高中化學(xué)必修二烷烴教案1contents目錄烷烴概述與結(jié)構(gòu)特點命名方法與原則物理性質(zhì)與變化規(guī)律化學(xué)性質(zhì)與反應(yīng)類型實驗操作與注意事項知識拓展與應(yīng)用領(lǐng)域201烷烴概述與結(jié)構(gòu)特點3烷烴是一類僅由碳和氫兩種元素組成的有機(jī)化合物，其中碳原子之間以單鍵相連，其余價鍵均與氫原子結(jié)合，達(dá)到飽和狀態(tài)。烷烴定義根據(jù)碳鏈的不同，烷烴可分為直鏈烷烴、支鏈烷烴和環(huán)烷烴三類。烷烴分類烷烴定義及分類4烷烴分子中的碳原子以sp3雜化軌道形成σ鍵，構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)。每個碳原子與四個原子或原子團(tuán)相連，形成四個共價單鍵，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。烷烴的通式為CnH2n+2，其中n表示碳原子數(shù)。隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的性質(zhì)呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性變化。結(jié)構(gòu)特點與通式通式結(jié)構(gòu)特點5同系物概念：結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差若干個“CH2”原子團(tuán)的有機(jī)化合物互相稱為同系物。烷烴中的同系物具有相似的化學(xué)性質(zhì)，但物理性質(zhì)有所不同。同系物性質(zhì)1.隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔沸點逐漸升高，密度逐漸增大；2.烷烴的溶解性隨著碳原子數(shù)的增加而減??；3.烷烴的化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，一般不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但在特定條件下可發(fā)生氧化、鹵代等反應(yīng)。0102030405同系物概念及性質(zhì)602命名方法與原則7習(xí)慣命名法：根據(jù)分子里所含碳原子的數(shù)目來命名，如“甲烷”、“乙烷”、“丙烷”等。碳原子數(shù)在10以內(nèi)的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸來表示，碳原子數(shù)在10以上的用漢字?jǐn)?shù)字表示，如十一烷。為了區(qū)別異構(gòu)體，用“正”、“異”、“新”等來表示。普通命名法8把取代基的名稱寫在烷烴名稱的前面，在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在烷烴主鏈上的位置，而且簡單的取代基要寫在復(fù)雜的取代基前面，如果有相同的取代基，則要合并起來用二、三等數(shù)字表示，但是表示相同的取代基位置的阿拉伯?dāng)?shù)字要用逗號隔開，并在號數(shù)后面連一短線，中間用“—”隔開。選定分子中最長的碳鏈為主鏈，并按主鏈上碳原子的數(shù)目稱為“某烷”。把主鏈里離支鏈最近的一端作為起點，用1、2、3等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號定位，以確定支鏈的位置。系統(tǒng)命名法9簡化原則若存在能使取代基編號之和最小的多種編號方式時，應(yīng)選擇含取代基最少的編號方式。最小原則若存在多種編號方式時，應(yīng)選擇各取代基編號之和最小的編號方式。最近原則編號時從離支鏈最近的一端開始。最長原則選擇最長的碳鏈作為主鏈。最多原則若存在多條等長碳鏈，選擇含取代基最多的碳鏈作為主鏈。命名原則及注意事項1003物理性質(zhì)與變化規(guī)律11隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴分子間的范德華力增大，導(dǎo)致熔沸點升高。碳原子數(shù)越多，熔沸點越高支鏈的存在使得烷烴分子間的排列不如直鏈烷烴緊密，范德華力減小，因此熔沸點降低。支鏈越多，熔沸點越低熔沸點變化規(guī)律12碳原子數(shù)越多，密度越大隨著碳原子數(shù)的增加，烷烴分子的質(zhì)量和體積增大，導(dǎo)致密度增大。支鏈對密度影響較小支鏈的存在對烷烴分子的質(zhì)量和體積影響較小，因此對密度的影響不大。密度變化規(guī)律13溶解性特點難溶于水由于烷烴分子是非極性的，而水分子是極性的，根據(jù)“相似相溶”原理，烷烴難溶于水。易溶于有機(jī)溶劑烷烴分子與有機(jī)溶劑分子（如乙醇、乙醚等）之間存在相似的分子間作用力，因此烷烴易溶于有機(jī)溶劑。1404化學(xué)性質(zhì)與反應(yīng)類型15在高溫或光照條件下，烷烴分子中的氫原子被鹵素原子取代，生成鹵代烷和鹵化氫。反應(yīng)機(jī)理包括鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止三個步驟。自由基取代反應(yīng)在催化劑存在下，烷烴與親電試劑（如鹵素、硫酸等）發(fā)生取代反應(yīng)。反應(yīng)過程中，親電試劑首先進(jìn)攻烷烴分子中的碳原子，形成碳正離子中間體，然后鹵素負(fù)離子或硫酸根離子與碳正離子結(jié)合，生成鹵代烷或硫酸酯。親電取代反應(yīng)取代反應(yīng)類型及機(jī)理16燃燒反應(yīng)烷烴在氧氣中完全燃燒，生成二氧化碳和水。燃燒反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)，為烷烴的主要氧化反應(yīng)。催化氧化反應(yīng)在催化劑存在下，烷烴與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成相應(yīng)的醇、醛或酮等含氧衍生物。此反應(yīng)為工業(yè)上合成醇類化合物的重要方法。氧化反應(yīng)類型及機(jī)理17

其他重要反應(yīng)類型裂化反應(yīng)在高溫和催化劑作用下，長鏈烷烴斷裂成較小的烷烴和烯烴。裂化反應(yīng)是石油煉制過程中的重要步驟，用于提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。異構(gòu)化反應(yīng)在催化劑作用下，烷烴分子發(fā)生重排，生成異構(gòu)體。異構(gòu)化反應(yīng)可用于改善烷烴的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。烷基化反應(yīng)在催化劑作用下，烯烴與烷基鹵化物發(fā)生烷基化反應(yīng)，生成更高級的烷烴。此反應(yīng)為合成高級烷烴的重要方法。1805實驗操作與注意事項19控制反應(yīng)溫度和時間，避免副反應(yīng)的發(fā)生。使用適當(dāng)?shù)拿撍畡?，注意其用量和濃度。對產(chǎn)物進(jìn)行純化和分離，得到純凈的烷烴。實驗室制備方法：通過醇的脫水反應(yīng)制備烷烴，常用的脫水劑有硫酸、磷酸等。操作要點選擇合適的醇作為原料，注意其純度和含水量。010402050306實驗室制備方法及操作要點20工業(yè)制備方法石油裂解分離和提純產(chǎn)品儲存和運輸工業(yè)制備方法及流程簡介01020304通過石油裂解或天然氣分離得到烷烴。將石油加熱至一定溫度，使其裂解成較小分子的烷烴和烯烴。通過蒸餾、萃取等方法將烷烴從混合物中分離出來，并進(jìn)行提純處理。將提純后的烷烴儲存于專用容器中，并按照安全規(guī)定進(jìn)行運輸。21安全防護(hù)措施在實驗過程中佩戴個人防護(hù)用品，如實驗服、護(hù)目鏡、手套等。確保實驗室通風(fēng)良好，避免有害氣體的積聚。安全防護(hù)措施和環(huán)保要求220102安全防護(hù)措施和環(huán)保要求對實驗廢棄物進(jìn)行妥善處理，避免對環(huán)境和人體造成危害。嚴(yán)格遵守實驗操作規(guī)程，禁止獨自進(jìn)行實驗或違規(guī)操作。23環(huán)保要求減少實驗廢棄物的產(chǎn)生，盡可能進(jìn)行回收利用。使用環(huán)保型試劑和溶劑，減少對環(huán)境的污染。對實驗廢水、廢氣等進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后排放，確保不對環(huán)境造成危害。01020304安全防護(hù)措施和環(huán)保要求2406知識拓展與應(yīng)用領(lǐng)域25烷烴是石油和天然氣的主要成分，被廣泛用作燃料，如汽油、柴油、煤油等。燃料溶劑潤滑劑一些烷烴可用作有機(jī)溶劑，用于清洗、稀釋和提取等工藝。某些長鏈烷烴具有優(yōu)良的潤滑性能，可用作潤滑劑基礎(chǔ)油。030201烷烴在日常生活中的應(yīng)用舉例26烷烴可通過裂解、重整等工藝轉(zhuǎn)化為烯烴、芳烴等重要的化工原料?；ぴ弦酝闊N為原料可以合成塑料、橡膠、纖維等合成材料。合成材料以烷烴為原料可以合成各種表面活性劑，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、乳化劑等領(lǐng)域。表面活性劑烷烴在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用領(lǐng)域27123烷烴是有機(jī)化學(xué)中最簡單的一類化合物，對研究有機(jī)化學(xué)的基本概念和反應(yīng)機(jī)理