化学 第三章 有机化合物 第一节 有机化合物 最简单的有机化合物—甲烷 第2课时 烷烃 新人教版必修2

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1、第第2 2课时烷烃课时烷烃【新课导入新课导入】 ( (教师用书备用教师用书备用) )【课标要求课标要求】1.1.了解烷烃的概念、通式及结构特点。了解烷烃的概念、通式及结构特点。2.2.了解烷烃的物理性质和化学性质。了解烷烃的物理性质和化学性质。3.3.理解同系物、同分异构体的概念理解同系物、同分异构体的概念, ,并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。知识探究知识探究 梳理知识梳理知识点拨方法点拨方法探究点一烷烃的性质及同系物的判断探究点一烷烃的性质及同系物的判断一、烷烃一、烷烃1.1.烷烃的分子结构烷烃的分子结构一对共用电子对一对共用电子对氢原子氢原子4 4C

2、 Cn nH H2n+22n+22.2.习惯命名法习惯命名法(1)(1)表示表示十八烷十八烷戊戊己己辛辛癸癸(2)(2)当碳原子数相同时当碳原子数相同时, ,用正、异、新来区别如用正、异、新来区别如CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3称为正戊烷称为正戊烷, , 称为称为 , , 称为称为 。异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷3.3.烷烃的性质烷烃的性质(1)(1)物理性质物理性质递变规律递变规律( (随碳原子数随碳原子数n n递增递增) )。当碳原子数相同时当碳原子数相同时, ,一般支链越多一般支链越多, ,沸点越低。如沸点沸点越低。如沸点: :正戊烷正戊烷 异戊烷异戊

3、烷 新新戊烷。戊烷。相似性相似性: :烷烃均不溶于水烷烃均不溶于水, ,易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂, ,相对密度均小于相对密度均小于 。气态气态升高升高增大增大1 1(2)(2)化学性质化学性质( (类似甲烷类似甲烷) )稳定性稳定性: :通常性质稳定通常性质稳定, ,与强酸、强碱、强氧化剂都不反应与强酸、强碱、强氧化剂都不反应。氧化反应氧化反应( (可燃性可燃性):):烷烃都能燃烧烷烃都能燃烧, ,燃烧通式为燃烧通式为 . . 。取代反应取代反应: :烷烃都能与卤素单质在光照下发生取代反应烷烃都能与卤素单质在光照下发生取代反应, ,如如CHCH3 3CHCH3 3与与ClCl2 2在在光照

4、条件下生成一氯代物的化学方程式光照条件下生成一氯代物的化学方程式: : 。思考思考 若乙烷与若乙烷与ClCl2 2在光照条件下发生取代反应在光照条件下发生取代反应, ,得到的产物中物质的得到的产物中物质的量最多的是什么量最多的是什么? ?答案答案: :HClHCl。C Cn nH H2n+22n+2+ O+ O2 2 nCOnCO2 2+ +312n(n+1)H(n+1)H2 2O OCHCH3 3CHCH3 3+Cl+Cl2 2 CHCH3 3CHCH2 2Cl+HClCl+HCl二、同系物二、同系物1.1.概念概念: :结构结构 , ,在分子组成上相差一个或若干个在分子组成上相差一个或若干

5、个 原子原子团的物质互称同系物。团的物质互称同系物。2.2.烷烃同系物烷烃同系物(1)(1)结构相似结构相似: :烷烃同系物碳原子之间通过共价单键相连烷烃同系物碳原子之间通过共价单键相连, ,其余价键全部结其余价键全部结合氢原子合氢原子, ,组成通式符合组成通式符合 。(2)(2)组成上相差组成上相差n n个个 原子团原子团: :同系物一定具有不同的碳原子数同系物一定具有不同的碳原子数, ,相相对分子质量相差对分子质量相差14n(n1)14n(n1)。相似相似CHCH2 2C Cn nH H2n+22n+2CHCH2 2名师点拨名师点拨1.1.同系物判断的思维模型同系物判断的思维模型同同物质属

6、于同一类有机物物质属于同一类有机物似似物质结构相似物质结构相似差差物质分子组成上相差一个或若干个物质分子组成上相差一个或若干个“CHCH2 2”原子团原子团, ,只有同时满足上述只有同时满足上述三个条件的化合物才是同系物关系。三个条件的化合物才是同系物关系。2.2.同系物的组成特点同系物的组成特点(1)(1)一差一差( (分子组成至少相差一个分子组成至少相差一个CHCH2 2原子团原子团););(2)(2)一同一同( (具有相同的通式具有相同的通式););(3)(3)二相似二相似( (结构相似结构相似, ,化学性质相似化学性质相似) )。过关演练过关演练 巩固知识巩固知识提升能力提升能力1.1

7、.烷烃所有的同系物都具有烷烃所有的同系物都具有( ( ) )A.A.相同的相对分子质量相同的相对分子质量B.B.相同的物理性质相同的物理性质C.C.相似的化学性质相似的化学性质D.D.光照条件下可使溴水褪色光照条件下可使溴水褪色C C解析解析: :同系物结构相似同系物结构相似, ,则具有相似的化学性质则具有相似的化学性质,C,C项正确项正确; ;分子组成上相分子组成上相差一个或若干个差一个或若干个CHCH2 2原子团原子团, ,则相对分子质量不同则相对分子质量不同, ,物理性质也不同物理性质也不同,A,A项项和和B B项错误项错误; ;烷烃的化学性质与甲烷相似烷烃的化学性质与甲烷相似, ,在光

8、照条件下与溴单质反应在光照条件下与溴单质反应,D,D项错误。项错误。2.(2.(20172017山东青岛月考山东青岛月考) )下列化学用语正确的是下列化学用语正确的是( ( ) )A.A.结构简式结构简式(CH(CH3 3) )2 2CHCHCHCH3 3既可以表示正丁烷既可以表示正丁烷, ,也可以表示异丁烷也可以表示异丁烷B.B.丙烷分子的比例模型丙烷分子的比例模型: :C.C.甲烷分子的球棍模型甲烷分子的球棍模型: :D.D.乙烷的电子式乙烷的电子式: :D D解析解析: :(CH(CH3 3) )2 2CHCHCHCH3 3只表示异丁烷只表示异丁烷,A,A错误错误;B;B项给出的是丙烷的

9、球棍模型项给出的是丙烷的球棍模型,B,B错错误误;C;C项给出的是甲烷的比例模型项给出的是甲烷的比例模型,C,C错误。错误。3.3.下列各组物质中一定互为同系物的是下列各组物质中一定互为同系物的是( ( ) )A.CHA.CH3 3CH CHCH CH2 2与与B.CB.C3 3H H8 8C C5 5H H1212C.CHC.CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CH(CHCH(CH3 3) )2 2D.CD.C2 2H H5 5ClClC C3 3H H6 6ClCl2 2B B解析解析: :A A项项, ,两者结构不相似两者结构不相似, ,错误错误;B;B项项

10、, ,都符合都符合C Cn nH H2n+22n+2的通式的通式, ,都属于烷烃且都属于烷烃且相差相差nCHnCH2 2, ,正确正确;C;C项项, ,分子式相同分子式相同, ,错误错误;D;D项项, ,分子式相差不是分子式相差不是CHCH2 2, ,错误。错误。探究点二同分异构体的判断和书写探究点二同分异构体的判断和书写知识探究知识探究 梳理知识梳理知识点拨方法点拨方法一、同分异构现象、同分异构体一、同分异构现象、同分异构体1.1.同分异构现象同分异构现象化合物具有相同的化合物具有相同的 , ,但具有不同但具有不同 的现象称为同分异构现象。的现象称为同分异构现象。2.2.同分异构体同分异构体

11、 相同相同, , 不同的不同的 互称为同分异构体。互称为同分异构体。3.3.存在存在同分异构现象广泛存在于有机化合物中同分异构现象广泛存在于有机化合物中, ,也存在于无机物中以及有机物与无也存在于无机物中以及有机物与无机物之间。机物之间。分子式分子式结构结构分子式分子式结构结构化合物化合物4.4.实例实例: : 与与 互为同分异构体互为同分异构体。思考思考 所有的烃都有同分异构体吗所有的烃都有同分异构体吗? ?答案答案: :不是。甲烷、乙烷、丙烷都只有一种结构不是。甲烷、乙烷、丙烷都只有一种结构, ,没有同分异构体。没有同分异构体。二、有机物种类繁多的原因二、有机物种类繁多的原因1.1.碳原子

12、成键形式多样碳原子成键形式多样, ,如如: : 、 、CCCC、 等。等。2.2.碳原子连接方式多样碳原子连接方式多样, ,如如:CH:CH3 3CH CHCH CH2 2和和 等。等。3.3.同分异构现象同分异构现象, ,如如CHCH3 3CHCH2 2OHOH和和CHCH3 3OCHOCH3 3等。等。CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3名师点拨名师点拨1.1.烷烃同分异构体的书写方法烷烃同分异构体的书写方法(1)(1)四句话四句话: :主链由长到短主链由长到短, ,支链由整到散支链由整到散, ,位置由心到边位置由心到边, ,排列对邻间。排列对邻间。(2)(2)实例实例

13、( (以以C C6 6H H1414为例为例) )a.a.将分子中全部碳原子连成直链作为母链将分子中全部碳原子连成直链作为母链C CC CC CC CC CC Cb.b.从母链一端取下一个碳原子作为支链从母链一端取下一个碳原子作为支链( (即甲基即甲基),),依次连在主链中心对依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上称线一侧的各个碳原子上, ,此时碳骨架有两种此时碳骨架有两种: :注意注意: :不能连在位和位上不能连在位和位上, ,否则会使碳链变长否则会使碳链变长, ,位和位等效位和位等效, ,只只能用一个能用一个, ,否则重复。否则重复。c.c.从母链上取下两个碳原子作为一个支链从母链上取下

14、两个碳原子作为一个支链( (即乙基即乙基) )或两个支链或两个支链( (即即2 2个个甲基甲基) )依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上, ,此时碳骨架结构此时碳骨架结构有两种有两种: :位或位上不能连乙基位或位上不能连乙基, ,否则会使碳链变长。所以否则会使碳链变长。所以C C6 6H H1414共有共有5 5种同分种同分异构体。异构体。2.2.烷烃一元取代物同分异构体数目的判断烷烃一元取代物同分异构体数目的判断等效氢法等效氢法(1)(1)分子中等效氢原子有如下几种情况分子中等效氢原子有如下几种情况分子中同一个碳原子上连接的所有氢原子等效分子中同一

15、个碳原子上连接的所有氢原子等效, ,如如CHCH4 4分子中的分子中的4 4个氢个氢原子是等效的。原子是等效的。同一个碳原子上连接的所有甲基上的氢原子等效同一个碳原子上连接的所有甲基上的氢原子等效, ,如新戊烷如新戊烷 , ,其其四个甲基等效四个甲基等效, ,故新戊烷分子中的故新戊烷分子中的1212个氢原子是等效的。个氢原子是等效的。分子中处于镜面对称位置分子中处于镜面对称位置( (相当于平面镜成像时相当于平面镜成像时, ,物与像的关系物与像的关系) )上对应上对应的氢原子是等效的的氢原子是等效的, ,如如 分子中的分子中的1818个氢原子是等效的。个氢原子是等效的。(2)(2)烃分子中等效氢

16、原子有几种烃分子中等效氢原子有几种, ,则该烃一元取代物就有几种同分异构体。则该烃一元取代物就有几种同分异构体。过关演练过关演练 巩固知识巩固知识提升能力提升能力1.1.互为同分异构体的物质不可能具有互为同分异构体的物质不可能具有( ( ) )A.A.相同的相对分子质量相同的相对分子质量B.B.相同的结构相同的结构C.C.相同的分子式相同的分子式D.D.相同的通式相同的通式B B解析解析: :同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物,B,B项错误项错误,C,C项正确项正确; ;分子式相同分子式相同, ,则一定具有相同的相对分子质量和相同的通式则一定具

17、有相同的相对分子质量和相同的通式,A,A、D D项项 确。确。2.2.下列互为同分异构体的是下列互为同分异构体的是( ( ) )A.CHA.CH3 3CHCH2 2CHCH3 3和和B.B.异戊烷和新戊烷异戊烷和新戊烷C. C. 和和D.D.甲烷和乙烷甲烷和乙烷B B解析解析: :同分异构体是分子式相同而结构不同的有机物。同分异构体是分子式相同而结构不同的有机物。A A、D D项中的两种项中的两种物质的分子式不同物质的分子式不同,C,C项是同种物质项是同种物质,B,B项符合题意。项符合题意。3.3.下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ( ) )A.CA.C4 4H H1010有有3 3种同

18、分异构体种同分异构体B.B.相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体C.C.同分异构体之间的转化是化学变化同分异构体之间的转化是化学变化D.D.金刚石和石墨互为同分异构体金刚石和石墨互为同分异构体解析解析: :C C4 4H H1010有两种同分异构体有两种同分异构体, ,即即CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3和和 ,A ,A错误错误; ;相对分子质相对分子质量相同量相同, ,但分子式不一定相同但分子式不一定相同, ,故相对分子质量相同故相对分子质量相同, ,结构不同的两种化合结构不同的两种化合物不一定是同分

19、异构体物不一定是同分异构体,B,B错误错误; ;同分异构体为不同的物质同分异构体为不同的物质, ,故它们之间的故它们之间的转化是化学变化转化是化学变化,C,C正确正确; ;金刚石和石墨都是碳元素形成的单质金刚石和石墨都是碳元素形成的单质, ,互为同素互为同素异形体异形体,D,D错误。错误。C C课堂检测课堂检测 即学即测即学即测查漏补缺查漏补缺1.1.下列关于同系物的说法中下列关于同系物的说法中, ,错误的是错误的是( ( ) )A.A.同系物具有相同的分子式同系物具有相同的分子式B.B.同系物符合同一通式同系物符合同一通式C.C.相邻的同系物彼此在组成上相差一个相邻的同系物彼此在组成上相差一

20、个CHCH2 2原子团原子团D.D.同系物的化学性质基本相似同系物的化学性质基本相似解析解析: :同系物之间相差一个或几个同系物之间相差一个或几个CHCH2 2原子团原子团, ,则互为同系物的有机物的分则互为同系物的有机物的分子式一定不同子式一定不同, ,故故A A错误、错误、C C正确正确; ;同系物具有相似的结构同系物具有相似的结构, ,其分子的通式相其分子的通式相同同, ,故故B B正确正确; ;由于互为同系物的化合物具有相似结构由于互为同系物的化合物具有相似结构, ,所以其化学性质基所以其化学性质基本相似本相似, ,故故D D正确。正确。A A解析解析: :C C4 4H H8 8Cl

21、Cl2 2的同分异构体可以采取的同分异构体可以采取“定一议二定一议二”法确法确定定 、 、 , ,故故C C4 4H H8 8ClCl2 2共有共有9 9种种, ,故选故选B B。2.(2.(20172017山东德州期中山东德州期中) )分子式为分子式为C C4 4H H8 8ClCl2 2的同分异构体共有的同分异构体共有( (不考虑立体异不考虑立体异构构)()( ) )A.10A.10种种 B.9B.9种种C.8C.8种种 D.7D.7种种B B3.3.某烃具有同分异构体某烃具有同分异构体, ,且各同分异构体的一氯代物的种数相同且各同分异构体的一氯代物的种数相同, ,该烃的分子该烃的分子式是

22、式是( ( ) )A.CHA.CH4 4 B.CB.C3 3H H8 8C.CC.C4 4H H1010D.CD.C5 5H H1212C C解析解析: :CHCH4 4、C C3 3H H8 8没有同分异构体没有同分异构体,C,C4 4H H1010的两种同分异构体的两种同分异构体CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3和和 均有均有2 2种氢原子种氢原子, ,分别形成分别形成2 2种一氯代物种一氯代物,C,C5 5H H1212的三种同分异构的三种同分异构体体CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3、 、 分别有分别有3 3种、种、4 4种、种

23、、1 1种一氯代物。种一氯代物。4.(4.(20172017宁夏育才中学月考宁夏育才中学月考) )下列烷烃在光照下与氯气反应下列烷烃在光照下与氯气反应, ,只生成一种一氯只生成一种一氯代烃的是代烃的是( ( ) )A.CHA.CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3B.CHB.CH3 3CH(CHCH(CH3 3) )2 2C.CHC.CH3 3C(CHC(CH3 3) )3 3D.(CHD.(CH3 3) )2 2CHCHCHCH2 2CHCH3 3C C解析解析: :A A项项, ,一氯代物有一氯代物有2 2种种, ,错误错误;B;B项项, ,一氯代物有一氯代物有2 2种种,

24、,错误错误;C;C项项, ,一氯代物一氯代物有有1 1种种, ,正确正确;D;D项项, ,一氯代物有一氯代物有4 4种种, ,错误。错误。5.(5.(20172017安徽六安月考安徽六安月考) )有下列各组物质有下列各组物质: :A.OA.O2 2和和O O3 3( (臭氧臭氧) )B. B. 和和C.CHC.CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3和和D. D. 和和E.E.甲烷和庚烷甲烷和庚烷F. F. 与与C(CHC(CH3 3) )4 4G.CHG.CH3 3COOHCOOH与与HCOOCHHCOOCH3 3H.H.金刚石与石墨金刚石与石墨(1)(1)组两种核素互为同位素组

25、两种核素互为同位素;解析解析: :(1) (1) 和和 质子数相同中子数不同质子数相同中子数不同, ,互称同位素互称同位素; ;答案答案: :(1)B(1)B12 6C13 6C126C136C(2)(2)组两物质互为同素异形体组两物质互为同素异形体;(3)(3)组两物质属于同系物组两物质属于同系物;(4)(4)组两物质互为同分异构体。组两物质互为同分异构体。解析解析: :(2)O(2)O2 2和和O O3 3, ,金刚石与石墨都是同种元素形成的不同单质金刚石与石墨都是同种元素形成的不同单质, ,互为同素异互为同素异形体形体; ;(3)(3)甲烷和庚烷结构相似甲烷和庚烷结构相似, ,在分子组成上相差一个或若干个在分子组成上相差一个或若干个CHCH2 2原子团原子团, ,互互称同系物称同系物; ;(4)CH(4)CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3和和 、CHCH3 3COOHCOOH与与HCOOCHHCOOCH3 3分子式相同分子式相同, ,结构结构不同不同, ,互称为同分异构体。互称为同分异构体。答案答案: :(2)AH(2)AH(3)E(3)E(4)CG(4)CG点击进入点击进入 课时训练课时训练