高一化学最简单的有机化合物-甲烷同步课件-3.ppt

1、第2课时 烷烃学习目标学习目标1.了解烷烃的组成、结构、通式。了解烷烃的组成、结构、通式。2.认识烷烃的物理性质和化学性质。认识烷烃的物理性质和化学性质。3.掌握同系物、同分异构体的概念并会判断是掌握同系物、同分异构体的概念并会判断是否为同分异构体或同系物。否为同分异构体或同系物。乙烷乙烷从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构相结构相似似的化合物，如：的化合物，如：丙烷丙烷丁烷丁烷单键结合单键结合导入导入己烷己烷戊烷戊烷以上分子组成和结构与甲烷有何相同和不以上分子组成和结构与甲烷有何相同和不同的地方？分子结构有什么特点？同的地方？分子结构有什么特点？观

2、察思考观察思考庚庚 烷烷辛烷辛烷 每个碳原子的四键都已充分利用，都达到每个碳原子的四键都已充分利用，都达到“饱和饱和”。这样的烃叫做这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃，链状又叫，链状又叫链烃。链烃。结构特点：结构特点：“饱和饱和”；链状！；链状！烃烃:又叫又叫碳氢碳氢化合物化合物 CxHy。只只含有含有碳碳、氢氢两种元素的两种元素的有机物。有机物。+=烃烃tng q火火气气n烃字的由来：烃字的由来：在烃的分子里，碳原子之间都以在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键碳碳单键结合成结合成链链状状，剩余的价键均与氢原子相结合，使每个碳原子，剩余的价键均与氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已

3、充分利用，达到的化合价都已充分利用，达到“饱和饱和”。这样的烃。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。叫做饱和烃，又叫烷烃。一一.烷烃的概念烷烃的概念1.碳碳单键碳碳单键2.链状：不是直线，锯齿状链状：不是直线，锯齿状3.“饱和饱和”每个碳原子都形成四个单键每个碳原子都形成四个单键结构特点：结构特点：思考思考 烷烃分子中的所有原子能否共平面？烷烃分子中的所有原子能否共平面？烷烃中的所有原子不可能共平面。烷烃中的所有原子不可能共平面。1.结构式：结构式：乙烷：乙烷：H H 丙烷：丙烷：H H H|HCCH HCCCH|H H H H H 丁烷：丁烷：H H H H 异丁烷：异丁烷：H|HCCCCH H-

4、C-H|H H H H H H|HCCCH|H H H二二.烷烃的表示方法烷烃的表示方法2.结构简式：结构简式：(省略与合并省略与合并)例：例：H H H H H|H C C C C CH|H HCH H H H|H 省略省略CH键键 把同一把同一C上的上的H合并合并省略横线上省略横线上CC键键 CH3CHCH2CH2CH3 CH3或者：或者：CH3CH(CH3)(CH2)2CH3 CH3 CHCH2CH2CH3 CH3甲烷甲烷 CH4 CH4乙烷乙烷 C2H6 CH3CH3丙烷丙烷 C3H8 CH3CH2CH3丁烷丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3戊烷戊烷 C5H12 CH3(CH2

5、)3CH3癸烷癸烷 C10H22 CH3(CH2)8CH3十七烷十七烷 C17H36 CH3(CH2)15CH3分析上述烷烃的化学式，你可以发现它们中碳原子分析上述烷烃的化学式，你可以发现它们中碳原子的个数与氢原子的个数之间有什么关系？的个数与氢原子的个数之间有什么关系？三三.烷烃的通式烷烃的通式:分子式通式：分子式通式：CnH2n+2（n1）烃分子式烃分子式:CxHy12345CH4C2H6C3H8C4H10C5H12678910C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22分析上述式子，我们可以发现它们在结构和组成分析上述式子，我们可以发现它们在结构和组成上有什么相同点和不同点？上有

6、什么相同点和不同点？甲烷甲烷 CH4 CH4乙烷乙烷 C2H6 CH3CH3丙烷丙烷 C3H8 CH3CH2CH3丁烷丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3戊烷戊烷 C5H12 CH3(CH2)3CH3癸烷癸烷 C10H22 CH3(CH2)8CH3十七烷十七烷 C17H36 CH3(CH2)15CH3结构相似，在分子组成上相差一个或若干个结构相似，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原子团的物质互相称为同系物同系物。四四.同系物同系物练习练习下列物质中属于同系物的是下列物质中属于同系物的是_。CH2=CHCH3 CH4 H2 CH3(CH2)5CH(CH3)CH3

7、CH2CH2CH2CH2 和和同系物的组成与结构特点：同系物的组成与结构特点：(1)结构相似。主要指化学键结构相似。主要指化学键类型相同，类型相同，分子分子中各中各原子的原子的结结合合方式相似方式相似。结构结构相似并不是相同。如相似并不是相同。如：和和 CH3CH(CH3)CH3CH3CH2CH3(2)组成元素必须相同。组成元素必须相同。(4)必须符合同一通式。但符合同一通式，且分子组成上相差必须符合同一通式。但符合同一通式，且分子组成上相差一个或若干个一个或若干个CH2原子团的物质不一定是同系物。原子团的物质不一定是同系物。如：如：和和 （环丙烷）（环丙烷）CH2 CH2 CH2(3)一定具

8、有不同的分子式。相差一定具有不同的分子式。相差n个个-CH2-CH2CH2（乙烯）（乙烯）1.是否属于同类物质？是否属于同类物质？2.通式相同吗？通式相同吗？3.碳原子数目相同吗？碳原子数目相同吗？4.相对分子质量相差多少？相对分子质量相差多少？5.性质相同吗？性质相同吗？结论：结论：属于同类物质属于同类物质通式相同通式相同碳原子数目不同碳原子数目不同相对分子质量相差相对分子质量相差14n物性不同，化性相似物性不同，化性相似同系物间的关系同系物间的关系:烃基：烃基：烃失去烃失去1个个或几个氢原子或几个氢原子后所剩余的原子团叫做后所剩余的原子团叫做烃基烃基。常用符号常用符号“R”表示。表示。例例

9、：CH3 甲基甲基 CH2CH3（或（或C2H5）乙基乙基 CH3和和CH3含有的电子数是否相等？含有的电子数是否相等？CH3中含有中含有8电子，电子，CH3中含有中含有9电子，这两电子，这两者有什么区别呢？者有什么区别呢？R基中的基中的“”表示表示1个单电子，即个单电子，即烃烃基是电中性的基是电中性的。注意：注意：五五.烷烃的性质烷烃的性质(1)物理性质物理性质名称名称结构简式结构简式常温时常温时的状态的状态熔点熔点/沸点沸点/相对相对密度密度水溶水溶性性甲烷甲烷CH4气气-182-1640.466不溶不溶乙烷乙烷CH3CH3气气-183.3-88.60.572不溶不溶丙烷丙烷CH3CH2C

10、H3气气-189.7-42.10.585不溶不溶丁烷丁烷CH3(CH2)2CH3气气-138.4-0.50.5788不溶不溶戊烷戊烷CH3(CH2)3CH3液液-13036.10.6262不溶不溶十七烷十七烷CH3(CH2)15CH3固固22301.80.7780不溶不溶有何规律？有何规律？随着烷烃碳原子数的增加，一般递变性是：随着烷烃碳原子数的增加，一般递变性是：气气液液固；固；熔点升高；熔点升高；沸点升高；沸点升高；密度增大。密度增大。状态状态：常温常压下的烷烃，：常温常压下的烷烃，C1C4，气态，气态，C5C16，液态，液态，C17及以上，固态。及以上，固态。密度：密度：液态时密度均小于

11、液态时密度均小于1g/cm3（均比水轻）。（均比水轻）。溶解溶解性：性：均难溶于水均难溶于水，易溶于有机溶剂。，易溶于有机溶剂。结构相似的分子随相对分结构相似的分子随相对分子质量的逐渐增大范德华子质量的逐渐增大范德华力逐渐增大。力逐渐增大。什么原因？什么原因？由于其它烷烃的碳原子多，所以其它烷烃分解比甲烷复杂。由于其它烷烃的碳原子多，所以其它烷烃分解比甲烷复杂。(2)烷烃的化学性质烷烃的化学性质-与甲烷性质相似与甲烷性质相似氧化反应氧化反应(能燃烧能燃烧)2CnH2n+2 +(3n+1)O2 2nCO2 +2(n+1)H2O 点燃点燃取代反应取代反应(在光照条件下与在光照条件下与Cl2、Br2

12、 反应）反应）例如：例如：因为因为CH3CH3可以被取代的氢原子多，所以发生取代反应，可以被取代的氢原子多，所以发生取代反应，其它烷烃比甲烷复杂。其它烷烃比甲烷复杂。CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl 光照光照结构稳定结构稳定,均不能使均不能使KMnO4、溴水褪色，不与强酸，、溴水褪色，不与强酸，强碱反应。强碱反应。较高温度下能分解较高温度下能分解六六.烷烃的名称烷烃的名称碳原子数碳原子数12345分子式分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名称名称甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷碳原子数碳原子数678910分子式分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C1

13、0H22名称名称己烷己烷庚烷庚烷辛烷辛烷壬烷壬烷癸烷癸烷烷烃的命名（习惯命名法）烷烃的命名（习惯命名法）以烷烃分子中碳原子数命名。以烷烃分子中碳原子数命名。2.C原子数大于原子数大于10时，用十一、十二、十三时，用十一、十二、十三.表示，表示，如十一烷。如十一烷。1.C原子数在原子数在110之间的，依次用天干表示，之间的，依次用天干表示，称为某称为某烷：烷：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH3CCH3CH3 3.当碳原子数相同时，用当碳原子数相同时，用正、异、新正、异、新来区

14、别来区别 正正不带支链不带支链 异异链一端第二个碳上有一个甲基链一端第二个碳上有一个甲基 新新链一端第二个碳上有两个甲基链一端第二个碳上有两个甲基CH3CHCH2CH3CH3CH3CHCH3CH3异丁烷异丁烷CH3CH2CH2CH3正丁烷正丁烷正戊烷正戊烷无支链无支链异戊烷异戊烷带一支链带一支链新戊烷新戊烷带两支链带两支链CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH3CH3思考与交流思考与交流 正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式正戊烷、异戊烷、新戊烷的分子式是否相同？他们分子结构是否相同？它们是否为是否相同？他们分子结构是否相同？它们是否为同一种物质？同一种物质？结

15、论结论它们的分子式相同（它们的分子式相同（C5H12），但分子结构不同，），但分子结构不同，属于不同的分子。属于不同的分子。七七.同分异构现象、同分异构体同分异构现象、同分异构体(1)同分异构现象：化合物同分异构现象：化合物具有相同的分子式具有相同的分子式，但，但具有具有不同的结构不同的结构现象，叫做同分异构现象。现象，叫做同分异构现象。(2)同分异构体：同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。分异构体。理解理解三个相同三个相同二个不同二个不同分子组成相同、分子量相同、分子式分子组成相同、分子量相同、分子式相同相同结构不同、性质不同结构不同、性质不

16、同正丁烷和异丁烷的某些物理性质正丁烷和异丁烷的某些物理性质同分异构体性质同分异构体性质:物理性质：物理性质：支链越多，熔沸点支链越多，熔沸点 密度密度 化学性质：化学性质：不一定相同不一定相同分析正丁烷和异丁烷有什么相同点和不同点？分析正丁烷和异丁烷有什么相同点和不同点？化学式完全相同而物理性质不同化学式完全相同而物理性质不同练习练习 丁烷丁烷 异丁烷异丁烷 戊烷戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷 丙烷，物质的沸点由高到低的排列顺丙烷，物质的沸点由高到低的排列顺序是序是_。C原子数不同：原子数不同：C原子数越多，沸点越高原子数越多，沸点越高C原子数相同：原子数相同：支链越多，沸点越低支链越多，沸

17、点越低烷烃同分异构体的书写：烷烃同分异构体的书写：烷烃只存在碳链异构（因烷烃只存在碳链异构（因C原子排列顺序不同），常原子排列顺序不同），常用用“减链法减链法”，可概括为，可概括为“两注意、四句话两注意、四句话”两两注注意：意：选择选择最长最长的碳链为主链的碳链为主链最短不少于最短不少于(n+2)/2(n为偶数时）为偶数时）(n+1)/2(n为奇数时为奇数时)（n4）（n5）找出找出中心中心对称线对称线四句话：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、邻到间排列对、邻到间C7H10 的同分异构体的同分异构体HHHHHHHHHHCCCC CCC HH

18、HHHH1.一直一直链链以庚烷为例以庚烷为例C CCCCCCCCCCCC CC C CCCCCC2.主链主链少一个碳少一个碳3.主链主链少二个碳少二个碳CCCCCC C C C(1)支链为乙基支链为乙基C C CCCCCCC C C 支链碳数小于挂靠碳离端点位数支链碳数小于挂靠碳离端点位数(2)支链支链为两个甲基为两个甲基C C CCCCCCC CCCCCA.两甲基在同一个碳原子上两甲基在同一个碳原子上C C CCCCCC C CCCCCA.两甲基在同一个碳原子上两甲基在同一个碳原子上C C CCCCC两者是一样的两者是一样的两者是一样的两者是一样的B.两甲基在不同一个碳原子上两甲基在不同一个

19、碳原子上CCCCCCCCCCC C C C C C C 支链邻位支链邻位支链间位支链间位C C C C 4.主链主链少三个碳原子少三个碳原子CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC CCCCC C 提问：主链的碳原子可以是三个吗？提问：主链的碳原子可以是三个吗？对称氢原子的概念对称氢原子的概念我们知道甲烷的四个氢原子是对我们知道甲烷的四个氢原子是对称的。称的。如果将甲烷的四个氢原子用甲基如果将甲烷的四个氢原子用甲基取代，结果会取代，结果会？由此可以得到规律由此可以得到规律我们先看看最简单的甲烷分子我们先看看最简单的甲烷分子等效氢：烷烃分子中处于相同位置上的氢原子称等效氢：烷烃分子中处于相同

20、位置上的氢原子称为等位氢。为等位氢。同一个碳原子上的氢是等效氢；同一个碳原子上的氢是等效氢；同一个碳原子上的甲基中的氢是等效氢；同一个碳原子上的甲基中的氢是等效氢；处于分子中对称位置的碳上的氢原子是等效氢；处于分子中对称位置的碳上的氢原子是等效氢；烃的一元取代物同分异构体数目的判断烃的一元取代物同分异构体数目的判断-“等效氢法等效氢法”1.分子中同一碳原子上连接的氢原子等效。分子中同一碳原子上连接的氢原子等效。2.同一碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效同一碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效3.分子中处于镜面对称位置上的氢原子等效。分子中处于镜面对称位置上的氢原子等效。烃分子中等效氢原子有几种，

21、则该烃的一元取代物就有几种同分烃分子中等效氢原子有几种，则该烃的一元取代物就有几种同分异构体。异构体。确认烃的二元取代产物的种类时，应根据等效氢原子的种类确认烃的二元取代产物的种类时，应根据等效氢原子的种类进行分类组合。进行分类组合。CCH3H3CCH3CCHCCHHHHHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3思考思考 试比较同系物、同分异构体、同素异形体、同位素四试比较同系物、同分异构体、同素异形体、同位素四个名词的含义。个名词的含义。同系物同系物同分异构体同分异构体同素异形体同素异形体同位素同位素组成组成结构结构类别类别分子相差一分子相差一个或几个个或几个CH2原子团原子团分子组成相分

22、子组成相同同分子组成分子组成不同不同质子数相质子数相同，中子同，中子数不同数不同结构相似结构相似结构不同结构不同结构不同结构不同化合物化合物单质单质化合物化合物同一元素的同一元素的不同种原子不同种原子小结小结1.以下结构表示的物质中是烷烃的是以下结构表示的物质中是烷烃的是（）A.CH3OHB.CH2=CH2C.D.当堂检测当堂检测C2.分子式为分子式为C4H10的烃的一氯代物的同分异构体的烃的一氯代物的同分异构体有有（）A.3种种 B.4种种 C.5种种 D.6种种B3.下列各对物质中互为同系物的下列各对物质中互为同系物的是是（）A.CH3CH=CH2和和CH3CH2CH=CH2B.CH3CH3和和CH3CH=CH2C.CH3CH2CH3和和CH3CH=CH2D.CH3CH2CH=CH2和和CH3CH2CH3A4.有下列结构的物质：有下列结构的物质：CH3(CH2)3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3 其中，属于同系物的是其中，属于同系物的是_(填字母，下同填字母，下同)；属于同分异构体的是属于同分异构体的是_；属于同种物质的是；属于同种物质的是_。A.B.C.D.E.F.BDAFE