内容正文:
二、炔烃
第二章:烃
第二节:烯烃、 炔烃
选择性必修3: 有机化学基础
【学习目标】
1、通过对比法,认识炔烃的结构、性质、用途、命名;
2、了解乙炔的实验室制法;
3、培养发展学生的宏观辨析与微观探析的化学学科核心素养;
【重点难点】
1、乙炔的实验室制法;
2、炔烃的性质;
3、炔烃同分异构体的书写与命名;
【教学方法】
1、类比分析; 2、实验探究;
2
乙炔(炔氧焰)用于金属切割
【新课引入】
你知道用于焊接和切割金属的氧炔焰吗?知道氧炔焰用的燃料是什么吗?
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(1)乙炔的结构:
(俗称电石气)
σ键
π键
H—C≡C—H
结构式
球棍模型
空间填充模型
1、炔烃的结构:
碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键
键能(kJ/mol) 348 615 812
【数据分析】
乙烯和乙炔中π键不如σ键牢固,容易断裂。
【科学预测】
(1)氧化反应(①可燃烧;②KMnO4溶液褪色;)
(2)加成反应(①H2;
②Br2;③HX;④H2O)
(3)加聚反应
结合乙炔的实验室制备,探究并验证乙炔的化学性质。
根据表中数据,你可以得到什么结论?
根据乙炔的分子结构(H-C≡C-H ),具有怎样的化学性质?
【实验探究】
(2)反应原理:
(1)原料:
电石(CaC2)、水(实际中用饱和食盐水)
CaC2 + 2H2O C2H2↑+ Ca(OH)2
[∴乙炔俗称电石气]
(3)反应装置:
固+液 气体(简易气体发生装置,如H2、CO2)
(放热反应)
乙炔的实验室制法:
电石(主要成分CaC2)
HOH
HOH
[ C≡C ]2-
Ca2+
+
HCCH↑
+ Ca(OH)2
离子化合物
(相当于水解反应或复分解反应)
(4)实验注意事项:
②导管口塞棉花:
?
饱和食盐水
A.使用饱和食盐水代替水
B.分液漏斗,控制饱和食盐水的滴加速度
①反应剧烈,为了获得平稳的乙炔气流:
防止产生的泡沫涌入导管
装置中的酸性KMnO4溶液与Br2的CCl4溶液可检验乙炔分子中不饱和键!
蓝色的硫酸铜溶液有什么作用呢?
【归纳总结】
③CuSO4溶液的作用:
电石中含有少量杂质
杂质可与水作用
除去乙炔中混有的H2S、AsH3 、 pH3等杂质气体。
H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4
CuSO4会与AsH3 、 pH3发生氧化还原反应
除杂原理
[CaS、砷化钙(Ca3As2)、磷化钙(Ca3P2)等]
H2S
AsH3
PH3
PH3+4CuSO4+4H2O =H3PO4+4H2SO4+4Cu
思考:根据乙炔物理性质如何收集乙炔气体?
排水法收集
【注意】不用排空气法收集,因为乙炔的密度与空气相近。
(5)气体收集:
装置①,反应装置,作用:产生乙炔。
装置②,除杂装置,作用:除去杂质气体H2S、PH3。
装置③,检验装置,作用:检验乙炔是否产生。
装置④,反应装置,作用:乙炔与溴的四氯化碳溶液反应。
装置⑤,尾气处理装置,作用:检验乙炔燃烧现象,去除未反应的乙炔。
②分液漏斗
控制水流速率,逐滴滴入。
④因电石中含有P、S等元素,与水反应会生成PH3、H2S等杂质.
③电石与水剧烈反应会产生大量泡沫,易堵塞管口,应在导气管附近塞入少量棉花。
①减缓
反应速率
【强化落实】
实验内容 实验现象
(1)将饱和氯化钠溶液滴入
盛有电石的烧瓶中
(2)将纯净的乙炔通入盛有
酸性高锰酸钾溶液的试管中
(3)将纯净的乙炔通入盛有
溴的四氯化碳溶液的试管中
(4)点燃纯净的乙炔
反应剧烈,放热,
有气体产生
酸性高锰酸钾溶液褪色
溴的四氯化碳溶液褪色
产生明亮的火焰,有黑烟
乙炔的制备(教材帮53页)
乙炔在氧气中燃烧时火焰温度可达 3000 ℃以上,故常用它来焊接或切割金属。
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3、炔烃的物理性质:教材帮52页
(1)乙炔的物理性质:无色、无臭的气体,微溶于水,易溶于有机溶剂。
注意:纯净的乙炔是无色无味的气体。但在一般情况下,用电石制取的乙炔常带有一种令人极不愉悦的恶臭。
这是由于在电石中含有少量硫化钙、砷化钙、磷化钙等杂质,当这些杂质与水作用时,生成了带有特殊臭味的硫化氢、砷化氢和磷化氢等气体。
(2)炔烃的物理性质:类比烷烃与烯烃;
随分子中碳原子数的增多,密度增大,熔沸点升高,状态由气到液到固;炔烃不易溶于水,易溶于有机溶剂。
【归纳总结】
4、炔烃的化学性质:
(1)氧化反应:
2C2H2+5O2 4CO2+2H2O
点燃
火焰明亮,伴有浓烟
乙炔含碳量高
【注意】乙炔跟空气的混合物遇火会发生爆炸,点燃前要验纯!
甲烷
乙烯
乙炔
含碳量不同导致燃烧现象有所不同,可用于三者鉴别
2CnH2n-2+(3n-1)O2 2nCO2+(2n-2) H2O
点燃
①可燃性:
【归纳总结】
②被强氧化剂氧化
乙炔易被氧化
酸性KMnO4溶液紫色逐渐褪去
2KMnO4+ 3H2SO4+ C2H2 → 2MnSO4+ K2SO4+2CO2↑+ 4H2O
鉴别炔烃和烷烃,但不能除杂!!
【规律总结】
(2)加成反应:
乙炔分子中含有不饱和的碳碳三键,乙炔能与溴发生加成反应
1, 2—二溴乙烯
1, 1, 2, 2—四溴乙烷
炔烃加成分步进行
乙炔能与溴的四氯化碳溶液(或溴水)、卤素单质、氢气、氢氰酸、氢卤酸、水等在一定条件下发生加成反应。
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CH≡CH+H2
催化剂
△
CH2=CH2
催化剂
△
CH≡CH+2H2
CH3CH3
(少量氢气)
(足量氢气)
催化剂
△
CH≡CH+HCl
CH2=CHCl
与HCl反应
CH≡CH+H2O
催化剂
△
CH3CHO
与水反应
乙炔与水加成后的产物乙烯醇(CH2=CH—OH不稳定,很快转化为乙醛)
乙炔的加成反应
乙烯
乙烷
氯乙烯
乙醛
【规律总结】
有机物的不稳定结构:①一个碳连两个双键不稳定;
②一个碳连两个羟基不稳定;③一个碳同时连一个双键和一个羟基不稳定;
(3)加聚反应:
催化剂
[ CH=CH ]n
nCH≡CH
制备导电高分子材料
2000年的诺贝尔化学奖:
图片来自网络
导电塑料——聚乙炔
聚乙炔可用于制备导电高分子材料。经溴或碘掺杂之后导电性会提高到金属水平。
白川英树、艾伦·黑格和艾伦·麦克迪尔米德因“发现和发展导电聚合物”获得了2000年的诺贝尔化学奖。
如今聚乙炔已用于制备太阳能电池、半导体材料和电活性聚合物等。
(1)乙炔是一种重要的基本有机原料,可以用来制备氯乙烯、聚氯乙烯和乙醛等。
(2)乙炔在氧气中燃烧时产生的氧炔焰可用来切割或焊接金属。
5.炔烃的主要用途:
7、炔烃的系统命名法:
命名方法:与烯烃相似。
命名步骤:(1)选主链,含三键,碳最多,称“某炔”;
(2)编碳号,近三键,近、简、小,定位号;
(3)写名称,支链在前,先简后繁,相同合并,注明位号;
母体在后,注明三键位号;
(三键位号只标位次小的C原子位号)。
【思考与交流】
【升级检测】
写出 C6H10 属于炔烃的同分异构体结构,并用系统命名法命名;
C— C— C— C— C— C
C— C— C— C— C
C— C— C— C— C
C— C— C— C
C— C— C— C
C
C
C
C
C
C
“插入法”
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【课堂总结】
二、炔烃
1、炔烃的结构:(1)定义;(2)官能团;(3)分子式通式;
2、乙炔的实验室制法:(工业上也相同)
(1)原料;(2)反应;(3)装置;(4)注意事项;(5)气体收集;
3、炔烃的物性:熔沸点、状态、密度、溶解性;
4、炔烃的化性:(1)氧化反应;(2)加成反应;(3)加聚反应;
5、炔烃的用途:(1)有机合成原料;(2)氧炔焰切割或焊接金属;
6、炔烃的同分异构体的写法——“插入法”:
先写烷烃同分异构体,在插入“三键”
7、炔烃的命名:(1)选主链;(2)编碳号;(3)写名称;
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Lavf58.30.100
EVCapture4.1.9软件录制
Lavf57.25.100
本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn
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