高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二章 烃第一节 烷烃导学案
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课程目标,
1.了解烷烃的结构与化学性质。
2.了解烷烃的物理性质变化规律。
3.了解烷烃的命名方法。
4.了解烃基的概念和几种常见烃基的结构。
图说考点,
基 础 知 识
[新知预习]
一、烷烃的结构和性质
1.结构
2.化学性质:
化学性质(与CH4相似)
3.物理性质及变化规律
二、烷烃的命名
(一)烃基
1.概念:烃分子失去一个______后剩余的基团。
2.烷基:烷烃分子失去一个______所剩余的基团。如甲基:______,乙基:________。CH3CH2CH3分子失去一个氢原子后所形成的原子团的结构简式为________或__________,其名称分别是______和______。
3.烃基的特点
(1)烃基中短线表示______________。
(2)烷基组成通式为_______________,烃基是电中性的,不能独立存在。
(二)烷烃的命名
1.烷烃的习惯命名法
(1)碳原子数在十以内的,从一到十依次用____________________________________________________________来表示。
(2)碳原子数在十以上的用数字表示,如C15H32叫________。
(3)当碳原子数相同时,在某烷(碳原子数)前面加“______”来区别,如C5H12的同分异构体有3种,用习惯命名法命名分别为:CH3CH2CH2CH2CH3________、 ______、 ______。
2.烷烃的系统命名法
(1)选主链:选定分子中____的碳链为主链,按主链中______数目对应的烷烃称为“某烷”。
(2)编序号:选主链中离取代基________的一端为起点,用__________依次给主链上的各个碳原子编号定位,以确定取代基在主链中的位置。
(3)写名称:
①将____的名称写在____名称的前面,在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的____,并在数字与名称之间用短线隔开。
②如果主链上有相同的取代基,可以将取代基合并,用__________表示取代基的个数(只有一个取代基时将取代基的个数省略)。两个表示取代基位置的阿拉伯数字之间需用____隔开。
如:命名为____________;
命名为____________。
[即时性自测]
1.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
2.由沸点数据:甲烷-164 ℃、乙烷-89 ℃、丁烷-0.5 ℃、戊烷36 ℃,可判断丙烷的沸点可能是( )
A.高于-0.5 ℃ B.约是-90 ℃
C.约是-40 ℃ D.低于-89 ℃
3.(双选)下列不属于烷烃的化学性质的是( )
A.使溴水褪色 B.可以在空气中燃烧
C.与Cl2发生取代反应 D.能使酸性KMnO4溶液褪色
4.已知下列两个结构简式:CH3—CH3和CH3—,二式中均有短线“—”,这两条短线所表示的意义是( )
A.都表示一对共用电子对
B.都表示一个共价单键
C.前者表示一对共用电子对,后者表示一个未成对电子
D.前者表示分子内只有一个共价单键,后者表示该基团内无共价单键
5.下列烷烃的名称正确的是( )
A.2-乙基丁烷 B.1,2-二甲基戊烷
C.2-甲基-4-乙基庚烷 D.2,3-二乙基-4-甲基己烷
6.“辛烷值”用来表示汽油的质量,汽油中异辛烷的爆震程度最小,将其辛烷值标定为100,如图所示是异辛烷的球棍模型,则异辛烷的系统命名为( )
A.1,1,3,3-四甲基丁烷 B.2-甲基庚烷
C.2,4,4-三甲基戊烷 D.2,2,4-三甲基戊烷
技 能 素 养
提升点一 烷烃的结构与性质
[例1] 在1.01×105 Pa下,测得某些烷烃的沸点如表所示。据表分析,下列说法正确的是( )
A.在标准状况下新戊烷是气体
B.在1.01×105 Pa、20 ℃时,C5H12都是液体
C.随着碳原子数的增加,烷烃的沸点降低
D.随着C5H12支链的增加,沸点降低
eq \x(状元随笔) 碳原子数大于4的烷烃中只有新戊烷常温下为气体。
[提升1] 下列关于烷烃的说法正确的是( )
A.丙烷(C3H8)发生取代反应生成的C3H7Cl的结构只有一种
B.烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C.分子中含有六个碳原子的烷烃在常温下为液态物质
D.烷烃的分子为直链式结构,不可以带支链
eq \x(状元随笔) 烷烃是链烃,不存在环,但可以存在支链
[关键能力]
1.烷烃的结构:
烷烃又叫饱和链烃,其结构特点是碳原子间都以碳碳单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和。烷烃的分子通式为CnH2n+2(n≥1,n∈N*)。
2.烷烃的物理性质
烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增(或者相对分子质量的递增),发生规律性的变化。
(1)常温下,它们的状态由气态,液态到固态。
(2)熔、沸点由低到高。
(3)烷烃的密度由小到大,但小于1 g·cm-3。
(4)烷烃都不溶于水,易溶于有机溶剂。
3.烷烃的化学性质
烷烃的化学性质一般比较稳定,在通常状况下,跟酸、碱及氧化剂都不发生反应,也难与其他物质化合,但在特定条件下也能发生下列反应:
①取代反应(光照条件下);
②氧化反应(点燃);
烷烃燃烧通式为:
CnH2n+2+eq \f(3n+1,2)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2+(n+1)H2O
③分解反应。
4.同系物和烃基
(1)同系物概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。
(2)特点:①同系物具有相同的通式,但通式相同的不一定互为同系物。
②同系物的化学性质相似,而物理性质则随着碳原子数的增加而有规律的变化。
(3)烃基:烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部分叫做烃基,烃基一般用“R—”表示。如果这种烃是烷烃,那么烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫做烷基,如—CH3叫甲基。
eq \x(状元随笔) (1)不同烷烃之间不一定是同系物,因为同系物组成上应相差一个或多个“CH2”;
(2) 根和基的区别
提升点二 烷烃的命名
[例2] (1)用系统命名法命名下列各物质:
(2)根据下列有机物的名称,写出相应的结构简式:
①2,4二甲基戊烷:________________________________________________________________________;
②2,2,5三甲基3乙基己烷:________________________________________________________________________。
[提升2] 下列烷烃的命名是否正确?若有错误加以改正。
eq \x(状元随笔) 烷烃的命名原则可归纳为“一长一近一多一小”,“一长”是主链要长,“一近”是编号起点离支链要近,“一多”是支链数目要多,“一小”是支链位置编号和最小。
[关键能力]
烷烃系统命名法的一般程序
eq \x(状元随笔) (1)表示取代基位置的数字必须用阿拉伯数字,表示取代基数目的数字必须用汉字。
(2)用系统命名法对烷烃命名时,漏写阿拉伯数字间的“,”及“数”与“基”间的“-”是常出现的错误。
形成性自评
1.下列有关烷烃的叙述中,正确的是( )
①在烷烃分子中,所有的化学键都是单键 ②烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 ③分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃 ④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
2.下列各项中不正确的是( )
A.CH4分子中的碳原子的杂化方式是sp3
B.C3F8分子中的共价键都是σ键
C.CHCl3和CH3Cl都是正四面体分子
D.CH4和CCl4分子中的键角都是109°28′
3.已知C6H14有多种同分异构体,则其同分异构体中沸点最高的分子的一氯代物的种数(不考虑立体异构)是( )
A.2 B.3
C.4 D.5
4.下列说法中,正确的是( )
A.所有烷烃的分子中的原子都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.常温下只有碳原子数目小于或等于4的烷烃才是气体
D.不同的烷烃都互为同系物
5.现有一种烃可表示为:
命名该化合物时,它的主链上的碳原子数目是( )
A.9 B.10
C.11 D.12
6.下列有机物的命名正确的是( )
A.3,3-二甲基丁烷 B.2,2-二甲基丁烷
C.2-乙基丁烷 D.2,3,3-三甲基丁烷
7.下列烷烃的命名是否正确?若不正确,请在错误命名下面写出正确名称。
(1)
3,5-二甲基-2,6-二乙基庚烷
________________________________________________________________________。
(2)
3,5,5-三甲基-4-乙基庚烷
________________________________________________________________________。
(3)
5-乙基-3,5,7-三甲基壬烷
________________________________________________________________________。
8.用系统命名法命名下列各有机物:
(1)
________________________________________________________________________。
(2)
________________________________________________________________________。
(3)
________________________________________________________________________。
(4)
________________________________________________________________________。
eq \x(温馨提示:请完成课时作业3)
第二章 烃
第一节 烷烃
基础知识
新知预习
一、
1.
2.强酸 溴的四氯化碳 CnH2n+2+eq \f(3n+1,2)O2eq \(――→,\s\up15(点燃))nCO2+(n+1)H2O
CH3CH3+Cl2eq \(――→,\s\up15(光照))CH3CH2Cl+HCl
3.小于或等于4 难溶 升高 低 增大 小于
二、
(一)
1.氢原子
2.氢原子 —CH3 —CH2CH3 —CH2CH2CH3 CH—CH3CH3 丙基 异丙基
3.(1)未成键的单电子 (2)—CnH2n+1
(二)
1.(1)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 (2)十五烷
(3)正、异、新 正戊烷 异戊烷 新戊烷
2.(1)最长 碳原子 (2)最近 阿拉伯数字 (3)取代基 主链 位置 汉字数字 逗号 2,4二甲基戊烷 2,4二甲基己烷
即时性自测
1.答案:C
2.解析:烷烃的沸点随碳原子数的递增而升高。丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。
答案:C
3.解析:烷烃分子中不含不饱和碳碳双键或三键,故不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。
答案:AD
4.答案:C
5.解析:有机物命名是否正确主要看以下几点:①主链是否选对;②支链的位置是否正确;③是否按命名原则命名。对烷烃的命名,若存在1-甲基、2-乙基等,则主链选错,因此选项A、B、D三项都是主链选错了,且D项不符合“先简后繁”的命名原则。
答案:C
6.解析:主链为5个碳原子,2号碳上有2个甲基,4号碳上有1个甲基。
答案:D
技能素养
例1 解析:由表中数据可知新戊烷的沸点为9.5 ℃,所以在标准状况下其为液体,在1.01×105 Pa,20 ℃时新戊烷为气体,所以A、B错误;随着碳原子数的增加,烷烃的沸点应升高,C错误;由C5H12的沸点可知,随着烷烃支链的增加,沸点降低,D正确。
答案:D
提升1 解析:丙烷发生取代反应生成的C3H7Cl有2种结构:CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3,A错误;烷烃都不能使酸性KMnO4溶液褪色,B错误;常温下,碳原子数在5~10之间的烷烃(新戊烷除外)呈液态,C正确;烷烃分子中可以带支链,如CH3CH(CH3)2,D错误。
答案:C
例2 答案:(1)①3,4二甲基己烷 ②2,2,4三甲基己烷 ③3,3,5三甲基庚烷 ④4甲基3乙基辛烷
(2)①
②
提升2 解析:(1)(3)的命名是定错了主链;(2)是定错了主链的编号;(4)的命名是正确的。
答案:(4)对;(1)(2)(3)错。改正:(1)3甲基戊烷;(2)2,3二甲基戊烷;(3)3甲基己烷。
形成性自评
1.解析:烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状。碳原子的剩余键全部跟氢原子相结合而达饱和,无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键,①正确;烷烃属于饱和烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应,②不正确;因分子通式CnH2n+2中的氢原子已达完全饱和,因此符合通式CnH2n+2的有机物一定是烷烃,③不正确;烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特征之一,④正确。
答案:D
2.解析:CHCl3和CH3Cl是四面体分子但不是正四面体分子。
答案:C
3.解析:C6H14的同分异构体沸点最高的是CH3CH2CH2CH2CH2CH3,其一氯代物有3种。
答案:B
4.答案:A
5.解析:如下所示:
该烷烃最长的碳链上碳原子数为11。
答案:C
6.解析:丁烷的命名中出现了3甲基,说明编号方向错误,正确的命名应该为:2,2二甲基丁烷,故A错误;2,2二甲基丁烷 ,主链为丁烷,在2号C含有2个甲基,该有机物命名满足烷烃命名原则,故B正确;有机物命名中出现2乙基,说明选取的主链不是最长,最长主链为戊烷,正确命名应该为:3甲基戊烷,故C错误;2,3,3三甲基丁烷,该命名中取代基编号不是最小的,说明编号方向错误,正确命名应该为:2,2,3三甲基丁烷,故D错误;故选B。
答案:B
7.解析:(1)没有选最长碳链作为主链。(2)没有依据支链最近,位次和最小命名。(3)没有把多个烷基按前简后繁的顺序排列。
答案:(1)不正确;3,4,6,7-四甲基壬烷
(2)不正确;2,2,4-三甲基-3-乙基己烷
(3)不正确;3,5,7-三甲基-5-乙基壬烷
8.解析:烷烃的命名应遵循“最长碳链,最多支链,最近编号,总序号和最小”的原则,逐一分析解答各题。
(1)最长的主链上有5个碳原子,因—C2H5位于正中间的碳原子上,所以不论从哪一端编号都一样,故有,其正确名称为3-乙基戊烷。
(2)该有机物最长的主链有7个碳原子,但有两种可能的选择(见下面的①和②),此时应选取含支链较多的碳链作为主链,可以看出,①的支链有2个[—CH3与—CH(CH3)2],②的支链有3个[2个—CH3与一个—CH2CH3],则应选用②所示的主链。
故该有机物的正确名称为2,5-二甲基-3-乙基庚烷。
(3)该有机物最长的碳链有8个碳原子,由于—CH3比—C2H5简单,编号应从离甲基较近的一端给主链碳原子编号。
则该有机物的系统名称为3-甲基-6-乙基辛烷。
(4)该有机物主链上有6个碳原子,因“碳原子编号应使总序号和最小”,故应从左到右对主链碳原子编号。
则该有机物的系统名称为2,2,5-三甲基-3-乙基己烷。
答案:(1)3-乙基戊烷
(2)2,5-二甲基-3-乙基庚烷
(3)3-甲基-6-乙基辛烷
(4)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷
名称
结构简式
分子式
碳原子的杂化方式
分子中共价键的类型
甲烷
________
________
________
________
乙烷
________
________
________
________
丙烷
________
________
________
________
正丁烷
________
________
________
________
正戊烷
________
________
________
________
具体体现
稳定性
烷烃比较稳定,常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,与____、强碱、____________溶液等都不发生反应
氧化反应
烷烃燃烧通式:________________________________
取代反应
烷烃的特征反应,如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学反应方程式:____________________
物理性质
变化规律
状态
当碳原子数____________时,烷烃和烯烃在常温下呈气态,其他的烷烃和烯烃常温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态)
溶解性
都____于水,易溶于有机溶剂
沸点
随碳原子数的增加,熔沸点逐渐____。碳原子数相同的烃,支链越多,沸点越____
密度
随碳原子数的增加,相对密度逐渐____。烷烃、烯烃的相对密度____水的密度
物质名称
沸点/℃
正丁烷CH3(CH2)2CH3
-0.5
正戊烷CH3(CH2)3CH3
36.1
异戊烷CH3CH2CH(CH3)2
27.8
新戊烷C(CH3)4
9.5
正己烷CH3(CH2)4CH3
69.0
根
基
存在
电解质的组成部分
非电解质的组成部分
制备
电解质电离的产物
非电解质中的共价键在高温或光照时发生断裂的产物
状态
存在于溶液或熔化状态中
不能单独存在
电性
带电性
不显电性
实例
OH-或[eq \\al(·,×)eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)):H]-
—OH或·eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··)):H
名称
结构简式
分子式
碳原子杂化方式
分子中共价键类型
甲烷
CH4
CH4
sp3
单键
乙烷
CH3—CH3
C2H6
sp3
单键
丙烷
CH3CH2CH3
C3H8
sp3
单键
正丁烷
CH3—CH2—CH2—CH3
C4H10
sp3
单键
正戊烷
CH3—(CH2)3—CH3
C5H12
sp3
单键
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化学选择性必修3第一单元 脂肪烃的性质及应用导学案: 这是一份化学选择性必修3第一单元 脂肪烃的性质及应用导学案,共13页。学案主要包含了特别提醒等内容,欢迎下载使用。
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