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高中化学人教版 (新课标)必修2第一节 最简单的有机化合物--甲烷第2课时教案
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这是一份高中化学人教版 (新课标)必修2第一节 最简单的有机化合物--甲烷第2课时教案，共7页。教案主要包含了烷烃的结构和组成特征，烷烃的命名，烷烃的结构式和结构简式，烷烃的通式，同系物，物理性质，化学性质，同分异构现象和同分异构体等内容，欢迎下载使用。
课题：第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物------甲烷 (2)------烷烃.
授课班级
课 时
3
知识
与
技能
1、掌握烷烃的分子组成、结构等的特征。
2、理解同系物、烃基等概念，学会烷烃的命名。
3、理解同分异构体概念。
4、了解烷烃系列的性质变化规律。
过程
与
方法
1、基本学会烷烃同分异构体的分析方法，能够书写5个碳原子以下烷烃的同分异构体结构简式。
2、从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中，学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方法。
情感态度
价值观
通过实践活动、探究实验和多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。
重 点
烷烃的性质和同分异构体概念的学习
难 点
烷烃的性质和同分异构体概念的学习
知
识
结
构
与
板
书
设
计
烷烃(alkane)的结构和性质
一、烷烃的结构和组成特征：
定义：碳原子之间只以单键相结合，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，像这样的烃叫做“饱和烃 ( saturated hydrcarbn ) ”，也称为烷烃。
二、烷烃的命名
三、烷烃的结构式和结构简式
四、烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
五、同系物(hmlg)
1、定义：
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
2、特点：
(1) 同系物属于同一类物质，且有相同的通式。
(2) 式量相差一定是14的倍数。
(3) 同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化
六、物理性质
(1) 随着分子里含碳原子数的增加，熔点、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大，
(2) 分子里碳原子数等于或小于4的烷烃在常温常压下都是气体，其他烷烃在常温常压下都是液体或固体。
(3) 烷烃的相对密度都小于水的密度
七、化学性质
(1) 烷烃化学性质比较稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂等反应，不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色。
(2) 烷烃的可燃性
CnH2n+2 + O2n CO2 + (n+1) H2O
(3) 光照下和卤素单质发生取代反应
八、同分异构现象( ismerism)和同分异构体(ismer)
1、定义：
具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
2、特点：
(1) 分子式相同，即化学组成和相对分子质量相同
(2) 可以是同类物质，也可以是不同类物质
(3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一
(4) 产生同分异构的原因：碳链异构、官能团异构、空间异构
3、同分异构体间的物理性质变化规律：
碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低
4、烃基：
烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R—”表示。
5、烷烃同分异构体的书写
成直链，一线串；取一碳，挂中间；向外排，不到端。
6、等效氢判断方法如下：
同一个碳原子上的氢原子是等效的
同一个碳原子上所连甲基上的氢是等效的。
处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。
教学步骤、内容
【知识回顾】甲烷的分子结构有什么特点？
【回答】甲烷分子是以碳原子为中心的、四个氢原子为顶点的正四面体型的立体结构
【提问】甲烷有哪些主要化学性质？
甲烷的主要化学性质表现在：通常情况下，甲烷对强酸、强碱和强氧化剂稳定；可与氧气在点燃条件下发生氧化反应，生成二氧化碳和水；可与氯气等卤素在光照条件下发生取代反应，并生成多种取代产物；在无氧高温的条件下，甲烷可以发生分解反应，生成炭黑和氢气。
【提问】什么叫取代反应？
【回答】有机物分子里的某原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。
【引入】甲烷是最简单的烃，在烃里边还有许多结构和性质怀与甲烷相似的分子，如乙烷、丙烷等等，这就是我们这节课的主题------烷烃。首先，让我们先来了解一下烷烃的结构和性质。
【板书】一、烷烃(alkane)的结构和组成特征
【探究活动】给每个学习小组分发一些小球和小棍，自己动手来制作甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的球棍模型。在制作时大家要注意检查碳原子的四个价键是否已被充分利用。
【引导】可参照教材P62 “图3-4 几种烷烃的球棍模型”边讨论边制作，分别得到四种分子模型。
【投影】几种烷烃的球棍模型
【提问】大家细心地观察你们撑竿跳所制得的各种模型，看看碳原子与碳原子的连接方式有何特点？碳原子周围总共形成了几个化学键？
【回答】在这些烃的分子里，碳原子跟碳原子都以单键结合成链状，像甲烷一样，碳原子的剩余的价键全部跟氢原子相结合，总共形成了四个化学键。
【讲解】这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到饱和，我们把这种烃叫“饱和烃”，又叫“烷烃”。
【板书】1、烷烃的定义：碳原子之间只以单键相结合，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，像这样的烃叫做“饱和烃(saturated hydrcarbn)”，也称为烷烃。
【讲解】由于C—C连成链状，所以又叫饱和链烃，
【过渡】前边我们把含有一个碳原子的两种烷烃分子分别叫甲烷、含有二个和三个碳原子的烷烃分子称为乙烷和丙烷，又把四个碳原子的两种烷烃分子分别叫正丁烷和异丁烷等，但七碳烷烃的各种同分异构体又该如何命名呢？下面就来讨论一下有关烷烃分子的命名
【板书】二、烷烃的命名：习惯命名法
【讲解】碳原子后边加一个烷字，就是简单的烷烃的名称，根据分子里所含碳原子数目
（1）原子数1－10：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。
（2）碳原子数在11以上，用数字来表示，如：十二烷：CH3(CH2)10CH3
（3）相同碳原子结构不同时如：CH3CH2CH2CH3（正丁烷）CH3 CH（CH3）CH3（异丁烷）
【练习一】：对下列烷烃命名
【板书】三、烷烃的结构式和结构简式
【提问】请同学们根据你们所制的各种分子的模型写出乙烷、丙烷和丁烷的结构式
乙烷 丙烷 丁烷
【讲解】书写结构式时要注意，我们通常是将其写成直线形式，但同一个碳上连接的四个价键的位置是可以互相调换，因为在空间内四个价键是可以旋转的。例如，下列各物质结构式虽貌似不同，但却是同一物质。
【投影】
【提问】若把上述各分子的结构式中表示共价单键的“---”删去，把C原子上的氢原子合并会变成什么样子？
【回答】乙烷 CH3CH3 丙烷 CH3CH2CH3 丁烷 CH3CH2CH2CH3
【讲解】变形后的式子书写起来是比较方便的，我们称之为有机物的结构简式。当然，在书写有机物的分子的结构简式时，若遇到像丁烷分子中有两个或多个相同的成分时，还可以写成CH3（CH2）2CH3。由于结构简式书写方便，且仍能表示出分子结构的简况，所以更多情况下常使用结构简式。
【思考与交流】分析这些式子，可以发现什么？
甲烷 CH4 CH4
乙烷 C2H6 CH3CH3
丙烷 C3H8 CH3CH2CH3
丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3
戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3
癸烷 C10H22 CH3(CH2)8CH3
十七烷 C17H36 CH3(CH2)15CH3
【讲解】由甲烷、乙烷、丙烷的分子式分别为CH4、C2H6、C3H8，可以推出含n个碳原子的烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)。但要注意的是，通式中n值从理论上说是自然数，但现实中n值并不是无限大，再则，此通式为开式链烃的通式。
【板书】四、烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
【讲解】大家再比较一下相邻碳原子数的烷烃在分子组成上有何特点，当然也可以用通式来推算。
【回答】在分子组成上差一个或若干个CH2原子团
【讲解】类似烷烃各分子这样，分子结构相似，在分子组成上相关一个或若干个CH2原子团的物质，互称为同系物。
【板书】五、同系物(hmlg)
1、定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
【点击试题】下列各组内的物质不属于同系物的是( C )
A、
B、
C、
D、
【讲解】在判断同系物的时候，要严格把握同系物概念涵义的两个方面：一是分子结构相似，二是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，二者要联系在一起应用，缺一不可。当然，还应注意，同系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在，在其他的有机物内也存在着同系物的关系。请同学们自己小结一下同系物的特点
【板书】2、特点：
(1) 同系物属于同一类物质，且有相同的通式。
(2) 式量相差一定是14的倍数。
(3) 同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化
【过渡】既然甲烷的结构和其它烷烃分子很相似，那么它们在性质上是否也很相似呢？
【板书】六、物理性质
【投影】常见烷烃的物理性质比较表
名称
结构简式
常温时的状态
熔点/℃
沸点/℃
相对密度
甲烷
CH4
气
－182
－164
0.466*
乙烷
CH3CH3
气
－183.3
－88.6
0.572**
丙烷
CH3CH2CH3
气
－189.7
－42.1
0.5853***
丁烷
CH3(CH2)2CH3
气
－138.4
－0.5
0.5788
戊烷
CH3(CH2)3CH3
液
－130
36.1
0.6262
癸烷
CH3(CH2)8CH3
液
－29.7
174.1
0.7300
十六烷
CH3(CH2)14CH3
液
18.2
287
0.7733
十七烷
CH3(CH2)15CH3
固
22
301.8
0.7780
【学生活动】思考、分析表中的数据，讨论，并得出一些规律。
【板书】（1）随着分子里含碳原子数的增加，熔点、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大，
(2) 分子里碳原子数等于或小于4的烷烃在常温常压下都是气体，其他烷烃在常温常压下都是液体或固体。
(3) 烷烃的相对密度都小于水的密度
【提问】造成烷烃熔沸点随碳原子数增多而升高的原因是什么呢？
【回答】组成和结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。
【讲解】在这里我们要注意的是：
1、表中所列烷烃均为无支链的烷烃，亦即分子组成与结构都相似的烷烃，而且碳原子数增多的过程也是相对分子质量增加的过程。
2、常温常压下是气体的烷烃除了上述碳原子数小于或等于4的几中分子外，还有一种碳原子数为5的分子---分子中含有支链的戊烷：
3、烷烃分子一般不溶于水，而易溶于有机溶剂，液态烷烃本身就是很好的有机溶剂。
【过渡】甲烷与其他烷烃结构的相似不仅表现在物理性质上的规律性变化，而且化学性质也具有极大的相似性，请同学们根据甲烷的化学性质总结、推测烷烃应有的化学性质
【板书】七、化学性质
(1) 烷烃化学性质比较稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂等反应，不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色。
【讲解】烷烃都由碳氢两种元素组成，由空气或氧气中可以燃烧，表现为可燃性。
【板书】(2) 烷烃的可燃性
【讲解】我们知道了烷烃的通式，那么能否写出烷烃燃烧的通式呢？
【板书】CnH2n+2 + O2n CO2 + (n+1) H2O
【讲解】甲烷可以发生卤代反应，其他烷烃一样可以发生取代反应。
【板书】(3) 光照下和卤素单质发生取代反应
【过渡】现在给每个学习小组发一些小球，(黑色稍大球代表碳原子，红色稍小球代表氢原子)和小棍，要求按照烷烃分子的结构特点，来制作含有五个碳原子的烷烃分子的可能结构的球棍模型，并根据自己所制作的模型写出对应的结构式和分子式，看看哪组又快又好。
【学生活动】以小组为单位进行讨论和制作，综合各组结果得到三种结构，并初步认识到它们的结构虽然不同，但分子组成即分子式是相同的。
【投影】
【讲解】从大家的制作结果可以看出含有五个碳原子的烷烃分子尽管分子式相同，均为C5H12，但它们的结构是完全不一样的，这一现象在有机化合物中非学普遍。我们称之为同分异构现象，具有相同分子式但结构不同的化合物之间互称为同分异构体。
【板书】八、同分异构现象( ismerism)和同分异构体(ismer)
1、定义：具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
【讲解】大家在理解同分异构体现象和同分异构体概念时应注意两点：一是分子式相同。分子同必然相对分子质量相同，但相对分子质量相同分子式不一定相同。二是分子结构不同。分子结构不同是分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的。
【板书】2、特点：
(1) 分子式相同，即化学组成和相对分子质量相同
(2) 可以是同类物质，也可以是不同类物质
(3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一
(4) 产生同分异构的原因：碳链异构、官能团异构、空间异构
【讲解】同分异构体的分子虽然相同，但结构不同，而物质的结构决定物质的性质，所以它们的性质不同。如丁烷，存在两种同分异构体，一种是分子里的碳原子互相结合成直链，被称为正丁烷，另一种分子里的碳原子却带有支链被称为异丁烷，它们的性质就有明显的差异。
【投影】正丁烷结构和物理性质比较
如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体，属于两种化合物。
正丁烷 异丁烷
熔点（℃） -138.4 -15
沸点（℃） -0.5 -11.7
【提问】根据表中的数据分析同分异构体之间的熔沸点、相对密度有何变化规律？
【回答】从表中的数据可以看出异丁烷的熔沸点、相对密度均比正丁烷的低。
【提问】两种分子结构上有什么差异？
【回答】异丁烷有支链，而正丁烷是直链。
【讲解】我们可由此概括出一结论，即在其他条件相同时，各同分异构体当中分子里数越多，该分子的熔沸点越低，相对密度越小。
【板书】3、同分异构体间的物理性质的变化规律：碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低
【提问】为什么会出现这种情况呢？
【讲解】原因是支链越多，分子间排列不紧密，分子间作用力越弱。
【投影小结】四同比较
概念
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
对象
原子
单质
有机物
有机物、无机物
判断
依据
原子数相同，中子数不同的原子之间
属同一种元素的单质之间
结构相似的同一类物质；符合同一通式；相对分子质量不同，且相差14
分子式相同，结构不同，不一定是同一类物质
性质
化学性质几乎一样，物理性质有差异
化学性质相似，物理性质差别较大
化学性质相似，熔沸点、密度呈规律性变化
化学性质可能相似也可能不同，物理性质不同
实例
H、D、T
红磷与白磷
甲烷与乙烷
正丁烷与异丁烷
【提问】如果在烷烃分子的结构中推动一个或几个氢原子，剩余部分名称是什么呢？
【板书】4、烃基：烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R—”表示。
【讲解】如果该烃是烷烃所形成的烃基便称之为烷基，如—CH3 叫甲基。由于同分异构现象，那么当碳原子较多时，烃基也存在异构体。如丙基就有两种现象： 叫正丙基， 叫异丙基。
【提问】如何完整地写出一种碳原子数较多的烷烃分子的所有同分异构体(如C7H16)？
【板书】5、烷烃同分异构体的书写
【讲解】在书写烷烃分子的同分异构体时一方面为了简便起见，可以先不写出氢原子，只用碳原子的不同关系来表示，因为同分异构体的形成是由于碳原子的位置或排列变化而引起的。书写技巧如下：
【投影】C7H16同分异构体的书写步骤 ：
1、将分子中全部碳原子连成直链做母链
2、从母链的一端取下一个C原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个C原子上，即得到多个带有甲基、主链比母链少一个碳原子的异构骨架：
但应注意的是取代基不能连在末端，否则与原直链时相同。
3、再从母链上一端取下两个C原子，这两个C原子相连或分开，依次连在母链所
余下的各个碳原子上，得到多个带乙基或带两个甲基、主链比母链少2个碳原子的异构体骨架。
4、再从母链上取下3个碳原子，
【板书】成直链，一线串；取一碳，挂中间；向外排，不到端。
【讲解】从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数，所以C7H16的同分异构体有9种，那么像烷烃分子同分异构体这样的同分异构现象，叫做碳链异构或碳架异构。当然，最后可以将这种碳原子骨架转变成对应的结构简式。
【知识拓展】判断同分异构体的重要方法------等效氢法(对称法)
【板书】6、等效氢判断方法如下：
同一个碳原子上的氢原子是等效的
同一个碳原子上所连甲基上的氢是等效的。
处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。
教学回顾：
烷烃异构是碳链异构，通过戊烷同分异构体的书写和命名让学生了解同分异构体的书写规则即简单命名，并理解结构不同，物理性质不同。烷烃同系物随碳原子数递增，其物理性质有明显的变化规律。让学生了解并记住。
课题：第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物------甲烷 (2)------烷烃.
授课班级
课 时
3
知识
与
技能
1、掌握烷烃的分子组成、结构等的特征。
2、理解同系物、烃基等概念，学会烷烃的命名。
3、理解同分异构体概念。
4、了解烷烃系列的性质变化规律。
过程
与
方法
1、基本学会烷烃同分异构体的分析方法，能够书写5个碳原子以下烷烃的同分异构体结构简式。
2、从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中，学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方法。
情感态度
价值观
通过实践活动、探究实验和多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。
重 点
烷烃的性质和同分异构体概念的学习
难 点
烷烃的性质和同分异构体概念的学习
知
识
结
构
与
板
书
设
计
烷烃(alkane)的结构和性质
一、烷烃的结构和组成特征：
定义：碳原子之间只以单键相结合，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，像这样的烃叫做“饱和烃 ( saturated hydrcarbn ) ”，也称为烷烃。
二、烷烃的命名
三、烷烃的结构式和结构简式
四、烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
五、同系物(hmlg)
1、定义：
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
2、特点：
(1) 同系物属于同一类物质，且有相同的通式。
(2) 式量相差一定是14的倍数。
(3) 同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化
六、物理性质
(1) 随着分子里含碳原子数的增加，熔点、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大，
(2) 分子里碳原子数等于或小于4的烷烃在常温常压下都是气体，其他烷烃在常温常压下都是液体或固体。
(3) 烷烃的相对密度都小于水的密度
七、化学性质
(1) 烷烃化学性质比较稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂等反应，不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色。
(2) 烷烃的可燃性
CnH2n+2 + O2n CO2 + (n+1) H2O
(3) 光照下和卤素单质发生取代反应
八、同分异构现象( ismerism)和同分异构体(ismer)
1、定义：
具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
2、特点：
(1) 分子式相同，即化学组成和相对分子质量相同
(2) 可以是同类物质，也可以是不同类物质
(3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一
(4) 产生同分异构的原因：碳链异构、官能团异构、空间异构
3、同分异构体间的物理性质变化规律：
碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低
4、烃基：
烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R—”表示。
5、烷烃同分异构体的书写
成直链，一线串；取一碳，挂中间；向外排，不到端。
6、等效氢判断方法如下：
同一个碳原子上的氢原子是等效的
同一个碳原子上所连甲基上的氢是等效的。
处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。
教学步骤、内容
【知识回顾】甲烷的分子结构有什么特点？
【回答】甲烷分子是以碳原子为中心的、四个氢原子为顶点的正四面体型的立体结构
【提问】甲烷有哪些主要化学性质？
甲烷的主要化学性质表现在：通常情况下，甲烷对强酸、强碱和强氧化剂稳定；可与氧气在点燃条件下发生氧化反应，生成二氧化碳和水；可与氯气等卤素在光照条件下发生取代反应，并生成多种取代产物；在无氧高温的条件下，甲烷可以发生分解反应，生成炭黑和氢气。
【提问】什么叫取代反应？
【回答】有机物分子里的某原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。
【引入】甲烷是最简单的烃，在烃里边还有许多结构和性质怀与甲烷相似的分子，如乙烷、丙烷等等，这就是我们这节课的主题------烷烃。首先，让我们先来了解一下烷烃的结构和性质。
【板书】一、烷烃(alkane)的结构和组成特征
【探究活动】给每个学习小组分发一些小球和小棍，自己动手来制作甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的球棍模型。在制作时大家要注意检查碳原子的四个价键是否已被充分利用。
【引导】可参照教材P62 “图3-4 几种烷烃的球棍模型”边讨论边制作，分别得到四种分子模型。
【投影】几种烷烃的球棍模型
【提问】大家细心地观察你们撑竿跳所制得的各种模型，看看碳原子与碳原子的连接方式有何特点？碳原子周围总共形成了几个化学键？
【回答】在这些烃的分子里，碳原子跟碳原子都以单键结合成链状，像甲烷一样，碳原子的剩余的价键全部跟氢原子相结合，总共形成了四个化学键。
【讲解】这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到饱和，我们把这种烃叫“饱和烃”，又叫“烷烃”。
【板书】1、烷烃的定义：碳原子之间只以单键相结合，剩余的价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，像这样的烃叫做“饱和烃(saturated hydrcarbn)”，也称为烷烃。
【讲解】由于C—C连成链状，所以又叫饱和链烃，
【过渡】前边我们把含有一个碳原子的两种烷烃分子分别叫甲烷、含有二个和三个碳原子的烷烃分子称为乙烷和丙烷，又把四个碳原子的两种烷烃分子分别叫正丁烷和异丁烷等，但七碳烷烃的各种同分异构体又该如何命名呢？下面就来讨论一下有关烷烃分子的命名
【板书】二、烷烃的命名：习惯命名法
【讲解】碳原子后边加一个烷字，就是简单的烷烃的名称，根据分子里所含碳原子数目
（1）原子数1－10：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。
（2）碳原子数在11以上，用数字来表示，如：十二烷：CH3(CH2)10CH3
（3）相同碳原子结构不同时如：CH3CH2CH2CH3（正丁烷）CH3 CH（CH3）CH3（异丁烷）
【练习一】：对下列烷烃命名
【板书】三、烷烃的结构式和结构简式
【提问】请同学们根据你们所制的各种分子的模型写出乙烷、丙烷和丁烷的结构式
乙烷 丙烷 丁烷
【讲解】书写结构式时要注意，我们通常是将其写成直线形式，但同一个碳上连接的四个价键的位置是可以互相调换，因为在空间内四个价键是可以旋转的。例如，下列各物质结构式虽貌似不同，但却是同一物质。
【投影】
【提问】若把上述各分子的结构式中表示共价单键的“---”删去，把C原子上的氢原子合并会变成什么样子？
【回答】乙烷 CH3CH3 丙烷 CH3CH2CH3 丁烷 CH3CH2CH2CH3
【讲解】变形后的式子书写起来是比较方便的，我们称之为有机物的结构简式。当然，在书写有机物的分子的结构简式时，若遇到像丁烷分子中有两个或多个相同的成分时，还可以写成CH3（CH2）2CH3。由于结构简式书写方便，且仍能表示出分子结构的简况，所以更多情况下常使用结构简式。
【思考与交流】分析这些式子，可以发现什么？
甲烷 CH4 CH4
乙烷 C2H6 CH3CH3
丙烷 C3H8 CH3CH2CH3
丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3
戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3
癸烷 C10H22 CH3(CH2)8CH3
十七烷 C17H36 CH3(CH2)15CH3
【讲解】由甲烷、乙烷、丙烷的分子式分别为CH4、C2H6、C3H8，可以推出含n个碳原子的烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)。但要注意的是，通式中n值从理论上说是自然数，但现实中n值并不是无限大，再则，此通式为开式链烃的通式。
【板书】四、烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
【讲解】大家再比较一下相邻碳原子数的烷烃在分子组成上有何特点，当然也可以用通式来推算。
【回答】在分子组成上差一个或若干个CH2原子团
【讲解】类似烷烃各分子这样，分子结构相似，在分子组成上相关一个或若干个CH2原子团的物质，互称为同系物。
【板书】五、同系物(hmlg)
1、定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
【点击试题】下列各组内的物质不属于同系物的是( C )
A、
B、
C、
D、
【讲解】在判断同系物的时候，要严格把握同系物概念涵义的两个方面：一是分子结构相似，二是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，二者要联系在一起应用，缺一不可。当然，还应注意，同系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在，在其他的有机物内也存在着同系物的关系。请同学们自己小结一下同系物的特点
【板书】2、特点：
(1) 同系物属于同一类物质，且有相同的通式。
(2) 式量相差一定是14的倍数。
(3) 同系物的化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化
【过渡】既然甲烷的结构和其它烷烃分子很相似，那么它们在性质上是否也很相似呢？
【板书】六、物理性质
【投影】常见烷烃的物理性质比较表
名称
结构简式
常温时的状态
熔点/℃
沸点/℃
相对密度
甲烷
CH4
气
－182
－164
0.466*
乙烷
CH3CH3
气
－183.3
－88.6
0.572**
丙烷
CH3CH2CH3
气
－189.7
－42.1
0.5853***
丁烷
CH3(CH2)2CH3
气
－138.4
－0.5
0.5788
戊烷
CH3(CH2)3CH3
液
－130
36.1
0.6262
癸烷
CH3(CH2)8CH3
液
－29.7
174.1
0.7300
十六烷
CH3(CH2)14CH3
液
18.2
287
0.7733
十七烷
CH3(CH2)15CH3
固
22
301.8
0.7780
【学生活动】思考、分析表中的数据，讨论，并得出一些规律。
【板书】（1）随着分子里含碳原子数的增加，熔点、沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大，
(2) 分子里碳原子数等于或小于4的烷烃在常温常压下都是气体，其他烷烃在常温常压下都是液体或固体。
(3) 烷烃的相对密度都小于水的密度
【提问】造成烷烃熔沸点随碳原子数增多而升高的原因是什么呢？
【回答】组成和结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。
【讲解】在这里我们要注意的是：
1、表中所列烷烃均为无支链的烷烃，亦即分子组成与结构都相似的烷烃，而且碳原子数增多的过程也是相对分子质量增加的过程。
2、常温常压下是气体的烷烃除了上述碳原子数小于或等于4的几中分子外，还有一种碳原子数为5的分子---分子中含有支链的戊烷：
3、烷烃分子一般不溶于水，而易溶于有机溶剂，液态烷烃本身就是很好的有机溶剂。
【过渡】甲烷与其他烷烃结构的相似不仅表现在物理性质上的规律性变化，而且化学性质也具有极大的相似性，请同学们根据甲烷的化学性质总结、推测烷烃应有的化学性质
【板书】七、化学性质
(1) 烷烃化学性质比较稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂等反应，不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色。
【讲解】烷烃都由碳氢两种元素组成，由空气或氧气中可以燃烧，表现为可燃性。
【板书】(2) 烷烃的可燃性
【讲解】我们知道了烷烃的通式，那么能否写出烷烃燃烧的通式呢？
【板书】CnH2n+2 + O2n CO2 + (n+1) H2O
【讲解】甲烷可以发生卤代反应，其他烷烃一样可以发生取代反应。
【板书】(3) 光照下和卤素单质发生取代反应
【过渡】现在给每个学习小组发一些小球，(黑色稍大球代表碳原子，红色稍小球代表氢原子)和小棍，要求按照烷烃分子的结构特点，来制作含有五个碳原子的烷烃分子的可能结构的球棍模型，并根据自己所制作的模型写出对应的结构式和分子式，看看哪组又快又好。
【学生活动】以小组为单位进行讨论和制作，综合各组结果得到三种结构，并初步认识到它们的结构虽然不同，但分子组成即分子式是相同的。
【投影】
【讲解】从大家的制作结果可以看出含有五个碳原子的烷烃分子尽管分子式相同，均为C5H12，但它们的结构是完全不一样的，这一现象在有机化合物中非学普遍。我们称之为同分异构现象，具有相同分子式但结构不同的化合物之间互称为同分异构体。
【板书】八、同分异构现象( ismerism)和同分异构体(ismer)
1、定义：具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
【讲解】大家在理解同分异构体现象和同分异构体概念时应注意两点：一是分子式相同。分子同必然相对分子质量相同，但相对分子质量相同分子式不一定相同。二是分子结构不同。分子结构不同是分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的。
【板书】2、特点：
(1) 分子式相同，即化学组成和相对分子质量相同
(2) 可以是同类物质，也可以是不同类物质
(3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一
(4) 产生同分异构的原因：碳链异构、官能团异构、空间异构
【讲解】同分异构体的分子虽然相同，但结构不同，而物质的结构决定物质的性质，所以它们的性质不同。如丁烷，存在两种同分异构体，一种是分子里的碳原子互相结合成直链，被称为正丁烷，另一种分子里的碳原子却带有支链被称为异丁烷，它们的性质就有明显的差异。
【投影】正丁烷结构和物理性质比较
如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体，属于两种化合物。
正丁烷 异丁烷
熔点（℃） -138.4 -15
沸点（℃） -0.5 -11.7
【提问】根据表中的数据分析同分异构体之间的熔沸点、相对密度有何变化规律？
【回答】从表中的数据可以看出异丁烷的熔沸点、相对密度均比正丁烷的低。
【提问】两种分子结构上有什么差异？
【回答】异丁烷有支链，而正丁烷是直链。
【讲解】我们可由此概括出一结论，即在其他条件相同时，各同分异构体当中分子里数越多，该分子的熔沸点越低，相对密度越小。
【板书】3、同分异构体间的物理性质的变化规律：碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低
【提问】为什么会出现这种情况呢？
【讲解】原因是支链越多，分子间排列不紧密，分子间作用力越弱。
【投影小结】四同比较
概念
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
对象
原子
单质
有机物
有机物、无机物
判断
依据
原子数相同，中子数不同的原子之间
属同一种元素的单质之间
结构相似的同一类物质；符合同一通式；相对分子质量不同，且相差14
分子式相同，结构不同，不一定是同一类物质
性质
化学性质几乎一样，物理性质有差异
化学性质相似，物理性质差别较大
化学性质相似，熔沸点、密度呈规律性变化
化学性质可能相似也可能不同，物理性质不同
实例
H、D、T
红磷与白磷
甲烷与乙烷
正丁烷与异丁烷
【提问】如果在烷烃分子的结构中推动一个或几个氢原子，剩余部分名称是什么呢？
【板书】4、烃基：烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，用“R—”表示。
【讲解】如果该烃是烷烃所形成的烃基便称之为烷基，如—CH3 叫甲基。由于同分异构现象，那么当碳原子较多时，烃基也存在异构体。如丙基就有两种现象： 叫正丙基， 叫异丙基。
【提问】如何完整地写出一种碳原子数较多的烷烃分子的所有同分异构体(如C7H16)？
【板书】5、烷烃同分异构体的书写
【讲解】在书写烷烃分子的同分异构体时一方面为了简便起见，可以先不写出氢原子，只用碳原子的不同关系来表示，因为同分异构体的形成是由于碳原子的位置或排列变化而引起的。书写技巧如下：
【投影】C7H16同分异构体的书写步骤 ：
1、将分子中全部碳原子连成直链做母链
2、从母链的一端取下一个C原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个C原子上，即得到多个带有甲基、主链比母链少一个碳原子的异构骨架：
但应注意的是取代基不能连在末端，否则与原直链时相同。
3、再从母链上一端取下两个C原子，这两个C原子相连或分开，依次连在母链所
余下的各个碳原子上，得到多个带乙基或带两个甲基、主链比母链少2个碳原子的异构体骨架。
4、再从母链上取下3个碳原子，
【板书】成直链，一线串；取一碳，挂中间；向外排，不到端。
【讲解】从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数，所以C7H16的同分异构体有9种，那么像烷烃分子同分异构体这样的同分异构现象，叫做碳链异构或碳架异构。当然，最后可以将这种碳原子骨架转变成对应的结构简式。
【知识拓展】判断同分异构体的重要方法------等效氢法(对称法)
【板书】6、等效氢判断方法如下：
同一个碳原子上的氢原子是等效的
同一个碳原子上所连甲基上的氢是等效的。
处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。
教学回顾：
烷烃异构是碳链异构，通过戊烷同分异构体的书写和命名让学生了解同分异构体的书写规则即简单命名，并理解结构不同，物理性质不同。烷烃同系物随碳原子数递增，其物理性质有明显的变化规律。让学生了解并记住。
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