2.2.1 烯烃的结构和性质 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第1课时（烯烃） 第二节 烯烃 炔烃 第二章　烃 1 果实成熟时释放出的乙烯是催熟剂 乙烯是一种植物生长调节素 乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志 思考：烯烃的结构和性质？ 乙烯的化学用语表达 C2H4 电子式： CH2=CH2 分子式： 结构式： 结构简式： C • • • • • • • • H H H H •• C •• 球棍模型 空间填充模型 乙烯的化学用语表达 一、烯烃 1.烯烃 含有_____________的烃类化合物。 名称为___________，结构简式为___________ 2.官能团 3.通式 烯烃只含有一个碳碳双键时，通式为___________ 4.结构特点 双键上的碳原子采取_____杂化， 碳原子与氢原子间均形成_____(σ键s-sp2)， 碳原子与碳原子间以_____相连(____个σ键sp2-sp2，____个π键)， 键角约为_____，分子中所有原子都处于______________ 碳碳双键 碳碳双键 CnH2n(n≥2) sp2 单键 双键 1 1 120° 同一平面内 C C 平面形（乙烯6个原子共面） （单环烷烃或单烯烃） 思考：是否通式符合CnH2n的烃都是烯烃？ 存在sp3杂化的碳原子，所有原子不可能在同一平面上 最多7个原子共平面 1.下图中碳原子采取的杂化方式是？所有原子共平面吗？最多有几个原子共面？ CH2 CH— CH CH2 最多8个原子共面 最多10个原子共平面 sp2和sp3 sp2和sp3 sp2 2-丁烯 丙烯 1，3-丁二烯 【针对训练】 5.烯烃和炔烃的命名 ①选主链 ②编号位 ③写名称 2-甲基-4-乙基-2，4-己二烯 将含双键或三键的最长碳链作为主链，称“某烯”或“某炔” 从离双键或三键最近的一端给主链上的C开始编号，使双键或三键编号最小 ①先写出支链的位置、个数和名称（同烷烃）。 ②然后用阿拉伯数字表示双键或三键的位置（双键或三键编号最小）； ③最后用中文数字表示双键或三键的个数，写在烯或炔的名称前。 CH3 CH3 C CH C CH CH3 C2H5 取代基位置 取代基数目 取代基名称 双键或三键位置 主链名称 1 2 3 4 5 6 HP (H) - 【针对训练】用系统命名法对以下烯烃命名。 2-丁烯 3-乙基-2-己烯 CH3C=CHCH=CH2 CH3 4-甲基-1，3-戊二烯 CH3—CH2—CH—CH—CH2—CH3 CH C CH3 1 2 3 4 5 6 4-甲基-3-乙基-1-己炔 CH 　C—CH—CH—CH3 C2H5 CH3 1 2 3 4 5、6 3，4-二甲基-1-己炔 【分析归纳】结合下表数据归纳烯烃的物理性质 二、烯烃的物理性质 二、烯烃的物理性质 （1）溶解性：均 溶于水， 溶于有机溶剂。 （2）状态： （3）密度：随C数目的增加而 ；但密度都 水。 （4）熔沸点：随C数目增加而 ； 增大 小于 升高 难 易 乙烯的物理性质 色， 味， 溶于水，密度比空气 。 无 稍有气味 难 略小 随着C数目增加，常温下的状态由气→液→固。 同碳数时，支链越多，熔沸点越低。 （C2—C4：气态） 乙烯的化学性质 乙烯中的 键易断裂，易发生 、 、 等反应。 π 氧化 加成 加聚 燃烧 使酸性KMnO4溶液褪色 2CO2 KMnO4 CH2 = CH2 C2H4+3O2 2CO2+2H2O 点燃 1.氧化反应 CH2Br−CH2Br CH2 = CH2+Br2 2.加成反应 3.加聚反应 [CH2−CH2] n nCH2 = CH2 【归纳】结构决定性质，乙烯和烯烃都有碳碳双键， 所以烯烃的化学性质与乙烯相似。 （1）氧化反应 ①可燃性 烯烃燃烧通式： 现象：火焰明亮并伴有黑烟 C2H4+3O2 2CO2+2H2O 点燃 nCO2＋nH2O 点燃 CnH2n＋ O2 3n 2 三、烯烃的化学性质——与乙烯相似 ②烯烃能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化 2CO2 KMnO4 CH2 = CH2 思考：可以KMnO4（H+）溶液除去乙烷中混有乙烯吗？ 规律： 用于鉴别烷烃和烯烃。 烯烃中C原子数越多，黑烟越多 现象：使酸性高锰酸钾溶液褪色 2CO2 CH3COOH + CO2 CH3C=O │ CH3 + CO2 CH2=CH2 KMnO4(aq) H+ CH3CH=CH2 CH3C=CH2 │ CH3 KMnO4(aq) H+ KMnO4(aq) H+ 氧化产物的判断规律：双键的C上有 2氢生成CO2，1氢生成羧酸，无氢生成酮。 烯烃被氧化的部位 氧化产物 CH2= CO2 RCH= C= R1 R2 C=O R1 R2 RCOOH 烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应 例： 【评价训练1】利用烯烃的氧化规律思考并回答下列问题。 (1)分子式为C5H10的某烯烃与酸性KMnO4溶液反应后，经检测其产物为CO2、 H2O和 试推测该烯烃的结构简式为_________________。 (2)分子式为C6H10的烃经过酸性KMnO4氧化后，生成 ，则该烃的结构简式为_______。 （3）烯烃被KMnO4氧化：已知某些烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化可生成羧酸和酮，例如： 分子式为C10H20的某烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化后，生成正丁酸(CH3CH2CH2COOH)和3-己酮(CH3CH2COCH2CH2CH3)。推测该烯烃的结构简式： 【评价训练1】 C A. B. C. D. 【评价训练2】已知某种烯烃经O3氧化后，在Zn存在下水解，可得到醛和酮。 现有分子式为C7H14的某烯烃，它与H2加成后生成2,3-二甲基戊烷，它经臭氧氧化后，在锌存在下水解得到乙醛和一种酮，据此推知该烯烃的结构简式为( ) （2)加成反应 烯烃能与X2、H2、HX、H2O等发生加成反应 定义：有机物分子中的不饱和碳原子(双键或三键等)与其它原子或原子团直接结合生成新物质 1，2-二溴乙烷 ①与Br2反应 碳碳双键：π键易断裂 CH2＝CHCH3 + Br2→ CH2BrCHBrCH3 CH2＝CH2 + Br2→CH2BrCH2Br 1，2-二溴丙烷 烯烃可使溴水或溴的CCl4溶液褪色 应用：鉴别烷烃和烯烃 ②与H2反应 CH2＝CH2 + H2→CH3CH3 CH2＝CHCH3 + H2→ CH3CH2CH3 催化剂 Δ 催化剂 Δ 应用：制备烷烃 （2)加成反应 烯烃能与X2、H2、HX、H2O等发生加成反应 ③与HCl 反应 CH2＝CH2 + HCl → CH3CH2Cl CH2＝CHCH3 + HCl→ CH2ClCH2CH3 CH3CHClCH3 ④与H2O反应 CH2＝CH2 + H2O CH3CH2OH CH2＝CHCH3 + H2O CH2OHCH2CH3 CH3CH(OH)CH3 不对称烯烃（丙烯）与HX、H2O等极性试剂的加成产物有2种 主 主 催化剂 Δ 催化剂 Δ 1868年马尔科夫尼科夫提出一个决定加成方向的规则，简称马氏规则。 ⭐马氏规则：烯烃与氢卤酸加成时，氢总是加到含氢多的双键碳原子上，卤素加到含氢少的双键碳原子上。 H上加H （乙烯水化法：制乙醇） （制卤代烃） 次 次 CH2＝CH CH3 ᵟ- ᵟ+ 原因：烷基是推电子基团，改变了双键两端的C原子电子云密度，电性发生变化。 ᵟ- ᵟ+ ᵟ- ᵟ+ 【拓展延伸】：马氏规则与反马氏规则 烷基是推电子基团，使双键两端的C原子电子云密度，电性发生变化。 加成时，带正电的部分连接在负电性的C上（即H原子更多的C） ——遵循“马氏规则” F是吸电子基团，此时H原子更少的C显负电性， 加成规律与“马氏规则”相反 ——遵循“反马氏规则” 连烷基、氢上加氢； 连吸电子基、少氢加成 【规律总结】 CH2＝CH CH3 ᵟ- ᵟ+ CH2＝CH CF3 ᵟ+ ᵟ- H Cl Cl H ᵟ- ᵟ+ ᵟ+ ᵟ- （3）加聚反应 由不饱和的、相对分子质量小的分子，通过加成的方式聚合成相对分子质量大的聚合物，这样的反应叫加成聚合反应，简称加聚反应。 ① nCH2＝CH2 [ CH2—CH2 ]n 催化剂 聚乙烯(PE) ② n CH2=CHCl 催化剂 聚氯乙烯(PVC） [ CH2 CH ]n Cl 高分子化合物 混合物，无固定熔沸点 单体 链节 聚合度 注意：单烯烃加聚时，双键变单键，其它基团均在支链上 通式： 聚丙烯(PP) n CH2＝CH CH3 催化剂 —CH2—CH— CH3 n 催化剂 n CH2＝C—CH3 CH3 —CH2—C— n CH3 CH3 制造口罩的原料之一 思考与交流：请同学们分别写出丙烯、异丁烯的加聚反应方程式。 聚丙烯(PP) 聚异丁烯(PIB) 【练习3】写出异丁烯与HCl发生加成反应的化学方程式 异丁烯（CH2=C-CH3） CH3 _ CH2=C-CH3+HCl CH3 _ △ 催化剂 CH3-C-CH3 CH3 _ Cl _ CH2=C-CH3+HCl CH3 _ △ 催化剂 CH2Cl -CH-CH3 CH3 _ 【练习1】C2H6与C2H4均为气体，如何鉴别乙烷与乙烯？ ①通入KMnO4，褪色的即为乙烯 ②通入溴水，褪色的即为乙烯 【练习2】C2H6中混有少量C2H4 杂质，如何获得纯净的乙烷？ 通入溴水，将乙烯除去 【特别注意】不能用KMnO4进行除杂，因为乙烯与KMnO4反应产生CO2,重新混入乙烷 思考：C=C能否像C-C那样旋转？为什么？ CH3 H CH3 H C C π键断裂 顺式异构体 反式异构体 由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象，称为顺反异构现象 CH3 H CH3 H C C CH3 H CH3 H C C 四、烯烃的顺反异构 五、烯烃的顺反异构 顺-2-丁烯 熔点（oC） -138.9 -105.5 沸点（oC） 3.7 0.9 密度（g/cm3） 0.621 0.604 反-2-丁烯 ①两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧的称为顺式结构 ②两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧的称为反式结构 顺反异构体: 化学性质基本相同，但物理性质有差异 由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象，称为顺反异构现象. 五、烯烃的顺反异构 有 有 无 【思考】以下分子有顺反异构的是哪几种？如何判断分子是否存在顺反异构？ 当a≠b且c≠d时，分子存在顺反异构。 条件一 分子中具有___________结构 条件二 碳碳双键 顺反异构条件 即每个碳原子必须连接不同的原子或原子团 【针对训练】下列物质中，有顺反异构体的是(　　) A．1,2-二氯乙烯　ClHC═CHCl      B．1,1-二氯乙烯　Cl2C═CH2 C．丙烯　CH3—CH═CH2                       D．苯乙烯 A 【针对训练】书写C4H8的所有同分异构体（考虑立体异构） 1-丁烯 2-丁烯 2-甲基丙烯 顺-2-丁烯 反-2-丁烯 4种+2种 1.二烯烃 ：分子中含有_____个碳碳双键的烯烃。 如1，3-丁二烯：_______________________ 两 CH2=CH—CH=CH2 CnH2n-2 (n ≥ 4) 两个双键在碳链中的不同位置 2.通式 3.类别 ① C—C=C=C—C 累积二烯烃 ③ C=C—C—C=C 孤立二烯烃 ② C=C—C=C—C 共轭二烯烃 (不稳定) (性质同单烯烃) 五、二烯烃 课本P36资料卡片 【思考】1,3-丁二烯与Br2的加成产物可能有几种？ ①1,2-加成 ②1,4-加成 ③完全加成 4.化学性质 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1，2-加成和1，4-加成是竞争反应, 加成产物取决于反应条件（温度和极性） 低温 高温 (1)共轭二烯烃的加成反应： 1，3-丁二烯为例 （反应物 1：1） （反应物 1：1） （反应物 1：2） 【针对训练】 1.如下有机物与等物质的量的溴发生加成反应，其加成产物中二溴代物有( )种(考虑顺反异构) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 D 2.一分子该物质与1分子溴发生加成反应的产物(不考虑顺反异构)，理论上最多有_____种 一分子该物质与2分子溴发生加成反应的产物(不考虑顺反异构)，理论上最多有_____种 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 共四种： ①② ③④ ⑤⑥ ①④ 共四种： ①②③④ ①②⑤⑥ ③④⑤⑥ ①④⑤⑥ 4 4 D-A反应机理 (Diels-Alder反应 狄尔斯-阿尔德反应) 含一个活泼双键或三键的化合物与含共轭二烯烃的化合物之间发生1，4-加成生成六元环状化合物的反应，称为Diels-Alder反应，也称双烯合成 R2 (2)环加成反应（D-A反应） X Y C C C C C C C C X Y R3 R4 R3 R4 R2 R2 R1 R1 【针对训练】写出以下反应的产物 ①二烯烃加聚 n CH2=CH-CH=CH2 -[- CH2—CH=CH—CH2 ]-n ②多个烯烃加聚 nCH2=CH2＋nCH2=CH—CH3 (3)加聚反应 1.正误判断 (1)通式符合CnH2n的烃都是烯烃(　　) (2)乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色(　　) (3)乙烯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，发生的反应类型相同(　　) (4)聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2—(　　) 2．根据乙烯，推测丙烯（CH2＝CH－CH3）的结构和性质，下列说法正确的是（ ） A．丙烯不能使酸性高酸钾溶液褪色 B．丙烯分子中的所有原子共平面 C．丙烯与溴水发生加成反应的产物是CH2Br－CH2－CH2Br D．聚丙烯的结构可以表示为   D 3.(2019•新课标Ⅰ）关于化合物2−苯基丙烯( )，下列说法正确的是( ) A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B．可以发生加成聚合反应 C．分子中所有原子共平面 D．易溶于水及甲苯 B Lavf53.4.0 $$