高中化學(xué)新人教版必修第二冊第7章第2節(jié)乙烯與有機高分子材料第2課時課件4

第2課時烴

一、烴1.烴的概念:僅含_______兩種元素的有機化合物稱為碳氫化合物,也稱為烴。2.烴的分類必備知識·自主學(xué)習(xí)碳和氫3.乙炔乙炔是最簡單的炔烴,其分子組成及結(jié)構(gòu)如下表:分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式電子式空間構(gòu)型_________________________________直線形C2H2H—C≡C—HHC≡CH【自主探索】(1)(前后串聯(lián))根據(jù)甲烷、乙烯燃燒時的煙的特點,分析乙炔在空氣中燃燒時的現(xiàn)象?提示:伴有濃烈的黑煙。相對甲烷和乙烯,乙炔的含碳量很高,燃燒不完全時生成炭而產(chǎn)生黑煙。(2)(教材二次開發(fā))丙炔(CH≡C—CH3)分子中最少有幾個原子在同一條直線上?最多有幾個原子在同一條直線上?提示:丙炔的結(jié)構(gòu)簡式為CH3—C≡CH,最多和最少都只有4個原子在同一條直線上。(1)鏈狀烷烴、烯烴和炔烴的通式有何區(qū)別?提示:相對鏈狀烷烴,烯烴多了一個雙鍵,也就少了兩個氫原子。炔烴分子中有一個三鍵,比烯烴又少了兩個氫原子,它們的通式分別為CnH2n+2和CnH2n、CnH2n-2。(2)(前后串聯(lián))書寫鏈狀烷烴、烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu)簡式都可以將所有的碳碳鍵省略嗎?提示:碳碳單鍵可以省略,烯烴中的碳碳雙鍵以及炔烴中的碳碳三鍵不能省略。二、苯與芳香族化合物1.苯苯是芳香烴的母體,其分子組成及結(jié)構(gòu)如下表:分子式結(jié)構(gòu)簡式化學(xué)鍵空間構(gòu)型__________或______6個碳原子之間的化學(xué)鍵_________6個碳原子和6個氫原子在同一平面上C6H6完全相同2.苯、芳香烴和芳香族化合物的關(guān)系【自主探索】苯的結(jié)構(gòu)簡式為,由此能說明苯是碳碳單鍵與碳碳雙鍵交替的結(jié)構(gòu)嗎?可以利用什么試劑驗證?提示:苯分子并不是碳碳單鍵與碳碳雙鍵交替的結(jié)構(gòu)?？梢岳娩宓乃穆然既芤候炞C,苯不能使其褪色,證明不含碳碳雙鍵。關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識點一烷烴、烯烴和炔烴的比較

烷烴烯烴炔烴活動性較穩(wěn)定較活潑較活潑取代反應(yīng)能夠被鹵素取代加成反應(yīng)不能發(fā)生能與H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表鹵素原子)氧化反應(yīng)淡藍色火焰燃燒火焰明亮,有黑煙燃燒火焰明亮,有濃煙不與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)能使酸性高錳酸鉀溶液褪色加聚反應(yīng)不能發(fā)生能發(fā)生鑒別不能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色【合作探究】(1)(思維升華)已知乙炔的化學(xué)性質(zhì)與乙烯相似。試寫出乙炔與溴加成的化學(xué)方程式。(宏觀辨識與微觀探析)提示:CH≡CH+Br2; +Br2

(2)結(jié)合乙烷、乙烯和乙炔的化學(xué)性質(zhì),分析不同的碳碳鍵對有機物的性質(zhì)的影響。提示:碳碳單鍵有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),典型反應(yīng)是取代反應(yīng);碳碳雙鍵中有一個化學(xué)鍵易斷裂,典型反應(yīng)是氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng);碳碳三鍵中有兩個化學(xué)鍵易斷裂,典型反應(yīng)是氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)?！镜淅痉丁?/p>

【典例】(2020·太原高二檢測)下列反應(yīng)無論怎樣調(diào)整反應(yīng)物的用量都只能生成一種物質(zhì)的是 (

)A.甲烷和氯氣混合后光照發(fā)生反應(yīng)B.乙烯與氯化氫的加成反應(yīng)C.甲烷在氧氣中燃燒D.乙炔和氯氣的加成反應(yīng)【解題指南】解答本題應(yīng)該注意以下2點:(1)烷烴的取代反應(yīng)中氫原子逐步被取代,并且是各步反應(yīng)同時進行;(2)碳碳三鍵中有2個化學(xué)鍵活潑,都可以發(fā)生加成反應(yīng)?！窘馕觥窟xB。甲烷與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)可得到多種氯代產(chǎn)物;甲烷在氧氣中燃燒生成CO2(不完全燃燒生成CO)、H2O;乙炔與Cl2加成反應(yīng)可以得到 或;乙烯與HCl加成反應(yīng)只生成CH3CH2Cl?！灸割}追問】(1)上題A項的反應(yīng)產(chǎn)物中最多的是______。

提示:HCl。每取代一個氫原子就生成一個HCl分子。(2)若將B項中的乙烯換為1-丁烯(CH2====CHCH2CH3),產(chǎn)物是________種(不含立體異構(gòu))。

提示:2種。分別為CH2ClCH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH3?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.下列關(guān)于烷烴與烯烴的性質(zhì)及反應(yīng)類型的對比中正確的是 (

)A.烷烴只含有飽和鍵,烯烴只含有不飽和鍵B.烷烴不能發(fā)生加成反應(yīng),烯烴只能發(fā)生加成反應(yīng)C.通式為CnH2n+2的一定是烷烴,通式為CnH2n的一定是烯烴D.烷烴與烯烴相比,發(fā)生加成反應(yīng)的一定是烯烴【解析】選D。烯烴中也可能含飽和鍵,如CH3—CH====CH2,A錯;烯烴除發(fā)生加成反應(yīng)外還易被氧化,B錯;符合通式CnH2n的不一定是烯烴,如環(huán)丙烷,C錯;D項正確。2.某烴在通常狀況下是氣體,相對分子質(zhì)量為42。(1)該烴的化學(xué)式是________,結(jié)構(gòu)簡式是________或__________________。

(2)證明該烴的分子里含有碳碳雙鍵(C====C)的簡單實驗方法、現(xiàn)象和結(jié)論是_____________________________________________________________。

(3)如果該烴也能像乙烯一樣發(fā)生加聚反應(yīng),生成新物質(zhì),寫出該加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式(可不寫反應(yīng)條件)________________________________。

【解析】(1)42÷14=3,則該烴的分子里含有3個CH2原子團,化學(xué)式為C3H6。由化學(xué)式C3H6和烯烴的概念自然能想到它的結(jié)構(gòu)簡式CH2====CH—CH3。再想,如果將C====C鍵變?yōu)镃—C鍵,使余出的一條“—”將“CH2”和“CH3”的C原子連接起來,就“創(chuàng)造”出一種新的分子,CH2====CH—CH3的同分異構(gòu)體:。(2)含有碳碳雙鍵(C====C)的物質(zhì),化學(xué)性質(zhì)與乙烯相似,在通常狀況下就容易使溴水或溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液等褪色。這些液體都是常用的、理想的碳碳雙鍵(C====C)的鑒定劑。(3)由加聚反應(yīng)的生成物的結(jié)構(gòu)簡式可知,這是CH2====CH—CH3發(fā)生加聚反應(yīng),反應(yīng)物里斷裂的化學(xué)鍵是碳碳雙鍵(C====C)里的某一個。答案:(1)C3H6

CH2====CH—CH3

(2)將該氣體通入酸性高錳酸鉀溶液,觀察現(xiàn)象。如果酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明該烴分子里含有碳碳雙鍵(3)【加固訓(xùn)練】1.下列關(guān)于乙炔性質(zhì)的敘述中,既不同于乙烯又不同于乙烷的是 (

)A.能燃燒生成二氧化碳和水B.能發(fā)生加成反應(yīng)C.能使酸性KMnO4溶液褪色D.能與氯化氫反應(yīng)生成氯乙烯【解析】選D。乙烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)簡式分別為CH3CH3、CH2====CH2、CH≡CH,它們都能燃燒生成二氧化碳和水。CH2====CH2、CH≡CH都能發(fā)生加成反應(yīng),都能與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化反應(yīng),而CH3CH3屬于飽和烴,不具有這樣的性質(zhì)。CH3CH3與HCl不反應(yīng),CH2====CH2和HCl反應(yīng)生成CH3CH2Cl,而CH≡CH和HCl反應(yīng)生成CH2====CHCl,這是乙炔不同于乙烷和乙烯的性質(zhì)?！獸是幾種烴的分子球棍模型(如圖),據(jù)此回答下列問題:(1)常溫下含碳量最高的氣態(tài)烴是________(填字母)。(2)A～E能夠發(fā)生加成反應(yīng)的烴有________種。(3)一氯代物種類最多的是________(填寫字母)。(4)互為同系物的是________(填寫字母);所有原子都在同一平面上的是__________(填寫字母)。(5)寫出D與氯化氫1∶1發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____(不必注明反應(yīng)條件)?！窘馕觥坑汕蚬髂Ｐ涂芍狝為CH4,B為C2H6,C為CH2====CH2,D為HC≡CH,E為CH3CH2CH3,F為苯。(1)含碳量最高的為乙炔和苯,常溫下乙炔為氣體,苯為液體。(2)A～E能夠發(fā)生加成反應(yīng)的烴有乙烯和乙炔。(3)A～F分別含有等效氫個數(shù)為1、1、1、1、2、1,故一氯代物種類最多的是E;(4)CH4、C2H6、CH3CH2CH3互為同系物;乙烯、苯所有原子共平面,乙炔共直線。答案:(1)D

(2)2

(3)E

(4)A、B、E

CDF(5)HC≡CH+HCl知識點二烴的燃燒的規(guī)律

1.烴完全燃燒前后氣體體積的變化規(guī)律CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(1)燃燒后溫度高于100℃時,水為氣態(tài):ΔV=V后-V前=-1。y=4時,ΔV=0,體積不變;y>4時,ΔV>0,體積增大;y<4時,ΔV<0,體積減小。(2)燃燒后溫度低于100℃時,水為液態(tài):ΔV=V前-V后=1+,體積總是減小。(3)無論水為氣態(tài),還是液態(tài),燃燒前后氣體體積的變化都只與烴分子中的氫原子數(shù)有關(guān),而與烴分子中的碳原子數(shù)無關(guān)。2.烴完全燃燒時消耗氧氣量的規(guī)律(1)相同條件下,等物質(zhì)的量的烴完全燃燒時,(x+)值越大,耗O2量越多。(2)質(zhì)量相同的烴,其中氫的百分含量(或值)越大,耗O2量越多。(3)1mol烴每增加一個CH2,耗O2量增加1.5mol。(4)1mol含相同碳原子數(shù)的鏈狀烷烴、烯烴,耗O2量依次減少0.5mol。3.質(zhì)量相同的烴,值越大,則生成CO2的量越多;值相等,則生成CO2和H2O的量也相等?！疽?guī)律方法】有機物燃燒的其他規(guī)律(1)碳的質(zhì)量分數(shù)相同的有機物(最簡式可以相同,也可以不同),只要總質(zhì)量一定,以任意比混合,完全燃燒后生成的CO2的量總是一個定值。(2)不同的有機物完全燃燒時,若生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量之比相同,則它們分子中C原子與H原子的個數(shù)比也相同。(3)含碳量的高低與燃燒現(xiàn)象的關(guān)系:含碳量越高,燃燒現(xiàn)象越明顯,表現(xiàn)在火焰越明亮,黑煙越濃?！竞献魈骄俊?.(思維升華)等質(zhì)量的不同烯烴完全燃燒所消耗的氧氣是否相同?提示:相同。烯烴的通式為CnH2n,氫原子個數(shù)與碳原子個數(shù)的比值都為2,故等質(zhì)量的不同烯烴完全燃燒所消耗的氧氣相同。2.等質(zhì)量的鏈狀烷烴完全燃燒所消耗的氧氣隨碳原子個數(shù)的增加如何變化?提示:質(zhì)量相同的烴,其中氫的百分含量越大,耗O2量越多,鏈狀烷烴隨碳原子個數(shù)的增加,氫的百分含量逐漸減小,故耗O2量逐漸減小,甲烷是鏈狀烷烴中氫的百分含量最大的,等質(zhì)量鏈狀烷烴中甲烷耗O2量最大?！镜淅痉丁?/p>

【典例】amL三種氣態(tài)烴的混合物與足量的氧氣混合點燃爆炸后,恢復(fù)到原來的狀態(tài)(常溫常壓),體積共縮小2amL。則三種烴可能是 (

)4、C2H4、C3H4

2H6、C3H6、C4H64、C2H6、C3H82H4、C2H2、CH4【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點:(1)生成物水的狀態(tài);(2)平均值法的含義與應(yīng)用;(3)差量法的應(yīng)用?！窘馕觥窟xA。設(shè)混合烴的平均組成為CxHy,根據(jù)烴的燃燒通式則:1+=2,y=4,符合H原子數(shù)平均為4的烴即可,A符合?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.25℃和101kPa時,乙烷、乙炔和丙烯組成的混合烴32mL與過量氧氣混合并完全燃燒,除去水蒸氣,恢復(fù)到原來的溫度和壓強,氣體總體積縮小了72mL,原混合烴中乙炔的體積分數(shù)為 (

)A.12.5%

B.25%

C.50%

D.75%【解析】選B。根據(jù)反應(yīng):C2H622CO2+3H2O;C2H222CO2+H2O;C3H623CO2+3H2O。設(shè)混合烴中C2H6為amL,C2H2為bmL,C3H6為cmL,則有:a+b+c=32①;2.5(a+cb=72②,解方程①②可得b=8,故原混合烴中乙炔的體積分數(shù)為25%。2.150℃,101kPa下,將下列有機物分別與足量的空氣混合,引燃反應(yīng)后恢復(fù)到原來的溫度和壓強,氣體體積不變的是 (

)2H6

2H4

3H8

3H6【解析】選B。設(shè)烴的分子式為CxHy,該烴燃燒的化學(xué)方程式為CxHy+(x+)O2

xCO2+H2O,150℃,101kPa時H2O為氣態(tài),由反應(yīng)前后的氣體體積不變,可得:1+x+=x+,解得y=4。故只要分子式為CxH4的烴,都符合題意。【加固訓(xùn)練】李比希法是定量測定有機物中碳和氫元素含量的一種分析法。原理即將準確稱量的樣品置于一燃燒管中,燃燒后的氣體經(jīng)紅熱的氧化銅氧化后,生成二氧化碳和水,通過兩個吸收管增加的重量分別表示生成的二氧化碳和水的重量,由此即可計算樣品中的碳和氫的含量為了測定某氣態(tài)烴A的化學(xué)式,取一定量的A置于一密閉容器中燃燒,實驗表明產(chǎn)物是CO2、CO和水蒸氣。學(xué)生甲、乙設(shè)計了兩個方案,均認為根據(jù)自己的方案能求出A的最簡式,他們在一定條件下測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下(圖中的箭頭表示氣流的方向,實驗前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排盡):甲方案:燃燒產(chǎn)物濃硫酸增重2.52g堿石灰增重1.32g生成CO21.76g乙方案:燃燒產(chǎn)物堿石灰增重5.60g固體減小0.64g白色沉淀4.00g請回答下列問題:(1)你認為______(填“甲”或“乙”)方案能求出A的最簡式。

(2)請根據(jù)你選擇的方案,通過計算求出A的最簡式為________________。

(3)若要確定A的分子式,_______