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一、烷烃

有机物的结构、性质与推断 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 烷烃是分子中碳原子之间均以单键结合,剩余价键全部与氢原子结合的饱和链烃。

从哪来 它建立在“一、弱电解质电离平衡”之上。虽然二者看似无关,但高三复习强调物质性质的微观本质:弱电解质电离涉及分子内共价键的断裂与离子化,而烷烃化学性质稳定(难电离、难断裂)正是基于其C-C和C-H键均为强极性较弱的非极性共价键,通过对比“易断键电离”与“难断键稳定”,深化对化学键决定物质性质的理解。

为什么 烷烃之所以化学性质稳定(常温下不与强酸、强碱、强氧化剂反应),根本原因在于其分子结构中的化学键特征。 1. 键能高:C-C键能约347 kJ/mol,C-H键能约413 kJ/mol,均较高,断裂需要较大能量。 2. 极性小:C和H的电负性差异小(C: 2.55, H: 2.20),C-H键极性很弱;C-C键为非极性键。这使得烷烃分子难以发生异裂(离子反应),主要发生均裂(自由基反应)。 3. 空间位阻与电子效应:饱和碳原子周围的电子云分布均匀,没有易受亲电或亲核试剂进攻的活性中心(如双键、三键或官能团)。 因此,烷烃的反应主要发生在高温、光照或催化剂条件下,通过自由基机理进行取代反应。

讲法
适合:逻辑推理型、喜欢探究本质的学生 讲法:从“键的断裂方式”切入 先复习弱电解质电离是“异裂”(产生离子),强调这需要键的极性和溶剂化能。然后引入烷烃:C-H键极性极弱,无法异裂,所以不电离、不显酸性/碱性。接着问:那它怎么反应?必须“均裂”(产生自由基)。均裂需要什么条件?高温/光照(提供能量打断强键)。由此推导出烷烃的特征反应是取代反应,且条件苛刻。这种讲法将“结构-键能-反应机理-性质”串联,逻辑严密。
讲法
适合:形象思维型、记忆困难的学生 讲法:从“性格比喻”切入 把有机物比作人。烯烃/炔烃像“活泼少年”,有双键,容易“交朋友”(加成反应),一碰就反应。烷烃像“沉稳老人”,全身都是单键,没有“空位”(π键),也不容易“断手断脚”(断键),所以很“高冷”(化学性质稳定)。只有在“大火”(燃烧)或“强光”(光照)这种极端环境下,才会“发脾气”(取代反应)。用性格比喻帮助学生快速建立烷烃“稳定”的核心印象,降低记忆负担。
适合:应试导向型、需要快速抓考点的学生** **讲法:从“高考高频考点”切入** 直接列出烷烃在高考中的三个核心考点: 1. **同分异构体
重点掌握C4、C5烷烃的异构体数目(丁烷2种,戊烷3种),这是计算题和选择题高频点。 2. 取代反应:甲烷与氯气光照取代,产物是混合物(CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4, HCl),强调“混合物”和“HCl”的存在。 3. 性质对比:与烯烃对比,烷烃不使溴水褪色(萃取除外),不使高锰酸钾褪色。 直接告诉学生“考什么、怎么考、易错在哪”,高效应试。
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练一道
基础题
写出甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷的化学方程式,并指出该反应的产物类型。
变式
某烷烃A的相对分子质量为72。 (1) 求A的分子式。 (2) A的一氯代物有几种? (3) A与氯气在光照下反应,生成二氯代物的同分异构体有几种?
试试手自己判
检测题
某气态烷烃与氯气在光照下发生取代反应,若烷烃与氯气的物质的量之比为1:2,则生成的产物中,除了HCl外,还一定含有( ) A. 只有CH3Cl B. 只有CH2Cl2 C. CH3Cl和CH2Cl2 D. CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4
看答案和判分标准
答案:D
判对标准:
- 选D为正确。
- 判对依据:学生能理解取代反应是逐步进行的,且每一步产物都可能继续反应。即使Cl2过量或不足,由于反应是随机且连锁的,四种氯代烃都会生成。只要发生了取代,就会生成多种氯代烃的混合物。
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