2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專題3 有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用 第1單元 化石燃料與有機(jī)化合物 第2課時教學(xué)案 蘇教版必修2

1、第2課時烷烴學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.了解烷烴的組成、結(jié)構(gòu)、通式。2.認(rèn)識烷烴的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。3.掌握同系物、同分異構(gòu)體的概念并會判斷是否為同分異構(gòu)體或同系物。一、烷烴1下面是乙烷、丙烷、丁烷的結(jié)構(gòu)式。 乙烷 丙烷丁烷回答下列問題：(1)每個碳原子形成4個共價鍵。(2)烴分子中，碳原子之間都以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀，碳原子的剩余價鍵均與氫原子結(jié)合，使每個碳原子的化合價都達(dá)到“飽和”，這樣的烴叫做飽和鏈烴，也稱烷烴。(3)烷烴的通式為CnH2n2(n1且n為整數(shù))。烷烴的空間結(jié)構(gòu)中，碳原子(大于等于3時)不在一條直線上，直鏈烷烴中的碳原子空間構(gòu)型是折線形或鋸齒狀。2烷烴的物理性質(zhì)隨著分子中碳原子數(shù)的增多

2、，呈規(guī)律性的變化。如(1)常溫下其狀態(tài)由氣態(tài)變到液態(tài)又變到固態(tài)，熔、沸點(diǎn)逐漸升高。(2)相對密度逐漸增大。(3)常溫下，碳原子數(shù)小于或等于4時，均為氣態(tài)(新戊烷常溫下也為氣態(tài))。3物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，這個規(guī)律在有機(jī)物中體現(xiàn)得尤其明顯。烷烴的化學(xué)性質(zhì)與甲烷相似，請寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式(有機(jī)物寫結(jié)構(gòu)簡式)：(1)燃燒。如丙烷的燃燒：CH3CH2CH35O23CO24H2O。(2)取代反應(yīng)。如光照條件下，乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)(只要求寫一氯取代)：CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl。該反應(yīng)中的化學(xué)鍵變化情況：斷裂CH鍵和ClCl鍵，形成CCl鍵和HCl鍵。(3)用通式表示烷烴的

3、完全燃燒及鹵代反應(yīng)(用X2表示)：CnH2n2O2nCO2(n1)H2O；CnH2n2X2CnH2n1XHX，CnH2n1X可與X2繼續(xù)發(fā)生取代反應(yīng)。1下列說法正確的是()A飽和烴就是烷烴B隨著碳原子數(shù)的遞增，烷烴的熔、沸點(diǎn)逐漸降低C取代反應(yīng)中可能有單質(zhì)生成D任何烷烴分子都不可能為平面結(jié)構(gòu)答案D解析飽和鏈烴是烷烴，隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔、沸點(diǎn)逐漸升高，據(jù)CH4的分子結(jié)構(gòu)可知，烷烴分子不可能是平面結(jié)構(gòu)，A、B錯誤，D正確；由取代反應(yīng)的定義可知C錯誤。2下列關(guān)于CH4和的敘述正確的是()A均能用CnH2n2組成通式來表示B與所有烷烴互為同素異形體C因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)相似，所以它們的化學(xué)性質(zhì)相似，

4、物理性質(zhì)相同D通常狀況下，它們都是氣態(tài)烷烴答案A解析B項(xiàng)，它們與其他碳原子數(shù)不同的烷烴互為同系物；C項(xiàng)，化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)不同；D項(xiàng)，碳原子數(shù)小于或等于4的烷烴及新戊烷在通常狀況下是氣體。二、同系物同分異構(gòu)體1填表甲烷乙烷丙烷分子式CH4C2H6C3H8結(jié)構(gòu)簡式CH4CH3CH3CH3CH2CH3根據(jù)上表回答下列問題：(1)相鄰?fù)闊N分子在組成上均相差一個CH2原子團(tuán)。(2)同系物是指結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)，烷烴同系物的通式為CnH2n2。2對比兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)回答下列問題：CH3CH2CH2CH3正丁烷 異丁烷(1)分子式均為C4H10，它們不是同系物，二者

5、分子式相同，但結(jié)構(gòu)不相同，正丁烷無支鏈，異丁烷有支鏈。(2)具有相同的分子式而具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱同分異構(gòu)體。(3)判斷下列有關(guān)同分異構(gòu)體的敘述是否正確同分異構(gòu)體具有相同的組成元素()組成元素相同的化合物互為同分異構(gòu)體()同分異構(gòu)體具有相同的相對分子質(zhì)量()相對分子質(zhì)量相同的化合物互為同分異構(gòu)體()互為同分異構(gòu)體的化合物也可能互為同系物()(4) 與是否互為同分異構(gòu)體并說明理由。答案不是同分異構(gòu)體，由于二者均為四面體結(jié)構(gòu)，為同一種物質(zhì)。(5)用結(jié)構(gòu)簡式寫出戊烷(C5H12)的同分異構(gòu)體。答案CH3CH2CH2CH2CH3 (6)判斷下列說法是否正確，

6、據(jù)此理解同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)物種類繁多的又一重要原因。分子式不同的物質(zhì)一定為不同物質(zhì)，分子式相同的物質(zhì)也可能為不同物質(zhì)()分子中含3個及3個以下碳原子的有機(jī)物一定不存在同分異構(gòu)現(xiàn)象()隨著碳原子數(shù)增多，烷烴的同分異構(gòu)體數(shù)目有增多的趨勢()1.同系物的判斷2烷烴同分異構(gòu)體的書寫規(guī)律烷烴同分異構(gòu)體的書寫規(guī)律可概括為主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排列對、鄰到間。選擇最長的碳鏈為主鏈；找出中心對稱線；碳原子必須滿足四個鍵；主鏈上的鏈端不能接甲基，主鏈上的第二個碳原子或倒數(shù)第二個碳原子不能接乙基，否則主鏈會改變，而容易出現(xiàn)重復(fù)結(jié)構(gòu)。例如，書寫戊烷(C5H12)同分異構(gòu)體的方法：(1)先寫出碳鏈

7、最長的直鏈烴：CH3CH2CH2CH2CH3。(2)從主鏈上減少一個CH3作為取代基(支鏈)，在所得主鏈上依次移動可能的位置，得(3)再從主鏈上減少一個碳原子作為所得主鏈的取代基，得故C5H12的同分異構(gòu)體共有三種，依次稱為正戊烷、異戊烷、新戊烷。3下列敘述錯誤的是()A同系物之間在化學(xué)性質(zhì)上相似B同系物不可能是同分異構(gòu)體C同系物之間的物理性質(zhì)隨分子里碳原子數(shù)的遞增，呈規(guī)律性的變化D分子組成相差一個或幾個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物答案D解析分子組成相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)不一定互為同系物，還必須為同一類物質(zhì)時才互為同系物，D項(xiàng)不正確。4有下列結(jié)構(gòu)的物質(zhì)：CH3(CH2)3CH3C

8、H3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3其中，屬于同系物的是_(填字母，下同)；屬于同分異構(gòu)體的是_；屬于同種物質(zhì)的是_。A BC DE F答案BDEAF解析7種物質(zhì)均為烷烴，若碳原子數(shù)不同，則互為同系物；若碳原子數(shù)相同，而結(jié)構(gòu)不同，則互為同分異構(gòu)體；若碳原子數(shù)相同，且結(jié)構(gòu)也相同，則為同一種物質(zhì)。7種物質(zhì)的分子式分別為C5H12C5H12C6H14C6H14C6H14C6H14C6H14。所以中任一物質(zhì)與中任一物質(zhì)均屬于同系物；結(jié)構(gòu)相同，屬于同種物質(zhì)，結(jié)構(gòu)相同，屬于同種物質(zhì)；或互為同分異構(gòu)體。1以下結(jié)構(gòu)表示的物質(zhì)中是烷烴的是()ACH3OHBCH2=CH2CD答案C2分

9、子式為C4H10的烴的一氯代物的同分異構(gòu)體有()A3種 B4種 C5種 D6種答案B解析分子式為C4H10的烴有兩種同分異構(gòu)體：CH3CH2CH2CH3(正丁烷)和 (異丁烷)，正丁烷和異丁烷各有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，故C4H10的一氯取代物有4種。3下列各對物質(zhì)中互為同系物的是()ACH3CH=CH2和CH3CH2CH=CH2BCH3CH3和CH3CH=CH2CCH3CH2CH3和CH3CH=CH2DCH3CH2CH=CH2和CH3CH2CH3答案A解析同系物的定義是結(jié)構(gòu)相似(同一類)，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互為同系物，B、C、D三選項(xiàng)中給出的物質(zhì)結(jié)構(gòu)不相似，分子

10、組成上也不相差一個或若干個CH2，所以B、C、D三項(xiàng)均不正確。4在下列各組物質(zhì)中，找出合適的序號填在對應(yīng)的空格內(nèi)：NO2和N2O412C和14CK和Ca異戊烷()和新戊烷()和甲烷和丙烷(1)互為同位素的是_(填序號，下同)。(2)互為同分異構(gòu)體的是_。(3)互為同系物的是_。(4)為同一種物質(zhì)的是_。答案(1)(2)(3)(4)解析(1)互為同位素的是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子，符合。(2)互為同分異構(gòu)體的是分子式相同、結(jié)構(gòu)不同的化合物，符合。(3)互為同系物的是結(jié)構(gòu)相似、組成上相差一個或多個CH2原子團(tuán)的有機(jī)物，符合。(4)中兩個分子是同一種物質(zhì)，只是觀察角度不同。5寫出下列各烷烴的分子

11、式。(1)烷烴A在同溫同壓下蒸氣的密度是H2的43倍：_。(2)烷烴B的分子中含有200個氫原子：_。(3)分子中含有26個電子的烷烴C：_。(4)室溫下相對分子質(zhì)量最大的氣態(tài)直鏈烷烴D：_。(5)0.1 mol烷烴E完全燃燒，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2 11.2 L：_。答案(1)C6H14(2)C99H200(3)C3H8(4)C4H10(5)C3H8解析(1)M2 gmol14386 gmol1，所以14n286，n6，即該烷烴的分子式為C6H14。(2)由CnH2n2,2n2200，得n99，該烷烴的分子式為C99H200。(3)由CnH2n2可知：6n2n226，n3，該烷烴的分子式為C3

12、H8。(4)室溫下相對分子質(zhì)量最大的氣態(tài)直鏈烷烴應(yīng)為CH3CH2CH2CH3，分子式為C4H10。(5)0.1 mol烷烴完全燃燒消耗O2為0.5 mol。所以5，n3，即E的分子式為C3H8?；A(chǔ)過關(guān)題組一烷烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1北京奧運(yùn)會“祥云”火炬使用的燃料為丙烷。下列關(guān)于丙烷的說法正確的是()A1 mol丙烷完全燃燒需4 mol氧氣B與丁烷互為同分異構(gòu)體C能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D分子式為C3H8答案D解析1 mol C3H8完全燃燒消耗O2為35 mol，A項(xiàng)不正確；C3H8與丁烷(C4H10)互為同系物，B項(xiàng)不正確；C3H8為飽和烴，不能被高錳酸鉀氧化即C3H8不能使高錳酸鉀溶液褪色，C

13、項(xiàng)不正確。2下列說法正確的是()A碳碳間以單鍵結(jié)合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結(jié)合的烴一定是飽和鏈烴B分子組成符合CnH2n2的烴一定是烷烴C正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上D碳、氫原子個數(shù)比為13的烴有兩種答案B解析A項(xiàng)，環(huán)烷烴也符合要求，但它不是鏈烴，屬于環(huán)烴；C項(xiàng)，由碳原子的成鍵方式和鍵角特征知，碳原子呈折線方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直線上；D項(xiàng)，n(C)n(H)13時必為C2H6，一定是乙烷。3下列反應(yīng)中，光照對反應(yīng)幾乎沒有影響的是()A氯氣與氫氣反應(yīng) B次氯酸分解C甲烷與氯氣反應(yīng) D甲烷與氧氣反應(yīng)答案D解析A項(xiàng)，氯氣與氫氣在加熱或光照下進(jìn)行反應(yīng)，光照有影響，錯誤；

14、B項(xiàng)，次氯酸在光照下發(fā)生分解反應(yīng)，錯誤；C項(xiàng)，甲烷與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，錯誤；D項(xiàng)，甲烷與氧氣在點(diǎn)燃時發(fā)生氧化反應(yīng)，光照對反應(yīng)幾乎沒有影響，正確。4下列反應(yīng)中，不屬于取代反應(yīng)的是()ACH3ClCl2CH2Cl2HClBCH42O2CO22H2OCCH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBrDC2H6Cl2C2H5ClHCl答案B題組二同系物、同分異構(gòu)體判斷5下列說法中正確的一組是()AH2和D2互為同位素B互為同分異構(gòu)體C正丁烷和異丁烷是同系物D是同一種物質(zhì)答案D解析H2和D2都是氫的單質(zhì)，A錯誤；由于CH4分子是正四面體結(jié)構(gòu)，其二溴代物只有一種結(jié)構(gòu)，故二者是同一種物質(zhì)，B錯誤；正丁烷

15、和異丁烷屬于同分異構(gòu)體，C錯誤。6下列分子式只能表示一種物質(zhì)的是()AC2H6 BC4H10CC4H8Cl2 DC答案A解析B、C均有同分異構(gòu)體，D中碳有多種單質(zhì)。7在烷烴的同系物中，所含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大應(yīng)接近于()A75% B80%C85.7% D92.3%答案C解析烷烴通式為CnH2n2，所含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為y，y是關(guān)于n的增函數(shù)，當(dāng)n趨向于無限大時y的值接近，C項(xiàng)正確。題組三烷烴燃燒的計算8在常溫、常壓下，取下列四種氣態(tài)烴各1 mol，分別在足量的氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是()ACH4 BC3H8CC4H10 DC2H6答案C解析設(shè)此氣態(tài)烴的分子式為CxHy，其完全燃燒的化學(xué)方程

16、式為CxHyO2xCO2H2O，則1 mol該烴完全燃燒時耗氧量為 mol，將上述選項(xiàng)分別代入，比較可知C4H10耗氧量最多。9某氣態(tài)烴在密閉容器內(nèi)與氧氣混合完全燃燒，如果燃燒前后容器內(nèi)(溫度高于100 )壓強(qiáng)保持不變，該烴可能是()AC2H6 BC2H4CC3H8 DC3H6答案B解析CxHy(x)O2xCO2H2O(g)1xx因?yàn)槿紵昂髩簭?qiáng)不變，說明燃燒前后氣體總體積不變，即1xx，得y4，所以B項(xiàng)正確。10A、B兩種有機(jī)物的混合物，當(dāng)混合物的質(zhì)量一定時，無論A、B以何種比例混合，完全燃燒產(chǎn)生CO2的量均相等。A、B的關(guān)系可能符合下列四種情況：同分異構(gòu)體；同系物；具有相同的最簡式；含碳的

17、質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，一定符合上述條件的組合有()A BC D答案B能力提升11某氣態(tài)烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為2.59 gL1。(1)其相對分子質(zhì)量等于_。(2)該烴的含碳量為82.8%，則分子中碳、氫原子的個數(shù)比是_，分子式是_。(3)可能的結(jié)構(gòu)簡式及名稱是_。答案(1)58(2)25C4H10(3)CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH3CH(CH3)CH3(異丁烷)解析(1)M2.59 gL122.4 Lmol158 gmol1。(2)N(C)N(H)25，則烴的最簡式為C2H5。設(shè)其分子式為(C2H5)x，則有(1225)x58，x2，所以烴的分子式為C4H10。(3)可能的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH

18、2CH2CH3(正丁烷)、CH3CH(CH3)CH3(異丁烷)。12觀察下面幾種烷烴的球棍模型：(1)與C互為同系物的是_，與C互為同分異構(gòu)體的是_。(2)在烷烴的同系物中，隨碳原子數(shù)增加，其熔、沸點(diǎn)依次_(其中碳原子數(shù)滿足_條件的烷烴常溫下呈氣態(tài))，液態(tài)時密度依次_。答案(1)ABD(2)升高小于或等于4增大解析理解同系物、同分異構(gòu)體的概念，會判斷同系物、同分異構(gòu)體。了解隨碳原子數(shù)增加，烷烴熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度的遞變規(guī)律。13已知某烷烴的相對分子質(zhì)量為72，則(1)該烷烴的分子式為_。(2)寫出該烷烴分子的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_。(3)上述同分異構(gòu)體中，在相同條件下沸點(diǎn)最低的是_(寫結(jié)構(gòu)簡式)。(4)若此有機(jī)物的一氯代物分子中有兩個CH3，兩個CH2，一個和一個Cl，它們的可能結(jié)構(gòu)分別是_、_、_、_。答案(1)C5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、解析(1)烷烴分子通式為CnH2n2，則其