内容正文:
第1章 有机化合物的结构与性质 烃
第3节 烃
第二课时 烯烃、炔烃及其性质
1
学习目标
1、掌握烯烃、炔烃的物理性质,命名,化学性质。了解加成反应的特点。
2、能从结构的角度分析烷烃与烯烃、炔烃的化学性质的不同及烯烃与炔烃性质相似的原因。
乙烯是最简单的烯烃,C=C双键中一个键易于断裂,可与溴、Cl2等加成,也可被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色。乙炔是最简单的炔烃,含有C≡C键,是否具有类似的性质呢?其它的烯炔呢?
复习回顾
一、烯烃和炔烃及其性质
1、烯烃和炔烃的存在与结构特点
(1)自然界中存在许多烯烃:
(2)烯烃和炔烃的结构
番茄红素、角鲨烯
烯 烃 炔 烃
结构
通式
分子
构型
含有碳碳双键的链烃
含有碳碳三键的链烃
只含有一个碳碳双键的烯烃的通式为CnH2n(n≥2)
只含有一个碳碳三键的炔烃的通式为CnH2n-2(n≥2)
与双键碳原子直接相连的其他原子共平面
与三键碳原子直接相连的其他原子共直线
(1)选含官能团的最长碳链为主链称为“某烯”或“某炔”;
(2)从离官能团近的一端给主链碳编号;
(3)写名称时要标明官能团的位置,写在主链名称前面。
2、烯烃、炔烃命名
CH2=CH-CH2-CH3
2-丁烯
1-丁烯
CH3-CH=CH-CH3
CH3CH=CCH3
CH3
2-甲基-2-丁烯
3-甲基-1-戊炔
5,6-二甲基-3-乙基-1-庚炔
位置
个数
名称
双键
主链碳原子
双键
拓展:
1
2
3
4
5
6
CH2=CHCH=CH2
CH2=C—CH=CH2
CH3
1,3-丁二烯
2-甲基-1,3-丁二烯
二烯烃的分子结构与其名称
例 给下列有机化合物命名
(1) 命名: 。
(2) 命名: 。
2-乙基-1-丁烯
4-甲基-1-戊炔
7
(4)均难溶于水,易溶于有机溶剂,等。
3、烯烃和炔烃的物理性质
(1)熔点、沸点一般碳原子数的递增而升高;
(2)随碳原子数的增加,逐渐由气态、液态转变到固态;
(3)密度比水小,且随相对分子质量的增加而增大;
烯烃和炔烃分子中都有不饱和碳原子(或不饱和键),因此烯烃和炔烃具有相似的化学性质。
4、烯烃和炔烃的化学性质及应用
⑴加成反应
①与卤素单质加成(用溴的四氯化碳溶液可鉴别烷烃和烯烃)
CH≡CH+ Br2 CH=CH
Br
Br
|
|
CH3-CH=CH2+ Br2 CH3CH-CH2
|
|
Br
Br
②在催化剂作用下与氢气加成(转化为饱和程度较高的烃)
CH≡CH+ H2 CH2=CH2
CH≡CH+ HCl CH2=CHCl
CH≡CH + H2O CH3-CHO
③与卤化氢加成(催化剂/工业上制卤代烃)
④与水加成(高温、催化剂/制得醇)
CH3-CH=CH2+ HCl CH3CHCH3
|
Cl
CH3-CH=CH2+ H2O CH3CHCH3
|
OH
生成的(CH2=CH-OH)不稳定,很快转化为乙醛
⑵烯烃、炔烃的加成聚合反应(制备高分子化合物)
聚乙炔在掺杂状态下具有较高的导电率。
单体
聚合度
链节
聚乙炔
聚乙烯
聚丙烯
燃烧通式:
CxHy + ( x + ) O2 x CO2 + H2O
2
y
4
y
点燃
⑶与氧气的反应
甲烷、乙烯、乙炔的燃烧现象对比
分子式 CH4 C2H4 C2H2
0.75 0.86 0.92
碳元素的质量分数
观察•思考
[实验1]将净化后的乙炔通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,观察试管中溶液颜色的变化。
实验现象:溴的CCl4溶液橙色褪去。
[实验2]将净化后的乙炔通入盛有KMnO4酸性溶液的试管中,观察试管中溶液颜色的变化。
实验现象:酸性KMnO4溶液紫色褪去。
溴的四氯化碳溶液通入乙炔
酸性高锰酸钾溶液通入乙炔
⑷能使酸性KMnO4溶液褪色。(可以区别烷烃与烯烃(炔烃),不可除杂)烯烃、炔烃被酸性KMnO4溶液氧化生成二氧化碳、羧酸和酮。
1、乙烯和乙炔使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的原理相同吗?
不相同
使溴水褪色是乙烯和乙炔与溴发生了加成反应
使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化反应
2、甲烷、乙烯(乙炔)、苯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色吗?
溴水:
甲烷不褪色(液溴发生取代反应)
乙烯(乙炔)褪色
苯发生萃取,上层橙黄色,下层无色
酸性KMnO4:
甲烷不褪色
乙烯(乙炔)褪色
苯不褪色
1、某单烯烃与氢气加成后得到的饱和烃是
CH3-CH2-CH2-CH3,该烯烃可能结构是:
2种
B
CH3=CH2-CH2-CH3
CH3-CH2=CH2-CH3
该烯烃可能有的结构是( )
A.1种 B 2种 C 3种 D 4种
2、某单烯烃经与氢气加成后得到的饱和烃是:
CH3
CH3
︱
︱
CH3—CH—CH2—CH—CH3
CH2=CHCH=CH2
1,3-丁二烯
2-甲基-1,3-丁二烯
二、共轭二烯烃及其性质
⑴常见的几种二烯烃及命名
CH2=CH-CH2-CH=CH2
1,4-戊二烯
CH2=C—CH=CH2
CH3
⑵共轭二烯烃的定义:
共轭二烯烃是指分子中有两个碳碳双键,且两个碳碳双键之间只隔了一个单键的烯烃
CH2=CHCH=CH2
CH2=C—CH=CH2
CH3
CH2=CH-CH2-CH=CH2
2
1
3
4
①1,2加成产物:
②1,4加成产物:
CH2=CH-CH=CH2
1,3-丁二烯
3,4-二溴-1-丁烯
1,4-二溴-2-丁烯
(3)共轭二烯烃的加成反应:
2
1
3
4
CH2-CH-CH=CH2
Br
Br
CH2-CH=CH-CH2
Br
Br
2
1
3
4
2
1
3
4
③1,2,3,4加成产物:
CH2=CH-CH=CH2
1,3-丁二烯
1,2,3,4-四溴丁烷
CH2-CH-CH-CH2
Br
Br
2
1
3
4
Br
Br
CH2=C—CH=CH2
CH3
2-甲基-1,3-丁二烯
思考:如果是一种不对称的二烯烃和Br2加成呢?
①1,2加成产物:
②1,4加成产物:
3,4-二溴-3-甲基-1-丁烯
CH2—C—CH=CH2
CH3
Br
Br
2
1
3
4
2
1
3
4
CH2=C—CH=CH2
CH3
2-甲基-1,3-丁二烯
CH2—C=CH—CH2
CH3
Br
Br
2
1
3
4
1,4-二溴-2-甲基-2-丁烯
3,4-二溴-2-甲基-1-丁烯
④1,2,3,4加成产物:
1,2,3,4-四溴-2-甲基丁烷
2
1
3
4
CH2=C—CH=CH2
CH3
2-甲基-1,3-丁二烯
CH2-C-CH-CH2
CH3
Br
Br
2
1
3
4
Br
Br
CH2=C—CH—CH2
CH3
Br
Br
2
1
3
4
③3,4加成产物:
CH2=CH-CH=CH2
1,3-丁二烯
n
聚1,3-丁二烯
(顺丁橡胶)
CH2=C-CH=CH2
CH3
2-甲基-1,3-丁二烯
n
聚2-甲基-1,3-丁二烯
(聚异戊二烯、天然橡胶)
(4)共轭二烯烃的加聚反应:
思考:月桂烯和溴单质发生加成反应,有几种可能?
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
1∶1加成:
1∶2加成:
1∶3加成:
1,2加成
1,4加成
3,4加成
3,4,7,8加成
1,4,7,8加成
1,2,7,8加成
1,2,3,4加成
1,2,3,4,7,8加成
7,8加成
2、双烯合成反应及应用
2
1
3
5
6
4
2
1
3
5
6
4
⑴试分析双烯合成反应中断键和成键情况
⑵根据双烯合成反应产物推断烯烃结构
2
1
3
5
6
4
$$