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成才之路 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修2,有机化合物,第三章,第一节 最简单的有机化合物 甲烷,第三章,第2课时 烷烃,第三章,据英国媒体2009年8月1日报道，当日，俄罗斯总理普京乘坐潜艇，下潜到千余米深的贝加尔湖中，与科研人员一起探寻被称之为“可燃冰”的物质。贝加尔湖中这种“可燃冰”到底是一种什么神秘的物质呢？能让一个国家的总理甘愿冒这么大的风险去探寻？ 在人们担心化石能源将被耗尽的时候，科学家发现在各个大陆向海延伸的大陆边缘水深超过300m500m的深度，尤其是在海底以下1000m1100m深度的沉积地层中，以及高纬度地区广泛发育的永久冻土层中，蕴藏着丰富的气体水合物天然气水合物资源，科学界把它们称之为“易燃冰”或“可燃冰”。,这种天然气水合物是一种由气体和水形成的冰状白色固态晶体，水分子一般通过氢键合成多面体笼，笼中含有固体的天然气分子。其分子式是MnH2O，式中M是气体分子，主要是甲烷、乙烷和丙烷等烃类同系物及CO2、N2和H2S等；n是水分子数。水分子组成笼形类冰晶格架，气体分子充填在格架空腔中，组成单一或复合成分的天然气水合物。这种类冰气水合物遇火即可燃烧。,学习目标 1了解烷烃的概念、通式及结构特点。 2了解烷烃的物理性质和化学性质。 3理解同系物、同分异构体的概念，并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。,新知预习 1烷烃又叫_，其结构特点是碳原子之间只以_结合，剩余价键均与_结合，使每个碳原子的_都已充分利用，达到“饱和”。通式为_(n1的整数)。 2烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增，呈现_的变化。如：常温下，其状态由_态变到_态，再变到_态；沸点逐渐_，相对密度_。,饱和烃,单键,氢原子,化合价,CnH2n2,规律性,气,液,固,升高,增大,3同系物是指：_ _。 4化合物具有相同的_，但具有不同_的现象叫同分异构现象。具有同分异物现象的化合物统称为_，随着碳原子数目增加，其同分异构体的数目_；同分异构现象是_的重要原因之一。,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,分子式,结构,同分异构体,增加,有机物种类繁多,自主探究 1根据甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的分子式，你能推出烷烃的化学通式吗？(设碳原子数为n) 提示：推有机物的通式一种方法是利用数学关系推导，另一种方法就是根据分子的结构进行推导。 利用数学关系推导：根据甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的分子式找出规律，判断烷烃碳原子数和氢原子数之间的关系，从而推出烷烃的化学通式。 根据分子的结构进行推导：根据甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的结构找出规律，判断烷烃碳原子数和氢原子数之间的关系，从而推出烷烃的化学通式。,答案：观察法：首先写出乙烷、丙烷和丁烷的分子式C2H6、C3H8、C4H10，不难发现，相邻的两个烷烃在分子组成上都相差一个“CH2”原子团。这样，甲烷的分子式为CH4，分子内含n个碳原子的烷烃的分子式，就应是比甲烷分子式多(n1)个CH2由此可推出烷烃的通式为CnH2n2。 递推法探究：因为碳是四价的，一个碳原子应连接四个氢原子，增加一个碳，原碳上去掉一个氢，后来增加的这个碳上还需再接三个氢，这样相当于增加一个碳时，就相应的增加两个氢，故含n个碳原子的烷烃相当于在甲烷分子中增加了(n1)个碳，相应增加了2(n1)个氢，于是烷烃的通式为C1n1H42(n1)CnH2n2。,2有机物如何命名？ 提示：使用习惯命名法命名有机物，要清楚以什么为标准，烷烃中碳原子数在十以下的怎样命名，碳原子数在十以上的怎样命名。对于碳原子数相同的而结构不同的烷烃，还要写明什么。还要清楚习惯命名法适于什么情况，还有什么命名法。,有时使用习惯命名法：以有机物分子中含有的碳原子数命名。烷烃中碳原子数在十以下，用天干表示，即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示，称某烷；碳原子数在十以上的，用中文数字来表示。如C17H36叫十七烷。对于碳原子数相同的而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称前再加上“正、异、新”等字加以区别。 使用习惯命名法命名有机物时，常命名碳原子数较少的、结构比较简单的烷烃，对于碳原子数比较多的常用系统命名法命名，将在后面的学习中接触到。,烷烃,思维导图,1烷烃的定义 烃分子中的碳原子之间只以单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到饱和。这样的烃叫做饱和烃，也称为烷烃。,教材点拨,温馨提示：烷烃都是立体结构，碳原子不在一条直线上，除非只有两个碳原子。直链烷烃空间构型是折线型或锯齿状。 碳碳单键可以旋转，因此烷烃(主链的碳原子数4)的碳链形状可以改变。,(2)常见烷烃的结构式和结构简式,3.烷烃分子的通式：CnH2n2(n1，正整数) 烷烃是饱和链状烃的简称，其分子组成符合通式CnH2n2，其中甲烷既是分子组成最简单的烷烃，也是分子组成最简单的烃。甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷其分子式依次为CH4、C2H6、C3H8、C4H10，仔细观察其分子组成中C原子、H原子均成等差数列，由数学数列通式，易得到烷烃中的碳原子数为n，烷烃中的氢原子数为2n2，故烷烃的分子通式为CnH2n2。,4烷烃的物理性质 随分子中碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大。 (1)常温下，碳原子数小于或等于4时，均为气态(新戊烷常温下也为气态)。 (2)烷烃均不溶于水而易溶于有机溶剂，相对密度均小于1。 (3)当碳原子数相同时，一般支链越多，熔点越低。如沸点：正丁烷异丁烷、正戊烷异戊烷新戊烷。,6烷烃的简单命名规则 (1)在分子内所含碳原子的数目后加一个“烷”字，称为“某烷”。分子内碳原子数在十以内的，依次用天干甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，如甲烷、丁烷等。分子内碳原子数超过十的烷烃，直接用汉字数字代表，如十二烷、十六烷等。,温馨提示：烷烃的这种命名方法称为习惯命名法。它适应于碳原子数较少，结构比较简单的烷烃。对于碳原子数较多，结构较复杂的烷烃，可采用系统命名法，在选修5中学到。,8燃烧法测定有机物化学式的计算 燃烧法是测定有机化合物化学式的一种重要方法。有机化合物的燃烧属于化学反应，化学反应遵循质量守恒定律，被燃烧的有机化合物与燃烧产物之间存在着一定的相互关系。使有机化合物发生燃烧反应，根据有关反应物、生成物的数据和化学方程式进行计算，可以确定有机化合物的组成情况。,一般程序为：,(2014经典习题选萃)下列有机物中，属于烷烃的是( ) ACH2=CH2 BCH3CH2CH2CH2Cl,典例透析,【解析】 根据烷烃的结构特点进行比较判断。烷烃的结构特点是碳原子之间全部是单键结合成链状，碳原子的其余的键全部和氢原子结合。首先就会看出，B项中含有氯原子，碳原子其余的键不是全部和氢原子结合的，也就是说它不是烃，就更谈不上烷烃了；A项中不是碳碳单键结合，C项中不是链状，它们都不是烷烃；D项中碳链上虽然有两个支链，但它仍属于链状，是完全符合烷烃结构特点的。 【答案】 D,已知下列有机物的结构简式： 甲烷：CH4；乙烷：CH3CH3；丙烷：CH3CH2CH3；丁烷：CH3(CH2)2CH3；戊烷：CH3(CH2)3CH3试回答： (1)这类有机物的通式为_； (2)其最大含C量和最大含H量分别是_、_。,【解析】 (1)推导有机物的通式有以下几种方法： 方法一(虚拟法)：比较相邻烷烃的化学式CH4、C2H6、C3H8、C4H10不难看出相邻两烷烃在组成上都相差1个“CH2”原子团(此即烷烃通式变化项)，这样由CH4往前推，虚拟出1个“H2”(氢气)，其中2就是烷烃通式的常数项，由此得烷烃的通式为：(CH2)nH2，即：CnH2n2。 方法二(数列法)：观察烷烃化学式：CH4、C2H6、C3H8、C4H10可知，它们是一等差数列，其首项a1为CH4，公差d是CH2；利用等差数列的通项公式：ana1(n1)d，可得烷烃通式：CH4(n1)CH2CnH2n2。,1下列性质中，属于烷烃特征性质的是( ) A完全燃烧的产物为二氧化碳和水 B它们几乎不溶于水 C它们是非电解质 D分子的通式为CnH2n2，与氯气发生取代反应 答案：D 点拨：烃类化合物完全燃烧产物均为二氧化碳和水，因此A不是烷烃的特征性质；烃类化合物几乎不溶于水，都是非电解质，所以B、C也不正确。,变式训练,2下列数值为烃的式量值，其对应的一定为烷烃的是( ) A42 B44 C128 D54 答案：B 点拨：用CnH2n2进行解决，Mr14n2,42对应的是C3H6,44对应的是C3H8,54对应的是C4H6,128对应的是C9H20，由于1个C原子和12个H原子的式量相同，所以128也可以是C10H8，即128对应的不一定是烷烃。,同系物与同分异构现象,思维导图,1同系物及同系物规律 (1)同系物：结构相似(同一类)，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团(不同碳)的物质互称同系物。 (2)判断方法：看是否符合“两同一差”，同同通式、同结构(类别)，差差n个CH2。对于同系物概念的理解，应注意以下几点：同系物必符合同一通式；同系物必为同一类物质；同系物化学式不同；同系物组成元素相同；同系物结构相似，但不一定完全相同；同系物之间相对分子质量相差14n(n为两种同系物分子的碳原子数差值)。同系物一定具有不同的分子式。,教材点拨,(3)同系物规律：同系物随着碳原子数的增多，相对分子质量逐渐增大，熔、沸点逐渐增大；因结构相似，同系物之间的化学性质一般相似。 2同分异构现象与同分异构体 (1)定义：化合物具有相同的分子式，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。(判断标准：一同一异) 有机物结构的多样性是有机物种类繁多的重要原因。同分异构体之间的转化是化学变化。,温馨提示：“同分”相同分子式(当然相对分子质量也相同，但相对分子质量相同不一定是同分异构体)；“异构”结构不同，分子中原子的排列顺序或结合方式不同。,3烷烃同分异构体的书写方法“减碳移位”法 可概括为“两注意，四句话”。 如C6H14的同分异构体： (1)将分子中全部碳原子连成直链作为母链 CCCCCC,4同位素、同素异形体、同分异构体、同系物、同种物质的比较,(2014经典习题选萃)下列关于同系物的说法中，错误的是( ) A同系物具有相同的最简式 B同系物都符合同一通式 C同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团 D同系物的化学性质基本相似,典例透析,【解析】 同系物不一定具有相同的最简式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷烃的同系物，但它们的最简式分别为CH4、CH3、C3H8；结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物，同系物具有同一通式，化学性质相似。 【答案】 A,(2014试题调研)下列说法中正确的是( ) AC3H7Cl有3种同分异构体 B相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体 C同分异构体之间的转化是化学变化,3(2014石家庄二中高一期中)下列有关叙述正确的是( ) A分子式相同，元素的百分含量也相同的物质是同种物质 B通式相同的物质一定是同系物 C分子式相同的物质一定是同分异构体 D相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体 答案：C,变式训练,点拨：A项可能为同分异构体，错误；B项通式相同，但结构不一定相似，不一定是同系物，通式相同时还可能是同分异构体，错误；D项相对分子质量相同，分子式不一定相同，故不一定是同分异构体，错误。,4(2014浙江东阳高一二次诊断)主链上含有5个碳原子，分子中共有7个碳原子的烷烃，其结构有( )种 A4 B5 C6 D7 答案：B,1(2014安阳一中高一下学期二次考试)下列分子只表示一种物质的是( ) AC3H7Cl BC3H8 CC5H12 DC4H10 答案：B,2(2014衡阳市八中高一联赛)下列各物质的名称正确的是( ) A1,2二甲基丁烷 B2,3,3三甲基丁烷 C2,3,3三甲基戊烷 D2,3二甲基4乙基戊烷 答案：C,3(2014北京六十六中高一下学期期末)在常温常压下，取下列4种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，其中消耗氧气最多的是( ) ACH4 BC2H6 CC4H10 DC3H8 答案：C,4(2014汶上一中5月质检)120，某气态烃在密闭容器中与足量的O2混合点燃，完全燃烧后恢复至原温度，容器内的压强保持不变，则该烃是( ) ACH4 BC2H6 CC3H6 DC3H8 答案：A,5(2014嘉祥一中5月质检)下列说法中正确的一组是( ) A正丁烷和异丁烷是同系物 BCH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和C2H5CH(CH3)CH2CH2CH3是同一种物质 CH2和D2互为同位素 答案：B,6(2014石家庄二中高一期中)已知两种烷烃A、B其中A的电子总数为42，B的电子总数为34 (1)A的分子式为_B的名称是_。 (2)A的所有同分异构体的结构简式为_、_、_其中熔点最低的按习惯命名是_。 (3)B的所有同分异构体的结构简式是_。,选主链，称某烷：选含有碳原子数最多的最长的碳链为主链，主链上有几个碳原子，就称为某烷。 编序号，定位置，选支链(取代基)离端碳原子最近的一端开始编号，端碳原子为1号，依次用阿拉伯数字定下其他碳原子的位置，当支链离端碳原子位置相同时，从哪一端编起均可，但当支链不同时，要从支链简单的一端开始编号。 写名称，注写法：写出烷烃的名称时，相同支链要合并在一起写，用阿拉伯数字标明位置，中间用“，”隔开，并用汉字数字标明数目；有不同的支链时，把简单的写在前面，复杂的写在后面，阿拉伯数字与汉字之间要用“”隔开；支链写好后，后面再写该烷烃的名称。,温馨提示：烷烃的命名总的来说，要符合“五最”原则，即最长、最近、最多、最简、最小的原则，“最长”即所选主链一定是含碳原子数最多的碳链；“最近”一定是支链离端碳原子最近的一端开始编号；“最多”命名时以支链最多正确；“最简”包含两方面：编号时处于相同位置时，从支链简单的一端开始编号，写名称时，先写简单的支链，后写复杂的支链；“最小”表示支链位置的编号，以位次之和最小更好。,
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