1、高二化学 脂肪烃(一)甲烷及烷烃的性质一甲烷性质实验1:将充有甲烷和氯气的混合物气体的试管倒扣在装有饱和食盐水的水槽中,光照。反应现象:_反应方程式:_高考拓展:由于卤代反应生成一卤、二卤、多卤的复杂混合物,所以在有机合成中很少用此法制取卤代烃。少数利用此反应制卤代烃的例子:制CCl 4的方法:将氯气过量,制CH 3Cl的方法:将甲烷过量。制一氯环己烷的方程式:_二、烷烃的熔沸点变化规律1、烷烃分子中的碳原子数为 n,当 n _时,物质在常温下呈气态。 2、如果碳原子数相同,支链越多,沸点_。例如:正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点由高到低的顺序是_3、烷烃的化学性质燃烧反应液态,证明 CH4 分子
2、的空间结构液态,溶剂、医疗上的麻醉剂液态,溶剂、消防上的灭火剂甲烷物理性质化学性质状态密度溶解性无色、无味的气体比空气轻(0.717gL -1) M(CH 4)=16mol -1难溶于水氧化反应取代反应受热分解CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O点燃CH4 + Cl2 HCl + CH3Cl光CH3Cl + Cl2 HCl + CH2Cl2光CH2Cl2 + Cl2 HCl + CHCl3光CHCl3 + Cl2 HCl + CCl4光气态CH4 C + 2H2高温 用作燃料,合成氨工业用于橡胶工业的原料等用通式表示出烃 CxHy 在氧气中燃烧的化学反应方程式:_4、耗氧量的比较(1)等物
3、质的量的烃 CxHy 在燃烧时耗氧量的比较,_越大,耗氧量越大。例:有甲烷 乙烷 丙烷 丁烷等一系列烷烃,相同状况下,等体积的上述气态烃,充分燃烧消耗氧气的量由多到少的顺序是_;生成 CO2的物质的量由多到少的顺序是_;生成水的物质的量由多到少的顺序是_。(2)等质量的烃 CxHy 在充分燃烧时耗氧量的比较,_越大,耗氧量越大。分析:根据燃烧反应:C + O2 = CO2 2H2 + O2 = 2H2O得出:相同质量的 C 和 H2,燃烧时消耗氧气的质量之比为_。例:有甲烷 乙烷 丙烷 丁烷等一系列烷烃,相同状况下,等质量的上述气态烃,充分燃烧消耗氧气的量由多到少的顺序是_;生成 CO2的物质
4、的量由多到少的顺序是_;生成水的物质的量由多到少的顺序是_。(二)乙烯及烯烃的性质一、烯烃的性质1乙烷和乙烯的组成、结构与性质的比较乙烷 乙烯分子式 C2H6 C2H4结构式原子的连接方式 空间构型文字描述键型 CC(单键) C=C(双键)键长/pm碳碳键键 参数键能/kJmol -1反应类型2乙烯的物理性质(1)色态:乙烯是一种_、_ 的气体(2)密度:乙烯的密度与相同条件下的空气相比,_。由此推断是否可用排空气法收集乙烯?_。(3)水溶性:乙烯_ 溶于水。乙烯的收集方法可以是_。3乙烯的化学性质(1)_ 反应实验 1-1 将制得的乙烯通入溴水中,可观察到的现象是_ 。实验 1-2 将制得的
5、乙烯通入溴的 CCl4 溶液中,可观察到的现象是 _。上述实验中发生反应的化学方程式可表示为:CHHHCHCHHH120CCHHH109.5H_。思考:请根据乙烯与溴的 CCl4 溶液反应时所表现出的结构与性质的相互关系,写出乙烯与下列物质反应时的化学反应方程式。H 2 、 Cl 2(g)、HBr 、H 2O 、氯水(HO-Cl)H 2 (Ni 做催化剂)_。Cl 2_。HBr (催化剂)_。H 2O( H+ 催化剂)_。氯水(HO-Cl)_。(2)乙烯的氧化反应实验 2 向酸性高锰酸钾溶液中通入乙烯,可观察到酸性高锰酸钾溶液变为_。实验 3 点燃经过验纯后的乙烯,现象是_。反应的化学方程式为
6、_。(3)加聚反应乙烯在催化剂作用下会发生加聚反应,化学反应方程式:_二、烯烃的组成与结构(1)烯烃的组成基本结构特征:含有 C=C 双键组成通式:_(C、H 元素的质量分数不随分子中碳原子数的变化而改变)思考:满足 CnH2n 通式的是否一定是烯烃?_(2 ) 物理性质:递变(熔沸点随碳原子数的增加而逐渐升高 与烷烃相似)(3 ) 化学性质:相似(兼顾分子的对称性)根据乙烯与有关物质反应的特点,以丙烯为例,写出丙烯与下列物质反应的化学方程式。与溴的 CCl4 溶液反应:_ ;与氢气反应:_;与 HBr 反应:_;加聚反应: _;三、烯烃的同分异构现象与命名1、 烯烃的构造异构(C 原子的连接
7、方式不同)烃的类别 烷烃 烯烃异构类型 碳链的骨架异构 双键的位置异构命名CH3CH2CH2CH2CH3CH3 CHCH2 CH3CH3C5CH3 CCH3CH3CH3例: 是烯烃与氢气加成后的产物,这种烯烃可能有_种结构。写出烯烃的结构简式:_2、烯烃的构型异构 (C 原子的连接方式相同)由于 C=C 双键的旋转受阻,使得 C 原子在空间的位置出现差异产生的异构现象CH3CH=CHCH2CH3 2-戊烯CCHCH2CH3H3CHCCCH2CH3HH3CH思考:下列烯烃,哪些存在顺反异构?_乙ababCC甲abacCC丙aabcCC丁abdcCCCH2CH3CH3 3C(H3)总结:满足什么类
8、型的烯烃有顺反异构_【巩固练习】1通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是( )A石油的产量 B乙烯的产量 C合成纤维的产量 D硫酸的产量2下列物质反应可以制取较纯净的溴乙烷的是( ) A乙烯与溴化氢 B乙烷与溴蒸气光照 C乙烯通入溴水 D乙烷通入溴水3将下列气体通入溴水中,会使溴水褪色的是( )A甲烷 B乙烷 C乙烯 D二氧化硫4下列各组试剂中,可用于鉴别乙烯和乙烷的是( )A溴水 B酸性高锰酸钾溶液 C硫酸 D水5可以说明乙烯结构不饱和性的是( )A可以在空气中燃烧 B在降温条件下加压可以液化C能发生加成反应并使溴水褪色 D隔绝空气加热,在高温下分解产生 C 和 H26等质量的下
9、列各烃在氧气中充分燃烧,消耗氧气的量最小的是( )A甲烷 B乙烷 C乙烯 D丙烷7下列烷烃中,不可能由烯烃通过加成反应而制得的是( )A正戊烷 B异戊烷 C新戊烷 D甲烷8下列物质在与 HBr 加成时,不会产生同分异构体的是( )A乙烯 B丙烯 C1- 丁烯 D2- 丁烯9下列物质与 HBr 在催化剂作用下,发生加成反应,可以得到多种不同产物的是( )A乙烯 B丙烯 C2- 丁烯 D2,2-二甲基-2- 丁烯10下列各分子中,所有碳原子不能共存于同一平面的是( )A丙烯 B丙烷 C1- 丁烯 D2- 丁烯11丙烯在一定条件下发生加聚反应的产物是( )CH2CH3n CH2CH2CH2nCHCH
10、CH2n CH2CHCH3n(A) (B)(C) (D)12烯烃在一定条件下发生反应时,C=C 双键发生断裂, RCH=CHR可以氧化成RCOH和 R COH。在该条件下,下列烯烃分别被氧化后,产物中可能有 CH3 COH的是( )ACH 3CH=CH(CH2)2CH3 BCH 2=CH(CH2)2CH3C CH3CH=CHCH=CHCH3 DCH 3CH2CH=CHCH2CH313已知乙烯分子呈平面结构,且由于 C=C 不能旋转,因此 1,2- 二氯乙烯可以形成和 两种不同的空间异构体。下列各物质中,能形成类似上述两种空间异构体的是( )A1 ,1-二氯乙烯 B丙烯 C2- 丁烯 D1-丁烯
11、14下列气态烃的混合物,无论以何种比例混合,燃烧1 g 此混合物时消耗氧气的量不发生改变的是( )CHlHCl CCllHHA乙烷和乙烯 B甲烷和丙烷 C乙烯和丙烯 D丁烷和异丁烷15下列各组烃中,所取质量一定时,无论以怎样的物质的量之比混合,燃烧生成的 CO2 为一定值的是( )A乙烯、丙烯 B甲烷、乙烷 C丙烯、丙烷 D丙烷、丁烯16 在烯烃的同系物分子中,有这样一类分子,在其分子结构中存在着这样一个平面,其中包含有最多的碳原子,在该平面中碳原子的排列方式为:_,此类烯烃至少需含有_个碳原子,该化合物的名称为 _。17 ( 1)在 120、101kPa 条件下,某气体的混合物,在足量的空气
12、中燃烧,在相同条件下,燃烧前后的气体体积保持不变。则混合气体的成分可能是A甲烷和乙烷 B乙烷和乙烯 C甲烷和乙烯 D丙烷和氢气(2 )若 1L 的上述混合气体可与 2.6L 的氧气完全反应,则此混合气体中各成分的物质的量之比为_。(三)乙炔和炔烃的性质一、乙炔的性质1乙炔的物理性质(1)色态:乙炔是一种_、_ 的气体(2)密度:乙炔的密度稍轻于相同条件下的空气,所以收集乙炔的方法是_。(3)水溶性:乙炔_溶于水。2乙炔的化学性质(1)_ 反应实验 1 将制得的乙炔通入溴的 CCl4 溶液中,可观察到的现象是 _。请写出实验 1 中的分步反应的化学方程式:_、_。以上过程的反应类型为_。思考:请
13、根据乙炔和乙烯的结构特点,用类比的方法写出乙炔与下列物质反应的化学方程式。(1)乙炔与氢气逐步加成,直至生成乙烷。_、_。(2) 乙炔与等物质的量的 HCl 加成,其加成产物继续反应生成高分子化合物。_、_。(2)乙炔的氧化反应实验 2 向酸性高锰酸钾溶液中通入乙炔,可观察到酸性高锰酸钾溶液变为_。实验 3 点燃经过验纯后的乙炔,现象是 _。反应的化学方程式为_。3乙炔的实验室制法(1)反应原理(电石和水反应可制得乙炔)_。(2)反应装置特点(反应强烈放热,且反应过程中,电石迅速_,所以不能使用制取 CO2 或 H2 的简易装置或启普发生器)(3)反应速度的控制实验过程中可观察到反应速率很快,
14、为了有效地控制反应速率,本实验中采取的方法是_;_,请从反应速率的影响因素的角度说明这样做的目的是_。(4)反应产生气体中含有杂质气味的原因实验中产生的气体有一种特殊的难闻臭味,这是因为电石中含有 CaS、Ca 3P2 (离子型化合物)等,经水解生成_和_而使 C2H2 带有异味。【巩固练习】1在下列反应中产生气体的密度比空气轻的是( )A电石与水 B铜片与浓硝酸 C大理石与稀盐酸 D锌与稀硫酸2可用于鉴别甲烷和乙炔的实验方法是( )A酸性高锰酸钾溶液 B闻气味 C观察颜色 D通入溴水3 具有单双键交替长链(如: )的高分子有可能成为导电塑料。2000CHCHHCHCH年诺贝尔(Nobel)化
15、学奖即授予开辟此领域的 3 位科学家。下列高分子中可能成为导电塑料的是( ) A聚乙烯 B聚丁烯 C聚乙烯 D聚乙炔4据报道,近来发现了一种新的星际分子氰基辛炔,其结构式为:HC CCCCCCCCN。对该物质判断正确的是( )A晶体的硬度与金刚石相当 B能使酸性高锰酸钾溶液褪色C不能发生加成反应 D可由乙炔和含氮化合物加聚制得5 1995 年,美国教授 Lagow 称他已制得了碳的第四种同素异形体链式炔碳:CC CC CC该物质的一个分子中含 300500 个碳原子,性质很活跃。估计该链式炔碳( )A熔点比金刚石高 B是一种高分子化合物C在一定条件下可吸收大量氢气 D属多元炔烃6 p mol C2H4 在密闭容器中加强热分解,达平衡时生成 m molC2H2 和 n molH2。将平衡混合气体完全燃烧生成水和二氧化碳,要消耗氧气( )A B C Dmoln)3olnp23(olp3moln)3(7等质量的下列各烃,在氧气中充分燃烧,消耗氧气的量最多的是( )ACH 4 BC 2H6 CC 2H4 DC 2H2