内容正文:
第二章 烃
第二节 炔烃
2.2.2 炔烃
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1.认识炔烃的组成和结构特点,掌握乙炔及炔烃的性质。
2.掌握乙炔的实验室制法,了解炔烃在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。
3.从微观层面认识炔烃的成键特点,能从化学键角度解释炔烃与烯烃、烷烃在化学性质方面的相似点和差异。
4.了解烯烃的系统命名,并能根据系统命名法对简单的烯烃进行命名。
5. 掌握烯烃的同分异构体的书写。
网
科
学习目标
导电高分子
引入
1.乙炔的分子结构
C2H2
分子式:
电子式:
结构式:
结构简式:
空间结构:
直线型(4原子共线),键角:180°
H—C≡C—H
C
● ×
H
●●●
●●●
C
● ×
H
CH≡CH
注意: —C≡C—不能旋转
乙炔分子中的碳原子均采取 杂化,碳原子和氢原子之间均以 (σ键)相连接,碳原子和碳原子之间以 (1个σ键和2个π键)相连接。
sp
单键
三键
乙炔是最简单的炔烃
CH3—C≡C—CH3最多有几个原子共平面?
6
一、乙炔的分子组成和结构
俗称电石气
描述 分子结构的下列叙述中,正确的是( )。
①6个碳原子有可能在同一直线上
②6个碳原子不可能都在同一直线上
③6个碳原子一定都在同一平面上
④6个碳原子不可能都在同一平面上
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
C—C 键可以旋转,
双键和三键不能旋转
B
练一练
1.原理: CaC2+2H2O→ C2H2↑+Ca(OH)2
+ Ca(OH)2
HOH
HOH
[ C≡C ]2-
Ca2+
+
HCCH↑
2.药品:CaC2、饱和食盐水。
电石与水反应非常剧烈,为避免反应速率过快,用饱和食盐水代替水。
二、乙炔的实验室制法
饱和氯化钠溶液
3.发生装置:固液不加热制气装置。
①碳化钙吸水性强,与水反应剧烈,不能随用、随停。
②反应过程中放出大量的热,易使启普发生器炸裂。
③生成的Ca(OH)2呈糊状易堵塞球形漏斗。
4.收集方法:排水集气法。
二、乙炔的实验室制法
5.实验装置:
用分液漏斗控制水流速率,让食盐水逐滴慢慢滴入。
发生装置
除去杂质H2S、PH3等杂质气体
CuSO4 + H2S = CuS↓+H2SO4
CuSO4会与 PH3发生氧还反应
除杂装置
检验装置
检验乙炔的还原性
乙炔与溴的四氯化碳溶液反应。
检验其可燃性并除去未反应完的乙炔
电石(主要是CaC2,还含有 CaS、Ca3P2等)
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
氧化反应
加成反应
氧化反应
二、乙炔的实验室制法
6.探究:
8
①使用饱和食盐水 ②用分液漏斗控制饱和食盐水的用量和速率。
1.电石与水反应非常剧烈,为了获得平稳的乙炔气流,需要采取哪些措施?
2.在乙炔的性质实验之前为什么要除去硫化氢,是如何除去呢?
硫化氢有还原性会干扰实验,使用硫酸铜溶液除去
3.在点燃乙炔之前需要进行的实验操作是什么?
收集一试管乙炔,验纯
用试管作反应容器制取乙炔时,由于CaC2和水反应剧烈并产生泡沫,为防止产生的泡沫涌入导气管,应在导气管附近塞入少量棉花。
4.导气管口附近塞入少量棉的作用是什么?
二、乙炔的实验室制法
【实验注意事项】
调节水面高度以控制反应的发生和停止
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
酸性KMnO4溶液褪色
氧化
溴的CCl4溶液褪色
加成
检验乙炔的纯度
火焰明亮并伴有浓烈的黑烟
对点训练
C-C C=C C≡C
347.7 KJ/mol
615 KJ/mol
812 KJ/mol
C≡C的键能并不是C-C的三倍,也不是C=C和C—C之和。说明叁键中有二个键不稳定,容易断裂,有一个键较稳定。
通过以下数据你能发现什么?
活泼
根据乙炔的结构,乙炔应该具有怎样的化学性质?
乙烯和乙炔化学性质相似
思考与讨论
①可燃性
甲烷
乙烯
乙炔
火焰明亮,并伴有浓烈黑烟
乙炔跟空气的混合物遇火会发生爆炸,在生产和使用乙炔时,点燃前要验纯!
含碳量不同导致燃烧现象有所不同,可用于三者鉴别
(1)乙炔的氧化反应
2.乙炔的化学性质
乙炔在氧气中燃烧时放出大量的热,氧炔焰的温度可达3000 ℃以上,可用于焊接或切割金属。
因为乙炔的含碳量很高,没有完全燃烧。
1.乙炔的物理性质
三、乙炔的性质
纯的乙炔是无色无臭的气体,微溶于水,易溶于有机溶剂。俗名:电石气。
2KMnO4+ 3H2SO4+ C2H2→2MnSO4+ K2SO4+2CO2↑+ 4H2O
②使酸性KMnO4溶液褪色
乙炔被酸性高锰酸钾溶液氧化为CO2
鉴别炔烃和烷烃,但不能除杂!!
2.乙炔的化学性质
(1)乙炔的氧化反应
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
炔烃分子中的碳碳三键( )含有π键,电子云重叠程度小,容易断裂,能发生加成反应。
(与反应物的量有关,可分步表示)
2.乙炔的化学性质
(2)乙炔的加成反应
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
与氯化氢反应
与水反应
不稳定
分子重组
O
=
CH3-C-H
催化剂
△
HCCH + H-OH
OH
H
CH=CH
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)
使用Pt、Ni等催化剂,
反应很难停留在烯烃阶段,
而直接得到烷烃。
若降低催化剂活性,如用
林德拉催化剂可以得到烯烃。
2.乙炔的化学性质
(2)乙炔的加成反应
催化剂
nH—C≡C—H [ CH=CH ]n
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。
导电塑料——聚乙炔
(制导电高分子材料)
2.乙炔的化学性质
(3)乙炔型加聚反应
一定条件下
nX—C C—Y [ C=C ]n
X
Y
≡
乙炔型加聚反应通式
CH2=CHCl
CHCH + HCl
催化剂
nCH2=CH
Cl
加温、加压
催化剂
CH2CH
Cl
n
氯乙烯
聚氯乙烯
1.乙炔燃烧时产生的氧炔焰可用来切割或焊接金属。
2.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。
CH≡CH+H2O CH3CHO(制乙醛)
聚氯乙烯薄膜
3 CH≡CH
500℃
四、乙炔的用途
1.炔烃的定义:分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃
2.官能团:碳碳三键(—C≡C—)每形成一个碳碳三键,就减少4个氢。
3.链状单炔烃的通式:CnH2n-2(n≥2)
4.炔烃的结构特点:分子里含有碳碳三键;除乙炔外,杂化方式为sp、sp3;
5.炔烃的物理性质
(1) 常温下含有1~4个碳原子的烃都是气态,随着碳原子数的增多,逐渐过渡到液态、固态。
(2) 随着碳原子数的增多,沸点逐渐升高;同分异构体之间,支链越多,沸点越低。
(3) 随着碳原子数的增多,相对密度逐渐增大。
(4) 密度均比水小,均难溶于水。
五、炔烃
18
6.炔烃的化学性质——炔烃的结构和性质与乙炔的相似
氧化反应
加成反应
加聚反应
①可燃性
②使酸性KMnO4溶液褪色
卤素单质或其溶液
卤代烃
氢气
烯烃或烷烃
卤化氢
卤代烃
水
醛或酮
一定条件下
nX—C≡C—Y [ C=C ]n
X
Y
选主链
编位号
写名称
将含三键的最长碳链作为主链,并按主链所含碳原子数称为“某炔”
从距离三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位
先用中文数字“二、三……”在烯的名称前表示三键的个数;
然后在“某炔” 前面用阿拉伯数字表示双键的位置(用碳碳三键碳原子的最小编号);
最后在前面写出取代基的名称、个数和位置。
3-甲基-1-丁炔
CH3
HC
C
CH
CH3
六、炔烃的命名
烷烃 烯烃 炔烃
通式
代表物
官能团
空间构型
氧化反应 燃烧
与酸性KMnO4溶液
加成反应 与溴水
与氯化氢
加聚反应 ——
用途
CnH2n+2
CnH2n (n≥2)
CnH2n-2 (n≥2)
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
无
—C≡C—
正四面体
平面形
直线形
淡蓝色火焰
火焰明亮有黑烟
火焰明亮有大量黑烟(浓烟)
KMnO4溶液不褪色
KMnO4溶液褪色
不能使溴水褪色
能使溴水褪色
不反应
CH2=CH2+HCl CH3—CH2Cl
催化剂
∆
CH≡CH+HCl CH2=CHCl
催化剂
∆
nCH2=CH2
催化剂
[ CH2-CH2 ]n
nCH≡CH
催化剂
[ CH=CH ]n
用作燃料,制炭黑
合成塑料,果实催熟
制氯乙烯,用于氧炔焰
对比小结
1.所有原子都在同一直线上的是 ( )
A.C2H4 B.C2H2
C.C2H6 D.CO2
B
2.区别乙烯和乙炔的最简单可行的方法是( )
A.用溴水 B.用酸性KMnO4溶液
C.点燃 D.与H2加成
C
对点训练
3.请写出1-丁炔与足量氢气完全反应的化学方程式,并分析该反应中化学键和官能团的变化。
CH3—CH2—CH2CH3
CH≡C—CH2CH3+2H2
催化剂
△
我国市场上目前大量使用的塑料制品都是不可降解塑料,以发泡聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯为原料,分子量达2万以上。只有分子量降低到2000以下,才能被自然环境中的微生物所利用,变成水和其它有机质,而这一过程需要200年;如果将其填埋,将会影响农作物吸收养分和水分,导致减产;对其焚烧会释放出多种化学有毒气体,其中有一种叫二恶英的化合物,毒性极大,即使在摄入很小量的情况下,也能使鸟类和鱼类出现畸形和死亡,对生态环境造成破坏,同时对人体有着很大危害。
白色警告
当前治理白色污染主要使用的可降解塑料、以纸代塑、生物全降解等新技术中,以纸代塑被认为是目前综合评价最好的替代技术。用这种方法制作的塑料袋、餐具因其无毒无害、易回收、可再生利用、可降解等优点而被冠以“环保产品”的称号
化学与生活
1.请写出戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式,并用系统命名法命名。
CH≡C(CH2)2CH3 1-戊炔
六、炔烃的同分异构
CH3C≡C-CH2CH3 2-戊炔
CH3-CH-C≡CH 3- 甲基- 1-丁炔
CH3
2.某炔烃通过催化加氢反应得到2-甲基戊烷,请由此推断该炔烃可能的结构简式,并命名。
(CH3)2CHC≡C—CH3 、(CH3)2CHCH2C≡CH
4-甲基-2戊炔
4-甲基-1戊炔
Lavf58.30.100
Lavf58.12.100
如图所示的实验装置可用于制取乙炔。请填空:
(1)图中,A管的作用是________________,制取乙炔的化学方程式是_______________。
(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中观察到的现象是________________,乙炔发生了________反应。
(3)乙炔通入溴的四氯化碳溶液中观察到的现象是_________________,
乙炔发生了________反应。
(4)为了安全,点燃乙炔前应____________,
乙炔燃烧时的现象是_________________________。
Lavf58.30.100
Lavf58.30.100
Lavf59.16.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.37
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