高中化学 专题3 第一单元 脂肪烃教案 苏教版选修5.docx

高中化学 专题3 第一单元 脂肪烃教案 苏教版选修5.docx

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高中化学专题3第一单元脂肪烃教案苏教版选修5

2019-2020年高中化学专题3第一单元脂肪烃教案苏教版选修5

●课标要求

1．以烷、烯、炔的代表物为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。

2．认识取代、加成反应和加聚反应特点。

●课标解读

1．了解烷、烯、炔在组成、结构和性质上的差异及应用。

2．领会取代、加成和加聚反应的原理。

●教学地位

脂肪烃是烃类物质的一大类，主要来源于石油，弄清其组成、结构和性质也就十分重要。

近几年高考试题均有涉及。

（教师用书独具）

●新课导入建议

我们在必修里已经知道乙烯与乙炔能发生加成反应，而乙烷不能，你知道为什么吗？

●教学流程设计

安排学生课前阅读P40～42相关教材内容，完成【课前自主导学】中的内容。

⇒步骤1：

导入新课，分析本课教学地位和重要性。

⇒步骤2：

对【思考交流1】让学生了解烃类沸点的影响因素；对【思考交流2】，强调不对称烯烃与不对称物质加成时，生成物可能有2种可能，但有主次。

⇒步骤3：

对【探究1】让学生细读三种烃的差异，并强调二烯烃加成的特点。

进而让学生讨论【例2】并完成，教师给予点评和纠错。

然后让学生完成【变式训练1】，教师给予点拨。

⇓

步骤6：

6至7分钟完成【当堂双基达标】，教师明确答案并给予适当点评或纠错。

⇐步骤5：

回顾本课堂所讲，师生共同归纳总结出【课堂小结】。

⇐步骤4：

对【探究2】指导学生理解加聚反应及有关概念，进而完成【例2】和【变式训练2】，教师给予点评和纠错。

对【教师备课资源】可根据学生实际水平，选择补加。

课　标　解　读

重　点　难　点

1.了解常见脂肪烃的物理性质。

2.理解常见脂肪烃的化学性质。

1.常见脂肪烃的物理性质变化规律。

（重点）

2.常见脂肪烃的取代、加成、加聚反应。

（难点）

常见脂肪烃的分类和物理性质

1.脂肪烃的分类

脂肪烃饱和烃：

烷烃不饱和烃含双键的烯烃含叁键的炔烃

2．脂肪烃的物理性质

物理性质

变化规律

状态

当碳原子数小于或等于4时，烷、烯、炔烃在常温下呈气态，其他的烷、烯、炔烃常温下呈液态或固态（新戊烷常温下为气态）

溶解性

都不溶于水，易溶于有机溶剂

沸点

随碳原子数的增加，沸点逐渐升高。

碳原子数相同的烃，支链越多，沸点越低

密度

随碳原子数的增加，相对密度逐渐增大。

烷、烯、炔烃的相对密度小于水的密度

1．烷烃的沸点与碳原子数之间有怎样的关系？

【提示】　碳原子越多，沸点越高。

常见脂肪烃的化学性质

1.取代反应

（1）取代反应：

有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。

（2）烷烃的特征反应是取代反应，但烷烃的取代反应的生成物一般是混合物，例如甲烷与氯气反应就可以生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等有机物。

2．加成反应

（1）加成反应：

构成有机化合物不饱和键的两个原子与其他原子或原子团结合生成新的化合物的反应。

（2）烯烃、炔烃的特征反应是加成反应。

（3）示例：

①一般烯烃或炔烃

CH2

CH—CH

CH2BrCHBrCHCH2（1,2加成）

CH2

CH2＋Br2

CH2BrCHCHCH2Br（1,4加成）

3．加聚反应

（1）加聚反应：

具有不饱和键的有机化合物通过加成反应得到高分子化合物的反应。

（2）乙烯的加聚反应方程式为nCH2

CH2—CH2。

1,3丁二烯可以通过1,4加成得到高分子化合物，生成物是一种重要的橡胶，写出该反应的化学方程式：

nCH2

CH2

CH2—CH

CHCH。

2．丙烯与HBr加成的产物有几种？

主要产物是什么？

有什么规则？

【提示】　2种；CH3CHCH3Br；不对称烯烃与卤化氢加成时，一般氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧，即马氏规则。

脂肪烃的组成、结构与性质

【问题导思】　

①饱和烃的特征反应是什么反应？

【提示】　取代反应。

②不饱和烃的特征反应是什么反应？

【提示】　加成反应。

　　类别

比较　　

烷烃

烯烃（分子中只有

一个碳碳双键）

炔烃（分子中只有

一个碳碳叁键）

组成通式

CnH2n＋2

CnH2n

CnH2n－2

碳的质量分数

75%～85.7%

85.7%

85.7%～92.3%

官能团结构式

CC

CC

代表物结构

甲烷：

正四面体

乙烯：

平面结构

乙炔：

直线结构

化学性质

取代反应

能

加成反应

不能

能

能

加聚反应

不能

能

能

能否因化

学反应使

溴水褪色

不能

能

能

能否使酸

性KMnO4

溶液褪色

不能

能

能

燃烧

通式

CxHy＋（x＋

）O2

xCO2＋

H2O

现象

火焰不明亮

火焰较明亮，

带黑烟

火焰明亮，带浓烟

　（2012·海南高考节选）化合物A是合成天然橡胶的单体，结构简式为：

CH2===C（CH3）—CH===CH2。

A的一系列反应如下（部分反应条件略去）：

A＋B

COOC2H5CH3　

Br2,CCl4

②C10H16Br2O2

已知：

＋

回答下列问题：

（1）A的化学名称是________；

（2）B的分子式为________；

（3）②的反应方程式为________________________________________________________________________；

（4）①和②的反应类型分别是________，________。

【解析】　由已知项提供的信息可知A和B的反应为加成反应。

A提供了两个碳碳双键，B至少提供一个碳碳双键，A和B反应的产物中有10个碳原子，A中有5个碳原子，则B中必然有5个碳原子，B中还有—COOC2H5，则B的结构简式为CH2===CHCOOC2H5。

对于反应②，产物比反应物只增加了两个溴原子，故反应②为加成反应。

【答案】　

（1）2甲基1,3丁二烯（异戊二烯）

（2）C5H8O2

（3）CH3COOC2H5＋Br2―→

CH3BrBrCOOC2H5

（4）加成反应　加成反应

加成反应与取代反应的区别

加成反应

取代反应

概念

构成有机化合物不饱和键的两个原子与其他原子或原子团直接结合而生成新物质的反应

有机化合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

特点

“断一、加二，都进来”“断一”是指双键或叁键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加两个其他原子或原子团，每一个不饱和碳原子上各加上一个

“上一下一，有进有出”

1．（2011·上海高考）β月桂烯的结构如图所示，一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物（只考虑位置异构）理论上最多有（　　）

A．2种　　　　　　　　　B．3种

C．4种D．6种

【解析】　β月桂烯和溴1∶2加成的产物共有如下四种：

BrBrBrBr、BrBrBrBr、BrBrBrBr、

BrBrBrBr，C项正确。

【答案】　C

加聚反应的类型与应用

【问题导思】　

①加聚反应的实质是什么？

有什么应用？

【提示】　加成反应；可用于合成高分子材料。

②聚乙烯CH2—CH2是纯净物吗？

为什么？

【提示】　不是纯净物；因为n值不确定。

1．有关概念

nCHCH3单体CH2―→CHCH3链节CH2聚合度

2．加聚反应类型

（1）单烯加聚，如：

nCH2===CH2―→

CH2—CH2

（2）共轭二烯加聚nCH2===CH—CH===CH2―→CH2—CH===CH—CH2

（3）混聚：

nCH2CHCH3＋nCH2===CH—CH===CH2

―→CH2CHCH3CH2CHCHCH2

　某高分子化合物的部分结构如下：

……CClHCClHCClHCHClCHClCHClCClHCClHCClH……

下列说法中正确的是（　　）

A．聚合物的分子式为C3H3Cl3

B．聚合物的链节为…CClHCClHCClH

C．该高聚物由单体CHCl===CHCl通过加聚反应得到

D．若n表示聚合度，则其相对分子质量为97n

【解析】　注意到碳碳单键可以旋转，则可判断上述聚合物重复的结构单元（即链节）为CClHCClH，该聚合物的结构简式为CClHCClH，是由单体CHCl===CHCl通过加聚反应得到的，其分子组成为（C2H2Cl2）n，其相对分子质量为97n。

【答案】　CD

注意单体，链节的区别：

单体是加聚反应的反应物小分子，链节是高分子结构中的重复单元。

2．（2011·上海高考节选）耐热型ABS树脂由丙烯腈（CH2

CHCH3　　　　②CH3CH

CH2CHCCH3CH2

（5）3

1．（2013·江苏徐州质检）下列关于烷烃和烯烃的说法中不正确的是（　　）

A．它们所含元素的种类相同，但通式不同

B．均能与氯气发生反应

C．烯烃分子中的碳原子数≥2，烷烃分子中的碳原子数≥1

D．含碳原子数相同的烯烃和烷烃互为同分异构体

【解析】　含碳原子数相同的烯烃和烷烃分子式不同，所以不是互为同分异构体的关系。

【答案】　D

2．①丁烷　②2甲基丙烷　③戊烷　④2甲基丁烷

⑤2,2二甲基丙烷等物质的沸点的排列顺序正确的是（　　）

A．①＞②＞③＞④＞⑤　　B．⑤＞④＞③＞②＞①

C．③＞④＞⑤＞①＞②D．②＞①＞⑤＞④＞③

【解析】　烷烃的沸点随着分子内所含碳原子数的增加而逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，沸点越低。

【答案】　C

3．下列各组物质之间的化学反应，反应产物一定为纯净物的是（　　）

A．CH3CCH3CHCH3＋Br2（CCl4）

C．CH3—CH

D．nCH3—CH

【解析】　题中涉及的三种烯烃，分子结构都是不对称的结构。

在Br2、HCl、H2O中，除Br2以外，其他两种的分子结构也都是不对称结构。

在加成反应中，不对称结构分子与不对称结构分子相加成时，产物往往不止一种，所以A项可选，B、C两项不选。

D项中的反应是加聚反应，产物为高分子化合物，高分子化合物一般为混合物。

【答案】　A

4．在金属化合物的催化作用下，烯烃里的碳碳双键会被拆散、重组、形成新的烯烃分子，这种过程被命名为烯烃复分解反应。

若把C6H5CH2CH

CHCH3在一定条件下混合反应，下列产物不可能生成的是（　　）

A．C6H5CH2CH

CH2

C．C6H5CH

CHCH2C6H5

【解析】　理解题中介绍的烯烃复分解反应关键要把握两点：

①在双键处断裂；②断裂的部分重组成烯烃分子。

C6H5CH2CH

CHCH3在一定条件下混合反应得到的产物有CH2

CHCH2C6H5、

C6H5CH2CH

CHCH3。

【答案】　C

5．含有一个碳碳叁键的炔烃加氢后产物的结构简式是

CH3CH2CHCH3CH2CHCH2CH3CH2CH3

此炔烃可能的结构有（　　）

A．一种B．两种

C．三种D．四种

【解析】　加氢后的产物是烷烃，它是由含一个碳碳叁键的炔烃和氢气加成得到的。

本题实际上是要确定原炔烃中叁键的位置。

炔烃相对于分子中所含碳原子数相同的烷烃，每个碳原子上少两个氢原子，也就是说，烷烃中某相邻的两个碳原子上都必须有两个或两个以上的氢原子才能符合条件。

显然左边第1,2个碳原子之间原来可形成叁键，右边第1,2个碳原子也是如此，右下方的两个碳原子的位置与结构简式中右边第1,2个碳原子是等效的。

【答案】　B

6．关于乙烯基乙炔分子（CH≡C—CH

CH—CH2—CH3、CH3—CHCH—CH3、CH2CCH3CH3，所以和NBS作用时得到的一溴代物有3种。

【答案】　

（1）CH2CCH3CH3CH2CCH3CH3、

CH2CCH3CH3CCH3CH3CH2

（2）CH3CCH3CH3CH2CHCH3CH3

（3）橙色褪去且溶液分层　红棕色褪去，不分层

（4）3第2课时　脂肪烃的来源与石油化学工业

（教师用书独具）

●课标要求

能说出天然气、石油液化气、汽油的组成，认识它们在生产、生活中的应用。

●课标解读

1．了解天然气、石油液化气、汽油的组成。

2．了解石油的分馏、裂化和裂解等。

●教学地位

石油的分馏、裂化和裂解的发展水平是石油化工的重要标志，也是国家各方面发展水平的标志之一。

近几年高考试题就有关原理、产品常有涉及。

（教师用书独具）

●新课导入建议

新型环保液体燃料——轻烃燃气。

除了热值高、燃烧排放清洁外，与天然气和液化石油气相比，其运输、贮存、分销更为方便安全，不仅可作为居民各种生活用燃气设施的气源，也是机关、学校、饭店等公用事业和工业企业烹饪、采暖、制冷和生产加热设施的理想气源。

轻烃燃气的原料来源是什么？

如何制取，本课时的学习将会有所启发。

●教学流程设计

安排学生课前阅读P43～46相关教材内容，完成【课前自主导学】中的内容。

⇒步骤1：

导入新课，分析本课教学地位和重要性。

⇒步骤2：

对【思考交流】让学生知道裂化的原理和意义。

⇒步骤3：

对【探究1】结合教材引导学生进而让学生独立完成【例1】和【变式训练1】，教师给答案并给予适当点评，且有条件的话介绍【教师备课资源】。

⇓

步骤6：

6至7分钟完成【当堂双基达标】，教师明确答案并给予适当点评或纠错。

⇐步骤5：

回顾本课堂所讲，师生共同归纳总结出【课堂小结】。

⇐步骤4：

对【探究2】，结合实例讲烃燃烧的有关规律，然后点拨【例1】，学生完成【变式训练2】，教师提问、点评。

课　标　解　读

重　点　难　点

1.了解石油、天然气是脂肪烃的主要来源。

2.了解石油的分馏、裂化、裂解、重整等化学工业。

1.石油的常压分馏和减压分馏。

（重点）

2.裂化汽油和直馏汽油的来源和差异。

（难点）

脂肪烃的来源

1.石油的物理性质和成分

（1）颜色状态：

黄绿色至黑褐色的黏稠液体。

（2）组成：

主要是由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物。

其成分主要是烷烃和环烷烃，有的含芳香烃。

2．天然气的成分

天然气主要成分是甲烷，有的地区的天然气中则含有乙烷、丙烷和丁烷等，而甲烷只占85%左右。

石油化学工业

1.石油的分馏

（1）原理：

石油

汽化

不同的馏分，属于物理变化。

（2）分类

①常压分馏

②减压分馏

2．石油的裂化

（1）原理：

使长碳链的烃在高温下反应生成短碳链烃的方法。

（2）目的：

提高汽油、煤油等轻质油的产量。

（3）分类：

热裂化和催化裂化。

（4）裂解：

同裂化原理相同，由轻质油生产气态烯烃，又称深度裂化。

3．催化重整和加氢裂化

（1）目的：

提高_汽油等轻质油品质。

（2）产品：

催化重整是获得芳香烃的主要途径。

4．环境保护

石油化工，科学家正在积极探索“全合成、零排放”的绿色化学工艺，开发对环境友好的产品、控制设备和仪器。

完成下列的裂化反应

①C16H34

________________________________________________________________________

②C8H18

________________________________________________________________________

③C8H16

________________________________________________________________________

【提示】　①C8H18＋C8H16

②C4H10＋C4H8

③C5H10＋C3H6

石油化学工业的产品问题

【问题导思】　

①直馏汽油和裂化汽油的主要成分有什么区别？

【提示】　直馏汽油的主要成分是液态烷烃，而裂化汽油的主要成分是液态烷烃和烯烃的混合烃。

②裂化与裂解的主要目的是什么？

【提示】　裂化主要是获得汽油等轻质油，裂解主要是获得气态烃等化工原料。

1．石油的分馏

（1）常压分馏得到的馏分中烃的沸点相对较低，分子中所含碳原子数较少。

减压分馏得到的馏分中烃的沸点相对较高，分子中所含碳原子数较多。

（2）减压分馏的原理是利用外界压强对物质沸点的影响。

外界压强越大，物质的沸点就越高；外界压强越小，物质的沸点就越低。

用降低分馏塔内压强的办法，能使重油的沸点随压强降低而降低。

也就是说，在低于常压下的沸点就可以使重油沸腾，这种过程就是减压分馏。

2．石油的裂化和裂解

（1）裂化就是在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。

在催化剂作用下进行的裂化，又叫催化裂化。

如：

C16H34

C8H18＋C8H16

十六烷　　辛烷　　辛烯

（2）裂解是指以比裂化更高的温度，使石油分馏产物（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等的加工过程。

裂解实际是深度裂化，石油裂解的化学过程比较复杂，裂解的目的是为了获取气态烯烃。

3．石油炼制、加工过程及主要产品的比较

炼制和加

工方法

分馏

裂化

常压

分馏

减压

分馏

热裂化

催化

裂化

裂解

原理

用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物

在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成小分子的过程

在高于裂化的温度下，将长链分子断裂成短链的气态烃和少量液态烃的过程

原料

脱水、脱

盐的原油

重油

重油

石油的

分馏产品

条件

常压

加热

减压

加热

加热

催化

剂、

加热

高温

目的

将原油

分离成

轻质油

将重油充

分分离，

并防碳化

提高轻质油的

产量和质量

获取短链气态

不饱和烃

主要

产品

溶剂油、

汽油、煤

油、柴油、

重油

润滑油、

凡士林等

汽油等轻质油

乙稀、丙烯、

丁二烯等

蒸馏与分馏的区别与联系：

蒸馏与分馏都是利用混合物的沸点不同进行的液体分离操作，但蒸馏只得到一种馏分（如制蒸馏水），分馏要得到两种或两种以上沸点不同的馏分；分馏实质上是一种“多次蒸馏”。

蒸馏和分馏都属于物理变化。

__石油分馏出来的每一种馏分仍然是多种烃的混合物，是沸点在一定温度范围内的液体的混合物。

　下列叙述不正确的是（　　）

A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，燃烧天然气较环保

B．石油中通过常压分馏、减压分馏得到的汽油比催化重整后的汽油品质高

C．重油通过裂化可获得大量的轻质油

D．轻质油的裂解也可称为深度裂化，目的是为了获得大量的气态不饱和烃

【解析】　天然气和沼气的主要成分都是CH4。

天然气中含硫元素的量很少，所以天然气在空气中燃烧，产生SO2污染物的量也少，A正确；催化重整的目的就是为了提高轻质油的品质，B不正确；重油的裂化就是为了解决石油分馏轻质油产量不高而采取的补救措施，C正确；D说法正确。

【答案】　B

有关石油常压分馏、减压分馏、裂化、裂解、催化重整等石油加工术语及工业操作的目的和作用要弄清楚，这也是本节知识的重点内容。

1．下列说法中正确的是（　　）

A．石油是混合物，汽油是纯净物

B．沸点：

汽油＞煤油＞柴油＞机油

C．蒸馏汽油和裂化汽油成分相同

D．蒸馏汽油的实验装置也可用来制取蒸馏水

【解析】　A项，石油、汽油均为混合物；B项，沸点：

汽油＜煤油＜柴油＜机油；C项，两种汽油的成分不同。

【答案】　D

烃类物质燃烧的有关计算

【问题导思】　

①等物质的量的CH4、C2H6和C3H8完全燃烧，消耗的O2最多的是哪种物质？

【提示】　C3H8

②等质量的CH4、C2H6和C3H8完全燃烧，消耗O2最多的是哪种物质？

【提示】　CH4

1．等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，消耗氧气的量决定于“x＋

”的值，此值越大，耗氧量越多。

2．等质量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量决定于CxHy中y/x的值，此值越大，耗氧量越多。

3．若烃分子的组成中碳、氢原子个数比为1∶2，则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。

4．等质量的且最简式相同的各种烃完全燃烧时其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。

5．气态烃CxHy完全燃烧后生成CO2和H2O。

CxHy＋（x＋

）O2

xCO2＋

H2O

当H2O为气态时（＞100℃），1mol气态烃燃烧前后气体总体积的变化有以下三种情况：

当y＝4时，ΔV＝0，反应后气体总体积不变时，常温常压下呈气态的烃中，只有甲烷、乙烯、丙炔。

当y＞4时，ΔV＝

－1，反应后气体总体积增大；

当y＜4时，ΔV＝1－

，反应后气体总体积减小。

　（2013·潍坊高二质检）1.01×105Pa,150℃时，将1LC2H4、2LC2H6与20L氧气混合并点燃，完全反应后氧气有剩余。

当反应后的混合气体恢复至原条件时，气体体积为（　　）

A．15L　　　B．20L　　　C．23L　　　D．24L

【解析】　由于150℃时，C2H4燃烧不会引起体积的改变，只有C2H6会引起气体体积增加，V后＞20＋1＋2，所以应选D。

【答案】　D

2．一种气态烷烃和一种气态烯烃，它们分子里的碳原子数相等。

将1.0体积这种混合气体在氧气中完全燃烧，生成2.0体积的CO2和2.4体积的水蒸气（气体体积均在相同状况下测定），则混合气体中烷烃和烯烃的体积比为（　　）

A．3∶1B．1∶3C．2∶3D．3∶2

【解析】　根据阿伏加德罗定律，相同状况下，气体的体积之比等于物质的量之比，可知1mol混合烃充分燃烧后生成2molCO2和2.4molH2O，则混合烃的平均分子组成为C2H4.8。

又知烷烃和烯烃分子里的碳原子数相同，可以判定它们分别是C2H6和C2H4。

无论C2H6与C2H4以怎样的体积比混合，它们的平均碳原子个数都是2。

因此符合题意的烷烃和烯烃的体积比，将由它们分子里所含的H原子个数决定。

可用十字交叉法求解：

C2H6

C2H4　　　　4.8640.81.2　　　

＝

【答案】　C

1．脂肪烃的2个主要来源：

①天然气　②石油。

2．石油的4种炼制

①分馏（常压分馏和减压分馏）　②裂化（热烈化和催化裂化）　③裂解（深度裂化）

④催化重整。

3．烃燃烧的3种计算题型

①耗氧量比较，②确定烃的组成，③确定混合烃的组成。

1．（2013·安阳高二质检）石油减压分馏的目的是（　　）

A．使高沸点的重油进一步分离

B．得到更多的重油

C．分离得到汽油、煤油等轻质油

D．得到高质量的汽油

【解析】　石油分馏有常压分馏和减压分馏两种，减压分馏的目的是使高沸点的重油进一步分离。

【答案】　A

2．我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。

下列关于石油的说法正确的是（　　）

A．石油属于可再生矿物能源

B．石油主要含有碳、氢、氧三种元素

C．石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量

D．石油分馏所得的各馏分均是纯净物

【解析】　本题主要考查石油化工