内容正文:
第二章 烃
第二节 烯烃 炔烃
1.认识烯烃的结构特征。
2.了解烯烃物理性质的变化规律,熟知烯烃的化学性质。
3.认识烯烃的立体异构。
4.掌握单烯烃、二烯烃的加成反应、加聚反应。
5.掌握烯烃的氧化规律。
核心素养
发展目标
烯烃的结构
一
1.烯烃的结构及命名
烯烃是含碳碳双键的烃类化合物。官能团的名称是 ,结构简式为 。烯烃只含有一个碳碳双键时,其通式一般表示为 。
碳碳双键
CnH2n(n≥2)
分子结构示意图
共价键 分子中的碳原子均采取 杂化,碳原子与氢原子间形成 键,两个碳原子之间形成双键(1个 键和1个 键)
空间结构 乙烯分子中的所有原子都位于 ,相邻两个键之间的夹角约为______
(1)乙烯的结构
sp2
σ
σ
π
同一平面
120°
(2)烯烃的结构
①共价键:碳碳双键两端的碳原子采取 杂化;其余具有四条单键的碳原子采取 杂化。烯烃中的共价键既有σ键,又有 键。
②空间结构:碳碳双键两端的碳原子以及与之相连的四个原子一定在
。
sp2
sp3
π
一个平面内
分子共线和共面的问题 烷基,双键和三键组合
CH2=CH—C≡CH分子共平面原子最多 个。
CH3−CH=CH−C≡C−CF3分子共平面原子最多 个。
解题策略
1.看清题目要求是“碳原子”还是“所有原子”,“一定”“可能” “最多”“共线”“共平面”等。
2.凡出现碳碳双键结构形式的原子共平面问题,以乙烯的结构为主体。
3.结构中每出现一个饱和碳原子,则所有原子不再共平面。
8
10
CH2=CH2
乙烯
CH2=CHCH3
丙烯
CH2=CHCH2CH3
1-丁烯
CH2=CHCH2CH2CH3
1-戊烯
烷基+双键组合: 分子共平面原子最多6+饱和碳原子数个
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(3)烯烃的命名
①命名方法
烯烃的命名与烷烃的命名相似,即遵循“长、多、近、简、小”原则。但不同点是主链必须含有 ,编号时起始点必须离 最近,写名称时必须标明 的位置。
碳碳双键
碳碳双键
官能团
回避含有多种取代基的有机物命名
1980版规则:不同取代基的书写顺序取决于组成原子的原子序数大小顺序
2017版规则:不同取代基的书写顺序取决于英文名称的首字母顺序
②命名步骤
碳碳双键
碳碳双键
如 的名称为
2,4,4−三甲基−3−乙基−2−戊烯
烯烃的性质
二
物理性质
(1)乙烯:纯净的乙烯为 、 的气体, 溶于水,密度比
空气的略 。
(2)烯烃:烯烃物理性质的递变规律与烷烃的相似。
①烯烃的沸点随分子中碳原子数的递增而逐渐 ,状态由气态
(常温下,碳原子数 时)到液态、固态。
②烯烃均 溶于水,液态烯烃的密度均比水 。
无色
稍有气味
难
小
升高
≤4
难
小
化学性质
燃烧氧化
燃烧通式为___________________________ 。
因烯烃中碳元素的质量分数较大,燃烧时常伴有 。
黑烟
烯烃中双键容易被氧化。其氧化反应随烯烃的结构、氧化剂、反应
条件的不同,氧化产物不同。
烯烃被氧化的部分 CH2= RCH=
氧化产物 CO2 RCOOH
碳碳双键的碳原子上,有2H生成CO2、有1H生成羧酸、无H生成酮
1.强氧化剂氧化
(1)酸性KMnO4溶液氧化
烯烃被酸性KMnO4溶液氧化的产物的对应关系:
(2)臭氧氧化
烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在的条件下水解,可得到醛或酮。
如
和
。
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的烃经过臭氧氧化后,在Zn存在下水解生成
,则该烃的结构简式为______。
3.已知烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在的条件下水解,可得醛或酮。如:
+R2−CHO,现有化学式为C8H16
的烯烃,它经臭氧氧化后,在Zn存在下水解只生成一种有机化合物。符合该条件的结构(不考虑立体异构)共有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
B
2.加成反应
试剂 乙烯 丙烯
溴 CH2==CH2+Br2―→____________ CH2==CHCH3+Br2―→
_______________
CH2BrCH2Br
CH2BrCHBrCH3
烯烃与卤素单质的加成反应不需条件,与其余物质的加成反应均需如催化剂等条件。
(1)单烯烃的加成
氯化氢 CH2= CH2+HCl―→ __________ CH2= CHCH3+HCl―→
_____________
CH2= CHCH3+HCl―→
_____________
水 CH2 =CH2+H2O
__________ CH2= CHCH3+H2O
______________
CH2= CHCH3+H2O
________________
CH3CH2Cl
CH2ClCH2CH3
CH3CHClCH3
CH3CHOHCH3
CH2OHCH2CH3
C2H5OH
研究发现,当不对称单烯烃与卤化氢发生加成反应时,通常“氢加到含氢多的不饱和碳原子的一侧”,即遵循马尔科夫尼科夫规则(简称马氏规则)。
不对称单烯烃的加成
CH3−CH= CH2+HBr
_____________
(主要产物)
_____________
(次要产物)
H多加H
1 mol某气态烃能与1 mol氯化氢发生加成反应,加成后的产物又可与7 mol氯气发生完全的取代反应,则该烃的结构简式为( )
A.CH2=CH2 B.CH3CH=CH2
C.CH3CH2CH=CH2 D.CH3CH2CH2CH=CH2
B
(2)二烯烃的加成
二烯烃是分子中含有 碳碳双键的烯烃。链状二烯烃的通式为 。
两个
CnH2n-2(n≥4)
两个双键在碳链中的不同位置
① C−C=C=C−C 累积二烯烃(不稳定)
② C=C−C=C−C 共轭二烯烃
③ C=C−C−C=C 孤立二烯烃
常见的有1,3-丁二烯CH2= CH−CH= CH2
资料卡片P36
①1∶1加成的两种方式
3-氯丙烯
1.已知共轭二烯烃可以发生1,2−加成及1,4−加成。据此推测,
2−甲基−1,3−丁二烯与Br2加成时不可能得到( )
A.
B.
C.
D.
D
2.萜品油烯可用于皂用香精的制备,也可用作防腐剂和工业溶剂,
其分子结构如图所示。下列有关萜品油烯的说法正确的是( )
A.分子式为C10H18
B.分子中含有3个手性碳原子
C.与氯气发生加成反应,生成的有机产物有3种(不考虑立体异构)
D.常温下为液体,且能溶于水
C
②二烯烃的全加成
CH2= CH−CH= CH2+2Br2―→___________________。
。
含活泼双键或三键的化合物(亲双烯体)与含共轭双键的化合物(双烯体)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,简称D-A反应,也称双烯合成
即狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder反应)
③双烯合成p85
德国有机化学家
德国有机化学家
乙烯与1,3-丁二烯发生的双烯烃加成反应
34
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室温下发生下列反应:
反应类型为__________。
加成反应
2
+
或
1. 有机物P( )常用于合成橡胶。
写出P与 发生Diels-Alder反应的化学方程式:
_____________________________________________。
CH2==C(CH3)C(CH3) ==CH2+
A.合成 的原料为 和
B.合成 的原料为 和‖
C.合成 的原料为 和‖
D.合成 的原料只能为 和
2. 下列判断正确的是 ( )
B
3.金刚烷是一种重要的化工原料,工业上可通过下列途径制备。下列说法中正 确的是( )
A.环戊二烯中的所有原子共平面
B.二聚环戊二烯的分子式为 C10H10
C.四氢二聚环戊二烯与金刚烷互为同分异构体
D.金刚烷的一氯代物有 3 种
C
3.加聚反应
① ;p132
氯乙烯
聚氯乙烯(PVC)
(1)单烯烃的加聚
p135
③
____________。
n
(2)二烯烃的加聚:
______________________。
天然橡胶( ) 是异戊二烯( )
的聚合物,可用于制造医用手套。
nCH2= CH−CH= CH2
[CH2−CH= CH−CH2]n
[CH2−C= CH−CH2]n
CH3
发生1,4−加聚反应得到_________________(填结构简式)
烯烃的
化学性质
归纳总结
氧化反应
可燃性:烯烃均可燃烧,发出明亮火焰,由于
其分子中的含碳量较高,所以在燃烧时会产
生黑烟
烯烃能被强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)氧化
加成反应
烯烃都能与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应
烯烃能使溴水褪色,常用于鉴别烷烃和烯烃
加聚反应:nR1− CH==CH−R2
烯烃的同分异构体
三
烯烃的同分异构体类型:
官能团异构、碳架异构、位置异构、立体异构。
1.烯烃的立体异构
(1)顺反异构现象
①定义:通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间 不同,产生顺反异构现象。
排列方式
②分类
两个相同的原子或原子团位于双键同一侧的称为 结构,两个相
同的原子或原子团位于双键两侧的称为 结构,例如顺-2-丁烯
和反−2−丁烯的结构简式分别是 。
顺式
反式
和
③产生顺反异构体的条件
a.具有碳碳双键;
b.组成双键的每个碳原子必须连接两个不同的原子或原子团。
(2)性质特点
顺反异构体的化学性质 ,物理性质有一定的 。
2.官能团异构
单烯烃与等碳的环烷烃互为同分异构体。如丁烯与环丁烷( )
或甲基环丙烷( )互为同分异构体。
基本相同
差异
写出戊烯的所有烯烃类的同分异构体的结构简式(不包括顺反异构),并说出书写方法。
提示 CH2==CH−CH2−CH2−CH3、CH3−CH==CH−CH2−CH3、
、 、 。
书写烯烃的同分异构体时,先写碳架异构,再写碳碳双键的位置异构,最后考虑顺反异构。
书写方法:先写碳架异构
C−C−C−C−C
,
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再写位置异构
C==C—C—C—C
C—C==C—C—C
(×)
,补齐H即可。
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(2)上述戊烯的同分异构体中具有顺反异构的是
_________________________,请写出其顺式结构和反式结构:_____。
提示 顺式结构为 ,反式结构为
CH3−CH==CH−CH2−CH3
50
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2.下列物质中不能形成顺反异构体的是( )
A.2−丁烯 B.2,3−二氯−2−丁烯
C.2−甲基−2−丁烯 D.1,2−二溴乙烯
C
3.已知 和 互为同分异构体,
则分子式为C3H5Cl的链状同分异构体有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
B
结构 CH2=CH−CH2−CH−CH3
名称 顺-2-丁烯 反-2-丁烯 4−甲基−1−戊烯
CH3
结构 CH2=CH−CH2−CH3 CH2=CH−CH2−CH2−CH3 CH=CH2
名称 1−丁烯 1−戊烯 氯乙烯
Cl
结构 CH2=CH−CH=CH2 CH2≡C−CH−CH2
名称 1,3−丁二烯 异戊二烯 3−甲基−1−丁炔
CH3
1.下列关于化合物 (x)、 (y)、
(z)的说法正确的是( )
A.x的名称是5−乙基−1,3,5−三己烯
B.1 mol y最多可以和3 mol H2发生加成反应
C.z中的所有碳原子均处于同一平面
D.x、y、z均可与酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液反应
D
2.2022年诺贝尔化学奖授予对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位
科学家。很多环加成反应是点击反应,如某Diels-Alder
反应: 。下列说法正确的是( )
A. 分子中所有原子可能共平面
B. 能与酸性高锰酸钾溶液和溴水反应,且原理相同
C.通过上述反应合成 ,所需反应物为 和
D. 的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
D
CnH2n+O2nCO2+nH2O
如:RCH==CH2RCOOH+CO2+H2O
②nCH2==CHCH3_______________;
$