高中化学专题3常见的烃第一单元脂肪烃第1课时烷烃教学案苏教选修5

第1课时 烷 烃

[目标导航] 1.了解烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。2.能以甲烷为例，理解烷烃的组成、结构和主要化学性质。3.通过回忆甲烷及烷烃的分子结构，初步体会有机物分子结构的特点对性质的影响。

一、烷烃的结构 1.脂肪烃的分类

根据脂肪烃的结构，人们把含有双键或叁键等不饱和键的脂肪烃称为不饱和脂肪烃，简称不饱和烃，主要包括烯烃、炔烃等；把不含不饱和键的脂肪烃称为饱和脂肪烃，简称饱和烃，主要包括烷烃。 2.烷烃的结构与通式

碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都充分利用，达到饱和。通式为CnH2n＋2。 议一议

分子式符合通式CnH2n＋2的两种有机物一定互为同系物吗？

答案 不一定。分子式符合通式CnH2n＋2的有机物，若碳原子数不同，都属于烷烃，结构相似，互为同系物；若碳原子数相同，碳架结构不同，则为同分异构体。 二、烷烃的性质 1.物理性质

(1)熔沸点：随着分子中碳原子数目的增多熔沸点逐渐升高。

(2)密度：随着分子中碳原子数目的增多，密度逐渐增大，但都小于水的密度。 (3)溶解性：烷烃难溶于水，易溶于有机溶剂。 2.化学性质

烷烃的化学性质稳定，常温下不与强酸、强碱、高锰酸钾溶液等发生反应。 (1)氧化反应——可燃性： 烷烃燃烧的通式为CnH2n＋2＋

3n＋1点燃

O2―― →nCO2＋(n＋1)H2O。 2

(2)取代反应：烷烃在光照条件下能与氯气、溴蒸气等发生取代反应。如甲烷与氯气反应生成光照

一氯甲烷的化学方程式为CH4＋Cl2―― →CH3Cl＋HCl。

(3)裂解反应：烷烃在隔绝空气加强热的条件下可以分解成碳原子数较少的烷烃和烯烃。

1

催化剂

如：C4H10――→C2H4＋C2H6， 催化剂C4H10――→CH4＋C3H6。 议一议

1.依据下图分析什么样的烷烃在常温常压下为气态？

答案 碳原子数小于等于4的烷烃为气态，其他的烷烃在常温、常压下一般都为液态或固态(新戊烷在常温常压下为气态)。

2.烷烃的沸点与其分子中所含有的碳原子数之间有怎样的关系？ 答案 随着碳原子数的增多，烷烃的沸点逐渐升高。

3.烷烃燃烧属于氧化反应，是不是只发生氧化反应，没发生还原反应？

答案 不是，任何一个氧化还原反应的氧化反应与还原反应都是同时进行，但在有机反应中主要考虑有机物在氧化还原反应中发生的氧化反应还是还原反应，我们就称该反应为氧化反应或还原反应。

一、烷烃的熔、沸点比较

1.分子中所含碳原子数不同时，分子中碳原子数越多，其沸点越高。 2.碳原子数相同时，分子中支链越多，其沸点越低。 例1 ①丁烷 ②2-甲基丙烷 ③正戊烷 ④2-甲基丁烷 ⑤2,2-二甲基丙烷五种物质的沸点排列顺序正确的是( ) A.①>②>③>④>⑤ B.⑤>④>③>②>① C.③>④>⑤>①>② D.②>①>⑤>④>③

解析 丁烷和2-甲基丙烷碳原子数为4, 正戊烷、2-甲基丁烷、2,2-二甲基丙烷碳原子数为

2

5。2-甲基丙烷含支链，丁烷不含支链，故丁烷沸点高于2-甲基丙烷。2-甲基丁烷含一个支链，2,2-二甲基丙烷含两个支链，正戊烷不含支链，故沸点正戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷>丁烷>2-甲基丙烷。 答案 C

理解感悟 比较烷烃的熔、沸点思维流程

变式训练1 根据以下数据推断丙烷的沸点可能是( )

物质 沸点

A.约－40℃ C.低于－89℃ 答案 A

解析 烷烃的物理性质随分子中碳原子数的增加呈现规律性的变化，熔、沸点逐渐升高，丙烷的沸点介于乙烷和丁烷之间。 二、烷烃的取代反应

1.取代反应是最重要的一类有机反应，判定一个反应是否属于取代反应，最直接的方法就是依据概念判定：有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。 2.取代反应的特征是：分步取代，产物多，所生成的产物一般为混合物。 3.取代反应与置换反应的比较

实例 区别 取代反应 甲烷与氯气反应 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 反应物和生成物不一定有单质 反应受催化剂、温度、光的影响 不一定有电子的转移 有很多是可逆反应 置换反应 锌与稀硫酸反应 一种单质跟一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物、生成物中一定有单质 水溶液中置换反应遵循以强制弱的原则 一定有电子的得失 反应一般单向进行 B.低于－162℃ D.高于＋36℃

甲烷 －162℃ 乙烷 －89℃ 丁烷 －1℃ 戊烷 ＋36℃ 定义 参与物质 反应条件 反应电子得失 反应是否可逆

例2 下列反应属于取代反应的是( )

3

催化剂

A.2CH3CH2OH＋O2――→2CH3CHO＋2H2O △点燃B.CH4＋2O2――→CO2＋2H2O

C.CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br D.CHCl3＋HF―→CHFCl2＋HCl 答案 D

变式训练2 下列化学反应中属于取代反应的是( ) A.CH2Cl2＋Br2―→CHBrCl2＋HBr B.Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 催化剂C.CH2===CH2＋H2O――→CH3CH2OH 浓硫酸D．CH3CH2OH――→CH2===CH2↑＋H2O △答案 A

解析 B项反应不是有机反应，故不是取代反应。C、D不符合取代反应的概念，不是取代反应。

1.下列叙述正确的是( )

A.各元素的质量分数相等的物质一定是同系物 B.具有相同分子通式的不同有机物一定属于同系物 C.同系物之间互为同分异构体

D.两个相邻的同系物的相对分子质量之差为14 答案 D

解析 HCHO与CH3COOH，其各元素的质量分数相同，但不是同系物关系；单烯烃与环烷烃的分子通式相同，但不是同系物关系；同系物之间相差一个或若干个CH2原子团，因而不可能是同分异构体关系。 2.下列说法中正确的是( )

A.烷烃的分子中，所有碳原子不可能位于同一平面上 B.随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐降低 C.随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体数目也增加 D.所有的烷烃之间一定互为同系物 答案 C

解析 烷烃分子中的所有碳原子可能位于同一平面上(如CH3—CH3、CH3CH2CH3)，也可能不都

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