1、第一节 脂肪烃第1课时烷烃和烯烃第二章烃和卤代烃1.了解烷烃和烯烃物理性质与分子中碳原子数目的关系。2.能以甲烷、乙烯为例,理解烷烃和烯烃的结构特点和主要化学性质。3.正确判断和书写烯烃的同分异构体。学习目标新课探究烷烃和烯烃的物理性质知识点一烷烃和烯烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增而呈规律性的变化。1.状态:在常温、常压下,碳原子数 的烷烃、烯烃为气态(新戊烷在常温常压下也是气体),其他为液态或固态。2.熔、沸点:随着分子中碳原子数的增加,烷烃、烯烃的熔、沸点逐渐。小于或等于升高新课探究 3.密度:密度逐渐,且密度都比水的密度。4.都不溶于水,易溶于有机溶剂。增大小新课探究例1 下列说法
2、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答案 C解析 烷烃分子中的所有碳原子可能位于同一平面上(如CH3CH3、CH3CH2CH3),也可能不都位于同一平面上如(CH3)2CHCH3分子中最多只有3个碳原子共平面;随着碳原子数的增加,烷烃的分子间作用力逐渐增大,使其熔、沸点逐渐升高;分子式相同的不同烷烃之间互为同分异构体,分子式不同的烷烃之间互为同系物。新课探究【规律小结】脂肪烃熔沸点递变规律脂肪烃类熔、沸点一般较低。其变化规律:组成与结构相似
3、的物质(即同系物),相对分子质量越大,其熔、沸点越高。相对分子质量相近或相同的物质(如同分异构体),支链越多,其熔、沸点越低。新课探究1.烷烃的分子通式为(n1,nN)。2.烷烃的结构特点(1)烷烃是烃,其碳原子之间以 结合成链状,剩余的共价键全部跟H结合。(2)甲烷的分子构型为 ,分子中最多有个原子共面,若将甲烷中的4个H原子换成其他原子(用a、b、c、d表示),则a、b、c、d与C这五个原子中最多个原子共面。(3)除甲烷、乙烷外,烷烃分子的碳原子之间呈锯齿状排列。烷烃的结构和化学性质知识点二CnH2n+2饱和链碳碳单键正四面体33新课探究3.烷烃的化学性质烷烃与甲烷有相似的化学性质。(1)
4、稳定性:常温下,烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂等都不反应。(2)氧化反应可燃性烷烃燃烧通式为 。(3)分解反应:在隔绝空气的条件下,长链烷烃加热或加催化剂可发生裂化或裂解,如:C16H34 C8H18+C8H16新课探究(4)取代反应烷烃的特征反应光照条件下,烷烃与卤素单质发生取代反应生成多种卤代烃和氯化氢气体。写出乙烷与氯气发生取代反应生成一氯乙烷的方程式:。CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl新课探究【思维拓展】在光照条件下,等物质的量的乙烷和Cl2混合发生取代反应生成的有机产物中只有一氯乙烷吗?能否用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯?答案提示 不是。乙烷和Cl2的取代反应
5、是连续的,产物是从一氯乙烷至六氯乙烷的混合物。不能。乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳,虽能除掉乙烯,但又混入了二氧化碳。乙烯与溴水发生加成反应生成液态的1,2-二溴乙烷,故可用溴水除去甲烷中的乙烯。新课探究例2 下列有关烷烃的叙述中,正确的是()A.烷烃分子中,所有碳原子都位于一条直线上B.除甲烷外,大多数烷烃都能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.在一定条件下,烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应D.烷烃在空气中都能燃烧,但不一定产生淡蓝色火焰答案 D新课探究解析 烷烃分子中,碳原子之间呈锯齿形排列(除甲烷、乙烷外),其分子中的碳原子不可能位于同一条直线上,A项错误;烷烃属于饱和链烃,其化学性质一般比较稳定
6、,通常烷烃不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液)反应,B项错误;在一定条件下,烷烃能与氯气、溴蒸气(不是溴水)发生取代反应,C项错误;烷烃在空气中都能燃烧,甲烷等燃烧时还能产生淡蓝色火焰,但随着烷烃中碳原子数的增加,其含碳量升高,燃烧会越来越不充分,燃烧时火焰明亮,甚至伴有黑烟,D项正确。新课探究例3 下列说法中正确的是()A.分子式为C7H16的烷烃,含有3个甲基的同分异构体有2种B.烷烃的通式为CnH2n+2,随n值增大,碳元素的质量分数逐渐减小C.分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃D.异戊烷与2-甲基丁烷互为同系物答案 C新课探究【易错警示】1.光照条件下,烷烃能与溴蒸气发生
7、取代反应,而不能使溴水因发生化学反应而褪色。2.分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃,碳原子数不同的烷烃一定互为同系物。但符合通式CnH2n且碳原子数不同的烃不一定互为同系物。新课探究1.烯烃的分子通式为(n2,nN)。2.烯烃的结构特点(1)烯烃的官能团为,因此称为不饱和烃。(2)乙烯分子的空间结构为,个原子共面。3.烯烃的同分异构体(1)官能团异构:单烯烃与互为同分异构体。烯烃的结构和化学性质知识点三CnH2n碳碳双键平面结构6环烷烃新课探究(2)碳链异构和碳碳双键的位置异构:书写烯烃同分异构体时,先写碳链异构体,再写碳碳双键的位置异构体。如烯烃C5H10的同分异构体的结构简式有(不考虑
8、立体异构)。CH2 CHCH2CH2CH3、CH3CH CHCH2CH3、新课探究(3)顺反异构顺式结构的两个相同的原子或原子团排列在双键的同侧,如顺-2-丁烯结构简式为;反式结构的两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧,如反-2-丁烯结构简式为。新课探究4.烯烃的化学性质(1)氧化反应可以使酸性KMnO4溶液褪色。可以燃烧,其燃烧通式为 。(2)加成反应烯烃的特征反应烯烃能与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应,写出丙烯分别与H2、Br2、HBr、H2O发生反应的化学方程式。、。CH3CH CH2+H2 CH3CH2CH3CH3CH CH2+Br2 CH3CHBrCH2BrCH3CH CH
9、2+HBr CH3CHBrCH3(或CH3CH2CH2Br)CH3CH CH2+H2O CH3CHOHCH3(或CH3CH2CH2OH)新课探究二烯烃的1,2-加成与1,4-加成一般地,在温度较高的条件下发生1,4-加成,在温度较低的条件下发生1,2-加成。1,3-丁二烯与氯气发生1,2-加成的产物为 ,1,3-丁二烯与氯气发生1,4-加成的产物为 。(3)加聚反应丙烯发生加聚反应的化学方程式:。CH2ClCHClCH CH2CH2ClCH CHCH2ClnCH3CH CH2 新课探究【思维拓展】烯烃均存在顺反异构吗?下列图示的式和式分别是某烯烃两种顺反异构体的球棍模型和比例模型。你认为哪种表
10、示是顺式结构?哪种表示是反式结构?图2-1-1烯烃既能使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色,其原理是否相同?请分析原因。新课探究答案提示 不是所有的烯烃都存在顺反异构。如果双键碳原子一端连接相同的原子或原子团就不存在顺反异构,如CH3CH CH2。式为顺式结构,式是反式结构。不同。烯烃能使溴水褪色是因为发生了加成反应;能使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为发生了氧化反应。新课探究例4 有机化合物C4H8是生活中的重要物质,关于C4H8的说法中,错误的是()A.C4H8可能是烯烃B.C4H8中属于烯烃类的同分异构体有4种C.核磁共振氢谱有2种吸收峰的烯烃结构一定是 D.C4H8中属于烯烃的顺反异构体有
11、2种答案 C新课探究解析 C4H8中属于烯烃的同分异构体有 、CH2 CHCH2CH3、CH3CH CHCH3(存在顺反异构)共4种,其中核磁共振氢谱有2种吸收峰的有 、顺-2-丁烯、反-2-丁烯,共3种。新课探究例5 下列说法中正确的是()A.可以用酸性KMnO4溶液除去乙烷中的乙烯B.烯烃分子中所有的原子一定在同一平面上C.分子式为C4H8的烃不一定能使KMnO4酸性溶液褪色D.烯烃在适宜条件下只能发生加成反应不能发生取代反应答案 C新课探究解析 酸性KMnO4溶液可用于鉴别乙烷和乙烯,但不能用于除去乙烷中的乙烯,因为酸性KMnO4溶液可将乙烯氧化成CO2,引入新的杂质,A项错;烯烃分子中
12、,与双键碳原子相连的4个原子及双键碳原子处于同一平面上,而其他的原子则不一定处于该平面上,如丙烯CH2 CHCH3分子中CH3上的氢原子最多只有一个处于其他6个原子所在的平面上,故B项错;分子式为C4H8的烃可以是烯烃,也可以是环烷烃,而环烷烃不能使KMnO4酸性溶液褪色,C项正确;加成反应是不饱和键的特征反应,但若烯烃中含有烷基等其他原子团时,一定条件下也可能发生取代反应,D项错。新课探究例6 2-甲基-1,3-丁二烯与Br2等物质的量反应,生成的有机物有种,写出其结构简式:3CH2BrCBr(CH3)CH CH2、CH2 C(CH3)CHBrCH2Br、CH2BrC(CH3)CHCH2Br
13、。解析 2-甲基-1,3-丁二烯()与Br2等物质的量发生加成反应,可以发生1,2-加成反应,得到产物CH2BrCBr(CH3)CH CH2;还可以发生3,4-加成反应,得到产物CH2 C(CH3)CHBrCH2Br;还可以发生1,4-加成,得到CH2BrC(CH3)CHCH2Br,共3种产物。新课探究【易错警示】1.实验室利用溴水或溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液来鉴别烷烃和烯烃,用溴水(不用酸性高锰酸钾溶液,会引入新的杂质)除去气态烷烃中的气态烯烃。2.分子式为CnH2n的烃不一定是烯烃,也可能是环烷烃。3.加成反应是不饱和键的特征反应,但若烯烃中含有烷基等其他原子团时,一定条件下也可能
14、发生取代反应。当堂自测1.判断正误(正确打“”,错误打“”)(1)碳原子数大于4的烷烃在常温常压下都是液体或固体 ()(2)乙烷与Cl2在光照条件下反应,可能生成9种氯代烃 ()(3)分子式为C4H8的烃分子中一定含有碳碳双键 ()(4)聚丙烯的结构简式为CH2CHCH3 ()(5)双键碳原子都连接两个不同原子或原子团的烯烃一定存在顺反异构()(6)烷烃分子中的碳原子之间均呈直线形排列 ()当堂自测2.在1.013105 Pa下,测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析,各项说法正确的是()A.在标准状况时,新戊烷是气体B.在1.013105 Pa、20 时,C5H12都是液体C.烷烃随碳原子数增
15、加,沸点降低D.C5H12随支链增加,沸点降低物质名称沸点/正丁烷CH3(CH2)2CH3-0.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.1 异戊烷 27.8 新戊烷 9.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0答案 D当堂自测解析 新戊烷的沸点是9.5,标准状况下是液体,20 时是气体,A、B均错误;烷烃随碳原子数的增加,沸点升高,C错误;C5H12的三种同分异构体中,随支链数增加,沸点逐渐降低,D正确。当堂自测3.燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物,生成3.58 L CO2(标准状况)和3.60 g H2O,则混合气体中()A.一定有甲烷B.一定有乙烷C.一定无甲烷D.一定有丙烷答案 A当堂
16、自测4.由乙烯推测丙烯的结构或性质正确的是()A.分子中3个碳原子在同一直线上B.分子中所有原子在同一平面上C.与HCl加成只生成一种产物D.既能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色答案 D解析 丙烯分子中的3个碳原子共面不共线;结构中有CH3,所有原子不共面;丙烯与HCl反应,生成CH2ClCH2CH3和CH3CHClCH3两种产物。当堂自测5.下列物质中存在顺反异构体的是()A.1-丁烯B.丙烯C.2-甲基-2-丁烯D.2,3-二氯-2-丁烯答案 D解析 A项CH2 CHCH2CH3,其中一个双键碳原子上连有两个氢原子,不能形成顺反异构;B项 和C项 ,其中一个双键碳原子上连有两个相同的
17、原子或原子团,不能形成顺反异构;D项 和 构成顺反异构,符合题意。H2C CHCH CH2+Br2 CH2BrCH CHCH2BrCH3CH CH2+Br2 CH3CHBrCH2Br当堂自测6.写出下列反应的方程式:(1)乙烷和氯气生成一氯乙烷的方程式:。(2)丙烯与溴的四氯化碳溶液反应:。(3)2-丁烯与水反应:。(4)丙烯的加聚反应:。(5)1,3-丁二烯与溴水发生1,4-加成反应:。C2H6+Cl2 C2H5Cl+HClCH3CH CHCH3+H2OnCH3CH CH2备用习题1.关于烷烃和烯烃的比较,不正确的是 ()A.能用CnH2n+2通式表示的烃一定是烷烃,而符合CnH2n的烃一定
18、是烯烃B.烷烃不能与酸性高锰酸钾溶液和溴水反应而褪色,但烯烃可以C.烷烃属于饱和烃,烯烃属于不饱和烃D.乙烯分子中的碳、氢原子都处在同一平面上,而乙烷分子中的碳、氢原子不都处在同一平面上答案 A解析环烷烃的通式也为CnH2n,A错误;烷烃不能与酸性高锰酸钾溶液和溴水反应而褪色,但烯烃可以,B正确;烷烃属于饱和烃,烯烃属于不饱和烃,C正确;乙烯分子中的碳、氢原子都处在同一平面上,而乙烷分子中的碳、氢原子不都处在同一平面上,D正确。备用习题2.某有机化合物只含碳氢两种元素,相对分子质量为56,完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O,它可能的结构有(考虑顺反异构)()A.3种B.4种C.5种D.6
19、种答案 D解析由于该有机物完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O,碳、氢原子个数比为1 2,设其化学式为CxH2x,由于相对分子质量为56,则该烃分子式为C4H8,属于烯烃的结构简式有CH2 CHCH2CH3、CH2 C(CH3)2、4种,属于环烷烃的有 、2种,共6种。备用习题3.科学家在-100 的低温下合成一种烃X,此分子的模型如图(图中的连线表示化学键即单键、双键或三键)所示,下列说法正确的是()图1-1-1A.X能使溴的四氯化碳溶液褪色B.X是一种在常温下能稳定存在的液态烃C.X分子中在同一平面上的碳原子最多5个D.充分燃烧等质量的X和甲烷,X消耗氧气多备用习题备用习题答案 A解析该烃的结构用键线式可表示为 。该烃中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,A正确;该烃在-100 的低温下合成,常温下应该是气态,B错误;中心碳原子为饱和碳原子,是四面体结构,五个碳原子不可以在同一个平面上,C错误;充分燃烧等质量的CxHy,y/x的值越大,消耗氧气越多,故充分燃烧等质量的X和甲烷,甲烷消耗氧气多,D错误。
