内容正文:
第2课时 炔烃
素养目标
1.认识炔烃的组成和结构特点,比较烷烃、烯烃、炔烃的组成,结构与性质的差异,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.从官能团的角度认识乙炔、炔烃的性质,培养证据推理和模型认知的化学核心素养。
3.能通过实验制备乙炔并进行性质探究,能收集和表述实验证据,逐渐形成科学探究与创新意识的化学学科素养。
知识点一 乙炔的结构和性质
一、乙炔的结构
1.乙炔分子中的碳原子均采取__sp__杂化,碳原子和氢原子之间均以__单键__(σ键)相连接,碳原子和碳原子之间以三键(1个__σ键__和2个__π键__)相连接。
2.结构特点:乙炔分子中的四个原子在一条直线上。
二、乙炔的性质
1.乙炔的物理性质
俗称__电石气__。
乙炔是__无__色__无__味的气体,密度比相同条件下的空气__小__,__微__溶于水,易溶于有机溶剂。
2.乙炔的化学性质
3.实验室制法
实验室常用下图所示装置制取乙炔,并验证乙炔的性质。
(1)电石(碳化钙CaC2)与水反应制取乙炔的化学方程式: CaC2+2H2O―→C2H2↑+Ca(OH)2 。
(2)装置A的作用是__除去H2S等杂质气体__,防止H2S等气体干扰乙炔性质的检验,装置B中的现象是__溶液褪色__,装置C中的现象是__溶液褪色__。
[思考探究]
1.实验室制取乙炔时,能否用排空气法收集乙炔?
提示 不能。乙炔的相对分子质量为26,空气的平均相对分子质量为29,二者密度相差不大,难以收集到纯净的乙炔。
2.掺杂少量碘后的聚乙炔薄膜具有与金属材料一样的导电性。进一步研究聚乙炔等导电高分子材料的内部结构发现,所有的导电高分子都属于所谓的“共轭高分子”,共轭高分子最简单的例子是聚乙炔(如图)。
聚乙炔与聚乙烯结构有什么不同?根据材料介绍预测聚乙烯材料是否具有导电性。
提示 聚乙炔含有碳碳双键,是单双键交替结构,聚乙烯没有碳碳双键,不属于共轭高分子,不具有导电性。
[归纳提升]
乙炔实验室制备的注意事项
1.用试管作反应容器制取乙炔时,由于CaC2和水反应剧烈并产生泡沫,为防止产生的泡沫涌入导气管,应在导气管附近塞入少量棉花。
2.电石与水反应很剧烈,为了得到平稳的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水,并用分液漏斗控制水流的速率,让食盐水慢慢地逐滴滴入。
3.因反应放热且电石易变成粉末,所以制取乙炔时不能使用启普发生器。
4.由于电石中含有与水反应的杂质(如Cs2S、Ca3P2等),使制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质,将混合气体通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去。
1.下列关于乙炔的性质、用途的说法中,错误的是( )
A.乙炔在氧气中燃烧温度高达3000 ℃,所以氧炔焰可以用来焊接、切割金属
B.通过乙炔可以制得聚氯乙烯,所以乙炔是制取塑料的原料
C.乙炔能使溴水褪色
D.乙炔不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析 D 利用乙炔在氧气中燃烧温度可高达3000 ℃,常用氧炔焰来切割、焊接金属,A正确;乙炔与HCl发生加成反应生成氯乙烯,再由氯乙烯加聚制得聚氯乙烯塑料,B正确;乙炔分子结构中含有碳碳三键,能使溴水褪色,C正确;乙炔分子结构中含有碳碳三键,能使酸性KMnO4溶液褪色,D错误。
2.下图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不合理的是( )
A.逐滴加入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率
B.用溴水验证乙炔的性质,不需要除杂
C.使KMnO4酸性溶液褪色,说明乙炔具有还原性
D.将纯净的乙炔点燃,有浓烈的黑烟,说明乙炔不饱和程度高
解析 B 电石跟水反应比较剧烈,若向电石中滴加饱和食盐水,电石与水反应,消耗水,使得NaCl在电石表面析出,减少了电石与水的接触,减缓了反应速率,故A正确;乙炔气体中混有的硫化氢可以被Br2氧化,对乙炔性质的检验产生干扰,所以应用硫酸铜溶液洗气,故B错误;酸性KMnO4溶液具有强氧化性,乙炔使酸性KMnO4溶液褪色,表现了乙炔的还原性,故C正确;对于烃类物质而言,不饱和程度越高,则含碳量越高,火焰越明亮,烟越浓,乙炔含有碳碳三键,是不饱和程度较高的烃类物质,故D正确。
知识点二 炔烃的结构与性质
1.结构特点
炔烃的官能团是__碳碳三键__(__—C≡C—__),结构和乙炔相似。
2.通式
单炔烃的通式为CnH2n-2(n≥2)
3.物理性质
炔烃的物理性质与烷烃和烯烃相似,沸点随碳原子数的递增而逐渐升高。
4.化学性质
炔烃的化学性质和乙炔相似,能发生加成反应、加聚反应和氧化反应。
5.命名:与烯烃命名方法相同,称为某炔。如命名为4甲基1戊炔。
[思考探究]
1.写出戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式。
提示 CH≡C—CH2CH2CH3 CH3—C≡C