第一节甲烷烷烃导学案.pdf

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1、第一章 烃 第一节 甲烷 烷烃 新知探究一 甲烷【学习目标】1.了解有机物的概况；了解自然界中甲烷的存在及储量情况，了解甲烷对人类生产和生活的意义。2.会写甲烷的分子式、结构式、电子式，知道甲烷的结构特点；知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，会写化学方程式；知道取代反应的概念和甲烷发生取代反应时的断键和成键情况。3.通过对甲烷的学习，初步建立有机物“结构性质用途”的学习方法。4.从生活实际入手，加深对有机物的整体认识，初步形成对于有机化学领域的学习兴趣。【自主学习】阅读必修 2 第三章前言及第一节 P60-62 和选修 5 引言、第一章前言及第二节 P7-8 相关内容 知识点一 认识有机物 思考

2、请对下列物质进行分类:CO2、碳酸、CH3COOH、酒精、蔗糖、甲烷。你对有机物和有机化学了解多少？知识梳理 1、有机物：指大部分含 的化合物（除 CO、碳酸、氰化物、金属碳化物等外）。除碳元素外还通常含有 等几种元素。2、有机物的主要特点：大多数有机物熔沸点 ，燃烧、导电、溶于水、溶于有机溶剂。有机反应一般 ，一般需 和使用 ，常伴有 ；所以有机反应中常用“”不用“=”。3、有机物种类繁多的原因：碳原子有 个价电子，可以和其他原子形成 个共价键；碳碳之间可以形成单键、也可以形成 和 ；碳碳之间结合的方式可以是链状，也可以是 状。4、仅由 和 两种元素组成的有机化合物总称为烃。是最简单的烃。5

3、、研究有机物的 的科学叫做有机化学。迁移应用 1.下列关于有机物的说法正确的是 A凡是含碳元素的化合物都属于有机物 B有机物只含有碳、氢两元素 C有机物不但存在于动植物体内，而且可以通过人工的方法合成 D都属于非电解质，其水溶液都不导电 2.下列物质中属于有机物的是 酒精；一氧化碳；KSCN；甲烷；红糖；CCl4 ；CO（NH2）2；石灰石；食用油；醋酸 A.B.C.D.3下列关于烃的说法正确的是 A含有碳、氢元素的有机物 B含有碳元素的化合物 C仅由碳、氢两种元素组成的有机物 D完全燃烧只生成二氧化碳和水的化合物 4下列物质属于烃类的是 AC6H6 BH2CO3 CC2H4O DCHCl3

4、知识点二 甲烷的组成和结构 思考沼气的成分是什么？写出其化学式、结构式及成键类型，其结构有何特点？知识梳理 1存在和用途(1)存在：甲烷是_、_、油田气和煤矿坑道气的主要成分。(2)用途：天然气是一种_、_、_的清洁能源，还是一种重要的_。2组成与结构(1)表示方法 化学式 电子式 结构式 分子结构示意图 球棍模型 比例模型 (2)结构特点 甲烷分子是以_为中心，_为顶点的_结构，其中 CH 键的_ 和_相同,属于 分子。迁移应用 1下列气体的主要成分不是甲烷的是：A.沼气 B.天然气 C.水煤气 D.坑道所产生的气体 2.下列关于甲烷结构的说法错误的是 A甲烷分子中的化学键都是共价键 B甲烷

5、分子为正四面体结构 C甲烷分子为正四边形结构 DCCl4的结构和甲烷相同 3.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是 ACH3Cl 只存在一种结构 BCH2Cl2只存在一种结构 CCHCl3只存在一种结构 DCCl4中四个价键的键角和键长都相等 知识点三 甲烷的性质 思考（1）煤矿中为何会发生瓦斯爆炸？发生什么反应？怎样防止气体爆炸?从中你能得到什么启示？（2）如何验证甲烷燃烧的产物？（3）如何区别 H2、CO、CH4三种气体？（4）CH4与 Cl2在什么条件下反应?现象是什么？产物有几种？哪种产物最多？属于哪种反应类型？知识梳理 1.物理性质 2.化学性质 通

6、常状况下，甲烷比较稳定，与_等强氧化剂不反应，与_、_也不反应。但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。(1)氧化反应 纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈_，放出大量的热，反应的化学方程式 为_。(2)取代反应 甲烷与氯气的取代反应 实验操作 实验现象 a.气体颜色_，最后_；b.试管内壁有_出现；c.试管内液面逐渐_；d.试管中有少量白雾。有关化学方程式 取代产物的性质 水溶性：甲烷的四种氯代产物均_。状态：常温下除_是气体，其余三种均为_。取代反应：有机化合物分子里的某些_被其他_所代替的化学反应。取代反应和置换反应的区别:颜色 状态 气味 密度(与空气相比)水溶性 （3）受热分解：在隔

7、绝空气的情况下，加热至 10000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。氢气是 的原料；炭黑是 的原料。反应的化学方程式为 3.甲烷的用途：。迁移应用 1下列叙述中错误的是 A点燃甲烷不必事先进行验纯 B甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料 C煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生 D点燃甲烷不一定会爆炸 2.下列叙述错误的是 A.通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不反应 B.甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化 C.甲烷跟氯气反应无论生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是 CCl4，都属于取代反应 D.甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水 3为验证甲烷分子中含有碳氢

8、两种元素，可将其燃烧产物通过：a.浓硫酸 b.澄清石灰水 c.无水硫酸铜，正确的通过顺序是 A.a b c B.b c C.b c a D.c b 4CH4和 H2混合气体 10 mL，完全燃烧后生成 6 mL CO2气体(气体的体积在相同状况下测定)，则混合气体中 CH4和 H2的体积之比为 A23 B32 C21 D12 51 mol CH4与 Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的 Cl2为 A0.5 mol B2 mol C2.5 mol D4 mol 6.在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述

9、中不正确的是 A容器内原子总数不变 B容器内分子总数不变 C容器内压强不变 D发生的反应属于取代反应 7.下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是 A.氯气与氢气的反应 B.氯气与甲烷的反应 C.氧气与甲烷的反应 D.次氯酸的分解 8.下列反应中属于置换反应的是 ，属于取代反应的是 。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH4+2O2 CO2+2H2O CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl 新知探究二 烷烃 【学习目标】1了解烷烃概念并会对烷烃和简单的环烷烃进行命名

10、。2了解烷烃的物理性质及变化规律。3通过烷烃分子通式的总结推导，学会用“通式思想”认识有机物的同系物的组成特征。4掌握同系物、同分异构体、同分异构现象等概念；能判断和书写烷烃及环烷烃的同分异构体。5了解从一种代表物质入手研究同系物有机物性质的方法。【自主预习】阅读必修 2 P62-P64和选修 5 P9，P13-14 知识点一 烷烃的概念及性质 思考（1）请根据乙烷、丙烷、丁烷分子模型，写出各物质的分子式、结构式及结构简式：乙烷 丙烷 丁烷 分子式 结构式 结构简式 （2）结合甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的组成及结构特点，归纳它们的分子结构特点。（3）既然甲烷的结构和其他的烷烃分子很相似，那么它们在

11、性质上是否也很相似呢？分析课本P63表中数据，总结其物理性质的递变规律。想一想它们的化学性质有何异同？知识梳理 1概念：分子中碳原子之间只以_结合，剩余的价键全部跟_结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫_，也叫_。2通式：_。3烷烃的结构特点 烷烃分子里的碳原子间都以_相连接，每个碳原子最多能以_个共价单键与其他碳(或氢)原子相连接。每个碳原子的化合价都得到充分的利用。烷烃都是_结构，非平面或直线结构，碳原子_一条直线上，而是呈_型或_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。4物理性质 递 变性 熔、沸点 烷烃的熔、沸点较低，且随碳原子数的增加而

12、；碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越 。状态 相对密度 烷烃的相对密度都较 ，且随碳原子数的增加而 相似性 烷烃难溶于_而易溶于_；液态烷烃的密度均小于 1 gcm3 5.化学性质 稳定性 烷烃通常较稳定，不能被_氧化，也不能与_、_发生反应 氧化 反应 在空气或氧气中点燃，完全燃烧时生成 在相同情况下，随着烷烃分子里碳原子数的增加，往往燃烧越来越不充分，燃烧火焰明亮，甚至伴有 烷烃的燃烧通式为_ 取代 反应 在_条件下，烷烃与_发生取代反应，生成种类更多的有机物和相应的卤化氢气体。可简单表示为：分解反应 在高温下，烷烃能分解成小分子 6.有机物组成和结构的表示方法 种类 实例 含义 应

13、用 分子式 C2H6 用元素符号表示物质分子组成的式子，可以反映一个分子中原子的种类和数目 多用于研究物质的组成 最简式（实验式）表示物质组成的各元素原子最简整数比 根据最简式和相对分子质量确定分子式 电子式 用小黑点或代表电子，表示原子最外层电子成键情况的式子 多用于表示离子化合物或共价化合物的形成 结构式 具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；表示分子中原子的结合或排列顺序，但不能表示其空间构型 能反映有机物的结构，多用于研究有机物的性质 结构简式 结构式的简便写法，着重突出有同结构式 机物的结构特点（官能团）球棍模型 用小球表示原子，短棍表示价键，能表示其空间构型，但不能反映各种不

14、同原子的大小比例 用于表示有机物分子的空间构型（立体结构）比例模型 用不同体积的小球表示不同的原子大小，能表示其空间构型，能反映各种不同原子的大小比例 用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序 迁移应用 120XX 年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述正确的是 A.是天然气的主要成分 B.光照下能够发生取代反应 C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.分子中碳原子在一条直线上 2下列有关烷烃的叙述中，不正确的是 A.在烷烃分子中，所有的化学键都为单键 B.所有的烷烃在光照条件下都能与 Cl2发生取代反应 C.烷烃的分子通式为 CnH2n+2，符合该通式的烃不一定是烷

15、烃 D.随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高 3.下列分子式所表示的烃中，属于烷烃的是 AC3H6 BC4H6 CC5H12 DC6H6 4.下列性质中属于烷烃特征性质的是 A燃烧产物只有二氧化碳和水 B分子通式为 CnH2n+2，与氯气发生取代反应 C它们是非电解质 D它们几乎不溶于水 5.若 1 mol 某气态烃 CxHy完全燃烧，需用 3 mol O2，则 Ax2，y 2 Bx 2，y 4 Cx 3，y 6 Dx3，y8 6.由沸点数据：甲烷146，乙烷89，丁烷0.5，戊烷+36，判断丙烷的沸点可能是 A.高于0.5 B.约是+30 C.约是40 D.低于89 7.某烃中碳、氢元素

16、的质量比是 24:5，该烃在标况下的密度是 2.59g/L，则该烃的最简式是 ，摩尔质量是 ，分子式为 。8写出下列各种烷烃的化学式及结构简式：沸点最高的气态烷烃：_ 相对分子质量是 86 的烷烃：_ 对 H2的相对密度为 22 的烷烃：_ 分子中有 76 个氢原子的烷烃：_ 知识点二 烷烃的命名 思考随碳原子数增加，我们依次称烷烃为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷，那再多的碳原子应该如何命名？知识梳理 1.习惯命名法：(1)n10 时，从一到十依次用_表示为“某 烷”，如 C6H14命名为_ _ ；C8H18命名为_ 。(2)n10 时，用汉字数字表示，如 C18H38命名为_。(3)对于碳原子数相同

17、而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称之前再加“_”、“_”、“_”等字加以区别。如 命名为_。2.系统命名法：(1)烃基：烃分子失去 所剩余的部分叫烃基，用“R-”表示；烷烃失去 后的原子团叫烷基。一价烷基通式为：CnH2n+1-例如：甲基：_ 乙基：_ 正丙基：_ 异丙基：_(2)命名步骤:选-；编-；写-。(3)命名原则：迁移应用 1.用系统命名法给下列烷烃命名 CH3CHCHCH3 CH3 C2H5 CH3CHCH3 CH3 CH3CHCH3 CH3 CH3CH2CH(CH3)CH2 CH3：(CH3)3CCH2C(CH3)3：CH3CH2CH(CH3)CH2CH(CH3)2：2.写出下列有

18、机物的结构简式和分子式（1）3甲基己烷 ，。（2）2,2,3三甲基丁烷 ，。（3）新戊烷 ，。（4）2，2-二甲基-3-乙基庚烷 ，。3.某同学写出的下列烷烃的名称中，不正确的是 A2，3二甲基丁烷 B3，3二甲基丁烷 C3，4二甲基己烷 D2，2，3，3四甲基丁烷 4.下列有机物名称中，正确的是 A.3,3二甲基戊烷 B.2,3二甲基2乙基丁烷 C.3乙基戊烷 D.2,5,5三甲基己烷 5.按系统命名法,此结构的有机物正确名称是 A.3,3-二甲基异己烷 B.1,1,2,2-四甲基丁烷 C.2,3,3-3 甲基戊烷 D.2,3,3-三甲基戊烷 知识点三 同系物、同分异构现象和同分异构体 思考

19、（1）甲烷、乙烷、丙烷、丁烷分子结构和组成上有何异同，它们之间有何关系?（2）甲烷、乙烷、丙烷的结构各只有一种，而丁烷有两种结构，那么这两种结构之间是什么关系呢？知识梳理 1同系物：结构_，在分子组成上相差_的物质互称为同系物。例:甲烷、乙烷、丙烷互称为 (1)同系物概念的内涵有两个：一是分子结构_，二是分子组成上相差一个或若干个_。两者要联系在一起，缺一不可。同系物的外延是有机物，也就是说，不仅在烷烃类物质内存在同系物关系，在其他类有机物中也存在同系物关系；(2)同系物具有相同的_，但是通式相同的有机物_互为同系物，同系物的前提是CH3CH3CH3CH3CH3CH2CCH_物质且分子组成上相

20、差一个或若干个 CH2原子团；(3)同系物的组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差_(n1,2,3，)。(4)同系物的判断规律：一差(分子组成至少相差一个_)；一同(具有相同的_)；二相似(_相似，_相似)。2同分异构现象和同分异构体(1)同分异构现象：化合物具有相同_，但具有不同_的现象。(2)同分异构体：具有 的化合物互称为同分异构体。3.烷烃同分异构体书写：（1）烷烃存在同分异构现象的原因是 （2）烷烃同分异构体书写方法：一般采用减链法。即顺序是：注意：一是要按一定的顺序写，避免写漏；二是要判断等效碳上的等效 H 原子，避免重复。例:丁烷同分异构体的结构简式:戊烷同分异构体的结构简式:

21、己烷同分异构体的结构简式:随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也逐渐增加。只有_、_、_仅有一种结构，没有同分异构体。其他烷烃如戊烷有_种、己烷有_种、庚烷有 9 种，而癸烷则有 75 种之多。4.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较见下表：概念 定义 分子式 结构 性质 同位素 _相同，_不同的_元素的不同原子 元素符号表示式不同，如：11H、21H、31H _相同，_不同 _性质不同，_性质几乎相同 同素异形体 _元素形成的_单质 _相同，_不同。如 O2和 O3 单质的组成与结构_ _性质不同，_性质基本相同 同系物 _相似，分子_不同，但 _性质组成相差一个或若干个_的有

22、机物 具有相同的_ 不同，_性质相似 同分异构体 _ 相 同，_不同的化合物 _性质不同，_性质不一定相同 迁移应用 1.下列说法正确的是 A凡是分子组成相差一个或几个“CH2”原子团的物质，彼此一定是同系物 B两种化合物的组成元素相同，各元素质量分数也相同，则两者一定是同分异构体 C相对分子质量相同的几种化合物，互称为同分异构体 D组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物互为同分异构体 2.下列是同系物的是 A.CH4、C10H22 B.CH4、C2H5OH C.C2H6、C4H10 D.CH3COOH、C3H8 3.下列各组物质中，互为同分异构体的是 A氧气和臭氧 B氕和氘

23、 C丙烷和 2甲基丙烷 D2，3二甲基丁烷和已烷 4.下列烷烃的分子式可以表示 3 种不同结构的是 AC5H12 BC4H10 CC3H8 DC2H6 5.主链含 5 个碳原子，有甲基、乙基 2 个支链的烷烃有 A2 种 B3 种 C4 种 D5 种 6.化学式能代表一种纯净物的是 AC3H7Cl BC4H10 CC5H12 DCH2Br2 7.（2009 宁夏理综）3-甲基戊烷的一氯代产物有(不考虑立体异构)A.3 种 B.4 种 C.5 种 D.6 种 8.下列各烷烃发生光化卤化后，只能生成一种一卤代烷的是 A2，2-二甲基丙烷 B2-甲基丙烷 C2，2-二甲基丁烷 D乙烷 9.某化合物的

24、分子式为 C5H11Cl，分析数据表明：分子中有两个CH3、两个CH2、一个和一个Cl，它的可能的结构有几种 A.2 B.3 C.4 D.5 10.进行一氯取代后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是 A.(CH3)2CHCH2CH2CH3 B.(CH3CH2)2CHCH3 C.(CH3)2CHCH(CH3)2 D.(CH3)3CCH2CH3 11.烷烃蒸气的质量是相同状况下同体积氢气质量的 36 倍，该烃的化学式是_，它的三种同分异构体的结构简式为 ，它们沸点由低到高的顺序(填系统命名法的名称)是 。知识点四 环烷烃的命名及同分异构现象 思考烷烃的结构有什么特点？碳碳单键能形成链状,那么碳碳单键能否形成环状呢?如何对其进行命名?其通式该如何书写?是否存在同分异构现象?知识梳理 1.环烷烃的命名：(1)与烷烃相似，根据成环碳原子数称为“某烷”，并在某烷前面加以“环”字，叫环某烷。例如：(2)若环上带有支链时，一般以环为母体，支链为取代基进行命名；若环上有多个取代基时，编号从较小的取代基开始，且使取代基的位次最小。如：2.单环烷烃的通式:单环烷烃之间互称为 。例如：环丙烷和环己烷互称为 3.单环烷烃的异构现象：环烷烃中由于 的不同，产生各种构造异构体。最简单的环烷烃有三个碳原子，它没有异构体。例如：写出 C4H8属于环烷烃的同分异构体：