2019-2020年高二化学下学期烷烃 人教版.doc

2019-2020年高二化学下学期烷烃 人教版教学目标 1使学生了解烷烃的组成、结构和通式。2使学生了解烷烃性质的递变规律。3使学生了解烷基、同系物、同分异构现象和同分异构体。教学重点 烷烃性质、同系物、同分异构现象和同分异构体。教学难点 同分异构体的写法。教学类型 新授课 教学方法 讲授法 教学内容 复习：烃的概念？甲烷的主要化学性质？回答：甲烷的主要化学性质表现在：通常情况下，甲烷对强酸、强碱和强氧化剂稳定；可与氧气在点燃条件下发生氧化反应，生成二氧化碳和水；可与Cl2等卤素在光照条件下发生取代反应，并生成多种取代产物；在无氧高温的条件下，甲烷可以发生分解反应，生成炭黑和氢气。引入：烷烃的概念：只含C、H元素，C与C之间以单键结合，我们把这类烃叫饱和烃，又叫烷烃。 板书： 第二节 烷烃一、烷烃的结构1、烷烃：只含C、H元素，C与C之间以单键结合的烃叫饱和烃，又叫烷烃。 讲解：我们在把握烷烃概念的时候，应注意以下两点：一是分子里碳原子都以单键结合成链状；二是碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合，这是判断某烃是否为烷烃的标准。根据烷烃的概念，写出乙烷、丙烷、丁烷的结构式板书：2、结构式： 3、结构简式： CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH34、名称： 乙烷 丙烷 丁烷5、分子式： C2H6 C3H8 C4H10讲解：根据分子式引出烷烃的通式板书：6、烷烃通式：CnH2n+2讲解：我们分析这几种烃可以发现，相邻两个烷烃在组成上都相差一个“CH2”原子团。像这样结构相似，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。板书：7、同系物概念：结构相似、组成相差一个或若干个CH2讲解：把握其概念应注意以下几点：（1）结构相似：结构相似是不同物质间互称同系物的根本原因，在概念中起决定作用。所谓“结构相似”其实质是：化学键类型相同、官能团相同，如烷烃同系物的结构特点是：链状结构（可以是“直链”，也可以带支链），碳碳原子间以CC单键连接。（2）相差一定数目的CH2原子团：这是同系物分子间的一种组成差别，是结构相似的一种表现形式，由此可以推出，互称同系物的物质应该具有相同的通式，如烷烃同系物的通式是：CnH2n2（nN），但具有相同通式或者说相差一定数目CH2原子团的物质不一定互称为同系物；但符合通式CnH2n2且分子内C原子数不同的有机物一定是烷烃同系物。二、烷烃的物理性质阅读：课本P120 表51总结。板书：1、状态：C原子个数 14 516 17 气体 液体 固体2、熔点、沸点、密度：随n逐渐增大，熔点、沸点、密度均逐渐增大。3、不易溶于水4、烷烃的相对密度小于水的密度。讲解：物质的结构决定物质的性质，因烷烃的结构相似，所以化学性质也相似。联系甲烷的化学性质。板书：三、烷烃的化学性质：1、与氧气反应 2CH3CH3 +7O2 4CO2 + 6H2O CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 n CO2 + (n+1) H2O2、与Cl2发生取代反应CH3CH3 + Cl2CH3CH2Cl + HCl3、不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，与强酸、强碱也不反应。 4、高温分解（裂解反应）讲解：组成相同，但结构不同，我们把这种现象互称为同分异构现象。阅读：课本P121 ，了解什么是同分异构现象和同分异构体以及烃基和烷基。板书：二、同分异构现象和同分异构体1同分异构体：分子式相同，结构不同。几“同”比较同 位 素同素 异形体同 系 物同分异构体研 究范 围原 子单 质化 合 物化合物相 同(似)点质子数相同元素种类相同结 构 相似分子式相同不同点中子数不同组成、结构、性质不同组成相差CH2原子团结构不同实 例H、H、H白磷和红磷O2和O3CH3CH3和CH3CH2CH3丁烷和异丁烷2烃基和烷基不带电荷，呈电中性甲基：CH3（电子式：）；羟基：OH（）乙基：CH3CH2 ； 烷基：CnH2n+1练习；1写出C5H12的同分异构体。2下列各组物质O2和O3H、H、HCH3CH2CH2CH3和是 ；互为同系物是 ；互为同分异构体是 ；互为同一物质是 。作业：课本P124 一、二（1、2）、三第二节 烷烃（第二课时）教学目标 1、使学生了解烃基、同系物、同分异构现象和同分异构体（碳原子数在5以内），2、使学生了解烷烃的命名方法；教学重点 烷烃的性质，同分异构体的写法，烷烃的命名。教学难点 同分异构体的写法，烷烃的命名。教学类型 新授课 教学方法 讲解、练习 教学内容 复习：什么是同系物？什么是同分异构体？ 板书：三、同分异构现象、同分异构体强调：理解同分异构现象和同分异构体概念时应注意把握两点：板书：1、一是分子式相同。分子式相同必然相对分子质量相同，但相对分子质量相同分子式不一定相同。如3PO4与H2SO4、C2H6O与CH2O2相对分子质量相同，但分子式不同。二是分子结构不同。分子结构不同是分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的。设疑：根据表52中数据分析同分异构体之间的熔沸点有何变化规律？生 ：从表中可以看出异丁烷的熔沸点比正丁烷的低。提问：两种分子结构上有什么差别？生 ：异丁烷含有支链，而正丁烷为直链。提问：将表中数据与它们的结构区别结合起来可以得到什么结论？生 ：分子中支链数越多，熔沸点越低。讲解：这一结论已被实验证明是正确的，即在其他条件相同时，各同分异构体当中分子里支链数越多，该分子的熔沸点越低。3种同分异构体的沸点，按正、异、新戊烷顺序而递减。因为同分异构体所带支链越多，分子结构越趋于球形，分子间接触面越小，分子间作用力就越小，故其沸点越低。如图表示了3个 戊烷同分异构体分子间的结合：键线式中，键的端点和拐点处有1个C原子，C原子的其他键用H补足，从左向右显然是结合力越来越小，其沸点越来越低。注意，新戊烷在常温下已是气体。板书：2.烷烃同分异构体之间熔沸点的变化规律 在其他条件相同时，各同分异构体当中分子里支链数越多，该分子的熔沸点越低。练习：1.将CH3(CH2)3CH3、CH3(CH2)2CH3、CH3CH(CH3)2三种烷烃熔沸点(相同条件)由低到高的顺序排列。思路分析与答案：本题解决时应考虑两个因素：碳原子数越多沸点越高，支链越多物质的熔沸点越低。故由低到高的顺序为：CH3CH(CH3)2、CH3(CH2)2CH3、CH3(CH2)3CH3。板书：3.烃基的概念讲解：烃失去1个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基。烃基一般用“R”表示。其中短线表示1个电子。烃基一般呈电中性，属于烃的一部分，不可以独立存在，而“根”往往带有电荷，可以在溶液中独立存在。如果该烃是烷烃所形成的烃基便称之为烷基，如CH3叫甲基，CH2CH3叫乙基。烃基是电中性的，因为烃失去的是H原子，即失去的这个H原子是单电子。如甲基是甲烷分子失去1个氢原子的产物： CH3粒子内所含电子数为：279。（3）烷烃失去1个H原子后剩余的原子团叫做烷基。（5）烃基不是单独存在的，而是存在于有机物分子之中,如：（6）由于烃分子存在着异构现象，那么当碳原子较多时，烃基也存在异构体，如丙基就有两种情况： 叫正丙基，异丙基。设疑：如何完整地写出一种碳原子数较多的烷烃分子的所有同分异构体（如C7H16）？板书：4、同分异构体的写法引导：在书写烷烃分子的同分异构体时一方面为了简便其见，可以先不写出氢原子，只用碳原子的不同关系来表示，因为同分异构体的形成正是由于碳原子的位置或排列变化而引起的。书写时有如下技巧：先写最长链；然后从最长链减少一个碳原子作为取代基，在剩余的碳链上连接，即主链由长到短，支链由整到散，位置由中心排向两边 。C7H16的同分异构体的书写步骤将分子中全部碳原子连成直链做为母链 CCCCCCC；从母链的一端取下一个C原子，依次连接在母链中心对称线一侧的各个C原子上，即得到多个带有甲基，主链比母链少一个碳原子的异构骨架 但应注意取代基不能连在末端，否则与原直链时相同；再从母链上一端取下两个C原子，这两个C原子相连或分开，依次连在母链所剩下的各个碳原子上，得到多个带乙基或带两个甲基，主链比母链少2个碳原子的异构体骨架提示：从母链取下的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数，所以C7H16的同分异构共有9种，那么像烷烃分子同分异构体这样的同分异构现象，叫做碳链异构或碳架异构，当然最后可以将这种碳原子骨架转变成对应的结构简式。练习：2.书写C6H14的所有同分异构体。作业：1、阅读课本P122 三、烷烃的命名，总结烷烃的命名方法。2、写出庚烷的九种同分异构体 3、课本P124 习题二（3、4）、四第二节 烷烃（第三课时）教学目标 了解烷烃的命名方法教学重点 烷烃的命名方法教学难点 烷烃的命名方法教学类型 新授课 教学方法 讲解、练习 教学内容 引入：前边我们把含有一个碳原子的烷烃分子叫甲烷，含二个和三个碳原子的烷烃分子称为乙烷和丙烷，又把四个碳原子的两种烷烃分子分别叫做正丁烷和异丁烷等，这些根据分子里所含碳原子数目来进行的命名，就叫习惯命名法。板书：三、烷烃的命名1.习惯命名法讲解：习惯命名法的基本原则：碳原子数后加一个“烷”字，就是简单烷烃的名称，碳原子的表示方法：碳原子在110之间，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；碳原子数大于10时，用实际碳原子数表示，如C6H14叫己烷，C17H36叫十七烷。 C原子数10 ，用甲、乙、丙、丁、戊表示； C原子数10 ，用数字表示。“正、异、新”区别：同分异构体，用“正”“异”“新”等来区别。如戊烷的3种同分异构体，分别叫做正戊烷、异戊烷和新戊烷。教师：写出C5H12的同分异构体。C5H12有三种同分异构体，分别叫做正戊烷、异戊烷、新戊烷。那么当一种烷烃分子的同分异构体数目较多时，如C7H16有9种同分异构体，用习惯命名法该如何命名？生答：无法用习惯命名法进行一一命名。讲解：这就说明习惯命名法对于分子里碳原子数很少，分子结构简单的烷烃分子还较适用，而分子里碳原子数多，分子结构复杂的烷烃的命名就显得力不从心了，这时候就得换一种命名方法，这种命名法叫系统命名法。板书： 2、系统命名法（1）系统命名法的步骤选主链，称某烷，最长C链 编号，从支链最近开始定支链，注位置，连短线，简单在前，复杂在后，指出取代基的位置合并相同取代基，用二、三等数字表示，数字与取代基名称之间用一短线隔开（2）系统命名法的命名原则最简化原则 明确化原则讲解：使用系统命名法该如何对烷烃分子进行命名呢？烷烃的系统命名法可以分为以下几步：（1）选定分子中最长的碳链为主链，且依主链上碳原子的数目称之为“某烷”；主链应是最长的C链，即是含C原子数目最多的C链，不一定是“最直”的C链。，要注意“支链”上C原子数目的隐蔽性。当主链上C原子数相同时，主链的选择，还要满足支链尽量多的原则。（2）编号，确定支链位置。把主链中离支链最近的一端作为起点，用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位，以确定支链的位置，如（板演）：当距离主链两端等距离的C原子上具有不同的支链时，遵循简单在前，复杂在后的原则。当距离主链两端等距离的C原子上具有相同的支链，且C链上还有其他支链时，以离其他支链近的一端为编号起点，依此类推，此即最低系列原则。（3）把支链作为取代基，把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿位伯数字注明它在烷烃直链上所处的位置，阿拉伯数字间用“，”隔开，汉字和阿拉伯数字间用短线隔开。不同的取代基，命名时遵循简单在前，复杂在后的原则，即先写甲基，后写乙基，依次类推。阿拉伯数字间也画短横线当取代基的名称中有阿拉伯数字时 名称2：42丙基辛烷 （）（4）如果主链上有相同的取代基，可以将取代基合并起来，用二、三等数字表示，在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间要用“，”隔开；如果主链上有几个不同的取代基，就把简单的写在前面，把复杂的写在后面。例如：（板演）总结：系统命名法的步骤选主链，称某烷编号码，定支链取代基，写在前，注位置，连短线不同基，简在前，相同基，二三连提示：烷烃的系统命名法使用时应遵循两个基本原则：最简化原则，明确化原则，主要表现在一长一近一多一少，即“一长”是主链要长，“一近”是编号起点离支链要近，“一多”是支链数目要多，“一小”是支链位置号码之和要小，这些原则在命名时或判断命名的正误时均有重要的指导意义。讲解；系统命名法不仅能通过命名来区别不同物质，更重要的是利用命名来力求反映出物质内部结构的特殊性和组成中的数量关系，同时，还可以从有机物名称了解物质的结构，从而可以初步推断物质的大致性质。小结：本节课我们学习和讨论了烷烃分子知识中实际也是整个有机化学中的两个重要知识点；同分异构体和系统命名法。了解了同分异构体的特点和写法，不仅可以进一步理解有机物种类繁多的原因，同时还可以培养同学们的意志品质，烷烃的系统命名法不仅适用于烷烃，同时也适合于大多数的有机化合物。作业：写出庚烷的九种同分异构体并为其命名 第二节 烷烃（第四课时）教学目标 巩固烷烃的命名方法教学重点 烷烃的命名方法教学难点 烷烃的命名方法教学类型 复习课 教学方法 讲解、练习 教学内容 复习：烷烃的系统命名法可以分为以下几步：（1）选定分子中最长的碳链为主链，且依主链上碳原子的数目称之为“某烷”；（2）把主链中离支链最近的一端作为起点，用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位，以确定支链的位置，（3）把支链作为取代基，把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿位伯数字注明它在烷烃直链上所处的位置，并在数字与取代基名称之间用一短线隔开。 （4）如果主链上有相同的取代基，可以将取代基合并起来，用二、三等数字表示，在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间要用“，”隔开；如果主链上有几个不同的取代基，就把简单的写在前面，把复杂的写在后面。 口诀：系统命名法的步骤选主链，称某烷编号码，定支链取代基，写在前，注位置，连短线不同基，简在前，相同基，二三连练习：1给下面物质命名2、写出下列有机物的结构简式或名称。（1）2，3二甲基戊烷（2）2，2，4三甲基3乙基庚烷实例分析： 名称1：4，4二甲基3,3二乙基庚烷（）名称2：3二乙基4，4二甲基庚烷（）下列烷烃：正己烷丙烷正戊烷正丁烷癸烷中，沸点由高到低顺序正确的是（ B ）A.B.C.D.在同一系列中，所有的同系物都具有（BD ）A.相同的分子量B.相似的化学性质C.相同的最简式D.分子组成相差一个或若干个CH2原子团作业：1、下列有机物的命名正确的是（）错误的请写出正确名称。命名为：2，3二甲基4异丙基己烷ABCD全部2、写出下列有机物的结构简式或名称。（1）2，3二甲基戊烷（2）2，2，4三甲基3乙基庚烷第二节 烷烃（第五课时）教学目标 1、 巩固烷烃的命名方法 2、有关知识的综合运用教学重点 烷烃的命名方法、有关知识的综合运用教学难点 烷烃的命名方法教学类型 复习课 教学方法 讲解、练习 教学内容 有关知识的综合运用有机物分子式的推算及结构的确定有机物命名的正误判断气态烷烃燃烧后体积的变化及计算（1）纯净烷烃的燃烧 （2）混合烷烃的燃烧规律： 1、根据题意算分子量确定分子式确定结构式根据各元素含量和分子量，求分子式根据烃燃烧的化学方程式通式，求分子式根据烃的通式和分子量，求分子式常见错误：（1）主链找错；（2）支链定位错（1）纯净烷烃的燃烧：H原子数为4时，燃烧后体积不变；大于 4时，体积变大；小于4时，体积变小（2）求平均分子量十字交叉法。例1： 甲烷和丙烷组成的混合气体，其混合气体对氢气的相对密度为15，则混合气体中甲烷和丙烷的物质的量比为多少？解法1：设甲烷的物质的量为n，丙烷的物质的量为m 混合气体的相对质量为152=30 解得： 解法2：十字交差法（主要用于选择题）巩固试题：平均相对分子质量为27.2的甲烷和乙烯（C2H4）的混合气体，它们的物质的量之比为 （A） A. 1:14 B. 14:1 C. 1:2 D. 8:15例2 ：在相同温度下，相同质量的下列气体分别通入相同容积的容器中，容器内压强最小的是(C ) ACO2 BHCl CSO2 DCH4解：相同温度下，相同质量相同容积的不同气体的压强比等于摩尔质量的反比，所以相对分子质量越大，压强越小。也可以参考 。例3：等质量的下列有机物完全燃烧，消耗O2最多的是（A）ACH4BCH3CH3CC2H2DC5H12方法1：根据化学方程式进行计算，然后通过比较可知答案。方法2（碳氢比法）：由于12 g碳完全燃烧仅消耗1 mol O2，而12 g氢完全燃烧则消耗6 mol O2，故烃中H元素的质量分数越大，即烃中碳氢比（可以是质量比，也可以是物质的量或原子个数比）越小，其耗O2量越大。方法3（CHx法）：将烃化为“最简式”：CHx，等质量烃完全燃烧耗O2量的大小可由x决定：x越大耗O2量越大，x越小耗O2最越小。评注：方法3是方法2的一种升华，是解决这类问题的简捷方法。例4：在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是（D）ACH4BC2H6CC3H8DC4H10方法1：根据化学方程式进行计算（略）。方法2（碳氢转化法）：有机分子中，每个C原子消耗1个O2分子，每4个H原子也消耗1个O2分子，因此可将分子内的1个C原子换作4个H原子（或将4个H原子换为1个C原子），所得式子中H原子数越大（或C原子数越大），该烃与其他等物质的量的烃相比耗O2越多。方法3（数C数H法）：由方法2知，等物质的量的烃完全燃烧耗O2量的多少，烃分子中C原子数起决定作用；若所给烃分子中C原子数越大，H原子数也越大，则只需数出（有时是看出）烃分子中C原子数的多少，就能比较出不同等物质的量的烃耗O2的多少；若所给烃分子中C原子数相同，可再数出（有时是看出）H原子数进行比较：含或H原子数越多，该烃完全燃烧耗O2越多。若所给烃分子中C原子数多者H原子数少，不可使用此法，谨防得出错误结论。方法4（燃烧通式法）：烃的燃烧通式为：可见等物质的量的烃相比，（xY/4）越 大，对应烃耗O2越多。参考练习1.互称为同分异构体的物质不可能（ ）答案：BA.具有相同的相对分子质量B.具有相同的结构C.具有相同的通式D.具有相同的分子式2.分子式为C7H16主链上为五个碳原子的有机物共有（ ）答案：BA.3种B.5种C.2种D.7种3.2甲基丁烷和氯气发生取代反应得到的一氯代物共有（ ）答案：BA.3种B.4种C.5种D.6种4下列有机物的命名正确的是（）A3，3二甲基丁烷B2，2二甲基丁烷C2乙基丁烷D2，3，3三甲基丁烷5.甲烷和过量O2混合，用电火花引燃后，测得反应后气体的密度为同温同压下H2密度的15倍。则原混合气体中甲烷和O2的体积比为（温度为120）（ ）答案：CA.13B.15C.17D.276.标况下，11.2 L乙烷和丁烷的混合气体完全燃烧时需氧气47.6 L，则乙烷的体积分数为（答案：C ）A.25%B.50%C.75%D.80%7在烷烃分子中的基团：CH3、CH2、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用N1、N2、N3、N4表示。例如：分子中，N16，N21，N32，N41。试根据不同烷烃的组成结构，分析出烷烃（除甲烷外）中各原子数的关系。（1）烷烃分子中氢原子数N0与N1、N2、N3、N4之间的关系是N0_。（2）四种碳原子数之间的关系为N1_。（3）若分子中N2N3N41，则该分子的结构简式可能为（任写一种）_。8两种气体的混合物完全燃烧后，产物只有水和二氧化碳，且二者无论以任何比例混合， 和 物质的量之比总是大于2：1。若混合气中只含C、H两种元素，则它们是 和 ；若混合气完全燃烧后生成等质量的 和 ，则原混合气中两种物质的体积比是 （按分子量从大至小的顺序）。9某有机物的蒸气其密度是相同条件下 密度的29倍，取5.8g该有机物在 中充分燃烧，将反应后的混合物先通过足量浓 ，浓 增重1.8g，再通过足量的氧化钙，氧化钙增重8.8g，求该有机物的分子式。10甲烷在一定量的氧气中不完全燃烧时，除了生成 和 外，还有 生成。现有0.1mol ，在一定量 中不完全燃烧，将反应后所得物质通过足量 ，并在电火花持续作用下不断反应，最终得到标准状况下的气体2.464L。求反应中生成 和 的物质的量之比。11在1.01105Pa、120 时，1.0 L A、B两种烷烃组成的混合气体，在足量氧气中充分燃烧后，得到同温同压下2.5 L CO2和3.5 L水蒸气，且A分子中比B分子中少2个碳原子，确定A和B的分子式和体积比。参考答案7提示：（1）由CH3、CH2、可以看出C、H原子个数的关系：N03N12N2N3（2）（构造法）：首先写出1个乙烷：CH3CH3，在其中插入1个或多个CH2基团，可得：CH3（CH2）nCH3（n为正整数），由此得出结论：引入CH2不增加CH3数目；同理：每引入1个（或） 须增加1个CH3（或2个CH3）又由于先有2个CH3，故：N1N32N42或构造一个多支链有机物，如题干中有机物：可以发现，去掉1个CH2，不减少CH3；去掉1个，减少1个CH3；去掉1个，减少2个CH3由此，也可得出N1与N2、N3及N4的数量关系（3）由（2）得：N1N32N421225则该分子的化学式为：5CH3CH2CHCC8H18，写出C8H18的每一个同分异构体都为答案如：此问亦可由题干中有机物去掉2个CH2原子团而得答案答案：波纹线上所示 11提示（十字交叉法）：设两烷烃的平均化学式为CnH2n2，则列式解得：n2.5两烷烃的平均分子式为C2.5H7讨论：（1）若一种烷烃为CH4，则另一种烷烃为C3H8V（CH4）V（C3H8）13（2）若一种烷烃为C2H6，则另一种烷烃为C4H10V（C2H6）V（C4H10）31答案：有2种可能（1）A为CH4，为C3H8，V（CH4）V （C3H8）13；（2）为C2H6，B为C4H10，V （C2H6）V （C4H10）31