高中化学3.1.2烷烃教师用书新人教版必修2

第2课时 烷 烃

[目标导航] 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.了解简单烷烃的命名。4.知道同系物、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。

一、烷烃 1．分子结构特点

2．物理性质

(1)递变规律(随碳原子数n 递增)

(2)相似性

。

1水，相对密度均小于难溶于烷烃均 )

相似4CH 与(．化学性质3 (1)稳定性

在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。

(2)燃烧反应

。

O 21)H ＋n (＋2CO n ――→点燃

2O 3n ＋12

＋2＋n 2H n C 烷烃燃烧通式： (3)取代反应

烷烃能与氯气等卤素单质在光照条件下发生取代反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的

。

HCl ＋Cl 5H 2C ――→光照

2Cl ＋6H 2C 化学方程式为 4．习惯命名法

(1)表示

碳原子数(n)及其表示

n≤10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲乙丙丁戊己庚辛壬癸

n＞10 相应数字

(2)举例：C6H14命名为己烷，C18H38命名为十八烷。

(3)碳原子数n相同结构不同时，用正、异、新表示，如C4H10的两种分子的命名：

无支链时，CH3CH2CH2CH3：正丁烷。

有支链时，：异丁烷。

议一议

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)烷烃的分子通式是C n H2n＋2(n≥1)，但符合通式C n H2n＋2的不一定是烷烃( )

(2)烷烃的特征性质是能与卤素单质发生取代反应( )

(3)烷烃性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色( )

答案(1)×(2)√(3)√

2．多碳原子烷烃(如CH3CH2CH2CH2CH3)分子中，碳原子是直线形吗？

答案不是。烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连，因此与之成键的4个原子构成四面体结构。碳原子一定不在同一直线上，直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿状。

二、同系物同分异构体

1．同系物

(1)特点：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。

(2)实例：CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。

提醒(1)同系物具有相同的通式，但是通式相同的有机物不一定互为同系物，同系物的前提是同一类物质且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。

(2)同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差14n(n＝1,2,3……)。

2．同分异构体

(1)概念：具有相同的分子式，但具有不同的结构的物质。

(2)实例：CH3CH2CH2CH3与互为同分异构体。

(3)同分异构体的沸点：支链越多，沸点越低。

(4)同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一。

议一议

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)同分异构体具有相同的组成元素( )

(2)组成元素相同的化合物互为同分异构体( )

(3)同分异构体具有相同的相对分子质量( )

(4)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体( )

(5)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物( )

答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×

2．丁烷有几种同分异构体，其一氯代物有几种？

答案丁烷有两种同分异构体，它们分别是正丁烷和异丁烷。其一氯代物共有四种，它们分别是CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、(CH3)2CHCH2Cl、(CH3)2CClCH3。

一、烷烃的结构特点

例1下列说法正确的是( )

A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃

B．分子组成符合C n H2n＋2的烃一定是烷烃

C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上

D．碳、氢原子个数比为1∶3的烷烃有两种

解析A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D项中n(C)∶n(H)＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷。

答案 B

归纳总结烷烃的结构特点

(1)单键：碳原子之间以碳碳单键相结合。

(2)饱和：碳原子剩余价键全部跟氢原子结合，烷烃是饱和烃，相同碳原子数的有机物分子里，烷烃的含氢量最大。

(3)链状：碳原子结合成的链可以是“直链”，也可以含有支链。

变式训练1 下列性质中，属于烷烃特征的是( )

A．完全燃烧只生成二氧化碳和水

B．它们不溶于水

C．分子的通式为C n H2n＋2，与氯气发生取代反应

D．它们密度都较小

答案 C

解析分子通式为C n H2n＋2，与Cl2发生取代反应是烷烃的特征，而其他类别的烃燃烧时也产

生二氧化碳和水，且密度较小，难溶于水，故A、B、D错误，选C。

二、同系物同分异构体

例2下列物质中互为同分异构体的有______________；互为同位素的有________________；互为同素异形体的有____________；是同种物质的有________________。(用序号填写)

①液氯②③金刚石④35

17Cl

⑤⑥

⑦⑧氯气⑨石墨⑩37

17Cl

解析同分异构体是分子式相同，结构不同的化合物，⑤和⑦的分子式都为C6H14，二者互为同分异构体；同位素是质子数相同而中子数不同的原子，故④和⑩互为同位素；同素异形体是同种元素形成的不同种单质，故③和⑨是同素异形体。①和⑧、②和⑥是同种物质。

答案⑤和⑦④和⑩③和⑨①和⑧、②和⑥

归纳总结同位素、同素异形体、同分异构体和同系物之间的区别

比较

概念

定义化学式结构性质

同位素质子数相同、中子

数不同的原子

原子符号表示不

同，如1H、21H、31H

电子排布相同，

原子核结构不同

物理性质不

同，化学性质

相同

同素异形体同一种元素形成的

不同单质

元素符号表示相

同，分子式不同，

如石墨和金刚石、

O2和O3

单质的组成或结

构不同

物理性质不

同，化学性质

相似

同分异构体分子式相同、结构

式不同的化合物

相同不同

物理性质不

同，化学性质

不一定相同

同系物结构相似，组成相

差一个或若干个

组成元素相同，通

式相同，相对分子

同一类物质，结

构相似

物理性质不

同，化学性质

CH2原子团的化合物质量相差14n，如

CH4和CH3CH3

相似

A．分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质

B．通式相同的不同物质一定属于同系物

C．分子式相同的不同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

解析分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6，因此不一定是同分异构体。

三、烷烃同分异构体的找法

例3某化合物A的化学式为C5H11Cl，分析数据表明，分子中有两个“—CH3”、两个“—CH2—”、一个“CH”和一个“—Cl”，写出它的同分异构体的结构简式。

解析本题考查限制条件下一元取代物同分异构体的书写。可先写出C5H12的三种同分异构体的结构简式，然后对每一种异构体分别进行氯代，写出各同分异构体的结构简式，再从中找出符合条件的。

从上式可看出正戊烷一氯代物有3种，符合条件的为与

。

异戊烷一氯代物有4种，符合条件的有2种：与

。

新戊烷一氯代物有1种，不符合条件。

答案

归纳总结 烷烃同分异构体的写法

(1)书写规律可概括为主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻到间。

①先写出碳原子数最多的主链。

②再写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基连在主链某碳原子上。

③再写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基连在主链碳原子上，依次

类推。

：

)为了简便，只写碳链骨架(为例作方法解析14H 6C 以(2) ①将分子中全部碳原子连成一条直链。

C —C —C —C —C —C

②从主链的一端取下一个C 原子，依次连在主链，即得到多个带有甲基的同分异构体碳骨

架。

注意 不能连接在端部，要考虑到对称避免重复。

③从主链上取下两个C 原子，看成一个整体或分开，依次连接到剩余的含4个碳原子的主

链，由于两个碳原子作为一个整体的连接方式会改变主链C 原子数，如主链实

际为5个C 原子，与上面的书写重复，故这种形式不存在，其余两种为 (支

链对位)， (支链邻位)。

种同分异构

5有14H 6C 原子，其连接方式均与上面的连接重复。因此，C 若再从主链取下更多体。

注意 (1)主链上的链端C 原子不能连接取代基，主链上的第二个碳原子不能连接乙基，以

保证不改变主链，避免写出重复的结构。

(2)书写时不能只写碳链骨架，应满足碳原子的四个价键的要求，再添写出相应数目的氢原

子。

变式训练3 下列烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是( )

3CH 2CH 2CH 3CH ．A 2)3CH(CH 3CH ．B

3)3C(CH 3CH ．C

3CH 2CHCH 2)3(CH ．D 答案 C

解析 判断烃的一元取代物同分异构体的数目的关键在于找出“等效氢原子”的数目。A 、

B 、

C 、

D 中等效氢原子数目分别为2、2、1、4种，故一氯代烃有一种的只有C 。

规律总结 同分异构体“等效氢”判断法

烃分子中等效氢原子的种类有多少，其一氯代物种类就有多少，判断等效氢原子的方法有：

(1)同一碳原子上所连的氢原子是等效的；

(2)同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的，如中四个甲基等效，即新戊烷

分子中的12个氢原子是等效的；

(3)处于镜面对称位置上的氢原子是等效，如

中的四个甲基是等效

的，两个

是等效的。

1．关于烷烃的叙述不正确的是( ) A ．分子式符合C n H 2n ＋2的烃一定是烷烃 B ．烷烃均能与氯水发生取代反应 C ．正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高

D ．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化 答案 B

解析 对烷烃的概念应从“单键、饱和、链状”三方面理解，分子式符合C n H 2n ＋2的烃中碳原子均已饱和，则A 正确；烷烃的化学性质与甲烷相似，取代反应必须与纯卤素单质反应，则D 正确，B 错误；结合烷烃的物理性质的递变规律，可知C 正确。 2．下列分子式不止表示一种物质的是( ) A ．C 3H 8 B ．C 4H 10 C ．CHCl 3 D ．CH 2Cl 2 答案 B

解析 正丁烷和异丁烷的分子式都是C 4H 10。C 3H 8(丙烷)、CHCl 3(三氯甲烷)、CH 2Cl 2(二氯甲烷)