xiàng),②是乙醇,④是烷烴,結(jié)構(gòu)不相似,因此不可能是同系物,錯誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列4組數(shù)字,代表有機(jī)物的4個(gè)同系物相對分子質(zhì)量的是(

)A.16、32、48、64B.16、17、18、19C.16、30、44、58D.16、28、40、52【解析】選C。同系物的相對分子質(zhì)量相差14或14的倍數(shù)。2.關(guān)于CH4、C2H6和的敘述正確的是(

)A.均能用分子通式CnH2n+2來表示B.與所有烷烴互為同素異形體C.因?yàn)樗鼈兘Y(jié)構(gòu)相似,所以它們的化學(xué)性質(zhì)相似,物理性質(zhì)相同D.常溫下它們都是氣態(tài)烷烴【解析】選A。A項(xiàng),因三者均為烷烴,都符合通式CnH2n+2;B項(xiàng),它們與其他烷烴互為同系物而不是同素異形體;C項(xiàng),化學(xué)性質(zhì)相似,但物理性質(zhì)不同;D項(xiàng),碳原子數(shù)小于或等于4的烷烴常溫下是氣體。知識點(diǎn)二同分異構(gòu)體的判斷和烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法【核心突破】1.同分異構(gòu)體的判斷方法——“一同一不同”:(1)分子式必須相同。注意是分子式相同,不是相對分子質(zhì)量相同。相對分子質(zhì)量相同、結(jié)構(gòu)不同的化合物不一定是同分異構(gòu)體。如C2H4O和CO2;C2H4和CO;C8H18和C17H14O等。(2)結(jié)構(gòu)不同。注意從兩個(gè)方面考慮,一是原子或原子團(tuán)的連接順序不同,二是原子的空間排列不同。2.烷烴同分異構(gòu)體的書寫——減碳鏈法:(1)遵循的原則。主鏈由長到短,支鏈由整到散;位置由心到邊,排列對(位)鄰(位)到間(位)。(2)書寫的步驟。①先寫出碳原子數(shù)最多的主鏈。②寫出少一個(gè)碳原子的主鏈,另一個(gè)碳原子作為甲基(—CH3)接在主鏈某碳原子上。

③寫出少兩個(gè)碳原子的主鏈,另兩個(gè)碳原子作為乙基(—CH2CH3)或兩個(gè)甲基(—CH3)接在主鏈碳原子上,以此類推。(3)實(shí)例(以C6H14為例)。a.將分子中全部碳原子連成直鏈作為母鏈C—C—C—C—C—C

b.從母鏈一端取下一個(gè)碳原子作為支鏈(即甲基),依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)的各個(gè)碳原子上,此時(shí)碳骨架有兩種:注意:不能連在①位和⑤位上,否則會使碳鏈變長,②位和④位等效,只能用一個(gè),否則重復(fù)。c.從母鏈上取下兩個(gè)碳原子作為一個(gè)支鏈(即乙基)或兩個(gè)支鏈(即2個(gè)甲基)依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)的各個(gè)碳原子上,此時(shí)碳骨架結(jié)構(gòu)有兩種:②位或③位上不能連乙基,否則會使碳鏈變長。所以C6H14共有5種同分異構(gòu)體。【拓展深化】(1)互為同分異構(gòu)體的一般為有機(jī)物之間,但無機(jī)物與有機(jī)物之間也可為同分異構(gòu)體,如CO(NH2)2與NH4CNO。(2)烷烴中甲烷、乙烷和丙烷沒有同分異構(gòu)體,從丁烷開始出現(xiàn)同分異構(gòu)體。(3)書寫同分異構(gòu)體時(shí)一定要做到“有序”和“等效”,即思維的有序性和碳原子的等效性,避免遺漏和重復(fù)。同時(shí)要注意總結(jié)規(guī)律,如:①烴的一元取代物種類數(shù)等于烴中等效氫原子的種類數(shù),②一種烴如果有m個(gè)氫原子,那么它的n元取代物與(m-n)元取代物種類相等?！舅季S診斷】(1)的一氯代物有多少種?

的一氯代物有多少種?提示:1、2。中的氫原子完全相同,故其一氯代物只有1種;中有2種氫原子,即一氯代物有2種,即、。(2)已知丁烷(C4H10)有正丁烷和異丁烷兩種同分異構(gòu)體。則C4H9Cl有多少種結(jié)構(gòu)?提示:4種。因?yàn)槎』?-C4H9)有4種,所以C4H9Cl也有4種結(jié)構(gòu)。

【典題通關(guān)】【典例】(2020·德州高一檢測)下列烴分子中,進(jìn)行一氯取代反應(yīng)后,只能生成三種沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物的是(

)A.(CH3)2CHCH2CH2CH3B.(CH3)2CHCH3C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)明確等效氫的判斷方法。(2)學(xué)會應(yīng)用等效氫判斷同分異構(gòu)體的數(shù)目?！窘馕觥窟xD。某烴發(fā)生氯代反應(yīng)后,只能生成三種沸點(diǎn)不同的一氯代物,則說明該有機(jī)物的一氯代物有3種;根據(jù)等效氫原子來判斷各烴中氫原子的種類,有幾種類型的氫原子就有幾種一氯代物,據(jù)此進(jìn)行解答。(CH3)2CHCH2CH2CH3中有5種位置不同的氫,所以其一氯代物有5種,能生成5種沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物,故A錯誤;(CH3)2CHCH3中有2種位置不同的氫,所以其一氯代物有2種,能生成2種沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物,故B錯誤;(CH3)2CHCH(CH3)2含有2種等效氫,所以能生成2種沸點(diǎn)不同的有機(jī)物,故C錯誤;(CH3)3CCH2CH3中有3種位置不同的氫,所以其一氯代物有3種,能生成3種沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物,故D正確?！狙由焯骄俊款}目中給出的有機(jī)物都是烷烴嗎?屬于同分異構(gòu)體的是哪幾項(xiàng)?提示:都是烷烴。其中A、C和D屬于同分異構(gòu)體,分子式都是C6H14。【過關(guān)訓(xùn)練】1.(2020·安慶高一檢測)互為同分異構(gòu)體的一組物質(zhì)是(

)A.金剛石和石墨B.O和OC.CH2＝CH2和CH3CH3D.CH3CH2CH2CH3和

【解析】選D。金剛石和石墨是碳元素組成的性質(zhì)不同的單質(zhì),互為同素異形體,A項(xiàng)錯誤;O和O是質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同的原子,屬于同位素,B項(xiàng)錯誤;CH2＝CH2和CH3CH3分子式不同、結(jié)構(gòu)不同,不是同分異構(gòu)體,C項(xiàng)錯誤;CH3CH2CH2CH3和分子式相同,結(jié)構(gòu)不同,屬于同分異構(gòu)體,D項(xiàng)正確。2.(2020·泰安高一檢測)某烷烴相對分子質(zhì)量為72,跟氯氣反應(yīng)生成的一氯代物只有一種,該烷烴的結(jié)構(gòu)簡式是(

)【解析】選D。根據(jù)烷烴的通式,求出此烷烴的分子式為C5H12,一氯代物只有一種,說明只有一種氫原子,故選項(xiàng)D正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2020·泉州高一檢測)下列說法正確的是(

)A.所有的烷烴,彼此都是同系物B.兩種化合物的組成元素相同,各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同,二者一定是同分異構(gòu)體C.相對分子質(zhì)量相同的幾種化合物,一定是同分異構(gòu)體D.組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,且相對分子質(zhì)量也相同的不同化合物,一定互為同分異構(gòu)體【解析】選D。含有相同碳原子數(shù)的烷烴,分子式相同,屬于同分異構(gòu)體,不屬于同系物,A項(xiàng)錯;若兩種化合物的組成元素相同,各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同,則它們的最簡式相同。最簡式相同的化合物可能是同分異構(gòu)體,也可能不是同分異構(gòu)體,如CH3CH2CH2CH3與屬于同分異構(gòu)體,而CH2＝CH2與不是同分異構(gòu)體,B項(xiàng)錯;相對分子質(zhì)量相同的物質(zhì)很多,如H3PO4和H2SO4,但它們不是同分異構(gòu)體,C項(xiàng)錯;當(dāng)不同化合物的相對分子質(zhì)量相同,其組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,其分子式一定相同,這樣的化合物一定是同分異構(gòu)體,D項(xiàng)正確。2.下列分子只表示一種物質(zhì)的是(

)A.C3H7Cl

B.C3H8

C.C5H12

D.C4H10【解析】選B。C3H8分子中有2種不同位置的H,因此C3H7Cl有2種不同的結(jié)構(gòu),表示兩種物質(zhì),A錯誤;C3H8只能表示丙烷,B正確;C5H12分子中有3種不同的結(jié)構(gòu),表示三種物質(zhì),C錯誤;C4H10分子有2種不同的結(jié)構(gòu),即正丁烷和異丁烷,因此表示兩種物質(zhì),D錯誤。烷烴分子式的確定方法核心素養(yǎng)：能從不同視角對紛繁復(fù)雜的化學(xué)變化進(jìn)行分類研究，逐步揭示各類變化的特征和規(guī)律?！炯挤ㄖ笇?dǎo)】1.直接法:直接求算出1mol烷烴中各元素原子的物質(zhì)的量即可推出烷烴的分子式,如給出一定條件下的密度(或相對密度)以及各元素的質(zhì)量比求算分子式的途徑為密度(相對密度)→摩爾質(zhì)量→1mol烷烴中碳、氫原子的物質(zhì)的量→分子式。2.最簡式法:根據(jù)分子式為最簡式的整數(shù)倍,因此利用相對分子質(zhì)量和最簡式量可確定其分子式。即N(C)∶N(H)=∶=a∶b(最簡整數(shù)比)。最簡式為CaHb,則分子式為(CaHb)n,n=(M為烷烴的相對分子質(zhì)量,12a+b為最簡式量)。3.商余法:烷烴的通式為CnH2n+2,相對分子質(zhì)量為14n+2,即用烷烴的相對分子質(zhì)量除以14,若余數(shù)為2,即=x…2(M為烷烴的相對分子質(zhì)量),則為含x個(gè)碳原子的烷烴(CxH2x+2)。4.化學(xué)方程式法:寫出烴(CxHy)燃燒生成CO2和H2O的化學(xué)方程式:CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,根據(jù)化學(xué)方程式,結(jié)合已知條件可寫出烴的分子式?！炯磿r(shí)應(yīng)用】1.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將2.24L某氣態(tài)烷烴在20L過量O2中完全燃燒，將生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到40g