1、第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物甲烷 课时2 烷烃 同分异构体 目标与素养：1.了解烷烃的组成、通式、概念及结构特点。(宏观辨识与微观探析)2.了解烷烃的主要性质及应用。(变化观念与社会责任)3.理解同系物、同分异构体的概念，会判断和书写同分异构体。(宏观辨识与科学探究)自 主 预 习 探 新 知 一、烷烃1分子结构特点(1)乙烷、丙烷、丁烷的分子式、结构式分别为 C2H6：_，C3H8：_，C4H10：_。(2)分子结构特点 微点拨：多碳烷烃分子的碳链不是直线形，而是锯齿形。2物理性质(1)递变规律(随碳原子数 n 递增)(2)相似性烷烃均水，相对密度均水的密度。小于难溶3化学
2、性质烷烃的化学性质与甲烷类似，通常较稳定，与强酸、强碱及强氧化剂不反应，但一定条件下可燃烧，与氯气等发生取代反应。(1)烷烃的燃烧通式为 CnH2n2 O2点燃 _。3n12(n1)H2OnCO2(2)取代反应乙烷在光照下与氯气发生取代反应生成一氯代物的化学方程式为。CH3CH3Cl2光CH3CH2ClHCl4结构简式的书写(1)结构式改写简式的原则同一个碳上的氢可以合并；同一个碳上的相同基团可以合并；依次相连的相同基团可以合并。(2)示例，可进一步简化为。CH3(CH2)2C(CH3)35习惯命名法(1)表示碳原子数(n)及其表示 12345678910n10甲乙丙丁戊己庚辛壬癸 n10相应
3、数字(2)举例C6H14 命名为，C18H38 命名为。(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：。有支链时，：。异丁烷己烷十八烷正丁烷二、同系物与同分异构体1同系物(1)概念结构相似，在分子组成上相差一个或若干个的物质。(2)实例CH4、C2H6、C3H8 互为同系物。CH2 原子团微点拨：(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(n1,2,3)。2同分异构
4、体(1)概念同分异构现象：化合物具有相同的，但具有不同的现象。同分异构体：具有的化合物。分子式结构同分异构现象(2)写出 C4H10 的同分异构体和。(3)正丁烷的熔沸点，相对密度均于异丁烷的原因是烷烃的同分异构体支链越多，分子间作用力。(4)戊烷有种，己烷有种，庚烷有种。同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一。CH3CH2CH2CH3大越小359微点拨：“四同”比较项目同位素同素异形体同分异构体同系物 研究对象核素原子单质化合物有机物“同”的含义质 子 数 相同元素相同分子式相同结构相似“异”的含义中 子 数 不同性质不同结构不同相差 1 个或若干个 CH2原子团1判断对错(对的打“”，
5、错的打“”)(1)分子中全是碳碳单键的烃一定是烷烃()(2)1 mol C8H18 分子中含有的共价键数目为 26NA()(3)C2H6、C3H8、C4H10 的熔沸点依次升高()(4)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物()提示(1)(2)(3)(4)2下列说法中错误的是()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A 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
6、，同系物具有同一通式，化学性质相似。3下列各物质：O2 和 O3 12C 和 14C C2H6 和 C3H8(1)互为同位素的是_。(2)互为同素异形体的是_。(3)同属于烷烃的是_。(4)互为同分异构体的是_。(5)互为同系物的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5)核 心 突 破 攻 重 难 烷烃的结构特点与性质 1.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：碳原子结合成的链是“直链”，也可以含有支链。2烷烃的性质(1)在光照条件下与氯气发生取代反应。(2)燃烧反
7、应(3)随着碳原子个数的增多，烷烃的熔沸点逐渐升高，分子中大于 4 个碳原子的烷烃为非气态烷烃。同分异构体的烷烃，支链越多，熔沸点越低。1下列有关烷烃的叙述中，正确的是()在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性 KMnO4 溶液的紫色褪去 分子通式为 CnH2n2 的烃不一定是烷烃 所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色A BCDC 烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，说法正确；烷烃属饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性 KMnO4 溶液)反应，也不能使溴水褪色，说法不正确；因分
8、子通式 CnH2n2 中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式 CnH2n2 的有机物一定是烷烃，说法不正确；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，说法正确。2关于 CH4 和的叙述正确的是()A均能用组成通式 CnH2n2 来表示B与所有烷烃互为同素异形体C因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同D通常情况下它们都是气态烷烃，均与 Cl2 发生取代反应A 二者均为烷烃，互为同系物，化学性质相似，但物理性质不同，后者为液态。同系物、同分异构体的理解与判断 1.同系物(1)同系物的判断标准分子结构相似即属于同一类物质；分子组成上仅相差一个或若干个 CH2 原子团。
9、(2)同系物判断的三个关键点“同”互为同系物的物质必须属于同一类物质。“似”结构相似，是指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。“差”组成上相差 n 个 CH2 原子团(n1)。a同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。b同系物一定具有不同的相对分子质量。(3)判断同系物时应注意的两个问题互为同系物的分子中各元素的质量分数可能相同，也可能不同。同系物和同分异构体的区别，同系物结构相似，组成不同，分子式不同；同分异构体分子式相同，结构可能相似也可能不相似。2同分异构体的判断(1)先比较不同有机物中的碳原子数，若碳原子数不同，则一定不是同分异构体；若碳原子数相同，再看其他原子，确定分子式是
10、否相同。(2)若分子式相同，再分析结构是否不同，结构不同包括碳的连接次序不同，基团连接碳键的位置不同(如)、不同类有机物(如 CH3CH2OH 与 CH3OCH3)。3下列物质互为同系物的是()B A 项为同种物质；B 项互为同系物；C 项所含氯原子数不同，分子式组成不是相差整数倍的 CH2 原子团；D 项前者含 C=C，后者为碳环，不属于同类物质，结构不相似。4下列物质中，互为同分异构体的是()DCH3CH(CH3)CH2CH2CH3 与 CH3CH2CH2CH(CH3)CH3答案 B微专题 2 同分异构体的数目与书写1烷烃同分异构体的书写方法(1)书写规律可概括为主链由长到短，支链由整到散
11、，位置由心到边，排布由对到邻到间。先写出碳原子数最多的主链。微专题 2 同分异构体的数目与书写1烷烃同分异构体的书写方法(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。先写出碳原子数最多的主链。(2)以 C6H14 为例说明(为了简便，只写碳链骨架)：将分子中全部碳原子连成一条直链。即：CCCCCC。从主链的一端取下一个碳原子，依次连在主链上，得到多个带有甲基的同分异构体碳骨架。即：。微点拨：不能连接在端部，同时要考虑到对称，避免重复。从主链上取下两个碳原子，看成一个整体或分开，依次连接到剩余的含 4 个碳原子的主链上，由于两个碳原子作为一个整体的连接方式会改
12、变主链碳原子数，如主链实际为 5 个碳原子，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)。若再从主链取下更多碳原子，其连接方式均与上面的连接重复。因此，C6H14 有 5 种同分异构体。2等效氢原子法判断同分异构体的数目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 的，如中的四个甲基上的氢原子是等效的，两个上的氢原子是等效
13、的。3记住常见同分异构体的数目(1)只含有一个碳原子的分子无同分异构体。(2)甲烷、乙烷、新戊烷、苯的一卤代物只有一种。(3)丁烷、丙基(C3H7)有 2 种，如丙烷的一氯代物有 2 种。(4)戊烷有 3 种，己烷有 5 种。(5)丁基(C4H9)有 4 种，如丁烷的一氯代物有 4 种。(6)戊基(C5H11)有 8 种，如戊烷的一氯代物有 8 种。1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的一氯代物为 2 种D互为同分异构体C C3H7Cl 有 2 种同分异构体，即和；相对分子质量相同，但分子式不一定相同，故相对分子质
14、量相同，结构不同的两种化合物不一定是同分异构体；和为同一物质，不是同分异构体。2分子式为 C4H10 的烃的一氯代物的同分异构体有()A3 种 B4 种C5 种D6 种B 分 子 式 为C4H10 的 烃 有 两 种 同 分 异 构 体：CH3CH2CH2CH3(正丁烷)和(异丁烷)，正丁烷和异丁烷各有 2 种不同化学环境的氢原子，故 C4H10 的一氯取代物有 4 种。3下列烷烃在光照下与氯气反应，一氯代物只有一种的是()C 要判断一氯代物的种类数，需对烃中 H 原子种类数进行判断：4的二氯代物的结构简式有_。当 堂 达 标 提 素 养 1下列说法正确的是()A碳碳间以单键结合，碳原子剩余价
15、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 CnH2n2 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 13 的烷烃有两种B 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)13时必为 C2H6，一定是乙烷。2关于烷烃性质的叙述中，不正确的是()A烷烃同系物的熔沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态，再递变到固体B烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递变到比水重C烷烃跟卤素单质在光照下
16、能发生取代反应D烷烃同系物都不能使溴水、酸性 KMnO4 溶液因发生反应而褪色B 烷烃的密度随碳原子数的增多而逐渐增大，但总比水轻，所以 B 项错。3下列物质之间的相互关系错误的是()ACH3CH2CH2CH2CH3 和互为同分异构体BO2 与 O3 互为同分异构体CCH3CH3 和 CH3CH2CH3 互为同系物D12C 和 14C 互为同位素B O2 与 O3 互为同素异形体。4某烷烃相对分子质量为 72，跟氯气反应生成的一氯代物只有一种，该烷烃的结构简式是()D 根据烷烃的通式，求出此烷烃的分子式为 C5H12，一氯代物只有一种，说明只有一种氢原子，故选项 D 正确。5下图是异辛烷的球棍模型：(1)根据球棍模型，写出异辛烷的结构简式：_；异辛烷与乙烷的关系是_。(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式：_(异辛烷用分子式表示)。1 mol 异辛烷和 1 mol 正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳，消耗氧气的物质的量之差是 _mol。(3)异辛烷的同分异构体有很多，其中一种同分异构体 X 的分子结构中含有 6 个甲基，则 X 的结构简式为_。点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!