内容正文:
第2课时 烯烃和炔烃及其性质
[素养发展目标] 1.掌握烯烃、炔烃的命名规则及结构特点。2.掌握烯烃、炔烃与卤素单质、卤化氢及酸性KMnO4溶液的反应。3.了解氧化反应、加成反应、加聚反应原理。
一、烯烃、炔烃的组成及命名
1.烯烃、炔烃的结构特点和分子通式
烃类
官能团
组成通式
烯烃
只含一个双键的烯烃:CnH2n(n≥2)
炔烃
只含一个三键的炔烃CnH2n-2(n≥2)
2.烯烃、炔烃命名
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注意烯烃、炔烃和烷烃命名的三个不同点
1.选主链的依据不同,对于烯烃(炔烃),选择含碳碳双键(三键)的最长碳链为主链。
2.定编号的依据不同,对于烯烃(炔烃),从离碳碳双键(三键)最近的一端用阿拉伯数字开始编号。
3.名称的书写不同,对于烯烃(炔烃),必须注明碳碳双键(三键)碳原子的位置,并把碳碳双键(三键)碳原子的最小编号写在主链名称之前。
二、烯炔、炔烃的性质
1.物理性质
①熔点、沸点一般随碳原子数的递增而升高;
②均难溶于水,易溶于有机溶剂,密度比水小等。
2.化学性质
(1)氧化反应
①燃烧
a.烯烃:CnH2n+O2nCO2+nH2O。
b.炔烃:CnH2n-2+O2nCO2+(n-1)H2O。
②能使酸性KMnO4溶液褪色:利用这个反应可以区别烷烃与烯烃、烷烃与炔烃。
CH2===CH2CO2+H2O;
CH≡CHCO2+H2O。
(2)加成反应
①与卤素单质的加成反应
a.乙炔与溴的反应
CH≡CH+Br2―→,名称:1,2二溴乙烯。
b.丙烯与溴的反应
CH3—CH===CH2+Br2―→,名称:1,2二溴丙烷。
c.应用
烯烃和炔烃不仅能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使溴水褪色,这些反应常用于烯烃与烷烃或炔烃与烷烃的鉴别。
②与氢气的加成反应
a.CH3—CH===CH2+H2CH3CH2CH3。
b.CH≡CH+H2CH2===CH2。
c.应用
植物油加氢
人造黄油
汽油加氢
提高汽油质量
测定被吸收氢气的物质的量
分析碳碳双键的数目
③与氢卤酸的加成反应
a.CH≡CH+HClCH2===CHCl,名称:氯乙烯。
b.应用:制备卤代烃。
(3)加成聚合反应
①nCH2===CH2 。
②nCH3CH===CH2 。
③nCH≡CH 。
④应用:制备高分子化合物。
1.有机物的系统名称为( )
A.2,2,3三甲基1戊炔
B.3,4,4三甲基1戊炔
C.3,4,4三甲基2戊炔
D.2,2,3三甲基4戊炔
B [已知有机物中含有的官能团为碳碳三键,碳碳三键所在最长的碳链含有5个C,主链为戊炔,编号从距离碳碳三键最近的一端开始编号,碳碳三键在1号C,表示为“1戊炔”,取代基甲基在3、4、4号C上,共有三个甲基,称为“3,4,4三甲基”,该炔烃的正确命名为3,4,4三甲基1戊炔,故B正确。]
2.下列反应不属于加成反应的是( )
A.乙烯水化法合成乙醇
B.乙炔与氯化氢反应
C.1丁烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D.1丁炔使酸性高锰酸钾溶液褪色
D [烯炔、炔烃与酸性高锰酸钾溶液的反应属于氧化反应。]
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一、烷烃、烯烃、炔烃的结构及性质比较
角鲨烯,又称鲨烯,是一种开链三萜类化合物,最初是从鲨鱼的肝油中发现的,故得名鲨烯,属开链三萜,又称鱼肝油萜,具有提高体内超氧化物歧化酶(SOD)活性、增强机体免疫能力、改善性功能、抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤等多种生理功能,是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质。
(1)角鲨烯中的碳原子一定位于同一平面上吗?
提示:不一定。角鲨烯中除了碳碳双键外,碳链上还有饱和碳原子,因此所有的碳原子不一定位于同一平面上。
(2)若角鲨烯与足量溴水充分反应,1 mol角鲨烯可以消耗溴水中单质溴的物质的量是多少?
提示:由角鲨烯的结构可知,其分子中含有六个碳碳双键,与足量溴水反应时,1 mol角鲨烯可以消耗Br2的物质的量为6 mol。
烷烃
烯烃
炔烃
结构特点
全部为单键;饱和链烃;四面体结构
含碳碳双键;不饱和链烃;平面形分子,键角120°
含碳碳三键;不饱和链烃;直线形分子,键角180°
化学性
质
取代反应
光照卤代
饱和碳上的氢原子可以被取代
加成反应
—
能与H2、X2、HX、H2O、HCN等发生加成反应
氧化
反应
燃烧火焰较明亮
燃烧火焰明亮,带黑烟
燃烧火很明亮,带浓黑烟焰
不与酸性
KMnO4
溶液反应
使酸性KMnO4溶液褪色
使酸性
KMnO4
溶液褪色
加聚反应
不能发生
能发生
能发生
鉴别
溴水不褪色;酸性KMnO4溶液不褪色
溴水褪色;酸性KMnO4溶液褪色
1.(2022·浙江杭州学军中学高二检测)下面有关丙烷、丙烯、丙炔说法正确的是( )
A.丙烷、丙烯、丙炔的球棍模型分别为
B.相同物质的量的3种物质完全燃烧,生成的气体在标准状况下的体积比为3∶2∶1
C.相同质量的3种物质完全燃烧,丙烷消耗的氧气最多
D.丙烷的一氯代物只有1种
C [A项,丙炔分子中的3个碳原子应该在同一条直线上,错误;B项,标准状况下相同物质的量的3种物质完全燃烧,生成的CO2气体的体积相等(不考虑水的体积,因标准状况下水为液态),错误;C项,三者中丙烷的含氢量最高,故等质量的3种物质充分燃烧,丙烷耗氧量最多,正确;D项,丙烷的一氯代物有2种,错误。]
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二、烯烃的加成、加聚、氧化反应规律
1.乙烯能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,反应原理相同吗?
提示:不同,乙烯使溴水褪色,发生加成反应,使酸性KMnO4溶液褪色,发生了氧化反应。
2.丙烯与氯化氢发生加成反应的可能产物有哪些?
提示:。
3.某烃的分子式为C11H20,用热的酸性KMnO4溶液氧化,得到下列三种有机物:
,HOOC—CH2CH2—COOH。由此推断出该烃可能结构简式是什么?
提示:。
1.烯烃的加成反应、加聚反应规律
(1)加成反应
模式一:
例如:
CH3CHCH2 +HCl
或
模式二:
例如:
(2)加聚反应
模式一:
例如:
模式二:
例如:
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2.根据氧化产物确定烯烃结构
利用烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化的规律,可以根据生成的产物确定烯烃可能具有的结构。基本步骤如下:
(1)还原:将产物中的CO2、R—COOH、分别
还原为CH2===、RCH===、。
(2)连接:根据碳元素的四价原则进行连接。
(3)检查:要注意在连接过程中检查碳原子是否守恒,同时查看是否有因连接方式的改变而可能形成同分异构体。例如:分子式为C9H16的烯烃氧化后的产物为CO2、、,则原烯烃的结构可能为
或。
2.烯烃、炔烃因含不饱和键能被酸性KMnO4溶液氧化,下列各物质中不属于被酸性KMnO4溶液氧化后产物的是( )
A.CO2
B.CH3COOH
C.
D.HOOC—CH2—CH2—COOH
D [根据烯烃被酸性KMnO4溶液氧化的规律判断产物分别为CH3COOH、和CO2。]
1.用乙炔为原料制取CH2BrCHBrCl,可行的反应途径是( )
A.先与HCl加成,再与HBr加成
B.先与H2加成,再与Br2加成
C.先与Br2加成,再与HCl加成
D.先与HBr加成,再与Cl2加成
C [乙炔先与HCl加成生成CH2===CHCl,再与HBr加成生成BrCH2CH2Cl或者CH3CHClBr,A项错误;乙炔与H2加成生成CH2===CH2,再与Br2加成生成CH2BrCH2Br,B项错误;乙炔先与Br2加成生成CHBr===CHBr,再与HCl加成生成CH2BrCHBrCl,C项正确;乙炔先与HBr加成生成CH2===CHBr,再与Cl2加成生成CH2ClCHBrCl,D项错误。]
2.(2022·河北石家庄高二月考)1 mol某链烃最多能和2 mol HCl发生加成反应,生成1 mol氯代烃,且1 mol该氯代烃能与6 mol Cl2发生完全取代反应,生成只含有碳氯两种元素的氯代烃,则该链烃可能是( )
A.CH3CH===CH2 B.CH3C CH
C.CH3CH2C≡CH D.CH2===CHCH===CH2
B [1 mol某链烃最多能和2 mol HCl发生加成反应,说明该链烃分子中含有2个C===C或1个CC;1 mol该氯代烃能和6 mol Cl2发生完全取代反应,说明该氯代烃分子中含有6个H原子,其中有2个H原子是发生加成反应时引入的,所以原链烃分子中含有4个H原子。综上所述,B项符合题意。]
3.有两种烃,甲为,乙为。
下列有关它们命名的说法正确的是( )
A.甲、乙的主链碳原子数都是6
B.甲、乙的主链碳原子数都是5
C.甲的名称为2丙基1丁烯
D.乙的名称为3甲基己烷
D [甲的主链有5个碳原子,名称为2乙基1戊烯,而乙的主链上有6个碳原子,名称为3甲基己烷。]
4.烯烃中的碳碳双键是重要的官能团,在不同条件下能发生多种变化。
(1)烯烃的复分解反应是两个烯烃分子交换双键两端的基团,生成新烯烃的反应。请写出在催化剂作用下,两个丙烯分子间发生复分解反应的化学方程式: ______________________。
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(2)已知烯烃在酸性高锰酸钾溶液中可发生反应:
某二烯烃的分子式为C6H10,它在酸性高锰酸钾溶液中反应得到的产物有乙酸(CH3COOH)、CO2和丙酮酸(CH3COCOOH),则此二烯烃的结构简式可能为__________________、__________________。
(3)有机物A的结构简式为,B是A的一种同分异构体,能通过加成反应得到B的单烯烃只有2种,且这2种单烯烃的分子结构非常对称,并互为顺反异构体,则符合条件的B的同分异构体的结构简式为________________________________。
解析: (1)由题意知丙烯的复分解反应为
2CH3CH===CH2CH2===CH2+CH3CH===CHCH3。
(2)根据题述信息,由反应产物的结构可推出该烯烃的结构简式为:CH2===C(CH3)CH===CHCH3或CH2===CHC(CH3)===CHCH3。
答案: (1)2CH3CH===CH2CH2===CH2+CH3CH===CHCH3
(2)CH2===C(CH3)CH===CHCH3 CH2===CHC(CH3)===CHCH3
(3)(CH3)3CCH2CH2C(CH3)3
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