3.1.2《烷烃》教学设计(含解析)人教版高一化学必修二

（人教版必修2）第三章《有机化合物》教学设计第一节最简单的有机化合物—甲烷（第二课时烷烃）【情景导入】奥运会上熊熊燃烧的火炬成为一道靓丽的风景。

火炬燃烧的燃料是什么？为什么火炬风吹不灭，雨淋不熄？【板书】二、烷烃【板书】活动一、烷烃的结构特点【思考】根据教材P62页“学与问”，观察图示，回答烷烃的定义，并归纳烷烃的分子结构有何特点？【投影】乙烷丙烷丁烷【板书】(1)定义：烷烃分子中，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做饱和链烃，也称烷烃。

【板书】(2)特点：【交流1】①碳原子之间以碳碳单键结合成链状；【交流2】②碳原子的剩余价键均与氢原子结合；【交流3】③烷烃的通式为C n H2n＋2(n≥1且n为整数)。

【交流4】④烷烃的空间结构中，碳原子(大于等于3时)不在一条直线上，直链烷烃中的碳原子空间构型是折线形或锯齿状。

【交流5】⑤C—C、C—H键可以旋转【讨论】阅读教材P63页第一自然段，结合表3-1思考什么是结构简式？请举例说明。

【交流】将结构式中的部分或全部化学键（C—H键或C—C键）省略，把同一碳上的H合并所得到的式子就是结构简式。

如乙烷的结构式为：，结构简式为：CH3CH3，丙烷的结构式为：，结构简式为：CH3CH2CH3。

又如结构式为：，结构简为为：(CH3)2CHCH2CH2CH3或等。

【问题探究1】（1）根据上述操作所得符合通式C n H2n+2的系列化合物有什么异、同点？【交流1】①不同点表现在组成上：①分子式不同、相对分子质量不同；②相差一个或多个CH2基团。

【交流2】②相同点表现在结构上：a.单键（只有2种键型，C—C、C—H）； b.链状（锯齿形，即链状而非直线）；c.“饱和”—每个碳原子都形成四个单键；d.通式：C n H2n+2(n≥1)。

【问题探究2】（2）什么叫键线式结构？根据键线式确定阅分子式时要注意哪些问题？【强调】键线式：把结构式中的C、（与碳原子直接相连的）H元素符号省略，把C─H键也省略，得到的式子叫做键线式。

注意：其它的元素符号不能省略。

从键线式推写分子式时注意：【交流1】①线段的拐点、交点和无任何元素符号的端点，都是碳原子的所在位置；【交流2】②每个碳原子上所带的氢原子数=4,这个碳原子在键线式中所连接的线段数；【交流3】③计算氢原子总数时，不可漏下标明元素符号的氢原子。

【典例1】下列数值都是烃的相对分子质量值，其对应的烃一定为烷烃的是()A．44 B．42C．54 D．128【答案】 A【解析】[用C n H2n＋2的M r＝14n＋2进行判断，44对应的烃是C3H8,42对应的烃是C3H6,54对应的烃是C4H6,128对应的烃是C9H20。

由于1个C原子与12个H原子的式量之和相等，所以C9H20与C10H8的相对分子质量相等，则128对应的烃不一定是烷烃。

【典例2】下列有机物中，属于烷烃的是()A．CH2==CH2 B．CH3CH2CH2CH2ClC．D．【答案】 D【解析】A项中不是碳碳单键结合，不是烷烃；B项中含有氯原子，碳原子的键不是全部和氢原子结合的，也就是说它不是烃；C项中不是链状，不是烷烃；D项中碳链上虽然有两个支链，但它仍属于链状，完全符合烷烃结构特点。

【板书】活动二、烷烃的命名及性质【思考1】（1）阅读教材P63页内容，思考烷烃的命名方法，完成下表内容。

【交流投影】①碳原子数(n)及表示n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷n＞10 相应数字＋烷【交流】②当碳原子数n相同，结构不相同时，用正、异、新等字加以区别。

如CH3（CH2）3CH3正戊烷，CH3CH（CH3）CH2CH3异戊烷，CH3C（CH3）2CH3新戊烷。

【思考2】（2）观察课本P63表3—1 几种烷烃的物理性质数据，归纳烷烃的物理性质及有何变化规律？【交流1】①均难溶于水且密度比水小（可对比甲烷）；【交流2】②随碳原子数的增加，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大；【交流3】③碳原子数为1～4时，烷烃为气态，当碳原子数≥5时，烷烃为非气态。

【讨论】联系甲烷的化学性质，你认为烷烃应该具有哪些化学性质和规律？请举例说明。

【交流1】（1）稳定性：通常情况下，烷烃与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应，不能与强酸和强碱溶液反应。

【交流2】（2）烷烃与氧气反应：烷烃完全燃烧的通式：C n H2n+2 + O2→n CO2 +(n+1)H2O 【交流3】（3）烷烃的取代反应：甲烷一样，烷烃一定条件下能发生取代反应。

因可被取代的氢原子多，取代反应程度和产物均比甲烷复杂。

如CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl。

【问题探究】结构简式为中，“—CH3”是怎样形成的？其含义是什么？【交流】—CH3可看成是CH4去掉1个H原子后得到的。

在化学上把烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的原子团叫做烃基，烷烃失去一个氢原子剩余的原子团叫做烷基，一般用—R表示。

CH4去掉1个H原子后得到的—CH3叫甲基，CH3CH3去掉1个H原子后得到的—CH2CH3叫乙基等。

【典例1】下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是()A．溴水B．氯气C．氯水D．酸性高锰酸钾溶液【答案】 B【解析】类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。

【典例2】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()结构式比例模型特点：CH4+m(CH2)==C(m +1)H2(m +1)+2，设n==m+1,有C n H2n+2下图所示。

【交流2】②则插入一个—CH2—基团时，有三种方法，分别是两端的C—H键，中间的C—H键和C—C键。

可得到两种不同的结构式，如下图：【讨论4】（4）根据上述结果，结合教材P63页内容，请回答什么是同分异构现象和同分异构体的概念，并分析同分异构体有何特点？【交流1】同分异构现象和同分异构体：①化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同分异构现象。

【交流2】②具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

同分异构体的特点：①具有相同的分子式，如C4H10；【交流3】③不同的结构式或结构简式；【交流4】④物理性质有差异；异丁烷的熔点、沸点均低于正丁烷。

【交流5】推广：带支链的同分异构体，熔点和沸点低于直链的。

支链越多，熔沸点越低。

碳数越多，同分异构体的数目越多。

【问题探究1】（1）CH2===CHCH3和的组成相同，二者中哪一个与CH2CH2互为同系物？由此判断：分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物一定是同系物吗？【交流】与CH2===CH2互为同系物的是CH2===CHCH3，因为CH2CH2和CH2CHCH3分子中都含有，结构相似，且分子组成上相差1个CH2原子团。

分子中含碳碳单键而不含双键，化学键类型不同，结构不相似。

由此可知分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物结构不一定相似，故不一定是同系物。

【问题探究2】（2）CH3CH2CH2CH3与是否属于同系物？为什么？【交流】不是。

因为同系物在分子组成上必须相差1个或若干个CH2原子团，一定具有不同的分子式。

而CH3CH2CH2CH3与分子式相同，属于同分异构体。

【问题探究3】（3）同系物具有同一通式，具有同一通式的有机物一定是同系物吗？【交流】不一定，如CH2===CH2和通式相同，均为C n H2n，再如CH3CH2CH2CH3与通式也相同，但它们均不为同系物，所以具有同一通式的有机物不一定是同系物。

【问题探究4】（4）同分异构体的相对分子质量相同，那么，相对分子质量相同的物质一定是同分异构体吗？【交流】相对分子质量相同，但分子式不一定相同，如相对分子质量为28的分子有CO、N2、C2H4，它们不是同分异构体。

【问题探究5】（5）同分异构体的分子中各元素的质量分数分别相等，分子中各元素的质量分数分别相等的物质一定是同分异构体吗？【交流】各元素的质量分数相同的物质，分子式不一定相同，如CH2===CH2、CH3CH===CHCH3和分子中碳元素和氢元素的质量分数均为85.7%和14.3%，但它们不是同分异构体。

【问题探究6】（6）CH3—CH===CH2与互为同分异构体吗？同分异构体的化学性质一定相同吗？【交流】二者分子式相同，碳原子与碳原子间的连接方式不同，结构不同，是同分异构体；同分异构体可能是不同类的物质，如题干所述两种物质，它们的化学性质不同。

【拓展探究1】（1）丁烷有几种同分异构体？其一氯代物有几种？【交流1】①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4种，它们分别是CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、(CH3)2CHCH2Cl、(CH3)2CClCH3。

【交流2】②判断同分异构体（一取代产物）的重要方法------等效氢法(对称法)：【板书】同一个碳原子上的氢原子是等效的；同一个碳原子上所连甲基上的氢是等效的；处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。

【拓展探究2】（2）以分子式为C7H16为例，请归纳烷烃同分异构体的书写方法是什么？【交流1】①将分子中全部碳原子连成直链做母链：【交流2】②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：但应注意的是取代基不能连在末端，否则与原直链时相同。

【交流3】③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，依次连在母链所余下的各个碳原子上，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。

【典例1】下列关于同系物的说法中，错误的是()A．同系物具有相同的最简式B．同系物能符合同一通式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，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化【答案】 A【解析】结构相似，必属同一类物质，因此有同一通式，但不一定有相同的最简式，A错误，B 正确；相邻同系物组成上相差一个CH2原子团，C正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，D正确。

【典例2】正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法正确的是()A．正己烷的分子式为C6H12B．正己烷的一氯代物有3种C．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色D．主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体只有1种【答案】 B【解析】正己烷分子式为C6H14，A项错误；正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3，分子中存在三种位置不同的氢原子，故其一氯代物有3种，B项正确；烷烃不能与溴水发生反应，C项错误；主链上有4个碳原子时，正己烷的同分异构体有2种：、，D项错误。