《2-1脂肪烃》导学案3.doc

第一节脂肪烃
【学习目标】
1、知识与技能
(1)了解脂肪烃沸点和相对密度的变化规律。以典型的脂肪烃为例，通过对比归纳的方式掌握烷烃、烯烃、炔烃的结构特点以及烷烃、烯烃的主要化学性质。
(2)根据脂肪烃的组成和结构特点掌握加成、加聚和取代反应等重要的有机反应类型，并能灵活地加以运用。
(3)理解烯烃的顺反异构，并能书写简单烯烃的顺反异构体。
2、过程与方法
(1)运用脂肪烃的分子模型，培养学生的观察能力和空间想象能力。
(2)通过从甲烷、乙烯的结构和性质推出烷烃和烯烃的结构和性质，培养学生的知识迁移能力。
3、情感态度与价值观
(1)通过图片、模型等创设问题情景，激发学生学习的兴趣。
(2)通过动手做烃的球棍模型，体验模型法在化学中的应用。
【教材助读】
1.掌握烷烃和烯烃的结构特点及通式
2.烷烃和烯烃物理性质递变规律
【预习反馈】
1.复习甲烷、乙烯的结构和性质，讨论甲烷、乙烯的结构和性质的相似点和不同点，列表小结。

甲烷
乙烯
结构简式

结构特点

空间构型

共性
物理性质

化学性质

异性
与溴的四氯化碳溶液

与酸性高锰酸钾溶液

主要反应类型

2.烷烃通式： ，烯烃通式：
3.烷烃和烯烃密度递变规律：
烷烃和烯烃熔沸点递变规律：
【课堂探究】
同学们，从这节课开始我们来学习第二章的内容——烃和卤代烃。在前面我们学习过甲烷、乙烯。根据结构的不同，烃可分为烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等。我们先来学习第一节——脂肪烃(揭示课题)
[板书] 一．烷烃和烯烃
学生活动1：通过预习说说烷烃和烯烃的结构特点及通式。
[板书]1．结构特点和通式：
(1) 烷烃：仅含C—C键和C—H键的饱和链烃，又叫烷烃。(若C—C连成环状，称为环烷烃。)通式：CnH2n+2 (n≥1)
(2) 烯烃：分子里含有一个碳碳双键的不饱和链烃叫做烯烃。(分子里含有两个双键的链烃叫做二烯烃) 通式：CnH2n (n≥2)
学生活动2：选修5 P28表2-1和表2-2：分别列举了部分烷烃与烯烃的沸点和相对密度。请你根据表中给出的数据，以分子中碳原子数为横坐标，以沸点或相对密度为纵坐标，制作分子中碳原子数与沸点或相对密度变化的曲线图。通过所绘制的曲线图你能得到什么信息？

[归纳总结] 烷烃和烯烃溶沸点变化规律：
[点拨引导] 原子数相同时，支链越多，沸点越低。沸点的高低与分子间引力--范德华引力(包括静电引力、诱导力和色散力)有关。烃的碳原子数目越多，分子间的力就越大。支链增多时，使分子间的距离增大，分子间的力减弱，因而沸点降低。
［板书］2．物理性质
(1) 物理性质随着分子中碳原子数的递增，呈规律性变化，沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大；
(2) 碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低。
(3) 常温下的存在状态，也由气态(n≤4)逐渐过渡到液态(5≤n≤16)、固态(17≤n)。
(4) 烃的密度比水小，不溶于水，易溶于有机溶剂。
学生活动3：阅读课本P.29 [思考与交流]，请写出其反应的化学方程式，指出反应类型并说说你的分类依据
[投影]
(1)乙烷与氯气生成一氯乙烷的反应： ；
(2)乙烯与溴的反应： ；
(3)乙烯与水的反应： ；
(4)乙烯生成聚乙烯的反应：
[归纳总结] 有机基本反应类型
[板书] 3．基本反应类型
[板书] (1) 取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的反应。如烃的卤代反应。

[板书] (2) 加成反应：有机物分子中双键(叁键)两端的碳原子与其他原子或原子团所直接结合生成新的化合物的反应。如不饱和碳原子与H2、X2、H2O的加成。

[板书] (3) 聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量较大的高分子化合物的反应。如加聚反应、缩聚反应。

学生活动4：思考选修5课本P30[学与问]，根据烷烃和烯烃结构的对比，尝试完成其中表格。
[板书] 4．烷烃和烯烃的化学性质
[点拨引导] 烷烃化学性质与甲烷相似，烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。烯烃的化学性质与其代表物乙烯相似，容易发生加成反应、氧化反应和加聚反应。烯烃能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。
[投影]
烃的类别
分子结构特点
代表物
主要化学性质
烷烃

烯烃

[效果检测] 完成下列反应的方程式：
丙烯使溴水褪色的反应式为：
丙烯与H2的反应：
丙烯与HX的反应：
丙烯发生加聚反应的方程式：
[投影]
1，2-二溴丙烷
丙烷
2-卤丙烷
聚丙烯

【当堂检测】
1．由沸点数据:甲烷－146℃，乙烷－89℃，丁烷－0.5℃，戊烷36℃，可以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℃
2．下列烷烃沸点最高的是( )
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH3 C．CH3(CH2)3CH3 D．(CH3)2CHCH2CH3
3．有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子组成与烷烃相似。下列有关说法错误的是( )
A．硅烷的分子通式可表示为 Si nH2n+2 B．甲硅烷燃烧生成SiO2和H2O
C．甲硅烷的密度小于甲烷 D．甲硅烷的热稳定性强于甲烷
4．甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代。若甲烷分子中的四个氢原子被苯
基取代得到的物质结构如右所示，对所得分子的描述中不正确的是 ( )
A．分子式为C25H20 B．其一氯代物共有三种
C．所有碳原子一定都在同一平面内 D．此物质属于芳香烃类物质
5．下列说法中错误的是 ( )
①化学性质相似的有机物是同系物 ②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物 ④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似
A．①②③④ B．只有②③ C．只有③④ D．只有①②③
6．某烃与氢气发生反应后能生成(CH3)2CHCH2CH3，则该烃不可能是 ( )
A．2－甲基－2－丁烯 B．3－甲基－1－丁烯
C．2，3－二甲基－1－丁烯 D．2－甲基－1，3－丁二烯
答案 1．C 2．C 3．D 4．C 5．A 6．C
【归纳总结】
1．结构特点和通式：
2.物理性质
3.基本反应类型
4.烷烃和烯烃的化学性质

烷烃
烯烃
通式
CnH2n+2
CnH2n
结构特点
全部单键，饱和
有碳碳双键，不饱和
代表物
CH4
CH2=CH2
主要化学性质
与溴(CCl4)
不反应
加成反应，使溴的四氯化碳溶液褪色
与酸性高锰酸钾
不反应
被氧化，使高锰酸钾酸性溶液褪色
主要反应类型
取代
加成，聚合

【问题拓展】
阅读选修5 P30资料卡片——1，2加成与1，4加成：
[点拨引导] 二烯烃跟烯烃性质相似，由于含有双键，也能发生加成反应、氧化反应和加聚反应。这里我们主要介绍1，3-丁二烯与溴发生的两种加成反应。
当两个双键一起断裂，同时又生成一个新的双键，溴原子连接在1、4两个碳原子上，即1，4加成反应
1，3-丁二烯有两个双键，在起加成反应时，主要是两个双键里比较活泼的键一起断裂，而同时又生成一个新的双键。例如，它跟Cl2进行的加成反应。
CH2=CH—CH=CH2+Cl2→Cl—CH2─CH=CH—CH2—Cl
这种形式的加成反应叫1，4- 加成反应。
除生成这种1，4加成的产物外，同时还会生成1，2- 加成产物：

[问题]课本中是用键线式表示的，请回想一下什么是键线式？
第二课时
[练习] 写出分子式为C5H10的烯烃可能有的同分异构体的骨架。

学生活动1： 以下两种结构是否相同？

[板书] 二．烯烃的顺反异构
[点拨引导]在烯烃中，由于双键的存在，使得烯烃的同分异构体的数目要比含有相同数目碳原子的烷烃的同分异构体多。除因双键位置不同而产生的同分异构体外，在烯烃中还有一种称为顺反异构(也称几何异构)的现象。当C＝C双键上的两个碳原子所连接的原子或原子团不相同时，就会有两种不同的排列方式。
[板书] 1．顺反异构：由于与双键相连接的两个碳原子不能旋转，导致原子或原子团在空间排列方式不同产生的异构现象
学生活动2：顺反异构形成条件
[板书] 2．形成条件：
(1)具有碳碳双键
(2)组成双键的每个碳原子必须连接两个不同的原子或原子团.
如果用a、b、c表示双键碳原子上的原子或原子团，因双键所引起的顺反异构如下所示：
[投影]

两个相同的原子或原子团居于同一边的为顺式，分居两边的为反式。例如，在2-丁烯中，两个甲基可能同时位于分子的一侧，也可能分别位于分子的两侧。
[投影]顺-2-丁烯 反-2-丁烯
过渡：不饱和烃中还有一类重要的烃——炔烃，其代表物是乙炔。
[板书] 三．炔烃
学生活动3： 阅读选修5课本P.32第2-3段内容
[投影]乙炔分子的球棍模型和比例模型。

[效果检测]完成下列学案。
1．炔烃： 分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃称为炔烃 。通式： 。
2．乙炔的物理性质
乙炔是一种 无 色、 无 味的 气体 ，密度比空气 小， 微 溶于水，易溶于 有机
溶剂 。
3．乙炔的组成和结构：
⑴分子式：C2H2，电子式结构式：H-C≡C-H，结构简式HC≡CH，
⑵分子结构：乙炔分子为 直线型 结构，键角： 180° 。
⑶乙炔分子中的C≡C有2个键不稳定，易断裂。
学生活动4：阅读选修5课本P.32实验2-1 完成下列学案。
[板书]4．乙炔的实验室制法：
⑴原理： CaC2＋2H2O→CH≡CH↑＋Ca(OH)2
⑵发生装置：固-液不加热制气装置。
⑶收集：用 排水 法收集
学生活动5： 观察实验，思考下列问题：
①实验室制取乙炔气体能不能用启普发生器？为什么？
[点拨引导] 电石跟水极易反应；电石与水的反应是放热反应，短时间内放出大量的热，可能使启普发生器炸裂。
②为什么用饱和食盐水代替水可以有效控制此反应的速率？
[点拨引导]饱和食盐水滴到电石的表面上后，水迅速跟电石作用，使原来溶于其中的食盐析出，附着在电石表面，能从一定程度上阻碍后边的水与电石表面的接触，从而降低反应的速率。
③用电石制取的乙炔常有难闻的气味的原因是： 。可用 除去该杂质。
[点拨引导]这是因为其中混有H2S，PH3等杂质的缘故。 H2S和PH3都被硫酸铜溶液吸收，所得气体通过盛有硫酸铜溶液的洗气瓶。
学生活动6：试根据乙炔的分子结构特征推测乙炔可能具有的化学性质。
[点拨引导] 乙炔分子中含有一个碳碳三键，碳原子远没有达到饱和。因此，乙炔应有与乙烯极为相似的性质。可以被高锰酸钾溶液氧化，可以在一定条件下发生加成反应，也应该能够在一定条件下发生聚合反应。当然，作为烃，它也能够燃烧。由于其含碳的质量分数比乙烯还大，所以燃烧时必然有黑烟产生。
[实验探究] 制取乙炔，除杂，用纯净的乙炔进行下列实验，填表。
实 验
现 象
结 论
①通入KMnO4(H+)溶液

②通入溴的CCl4溶液

③验纯、点燃

[板书]5．乙炔的化学性质：
学生活动7：阅读选修5课本P.32~33和资料卡片内容，完成下列学案。
⑴氧化反应：
①可燃性 乙炔燃烧的方程式：2C2H2 +5O2 4CO2 +2H2O
燃烧现象：火焰明亮并带有 浓烈的黑烟 。
氧炔焰：火焰温度达3000℃以上，可用于切割、焊接金属。
②强氧化剂氧化：乙炔 能 使酸性高锰酸钾溶液褪色。
推知：乙炔易被KMnO4酸性溶液所氧化，具有不饱和烃的性质。碳碳三键比碳碳双键稳定
⑵加成反应：C≡C中的2个键可分步断裂，发生加成反应。
①与卤素单质加成：
乙炔通入溴水(或溴的CCl4溶液)中，溶液褪色，反应式为：

②与H2、HCl等的加成：
乙炔与氢气：
乙炔与氯化氢：
[效果检测] 以乙炔为原料制备聚氯乙烯，写出化学方程式。

[点拨引导]炔烃的化学性质与乙炔相似，容易发生加成反应、氧化反应等，能使溴的四氯化碳溶液及KMnO4溶液褪色。值得注意的是，炔烃在一定条件下既可与X2、H2、HX等按物质的量之比1：1加成，也可按物质的量之比1：2加成，其加成程度是可以控制的。
[板书]6．炔烃化学通性
⑴氧化反应：燃烧氧化、酸性高锰酸钾氧化
⑵加成反应：与H2、X2、HCl等发生加成反应。
学生活动8：1．哪些脂肪烃能被高锰酸钾酸性溶液氧化，它们有什么结构特点？
烯烃、炔烃，含有不饱和键
2．在烯烃分子中如果双键碳上连接了两个不同的原子或原子团，将可以出现顺反异构。请问在炔烃分子中是否也存在顺反异构现象？
不存在，因为三键两端只连有一个原子或原子团。
[板书]四．脂肪烃的来源及其应用
学生活动9： 阅读选修5课本P.34~35
[投影]图2-12原油分馏及裂化产品用途示意图

[效果检测]完成下列学案。
⑴脂肪烃的来源有 、 和 。(石油中含有1~50个C原子的 。)
通过石油的催化裂化、裂解可得到较多的 (汽油)和 。
⑵芳香烃的来源：①煤干馏所得的 煤焦油的分馏 ②石油的 。
[练习]试举例说明天然气在人民生活、工农业生产中的作用。

[自主学习] 煤干馏及其产品，说明“煤变油”的重要意义。
[学与问] 石油化学工业是国民经济重要支柱之一，在石油化工中有分馏、催化裂化与裂解、催化重整等工艺。请比较这三种化学工艺的不同。
[点拨引导]石油分馏是利用石油中各组分的沸点不同而加以分离的技术。分为常压分馏和减压分馏，常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油和重油；重油再进行减压分馏得到润滑油、凡士林、石蜡等。减压分馏是利用低压时液体的沸点降低的原理，使重油中各成分的沸点降低而进行分馏，避免了高温下有机物的炭化。
石油催化裂化是将重油成分(如石蜡)在催化剂存在下，在460～520 ℃及100 kPa～200 kPa的压强下，长链烷烃断裂成短链的烷烃和烯烃，从而大大提高汽油的产量。
如C16H34→C8H18+C8H16。
石油裂解是深度的裂化，使短链的烷烃进一步分解生成乙烯、丙烯、丁烯等重要石油化工原料。
石油的催化重整的目的有两个：提高汽油的辛烷值和制取芳香烃。
[总结归纳] 烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的比较：
【当堂检测】(设置5-10分钟课堂小练)
1．下列分子中不存在顺反异构现象的是( )
A．CH3CH＝CHCH3 B．CH2＝CH(CH2)3CH3
C．CH3CH＝CH(CH2)2CH3 D． CH3CH2CH＝CHCH2CH3
2．CaC2、ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等同属于离子型碳化物，请通过CaC2制C2H2的反应进行思考，从中得到必要的启示，判断下列反应产物正确的是( )
A．CaC2水解生成乙烷 B．ZnC2水解生成丙炔
C．Al4C3水解生成丙炔 D．Li2C2水解生成乙烯
3．所有原子都在一条直线上的分子是( )
A. C2H4 B. CO2 C. C3H4 D. CH4
4．乙烯分子呈平面结构，1，2－二氯乙烯可以形成两种不同的空间异构体，则：

(1)下列各有机物中，能形成类似上述两种异构体的是
A．1，1-二氯乙烯 B．丙烯 C．2-丁烯 D．1-丁烯
(2)分子式为C3H5Cl的氯代烃，可能的结构有
A．2种 C．3种 C．4种 D．5种
5．饱和链烃A 和不饱和链烃B在常温下均为气体，其中A含有的碳原子数多于B，将A和B按一定比例混合，1L混合气体完全燃烧后得到3.6LCO2气体，试推断混合气体A和B所有可能的组合及A、B的体积比，并将结果填入下表：
编号
A的分子式
B的分子式
VA/VB
①

②

…

参考答案：
1．B2．D3．B4．(1)C(2) C
5．
编号
A的分子式
B的分子式
VA/VB
①
C4H10
C2H2
4：1
②
C4H10
C2H4
4：1
③
C4H10
C3H4
3：2
④
C4H10
C3H6
3：2

…
【归纳总结】
1.乙炔的化学性质

2.烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的比较：

烷 烃
烯 烃
炔 烃
结构特点

官能团

通 式

物理通性
⑴状态： ⑵熔沸点：
⑶密度： ⑷溶解性：
化学通性
1、燃烧氧化
2、取代反应

*3、分解反应
(裂化、裂解)
1、氧化反应
①燃烧：
②KMnO4氧化：
2、加成反应
3、加聚反应
1、氧化反应
①燃烧氧化
②KMnO4氧化：
2、加成反应
1:1、1:2
特征反应
取代
加成、加聚
加成

【问题拓展】
1.乙炔加聚
丙炔加聚
2.描述CH3—CH＝CH—C≡C—CF3分子结构的下列叙述中，正确的是
A．6个碳原子有可能都在一条直线上 B．6个碳原子不可能都在一条直线上
C．6个碳原子有可能都在同一平面上 D．6个碳原子不可能都在同一平面上