烷烃学习教案Word格式.docx

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　　２．烃基：

烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部份，一般用“R—”表示。

　　烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫烷基，常见的有—CH3叫甲基，—C2H5叫乙基等。

烷基的通式为—CnH2n+1。

要注意“基”与“根”的区别，“烃基”是呈电中性的，不带电荷；

而“根”是带电荷的。

　　３．烷烃的性质：

　　（１）物理性质

　　随着分子里碳原子数的递增，它们在常温下的状态由气态、液态到固态：

C1～C4为气态，C5～C16为液态，C17以上为固态；

它们的沸点和液态时的密度也都逐渐升高和增大。

　　其原因是烷烃为分子晶体，随着碳原子数增多，相对分子质量逐渐增大，分子间作使劲增大，因此熔沸点逐渐升高。

当相对分子质量相同时，烷烃支链越多，熔沸点越低。

注意分析随着碳原子数增加，烷烃分子的含碳量和含氢量的递变规律：

含碳量逐渐增大，含氢量逐渐减小。

　　（２）化学性质

　　烷烃的化学性质与其代表物甲烷的相似。

一般比较稳固，在通常情形下跟酸、碱和酸性高锰酸钾等氧化剂都不起反映，也不跟其它物质化合。

但在特定条件下也能发生下列反映：

①在光照条件下都可与氯气发生取代反映；

②氧化反映：

都可点燃；

③分解反映（裂解反映）。

烷烃燃烧的通式为：

　　CnH2n+2+

O2

nCO2+（n+1）H2O

　　三、同分异构现象

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。

具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

　　因此，同分异构体必需是分子式相同而结构不同的物质。

它们能够是同一类（系列）物质，如：

正丁烷和异丁烷，也能够是不同类（非同系物）的物质，如：

丙烯和环丙烷。

同分异构体能够是无机物和无机物，能够是有机物和有机物，还能够是无机物和有机物之间组成。

如：

NH4CNO和CO（NH2）2。

　　２．碳链异构的确定方法：

　　对由于碳原子的连接方式不同而产生异构的同分异构体，称为碳链异构。

常常采用“碳链缩短法”来书写并肯定异构体的数量。

现以C6H14为例，具体说明如下：

　　先写出六个碳原子都在同一条线上，即主链上为６个碳原子：

　　CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3

　缩减主链（注意主链位置的对称性）：

去掉主链上一个碳原子，使主链为五个碳原子，将取下来的碳原子摆放在主链不同位置上，并由主链中间位置开始摆放，逐渐向外移，但不能移到端碳上。

可形象的称为：

去一个，挂中间；

向外移，不靠边（只分叉，不拐弯）。

　再去掉一个碳原子，使主链为四个碳原子，将两个碳原子摆放在主链没位置上（去两个，同碳挂；

去两个，肩并肩）：

　　不能再缩短碳链了，碳原子也没有可摆放的位置了（不然，会出现重复）。

在书写同分异构体时必然要随时注意知足碳四价，氢一价的原则。

因此C6H14共有五种同分异构体。

　　四、烷烃的命名

　　１．适应命名法

　　（１）分子组成有多少个碳原子就叫多少烷：

如组成中含四个碳原子的烷烃就叫丁烷；

含有十八个碳原子的烷烃就叫十八烷。

　　（２）在某烷前面加正、异、新区别同分异构体。

无支链称之为“正”；

在第二个碳原子上有一甲基支链就称之为“异”；

在第二个碳上有两个甲基支链就称之为“新”。

例：

戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种。

　　CH3－CH2－CH2－CH2－CH3

　　三种戊烷的组成相同，结构不同，在物理性质上产生了不同，在分子式相同的烷烃中，支链越多沸点越低。

　　２．系统命名法

　　（１）选主链，定母体

　　即：

含碳原子数最多的链为主链，主链有几个碳原子就叫某烷。

　　例：

在　

结构中碳链有两条

　由四个碳原子组成，

由五个碳原子组成，

所以为该结构的主链。

　　若

　　分子结构中，两条主链碳原子数相同，而不同的主链选择又会有不同数量的支

　　链，为了解决这一问题，主链的选择原则加一补充原则，在碳原子数相同时，支链数多者为主链。

　　（２）选起点，定支位；

选择主链里离支链近的一端为起点，依１，２，３……编号，以肯定支链的位置。

　　（3）基相同，要归并；

基不同，简为先：

　　例１．

　命名为：

２，２，３，４－四甲基戊烷

　　例２．

命名为：

４－甲基－３－乙基庚烷。

　　１．阿拉伯数字间用逗号隔开，与中文字间用短线隔开。

　　２．支链与主链两头距离相等时，要求以取代基位数和小的一端为起点，例如：

例１的命名不是２，３，４，４－四甲基戊烷。

　　３．应正确应用系统命名法命名，１号位不能有甲基（－CH3），2号位不能有乙基（－CH2－CH3）3，3号位不能有丙基（－CH2－CH2－CH3）……。

　　【例题分析】

　　例１．下列各组物质中必然属于同系物的是：

　　Ａ．CH4和C2H4　　　Ｂ．烷烃和环烷烃；

　　Ｃ．C2H4和C4H8　　　Ｄ．C5H12和C2H6

　　分析：

对于同系物而言，必需同时知足①“结构相似”②“分子组成上差一个或若干个CH2原子团”这两个条件。

在判断“结构相似”时关键是分析在结构上是不是具有相同的化学键类型和相同的碳链结构。

在判断组成关系时，是以分子式分析，而不是从结构上看去是不是差CH2原子团。

同时，在书写可能的结构时要注意碳原子要４价，氢原子要知足１价。

　　Ａ．CH4和C2H4结构不相似，C2H4中必然有碳碳双键结构CH2=CH2，何况其组成上也不是和CH4相差CH2原子团的倍数。

　　Ｂ．烷烃和环烷烃，虽然化学键的类型完全相同但碳原子的骨架结构不同，烷烃完尽是开链的而环烷烃必然在结构中出现闭合环状结构。

何况从分子式上相差的也不是CH2原子团的倍数。

　　例：

C2H6（乙烷）与　

（环丙烷）

　　Ｃ．C2H4与C4H8组成上虽然相差２个CH2原子团，但在结构上C2H4必然有碳碳双键结构，而C4H8能够有　

结构，它与C2H4结构上不能称之为相似。

　　Ｄ．C5H12与C2H6必然是同系物，结构相似——均由碳、碳单键和碳、氢单键结合，CnH2n+2系列不可能结构中存在碳碳双键或环状结构，分子组成上也相差３个CH2原子团。

　　本题答案选Ｄ。

　　例２．1mol某烷烃可与8molCl2完全取代，求此烷烃的分子式。

本题考查对取代反映的理解。

当烷烃分子中在1mol氢原子被取代时，就需要有1mol氯气参加反映，同时生成1mol氯化氢，因此按照本题中的条件“参加反映的氯气为8mol”可知在该烷烃分子中应有8mol氢原子。

再按照烷烃通式CnH2n+2可知2n+2=8，则n=3，所以该烷烃的分子式为C3H8。

　　例３．完全燃烧1molCxHy时，消耗O25mol，则x和y之和是

　　Ａ．５　Ｂ．７　Ｃ．９　Ｄ．11

本题是考查燃烧耗氧量计算问题。

能够写出烃完全燃烧的反映方程式：

　　CxHy+（x+

）O2→xCO2+

H2O

　　依题意：

x+

=5。

　　讨论：

当x=1时，y=16（否）

　　当x=2时，y=12（否）

　　当x=3时，y=8　合理，为C3H8。

　　则：

x和y之和为11。

本题正确答案为Ｄ。

　　在熟练掌握烃类物质燃烧反映后，有关燃烧耗氧量的计算，没必要写出化学方程式后再配平得出需氧气的量。

只要明白烃的分子式，按照Ｃ、Ｈ原子个数即可知需氧气的量。

因为：

　　　C　～　O2　～　CO2　　　4H～O2～2H2O　　　1molC原子耗1molO2

　　1mol　1mol　　1mol　　　4mol1mol　2mol　　　4molH原子耗1molO2

　　所以，若某烃的分子式为CxHy，按照上述关系可当即得出1mol该烃完全燃烧时需氧气的物质的量为：

（x+

）mol。

　　例4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

本题考查对烷烃命名原则的掌握程度。

　　按照烷烃的命名原则，Ａ是错误的，应把主链里离支链最近的一端作为起点编号肯定支链位置。

Ｃ也是错误的，应选取最长碳链为主链。

Ｄ也是错误的，支链与主链两头距离相等时，要求以取代基位数和小的一端为起点。

　　答案为Ｂ。

　　【本周参考练习】

　　１．下列化合物的分子式可能代表一种以上物质的是：

　　Ａ．C3H8　Ｂ．C4H10　　Ｃ．CH3Cl　　Ｄ．CH2Br2

　　２．等物质的量的下列烃，别离完全燃烧时，消耗O2最少的是：

　　Ａ．C6H6　　Ｂ．CH4　Ｃ．C2H4　　Ｄ．C7H8

　　３．等质量的下列烃，别离完全燃烧时，消耗O2质量最少的是：

　　Ａ．C6H6　　Ｂ．CH4　　Ｃ．C2H4　　Ｄ．C7H8

　　４．下列化合物中沸点最低的是

　　Ａ．己烷　　　Ｂ．戊烷　　Ｃ．异戊烷　　Ｄ．新戊烷

　　５．２－甲基丁烷与Cl2发生取代反映可取得一氯取代物有

　　Ａ．１种　　Ｂ．２种　Ｃ．３种　Ｄ．４种

　　６．用系统命名法命名：

　　【参考答案】

　　１．Ｂ　２．Ｂ　３．Ａ　４．Ｄ　５．Ｄ　　６．３，４二甲基－４－乙基庚烷

测试

　　选择题

　　一、下列叙述中正确的是（　）

　　A、相对分子质量相同、结构不同的化合物一定是互为同分异构体关系

　　B、含不同碳原子数的烷烃一定是互为同系物关系

　　C、结构对称的烷烃，其一卤取代产物为同系物关系

　　D、分子通式相同且组成上相差一个或多个CH2原子团的物质互为同系物

　　2、在同一系列中，所有的同系物都具有（　）

　　A、相同的相对分子质量　　　　　　B、相同的物理性质

　　C、相似的化学性质　　　　　　　　D、相同的最简式

　　3、分子式为C8H18，每一个分子中含有四个甲基的烃的结构可能有（　）

　　A、5种　　　　B、6种　　　C、7种　　　D、8种

　　4、C6H14的各类同分异构体中，所含甲基数和它的一氯取代物的数量与下列相符的是（　）

　　A、2个甲基，能生成4种一氯代物

　　B、3个甲基，能生成4种一氯代物

　　C、3个甲基，能生成5种一氯代物

　　D、4个甲基，能生成4种一氯代物

　　5、从理论上分析，碳原子数为10或小于10的烷烃分子中，其一卤代物不存在同分异构体的烷烃分子共有的种数为（　）

　　A、3种　　　B、4种　　　C、5种　　　D、6种

　　6、在CH3CHClCH2Cl中被溴取代2个氢原子后，可能有的同分异构体有（　）

　　A、3种　　　B、4种　　　C、5种　　　D、8种

　　7、某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式能够是（　）。

　　A．C3H8　　B．C4H10　　C．C5H12　　D．C6H14

　　八、等质量的下列烃完全燃烧，生成CO2和H2O时，耗氧量最多的是（　）。

　　A．C2H6　　B．C3H8　　C．C4H10　　　D．C5H12

　　九、引燃密闭容器中的己烷和氧气的混合气体，使其发生不完全燃烧。

在120℃时，测得反映前后气体的压强别离为×

105Pa和×

105Pa。

判断这一燃烧反映主如果按下列哪个化学方程式进行的（　）。

　　A．C6H14+9O2

CO+5CO2+7H2O

　　B．C6H14+7O2

5CO+CO2+7H2O

　　C．C6H14+8O2

3CO+3CO2+7H2O

　　D．2C6H14+15O2

8CO+4CO2+14H2O

　　10、有一类组成最简单的有机硅化物叫硅烷，它的分子组成与烷烃相似，下列说法中错误的是（　）。

　　A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n+2

　　B．甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水

　　C．甲硅烷的密度小于甲烷

　　D．甲硅烷的热稳固性强于甲烷

答案与解析

　　一、　

　　答案：

B

　　[解析]A错误，与同分异构体的概念不符，咱们能够举一个反例，如C3H8和CO2，相对分子质量相同均为44，结构不同，但分子式不同，不是同分异构体。

　　B正确，含不同碳原子数的烷烃，结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，属于同系物。

　　C错误，结构对称的烷烃，其一卤取代产物互为同分异构体。

　　D错误，同系物的结构相似，通式相同的结构不一定相似，例如环丁烷C4H8与丙烯C3H6的结构不同，通式相同，不属于同系物。

　　2、

C

　　[解析]同系物结构相似，所以化学性质相似。

但相对分子质量不相同，原因是在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，相对分子质量相差14的整数倍。

同系物，随着相对分子质量依次增大，熔沸点依次增大，物理性质不同。

同系物的最简式不必然相同，例如烷烃同系物。

　　3、

D

　　[解析]分子式为C8H18的烷烃，分子中含有4个－CH3，由于链端有两个－CH3，所以分子中支链可能是两个－CH3或一个－CH3和一个－C2H5。

　　支链为两个－CH3的，主链为6个碳原子，将一个－CH3固定在2号碳原子上，另一个－CH3有四种位置，有4种同分异构体：

。

将一个－CH3固定在3号碳原子上，另一个－CH3有两种位置，有2种同分异构体：

　　支链为一个－CH3和一个－C2H5的，主链为5个碳原子，－C2H5只能在3号碳原子上，－CH3甲基的位置有两种，有两种同分异构体：

　　所以，符合题意的共有8种同分异构体。

　　4、

B、C

　　[解析]C6H14有5种同分异构体，含两个－CH3（链端）的是直链烷烃（无支链），含三个－CH3的主链上只有一个支链－CH3，含四个－CH3的主链上有两个支链－CH3。

　　A错误，分子中含两个－CH3的有三种一氯代物

　　B、C正确，分子中含三个甲基的有两种同分异构体，一种有四种一氯代物

　　另一种有五种一氯代物

　　D错误，分子中含四个甲基的有两种同分异构体，一种有两种一氯代物

　　另一种有三种一氯代物

　　5、

　　[解析]符合题意的有四中烷烃，即分子结构对称，只有一种氢原子。

　　四中烷烃分别为：

CH4、CH3－CH3、

、

　　6、

　　[解析]将一个Br原子固定在1号碳原子上，另外一个Br原子能够有三种位置：

，可有三种同分异构体。

　　若将一个Br原子固定在2号碳原子上，另外一个Br原子只能在3号碳原子上（在1号碳原子上会与上面的重复），

　　若将一个Br原子固定在3号碳原子上，另外一个Br原子只能在3号碳原子上（在1号碳原子上会与

　　上面的重复），

　　共有5种同分异构体。

　　7、

　　[解析]该题考查的内容与第5题相同，可参看5题解析。

　　8、

A

　　[解析]由烃的燃烧通式：

CxHy＋（x+

）O2

xCO2＋

　　燃烧时1molC原子耗1molO2，4molH原子耗1molO2，显然含相同质量碳时，含氢质量分数越大，耗氧越多。

　　将选项中的分子式分别改写为CH3、CH

、CH

、CH

，相同质量时，乙烷燃烧耗氧最多。

　　9、

　　[解析]按照题给数据，反映前后的压强之比为

，只有C的化学方程式符合。

　　10、

C、D

课外拓展

　　一、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体、同一物质比较

定义

比较的对象

表示式

结构

性质

同位素

质子数相同、中子数不同的原子互称为同位素

　同种元素的原子

符号表示不同，如：

核外电子排布相同，原子核结构不同

物理性质不同、化学性质相同

同素异形体

由同一元素组成的不同单质，互称为这种元素的同素异形体

单质

元素符号表示相同，分子式可不同，如：

石墨与金刚石、O2与O3

单质的结构不同

物理性质不同，化学性质相似

同系物

结构相似，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物，互称为同系物

有机化合物

分子式不同

结构相似，官能团类型与数目相同

同分异构体

分子式相同、结构不同的化合物互称为同分异构体

化合物

分子式相同

不同

物理性质不同，化学性质不一定相同

同一种物质

分子式和结构式都相同的物质

——

化学式相同

相同

　　二、同分异构体的书写技能

　　1、书写同分异构体，必需遵循“价键数守恒”原则，即在有机物分子中，碳原子价键数为4，氢原子价键数为1，氧原子价键为2。

　　2、熟练掌握碳原子数小于7的烃和碳原子数小于4的烷基的异构体数量。

　　即CH4、C2H6、C3H8、—CH3、—C2H5仅有一种结构。

　　C4H10、—C3H7有2种结构

　　—C4H9有4种结构

　　C5H12、C6H14、C7H16则依次有3种、5种、9种结构。

　　3、烷烃同分异构体的书写是其他有机物同分异构体书写的基础。

　　由于烷烃只存在碳链异构，其书写技巧可用“减链法”，即“两注意，四顺序”。

　　如此能够无遗漏、无重复地快速写出烷烃的各类同分异构体来。

　　[典型例题剖析]

　　[例1]已知二氯苯的同分异构体有3种，从而能够推知四氯苯的同分异构体数量是（　）

　　A、2种　　　B、3种　　　C、4种　　　D、5种

本题可用“等效转换法”求解。

　　在二氯苯中有2个氯原子和4个氢原子。

在四氯苯中有2个氢原子和4个氯原子，若是把其中2个氢原子假想为2个“氯原子”，4个氯原子假想为4个“氢原子”，经如此的“等效转换”后，四氯苯的结构就跟二氯苯完全“相同”。

现题目已知二氯苯的同分异构体有3种，可推知四氯苯的同分异构体也应为3种。

选B。

　　[例2]某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式能够是（　）

　　A、C3H8　　B、C4H10　　C、C5H12　　D、C6H14

本题可用“规律法”巧解。

　　根据题给选项中的烃均为烷烃及题设条件知：

烷烃的一卤代物只有一种，这表明烷烃分子中只有一种氢原子，结合烷烃的结构简式，其碳链末端只能连有甲基（—CH3），可得出：

“若烷烃的一卤代物只有一种，则除甲烷外，其它烷烃中的氢原子数一定是3的倍数”的规律性结论，依据此结论分析各选项中烷烃的氢原子数，即可迅速肯定出答案。

选C。

　　[例3]结构不同的二甲基氯苯的数量有（　）

　　A、4种　　B、5种　　C、6种　　　D、7种

本题可采用“有序分析法”解答。

　　先分析两个甲基在苯环上的异构情形，可得3种结构：

　　故此知二甲基氯苯有6种不同的结构（即异构体），选C。

　　[例4]某气态烷烃20mL，完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气100mL，该烃的化学式（ 

）

　　A、CH6 

B、C3H8 

C、C4H10 

D、C5H12

　　解析：

　　再按照气态物质的物质的量比等于其体积比进行计算。

　　[例5]下列烯烃和HBr发生加成反映所得产物有同分异构体的是（）

　　==CH2 

==CHCH3 

==CH2 

==CH2

　　A、B选项中烯烃属于对称烯烃，分子中两个不饱和碳原子位置是等同的，因此和HBr加成时所得产物没有同分异构体，而C、D选项中烯烃属于不对称烯烃，即分子中两上不饱和碳原子位置是不等同的，故加成后可得两种产物。