5.2 炔烃的化学性质（讲义）-《有机化学》同步教学（化学工业出版社）

炔烃的化学性质-加成性质 · 教学目的 1、掌握炔烃的加成反应; 2、理解亲电加成及亲核加成的反应机理。 · 教学思想 本节课的教学内容属第三模块 炔烃，采用以教为主的五段教学策略，通过唤起学生原有认知结构，让学生主动地从自身的认知结构中提取出有关的旧知识来同化新知识，在较短时间内掌握较多的系统知识。 · 教学重难点 重点：炔烃的加成反应 难点：亲电加成的反应机理、亲核加成反应机理 · 教学方法和策略 · 采用五段教学策略，教师采用提示教学的方法唤起学生有关的旧观念，通过分析教学的方法激发学生对新知识的兴趣，以讲授法、提问法和反馈法让学生掌握并且熟练使用所学的知识。 · 具体策略：复习烷烃、烯烃的相关知识引出炔烃的概念用杂化轨道理论解释炔烃的结构从炔烃的结构分析其化学性质总结，练习 · 教学设计思路 教学内容 教学组织 教学意图 炔烃的加成反应 复习烷烃和烯烃的相关知识引出炔烃 通过回顾之前的旧知识引出当前学习主题炔烃的结构。 从炔烃的结构出发分析炔烃的物理性质和化学性质。 培养学生独立探索以及分析问题和解决问题的能力。 巩固小结 总结本节课的内容布置练习作业 加深对本节课所学知识的理解。 · 教学过程设计 导入： 炔烃的典型反应表现在官能团C≡C叁键的加成反应和氧化反应以及炔氢的酸性上。 一、催化加氢 在催化剂Pd、Pt、Ni或雷内镍的催化下，炔烃与氢气加成首先生成烯烃，但很难停留在烯烃阶段，进一步加氢生成烷烃。例如： 如果选用活性较低的催化剂，可使加氢反应停留在烯烃阶段。常用的是林德拉(Lindlar)催化剂(沉淀在BaSO4或CaCO3上的Pd，并用醋酸铅或喹啉降低其活性)，可使炔烃加氢生成烯烃。该催化剂加成特点是C≡C只可加1molH2得C=C。表明催化剂活性对催化加氢产物具有决定性影响。 当分子中同时含有双键和叁键时，催化加氢时炔烃比烯烃具有较大的反应活性。这是由于催化剂对于叁键的吸附能力强于双键所致。例如： 催化加氢反应的意义： ① 实验室制备纯烷烃。 ② 工业上利用此反应可使粗汽油中的少量烯烃(易氧化、聚合)还原为烷烃，提高油品质量；提高乙烯纯度，如制备低压聚乙烯时，少量的炔烃会使齐格勒-纳塔催化剂失活。 ③ 根据被吸收氢气的体积，测定分子中双键或叁键的数目。 二、炔烃与卤素的加成反应 1.炔烃与卤素加成 与烯烃相似，炔烃容易与氯或溴发生加成反应。反应分两步进行，先与1mol氯或溴生成二卤代烯，然后继续加成生成四卤代烷烃。在较低温度下，此反应可控制在生成二卤代烯烃阶段。例如： 炔烃与溴的四氯化碳溶液发生加成时，溴的红棕色消失，所以此反应可用于炔烃的鉴别。1,2-二溴乙烯和1,1,2,2-四溴乙烷都是重要的有机合成中间体，其中1,1,2,2-四溴乙烷可用于矿物分离、合成季铵盐、燃料和制冷剂等。 加氯必须用FeCl3作催化剂。 炔烃与卤素也是亲电加成反应，但炔烃活性比烯烃小，反应速度慢。例如，烯烃可使溴的四氯化碳溶液立刻褪色，炔烃却需要几分钟才能使之褪色，乙炔甚至需在光或三氯化铁催化下才能加溴。所以当分子中同时存在双键和叁键时，首先进行的是双键加成。例如在低温、缓慢地加入溴的条件下，叁键可以不参与反应。 4,5-二溴-1-戊炔 炔烃的亲电加成不如烯烃活泼的原因，是由于不饱和碳原子的杂化状态不同造成的。叁键中的碳原子为sp杂化，与sp2和sp3杂化相比，它含有较多的s成分。s成分多，则成键电子更靠近原子核，原子核对成键电子的约束力较大，所以叁键的π电子比双键的π电子难以极化。换言之，sp杂化的碳原子电负性较强，不容易给出电子与亲电试剂结合，因而叁键的亲电加成反应比双键的加成反应慢。 2、炔烃与卤化氯加成 炔烃也能与卤化氢发生亲电加成。反应分两步进行，控制试剂的用量可只进行一步反应，生成卤代烯烃。但炔烃与卤化氢的加成反应不如烯烃活泼，通常要在氯化汞活性炭的催化作用下才能进行。例如： 这是工业上早期生产氯乙烯的主要方法。此法具有工艺简单、产率高等优点。但因能耗大，催化剂有毒，已逐渐被乙烯合成法所代替。氯乙烯是生产聚氯乙烯塑料的单体。 不对称炔烃加卤化氢时，遵循马尔科夫尼科夫规则。 在光或过氧化物作用下，炔烃与溴化氢的加成反应，遵从反马氏规则。例如： 3、炔烃与水加成 炔烃在汞催化剂(或铜、锌、镉、等非汞催化剂)下可与水发生加成反应，首先生成烯醇，烯醇不稳定发生分子内重排，转变成醛或酮。这种异构现象称为酮醇互变异构。 例如，乙炔在10%硫酸和5%硫酸汞水溶液中发生加成反应，首先是叁键与一分子水加成，生成羟基与双键碳原子直接相连的加成产物，称为乙烯醇。具有这种结构的化合物很不稳定，发生分子内重排，生成乙醛。这是工业上生产乙醛的方法之一。 不对