有機化學(xué)學(xué)案導(dǎo)學(xué)：1.3.2烯烴與炔烴

第2課時烯烴與炔烴[目標(biāo)導(dǎo)航]1.了解烯烴、炔烴的命名原則，會用系統(tǒng)命名法命名分子中含有一個雙鍵或叁鍵的烯烴或炔烴。2.通過乙烯、乙炔的分子組成及結(jié)構(gòu)，學(xué)會烯烴、炔烴分子通式及結(jié)構(gòu)。3.通過乙烯、乙炔的性質(zhì)，對比掌握烯烴、炔烴的性質(zhì)。一、烯烴(炔烴)的命名1.選母體、稱某烯(炔)：如果官能團中沒有碳原子，則母體的主鏈必須包含與官能團相連接的碳原子，如果官能團含有碳原子，則母體的主鏈必須包含官能團上的碳原子。2.編號位、定支鏈：從距官能團最近的一端開始編號。如果官能團相距兩端一樣近，則從距離支鏈較近的一端開始編號。3.按規(guī)則、寫名稱：必須用阿拉伯?dāng)?shù)字注明官能團和支鏈的位置，并把它寫在主鏈名稱之前。其他規(guī)則同烷烴的命名。如：的系統(tǒng)名稱為2，4－二甲基－2－戊烯。【議一議】1.按要求回答烯烴、炔烴與烷烴命名方法的不同點。(1)主鏈選擇時“最長”意義有什么不同？答案烯烴或炔烴要求選擇含有碳碳雙鍵或叁鍵的最長碳鏈作為主鏈，也就是烯烴或炔烴選擇的主鏈不一定是分子中的最長碳鏈。(2)主鏈選擇時“最多”意義有什么不同？答案若烷烴存在多條等長(最長)碳鏈時，應(yīng)選擇含支鏈最多的碳鏈作為主鏈。若烯烴存在多條等長(最長且含雙鍵或叁鍵)碳鏈時，應(yīng)選擇含支鏈最多且含雙鍵或叁鍵的碳鏈作為主鏈。(3)編號定位時“最近”意義有什么不同？答案編號時，烷烴要求離支鏈最近，而烯烴或炔烴要求離雙鍵或叁鍵最近，保證雙鍵或叁鍵的編號最小。但如果兩端離雙鍵或叁鍵的位置相同，則從距離取代基較近的一端開始編號。(4)書寫時應(yīng)注意什么？答案必須在“某烯”或“某炔”前標(biāo)明雙鍵或叁鍵的位置。2.某烯烴的結(jié)構(gòu)簡式為，有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別將其命名：(甲)2－甲基－4－乙基－1－戊烯、(乙)2－異丁基－1－丁烯；(丙)2，4－二甲基－3－己烯；(丁)4－甲基－2－乙基－1－戊烯，你認(rèn)為哪一位同學(xué)命名是正確的，其余同學(xué)錯在何處？答案要注意烯烴的命名與烷烴命名的不同之處。①烯烴中主鏈的選取必須包含雙鍵在內(nèi)，這樣有可能主鏈并非分子中最長碳鏈；②對主鏈碳原子的編號是從離雙鍵較近一端開始，因而支鏈對編號并不起作用；③必須在書寫名稱時指出雙鍵位置。據(jù)此分析四位同學(xué)的命名，可看出，甲沒有選錯主鏈，但編號錯誤，乙、丙的主鏈選擇錯誤，丁的命名是正確的。二、烯烴的順反異構(gòu)1.產(chǎn)生原因由于碳碳雙鍵不能旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致分子中原子或原子團在空間的排列方式不同。2.存在條件每個雙鍵碳原子上連接了兩個不同的原子或原子團。3.異構(gòu)分類(1)順式結(jié)構(gòu)：兩個相同的原子或原子團排列在雙鍵的同一側(cè)。(2)反式結(jié)構(gòu)：兩個相同的原子或原子團分別排列在雙鍵的兩側(cè)。4.性質(zhì)特點化學(xué)性質(zhì)基本相同，物理性質(zhì)有一定的差異。熔點：－139.3℃－105.4℃沸點：4℃1℃相對密度：0.6210.604【議一議】烯烴均存在順反異構(gòu)嗎？下列圖示的Ⅰ式和Ⅱ式分別是某烯烴兩種順反異構(gòu)體的球棍模型和比例模型。你認(rèn)為哪種表示是順式結(jié)構(gòu)？哪種表示是反式結(jié)構(gòu)？答案不是。如果雙鍵一端連接相同的原子或原子團就不存在順反異構(gòu)。如CH3—CH=CH2。Ⅰ式是順式，Ⅱ式是反式。三、烯烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.烯烴：分子中含有碳碳雙鍵的一類脂肪烴。烯烴的官能團為碳碳雙鍵。分子中含有一個碳碳雙鍵的烯烴的通式：CnH2n(n≥2)；最簡單的烯烴是乙烯，其結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH2。2.烯烴的化學(xué)性質(zhì)(1)氧化反應(yīng)①烯烴CnH2n能燃燒生成CO2和H2O，試寫出其完全燃燒的化學(xué)方程式。②烯烴能(填“能”或“不能”)使酸性高錳酸鉀溶液退色。(2)加成反應(yīng)烯烴的官能團為CC，它能發(fā)生加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)，試以丙烯為例，寫出與Br2、H2、HCl發(fā)生加成反應(yīng)以及發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式。、CH3—CH=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CH3—CH2—CH3、、?！咀h一議】1.單烯烴的通式為CnH2n，符合該通式的烴都屬于單烯烴嗎？一定互為同系物嗎？答案不一定，可能屬于環(huán)烷烴。所以分子式符合通式CnH2n的烴不一定為同系物。2.乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液退色，二者的退色原理是否相同？答案二者退色原理不相同。乙烯使酸性高錳酸鉀溶液退色是發(fā)生了氧化反應(yīng)，高錳酸鉀將乙烯氧化成CO2，高錳酸鉀被還原；乙烯使溴的四氯化碳溶液退色是與單質(zhì)溴發(fā)生了加成反應(yīng)。3.有下列物質(zhì)，①CH2=CH—CH3②③CH3—CH2—CH2—CH3④己烷。它們的沸點由低到高的順序是什么？答案①②③④。4.有下列物質(zhì)：①CH3CH3②CH3—CH=CH2③CH≡CH④聚乙烯。其中能使溴水退色的有哪些？能使酸性KMnO4溶液退色的有哪些？既能發(fā)生取代反應(yīng)又能發(fā)生加成反應(yīng)的又有哪些？答案②③；②③；②。四、炔烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.炔烴：分子中含有碳碳叁鍵的一類脂肪烴。炔烴的官能團為碳碳叁鍵。分子中含有一個碳碳叁鍵的炔烴的通式：CnH2n－2(n≥2)，最簡單的炔烴是乙炔，其結(jié)構(gòu)簡式為CH≡CH。2.炔烴的化學(xué)性質(zhì)(1)氧化反應(yīng)①可燃性：炔烴燃燒的通式：。②能被氧化劑氧化：通入酸性KMnO4溶液中，溶液紫色退去。(2)加成反應(yīng)CH3C≡CH＋Br2→CH3CBr=CHBr；CHBr=CHBr＋Br2→CHBr2—CHBr2；CH≡CH＋HCleq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH2=CHCl__。(3)加聚反應(yīng)【議一議】1.如何除去CH4中的CH≡CH雜質(zhì)？答案CH4是烷烴，不能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，而CH≡CH可以，且產(chǎn)物為液體，留在溶液中，從而與CH4分離。注意除雜時不能用酸性KMnO4溶液，因為被KMnO4氧化后生成CO2，使氣體中引入新雜質(zhì)。故可將混合氣體通入溴的四氯化碳溶液（或溴水）中。2.乙炔燃燒應(yīng)注意的問題及應(yīng)用是什么？答案（1）乙炔與空氣混合后遇明火會發(fā)生爆炸，點燃乙炔前必須先進行驗純。（2）氧炔焰溫度可達3000℃以上，可用氧炔焰來焊接或切割金屬。3.試寫出由乙炔制取聚氯乙烯塑料的化學(xué)方程式，并注明反應(yīng)類型。答案制取聚氯乙烯，需氯乙烯，氯乙烯可由乙炔與HCl加成得到。具體如下：CH≡CH＋HCleq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH2=CHCl加成反應(yīng)加成聚合反應(yīng)（或加聚反應(yīng)）。一、烷烴、烯烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)比較1.結(jié)構(gòu)特點與化學(xué)性質(zhì)比較烷烴烯烴通式CnH2n＋2（n≥1）CnH2n（n≥2）結(jié)構(gòu)特點①全部單鍵②鏈狀，飽和①含一個碳碳雙鍵②鏈狀，不飽和代表物及其空間結(jié)構(gòu)CH4正四面體結(jié)構(gòu)CH2=CH2平面分子，鍵角120°化學(xué)性質(zhì)取代反應(yīng)光照，鹵代加成反應(yīng)不能發(fā)生能與H2、X2、HX、H2O、HCN等發(fā)生加成反應(yīng)氧化反應(yīng)燃燒火焰較明亮燃燒火焰明亮，帶黑煙不與KMnO4酸性溶液反應(yīng)使KMnO4酸性溶液退色加聚反應(yīng)不能發(fā)生能發(fā)生鑒別溴水不退色，KMnO4酸性溶液不退色溴水退色；KMnO4酸性溶液退色【特別提醒】符合通式CnH2n＋2的物質(zhì)一定是烷烴，但是符合通式CnH2n的物質(zhì)不一定是烯烴，也可能是環(huán)烷烴。2.含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（C）隨n（C）增大，烷烴w（C）增大，但總小于85.7%；烯烴w（C）不變，總約等于85.7%。3.烷烴分子中的碳碳單鍵和碳?xì)滏I中通常碳碳單鍵不易斷裂，所以常發(fā)生C—H鍵斷裂（即取代反應(yīng)）。在高溫時才發(fā)生碳碳單鍵斷裂（即裂化或裂解反應(yīng)）。烯烴分子中碳碳單鍵、碳?xì)滏I和碳碳雙鍵中，碳碳雙鍵中有一個鍵易斷裂，所以容易發(fā)生氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)。4.理解有機反應(yīng)時，要注意反應(yīng)的條件、類型及量的關(guān)系。如：烷烴與溴蒸氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，而烯烴卻能與Br2（純溴或溴水）在常溫下發(fā)生加成反應(yīng)。例1既可以用來鑒別乙烷和乙烯，又可以用來除去乙烷中混有的乙烯，以得到純凈乙烷的方法是（）A.通過足量的NaOH溶液B.通過足量的溴水C.在Ni催化、加熱條件下通入H2D.通過足量的KMnO4酸性溶液解析乙烷是飽和烴，不與溴水及KMnO4酸性溶液反應(yīng)（不能使它們退色，而乙烯能）。乙烯通過溴水時，與Br2發(fā)生加成反應(yīng)生成的1，2－二溴乙烷（液態(tài)）留在溴水中，B方法可行；而乙烯通過KMnO4酸性溶液，有氧化生成的CO2逸出，這樣乙烷中乙烯雖被除去，卻混入了CO2，D法不可行；C法也不可取，因為通入的H2的量不好控制，少了，不能將乙烯全部除去，多了，就會使乙烷中混有H2，而且反應(yīng)條件要求高；由于乙烯與NaOH溶液不反應(yīng)，故A法不可取。答案B【解題反思】（1）烯烴與烷烴（或環(huán)烷烴）的鑒別：烷烴和環(huán)烷烴屬于飽和烴，不能使KMnO4（H＋）溶液或Br2的CCl4溶液退色，而烯烴能使它們退色。因此可以用溴水（或溴的CCl4溶液）和KMnO4（H＋）溶液鑒別烯烴與烷烴（或環(huán)烷烴）。（2）除去氣態(tài)烷烴（環(huán)烷烴）中的乙烯：可以用溴的CCl4溶液（或溴水），使生成的溴代烷溶于溶液中（或變?yōu)橐簯B(tài)）。不可用KMnO4（H＋）溶液，因為KMnO4（H＋）把乙烯氧化為CO2，從而引入新的雜質(zhì)。（3）除雜要求：所含雜質(zhì)與選擇的試劑能充分反應(yīng)，生成物易分離，且不引入新的雜質(zhì)。變式訓(xùn)練1下列關(guān)于乙烯和乙烷相比較的說法中，不正確的是（）A.乙烯屬于不飽和鏈烴，乙烷屬于飽和鏈烴B.乙烯分子中所有原子處于同一平面上，乙烷分子則為立體結(jié)構(gòu)，原子不在同一平面上C.乙烯分子中的碳碳雙鍵和乙烷分子中的碳碳單鍵相比較，雙鍵的鍵能大，鍵長長D.乙烯能使KMnO4酸性溶液退色，乙烷不能答案C解析A、B、D均為正確的描述；因為碳碳雙鍵鍵能比碳碳單鍵鍵能大，從而決定鍵長要短一些，故C項是錯誤的。二、烯烴、炔烴的聚合反應(yīng)1.發(fā)生加聚反應(yīng)的小分子（也稱為單體）必須是不飽和化合物。2.由于不同的聚乙烯分子中的n值不一定相同，所以聚乙烯等高分子化合物一般是混合物。3.書寫聚合物的簡單方法，即是將雙鍵打開，寫在方括號上，方括號必須要緊靠雙鍵原子。【例2】下列說法正確的是（）A.聚乙炔、聚乙烯都是不飽和烴B.聚乙烯為純凈物C.乙烯制取聚乙烯的反應(yīng)為D.乙烯和聚乙烯都能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)解析聚乙炔為不飽和烴，而聚乙烯為飽和烴，A錯；聚乙烯中n值不一定相同，為混合物，B錯；乙烯含有碳碳雙鍵，能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)，但聚乙烯的結(jié)構(gòu)單元為—CH2—CH2—，不能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)，D錯。答案C【解題反思】（1）高分子化合物均為混合物。（2）在高分子化合物中若不存在，則該高分子化合物不能發(fā)生加成反應(yīng)，否則能發(fā)生加成反應(yīng)，如。變式訓(xùn)練2兩分子乙炔反應(yīng)得到乙烯基乙炔（CH2=CH—C≡CH），該物質(zhì)是合成橡膠的重要原料，下列關(guān)于該物質(zhì)的判斷錯誤的是（）A.該物質(zhì)既是H2C=CH2的同系物，又是HC≡CH的同系物B.該物質(zhì)既能使酸性KMnO4溶液退色，又能使溴水退色C.該物質(zhì)與足量的H2加成后，只能生成一種物質(zhì)D.該物質(zhì)經(jīng)加成、加聚反應(yīng)后的產(chǎn)物是氯丁橡膠（）的主要成分答案A解析乙烯基乙炔分子中既有又有—C≡C—，根據(jù)同系物概念，A錯誤；該物質(zhì)分子中含不飽和鍵，既能使酸性KMnO4溶液退色，又能使溴水退色，B正確；該物質(zhì)加氫后只生成正丁烷，C正確；D項中H2C=CH—C≡CH與HCl在叁鍵處發(fā)生加成反應(yīng)生成，發(fā)生加聚反應(yīng)生成的是氯丁橡膠的主要成分，D正確。1.制取較純凈的一氯乙烷最好采用的方法是（）A.乙烷和氯氣反應(yīng) B.乙烯和氯氣反應(yīng)C.乙烯和氯化氫反應(yīng) D.乙烷通入濃鹽酸答案C解析乙烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯乙烷、二氯乙烷等多種有機產(chǎn)物，產(chǎn)物不純，A錯誤；乙烯和氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成，B錯誤；乙烯和氯化氫加成生成CH3CH2Cl，C正確；乙烷通入濃鹽酸不反應(yīng)，D錯誤。2.某烷烴的各種同分異構(gòu)體中，主鏈上有4個碳原子的只有兩種結(jié)構(gòu)，則含有相同碳原子數(shù)且主鏈上也有4個碳原子的烯烴（只含一個碳碳雙鍵）的同分異構(gòu)體有（）A.2種 B.3種C.4種 D.5種答案C解析主鏈為4個碳原子的烷烴，其支鏈只能是甲基，不可能是乙基，否則主鏈超過4個碳原子。主鏈為4個碳原子的烷烴，支鏈數(shù)最多4個，當(dāng)支鏈上甲基數(shù)分別為1、3、4時均不存在同分異構(gòu)體，只有當(dāng)支鏈上甲基數(shù)為2個時才有兩種同分異構(gòu)體，因此該烷烴共有6個碳原子。含有6個碳原子同分異構(gòu)體，因此該烷烴共有6個碳原子。含有6個碳原子、主鏈上有4個碳原子的烯烴有如下四種結(jié)構(gòu)：、、、。3.有八種物質(zhì)：①甲烷、②苯、③聚丙烯、④聚1，3丁二烯、⑤2丁炔、⑥環(huán)己烷、⑦乙烯，既能使酸性KMnO4溶液退色，又能使溴的CCl4溶液退色的是（）A.③④⑤⑥⑦ B.④⑤⑥C.④⑤⑦ D.③④⑤答案C解析下表中用“√”表示退色，用“×”表示不退色物質(zhì)①②③④⑤⑥⑦KMnO4（H＋）溶液×××√√×√溴的CCl4溶液×××√√×√4.催化加氫可生成3－甲基己烷的是（）答案C解析3－甲基己烷的結(jié)構(gòu)簡式是。A加成生成3－甲基庚烷，B加成生成3－甲基戊烷，C加成生成3－甲基