2.1.1 烷烃和烯烃
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课件32张PPT。第1课时 烷烃和烯烃目标导航预习导引目标导航预习导引1.烷烃和烯烃的性质
(1)物理性质的递变规律
随烃分子内碳原子数目的增多,其物理性质的变化规律如下:
①状态:常温下,由气态逐渐过渡到液态,再到固态。分子中碳原子数小于或等于4的烷烃、烯烃呈气态。
②熔、沸点:熔、沸点逐渐升高。
③密度:密度逐渐增大,且密度都比水的密度小。目标导航预习导引(2)烷烃结构与化学性质
①分子结构
分子中碳原子之间以单键结合成链状,剩余的价键全部与氢原子结合达到饱和。烷烃的通式为CnH2n+2。
②化学性质:烷烃的典型代表物为甲烷,其他烷烃与甲烷是同系物,化学性质相似。
a.稳定性。
常温下,烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂等都不反应,只有在特殊条件(如光照或高温)下才能发生某些反应。
b.取代反应——特征反应。目标导航预习导引目标导航预习导引目标导航预习导引目标导航预习导引预习交流1
工业上制备氯乙烷时,最佳方案是用乙烯与氯化氢发生加成反应,还是用乙烷与氯气在光照下发生取代反应?
答案:工业上制备氯乙烷常用乙烯与氯化氢发生加成反应。若用乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应,则生成物除了一氯乙烷外,还有二氯乙烷、三氯乙烷等多种成分,使得产品不纯。目标导航预习导引2.烯烃的顺反异构
(1)顺反异构:由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象,称为顺反异构。
两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧的称为顺式结构(如顺-2-丁烯);两个相同的原子或原子团分别排列在双键的两侧的称为反式结构(如反-2-丁烯)。
(2)形成条件:一是具有碳碳双键,二是要求在组成双键的每个碳原子上必须连接两个不同的原子或原子团。
(3)顺反异构体的化学性质基本相同,物理性质有一定的差异。
预习交流2
烷烃能产生顺反异构吗?
答案:烷烃中的碳碳单键能够旋转,不会产生顺反异构现象。迁移应用典题例解一二思考探究知识精要一、烷烃的化学性质
1.常温下的稳定性
由于C—H键、C—C键的键能大,故常温下烷烃性质稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂和强还原剂反应,不能使溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾酸性溶液褪色。三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要2.高温或光照条件下可发生反应
(1)取代反应
烷烃都可与卤素单质在光照条件下发生反应,生成相应卤代烃和卤化氢。如:(2)氧化反应
烷烃在充足的空气中燃烧生成CO2和H2O,分子中碳原子数比较少的烃在燃烧时会产生淡蓝色的火焰,但随着碳原子数的增加,分子中的含碳量不断增大,所以会不完全燃烧,甚至会在燃烧中产生黑烟。烷烃完全燃烧可用下列通式表示:三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要取代反应与置换反应有什么不同?
答案:取代反应与置换反应的比较三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要【例1】 下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( )
A.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
B.烷烃中除甲烷外,很多都能使KMnO4酸性溶液的紫色褪去
C.分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃
D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
解析:烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状(CH4中无碳碳单键),碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达到饱和,无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键;烷烃属于饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如KMnO4酸性溶液)反应;符合通式CnH2n+2的有机物一定是烷烃;烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特性之一。
答案:B三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要1.下列说法中,正确的是( )
A.烷烃的分子中,所有碳原子不可能位于同一平面上
B.随着分子中碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐降低
C.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应
D.所有的烷烃间一定互为同系物
答案:C
2.取代反应是有机化学中一类重要的反应,下列反应属于取代反应的是( )
A.丙烷与氯气在光照条件下生成氯丙烷
B.乙烯与溴的四氯化碳溶液生成1,2-二溴乙烷
C.乙烯与水生成乙醇
D.乙烯加聚生成聚乙烯
答案:A三迁移应用典题例解思考探究一二知识精要二、烯烃的化学性质
由于烯烃分子结构与乙烯的分子结构相似,都含有一个碳碳双键,所以烯烃的化学性质与乙烯的化学性质相似。
(1)烯烃的氧化反应
①将烯烃通入高锰酸钾酸性溶液中会使溶液的颜色变浅直至消失。
②可燃性:烯烃都可燃烧,由于其分子中的含碳量较高,所以在燃烧时火焰明亮,伴有黑烟。其完全燃烧的化学反应方程式为三迁移应用典题例解思考探究一二知识精要(2)烯烃的加成反应
烯烃可与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应,如:三迁移应用典题例解思考探究一二知识精要(3)烯烃的加聚反应
单烯烃加聚的通式:三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要1.丙烯(CH3CH==CH2)和HCl的加成产物有几种?试写出其结构简式。
答案:2种,其结构简式为CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3。
2.能否用高锰酸钾酸性溶液除去乙烷中混有的乙烯?试分析原因。
答案:不能。虽能除去乙烯,但又混入了CO2气体。
3.乙烯既能使溴水褪色,又能使高锰酸钾酸性溶液褪色,其原理是否相同?分析原因。
答案:不同。乙烯能使溴水褪色是因为发生了加成反应:CH2==CH2+Br2→CH2BrCH2Br;能使高锰酸钾酸性溶液褪色是因为发生了氧化反应。三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要【例2】 既可以用来鉴别乙烯和甲烷,又可用来除去甲烷中混有的乙烯的方法是( )
A.通入足量溴水中 B.与足量的液溴反应
C.通入高锰酸钾酸性溶液 D.一定条件下与H2反应
解析:鉴别乙烯和甲烷的最好的方法是通入足量溴水中,能使溴水褪色的是乙烯,不能使溴水褪色的是甲烷;除去甲烷中混有的乙烯的最好的方法是将混合气体通入足量溴水中,乙烯与溴水充分反应而除去,剩余甲烷。鉴别乙烯和甲烷的另一种方法是通入高锰酸钾酸性溶液中,能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是乙烯,不能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是甲烷;但除去甲烷中混有的乙烯不能用高锰酸钾酸性溶液,因为乙烯会被高锰酸钾酸性溶液氧化生成二氧化碳气体,而引入新杂质。
答案:A三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要1.由乙烯推测丙烯的结构或性质正确的是( )
A.分子中所有原子都在同一平面上
B.不能发生取代反应
C.与HCl加成只生成一种产物
D.能发生加聚反应
答案:D
2.下列物质,不可能是乙烯的加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
答案:B三迁移应用典题例解一二知识精要三三、烯烃的顺反异构
1.性质特点
互为顺反异构体的两种有机物,化学性质基本相同,物理性质有一定的差异。如下表所示:迁移应用典题例解一二知识精要三一二三迁移应用典题例解知识精要A.1-丁烯 B.丙烯
C.2-甲基-2-丁烯 D.2-氯-2-丁烯
解析:由题意可知,只要每个双键碳原子上连接两个不同的取代基,就存在顺反异构体。显然,只有2-氯-2-丁烯存在顺反异构体,选D。
答案:D一二三迁移应用典题例解知识精要一二三迁移应用典题例解知识精要(1)包括顺反异构体在内,分子式为C4H8的烯烃类的同分异构体有 种。?
(2)苯丙烯(C9H10)具有(A)、(B)两种位置异构体,其中(A)具有顺式(C)和反式(D)两种异构体,请写出它们的结构简式。
(A) ;?
(B) ;?
(C) ;?
(D) 。?一二三迁移应用典题例解知识精要案例探究知识链接烃的燃烧规律及应用 案例探究知识链接2.等质量的两种有机物完全燃烧,生成的CO2的质量相同,则这两种有机物中碳的质量分数相同;若混合物总物质的量一定,不论按何种比例混合,完全燃烧后生成的CO2或H2O的量保持不变,则混合物中各组分分子中碳或氢原子的个数相同。
3.有机物完全燃烧前后气体体积的变化
气态烃CxHy在100 ℃及其以上温度完全燃烧时,反应前后气体体积变化规律与气态烃分子中氢原子个数有关(1)若y=4,燃烧后气体总体积不变,ΔV=0。
(2)若y>4,燃烧后气体总体积增大,ΔV>0。
(3)若y<4,燃烧后气体总体积减小,ΔV<0。案例探究知识链接现有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五种有机物。
(1)同质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 ;同物质的量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 ;同质量的以上物质完全燃烧时,生成CO2最多的是 ,生成水最多的是 。?
(2)在120 ℃、1.01×105 Pa时,以上气态烃和足量的O2点燃完全燃烧,相同条件下测得反应前后气体总体积没有发生变化的是 。?案例探究知识链接解析:(1)同质量的烃完全燃烧时, 值越大,耗氧量越多,生成H2O的物质的量越大,生成CO2的物质的量越少。相同物质的量的烃完全燃烧时,耗氧量取决于 的相对大小。
(2)当温度高于100 ℃时,水为气态,当y=4时,燃烧前后气体总体积不变。
答案:(1)CH4 C3H8 C2H4、C3H6 CH4 (2)CH4、C2H4
(1)物理性质的递变规律
随烃分子内碳原子数目的增多,其物理性质的变化规律如下:
①状态:常温下,由气态逐渐过渡到液态,再到固态。分子中碳原子数小于或等于4的烷烃、烯烃呈气态。
②熔、沸点:熔、沸点逐渐升高。
③密度:密度逐渐增大,且密度都比水的密度小。目标导航预习导引(2)烷烃结构与化学性质
①分子结构
分子中碳原子之间以单键结合成链状,剩余的价键全部与氢原子结合达到饱和。烷烃的通式为CnH2n+2。
②化学性质:烷烃的典型代表物为甲烷,其他烷烃与甲烷是同系物,化学性质相似。
a.稳定性。
常温下,烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂等都不反应,只有在特殊条件(如光照或高温)下才能发生某些反应。
b.取代反应——特征反应。目标导航预习导引目标导航预习导引目标导航预习导引目标导航预习导引预习交流1
工业上制备氯乙烷时,最佳方案是用乙烯与氯化氢发生加成反应,还是用乙烷与氯气在光照下发生取代反应?
答案:工业上制备氯乙烷常用乙烯与氯化氢发生加成反应。若用乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应,则生成物除了一氯乙烷外,还有二氯乙烷、三氯乙烷等多种成分,使得产品不纯。目标导航预习导引2.烯烃的顺反异构
(1)顺反异构:由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象,称为顺反异构。
两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧的称为顺式结构(如顺-2-丁烯);两个相同的原子或原子团分别排列在双键的两侧的称为反式结构(如反-2-丁烯)。
(2)形成条件:一是具有碳碳双键,二是要求在组成双键的每个碳原子上必须连接两个不同的原子或原子团。
(3)顺反异构体的化学性质基本相同,物理性质有一定的差异。
预习交流2
烷烃能产生顺反异构吗?
答案:烷烃中的碳碳单键能够旋转,不会产生顺反异构现象。迁移应用典题例解一二思考探究知识精要一、烷烃的化学性质
1.常温下的稳定性
由于C—H键、C—C键的键能大,故常温下烷烃性质稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂和强还原剂反应,不能使溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾酸性溶液褪色。三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要2.高温或光照条件下可发生反应
(1)取代反应
烷烃都可与卤素单质在光照条件下发生反应,生成相应卤代烃和卤化氢。如:(2)氧化反应
烷烃在充足的空气中燃烧生成CO2和H2O,分子中碳原子数比较少的烃在燃烧时会产生淡蓝色的火焰,但随着碳原子数的增加,分子中的含碳量不断增大,所以会不完全燃烧,甚至会在燃烧中产生黑烟。烷烃完全燃烧可用下列通式表示:三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要取代反应与置换反应有什么不同?
答案:取代反应与置换反应的比较三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要【例1】 下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( )
A.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
B.烷烃中除甲烷外,很多都能使KMnO4酸性溶液的紫色褪去
C.分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃
D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
解析:烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状(CH4中无碳碳单键),碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达到饱和,无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键;烷烃属于饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如KMnO4酸性溶液)反应;符合通式CnH2n+2的有机物一定是烷烃;烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特性之一。
答案:B三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要1.下列说法中,正确的是( )
A.烷烃的分子中,所有碳原子不可能位于同一平面上
B.随着分子中碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐降低
C.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应
D.所有的烷烃间一定互为同系物
答案:C
2.取代反应是有机化学中一类重要的反应,下列反应属于取代反应的是( )
A.丙烷与氯气在光照条件下生成氯丙烷
B.乙烯与溴的四氯化碳溶液生成1,2-二溴乙烷
C.乙烯与水生成乙醇
D.乙烯加聚生成聚乙烯
答案:A三迁移应用典题例解思考探究一二知识精要二、烯烃的化学性质
由于烯烃分子结构与乙烯的分子结构相似,都含有一个碳碳双键,所以烯烃的化学性质与乙烯的化学性质相似。
(1)烯烃的氧化反应
①将烯烃通入高锰酸钾酸性溶液中会使溶液的颜色变浅直至消失。
②可燃性:烯烃都可燃烧,由于其分子中的含碳量较高,所以在燃烧时火焰明亮,伴有黑烟。其完全燃烧的化学反应方程式为三迁移应用典题例解思考探究一二知识精要(2)烯烃的加成反应
烯烃可与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应,如:三迁移应用典题例解思考探究一二知识精要(3)烯烃的加聚反应
单烯烃加聚的通式:三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要1.丙烯(CH3CH==CH2)和HCl的加成产物有几种?试写出其结构简式。
答案:2种,其结构简式为CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3。
2.能否用高锰酸钾酸性溶液除去乙烷中混有的乙烯?试分析原因。
答案:不能。虽能除去乙烯,但又混入了CO2气体。
3.乙烯既能使溴水褪色,又能使高锰酸钾酸性溶液褪色,其原理是否相同?分析原因。
答案:不同。乙烯能使溴水褪色是因为发生了加成反应:CH2==CH2+Br2→CH2BrCH2Br;能使高锰酸钾酸性溶液褪色是因为发生了氧化反应。三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要【例2】 既可以用来鉴别乙烯和甲烷,又可用来除去甲烷中混有的乙烯的方法是( )
A.通入足量溴水中 B.与足量的液溴反应
C.通入高锰酸钾酸性溶液 D.一定条件下与H2反应
解析:鉴别乙烯和甲烷的最好的方法是通入足量溴水中,能使溴水褪色的是乙烯,不能使溴水褪色的是甲烷;除去甲烷中混有的乙烯的最好的方法是将混合气体通入足量溴水中,乙烯与溴水充分反应而除去,剩余甲烷。鉴别乙烯和甲烷的另一种方法是通入高锰酸钾酸性溶液中,能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是乙烯,不能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是甲烷;但除去甲烷中混有的乙烯不能用高锰酸钾酸性溶液,因为乙烯会被高锰酸钾酸性溶液氧化生成二氧化碳气体,而引入新杂质。
答案:A三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要三迁移应用典题例解一二思考探究知识精要1.由乙烯推测丙烯的结构或性质正确的是( )
A.分子中所有原子都在同一平面上
B.不能发生取代反应
C.与HCl加成只生成一种产物
D.能发生加聚反应
答案:D
2.下列物质,不可能是乙烯的加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
答案:B三迁移应用典题例解一二知识精要三三、烯烃的顺反异构
1.性质特点
互为顺反异构体的两种有机物,化学性质基本相同,物理性质有一定的差异。如下表所示:迁移应用典题例解一二知识精要三一二三迁移应用典题例解知识精要A.1-丁烯 B.丙烯
C.2-甲基-2-丁烯 D.2-氯-2-丁烯
解析:由题意可知,只要每个双键碳原子上连接两个不同的取代基,就存在顺反异构体。显然,只有2-氯-2-丁烯存在顺反异构体,选D。
答案:D一二三迁移应用典题例解知识精要一二三迁移应用典题例解知识精要(1)包括顺反异构体在内,分子式为C4H8的烯烃类的同分异构体有 种。?
(2)苯丙烯(C9H10)具有(A)、(B)两种位置异构体,其中(A)具有顺式(C)和反式(D)两种异构体,请写出它们的结构简式。
(A) ;?
(B) ;?
(C) ;?
(D) 。?一二三迁移应用典题例解知识精要案例探究知识链接烃的燃烧规律及应用 案例探究知识链接2.等质量的两种有机物完全燃烧,生成的CO2的质量相同,则这两种有机物中碳的质量分数相同;若混合物总物质的量一定,不论按何种比例混合,完全燃烧后生成的CO2或H2O的量保持不变,则混合物中各组分分子中碳或氢原子的个数相同。
3.有机物完全燃烧前后气体体积的变化
气态烃CxHy在100 ℃及其以上温度完全燃烧时,反应前后气体体积变化规律与气态烃分子中氢原子个数有关(1)若y=4,燃烧后气体总体积不变,ΔV=0。
(2)若y>4,燃烧后气体总体积增大,ΔV>0。
(3)若y<4,燃烧后气体总体积减小,ΔV<0。案例探究知识链接现有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五种有机物。
(1)同质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 ;同物质的量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 ;同质量的以上物质完全燃烧时,生成CO2最多的是 ,生成水最多的是 。?
(2)在120 ℃、1.01×105 Pa时,以上气态烃和足量的O2点燃完全燃烧,相同条件下测得反应前后气体总体积没有发生变化的是 。?案例探究知识链接解析:(1)同质量的烃完全燃烧时, 值越大,耗氧量越多,生成H2O的物质的量越大,生成CO2的物质的量越少。相同物质的量的烃完全燃烧时,耗氧量取决于 的相对大小。
(2)当温度高于100 ℃时,水为气态,当y=4时,燃烧前后气体总体积不变。
答案:(1)CH4 C3H8 C2H4、C3H6 CH4 (2)CH4、C2H4