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文档简介
1、甲烷、烷烃知识点烃:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,又叫烃,在烃中最简单的是甲烷一、甲烷的物理性质无色、无味,难溶于水的,比空气轻的,能燃烧的气体,天然气、坑气、沼气等的主要 成分均为甲烷。收集甲烷时可以用排水法二、甲烷的分子结构甲烷的分子式:CH4电子式:结构式:(用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式)模型展示甲烷分子的球棍模型和比例模型。得出结论:以碳原子为中心,四个氢原子为顶点的正四面体结构。甲烷是非极性分子,所以 甲烷极难溶于水,这体现了相似相溶原理。CH4 :正四面体NH3 :三角锥形三、甲烷的化学性质甲烷的氧化反应- 点燃 -CH4+2O2 八 CO2+2H2O方程式的
2、中间用的是“一”(箭头)而不是“=”(等号),主要是因为有机物参加的反应往往比较复杂,常有副反应发生。火焰呈淡蓝色:CH4、H2、CO、H2S在通常条件下,甲烷气体不能被酸性KMnO4溶液氧化而且与强酸、强碱也不反应,所 以可以说甲烷的化学性质是比较稳定的。但稳定是相对的,在一定条件下也可以与一些物质 如。12发生某些反应。甲烷的取代反应现象:量筒内C12的黄绿色逐渐变浅,最后消失。量筒内壁出现了油状液滴。量筒内水面上升。量筒内产生白雾说明在反应中CH4分子里的1个H原子被C12分子里的1个C1原子所代替,但是 反应并没有停止,生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用,依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯
3、TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document HH#*?*?*?*HC4-H + ClCCHHC1甲烷,,反应如下:|HH二氯甲烷II 一 II c-_-rJ二氯甲烷II 一 II c-_-rJ= CC1 + HC1四氯甲烷注意CH4和Cl2的反应不能用日光或其他强光直射,否则会因为发生如下剧烈的反应: CH4+2C12 强光 C+4HC1 而爆炸。在常温下,一氯甲烷为气体,其他三种都是液体,三氯甲烷(氯仿)和四氯甲烷(四 氯化碳)是工业重要的溶剂,四氯化碳还是实验室里常用的溶剂、灭火剂,氯仿与四 氯化碳常温常压下的密度均大于1
4、g-cm-3,即比水重。分析甲烷的四种氯代物的分子极性。但它们均不溶于水。取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应二、烷烃的结构和性质烷烃的概念分子里碳原子都以单键结合成链状;碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合.烷烃的结构式和结构简式甲烷 乙烷 丙烷丁烷结构式:口 T构间工式:CHCHqCHCHqCHCHq CHqCHCHCHq /CHqCCHjCHqIJJJ乙JJ乙乙JJ乙 乙J烷烃的物理性质随着分子里含碳原子数的增加,熔点、沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大;分子里碳原子数等于或小于4的烷炷。在常温常压下都是气体,其他烷炷在常温常压下都是液体或固体;烷炷的相对密度小于
5、水的密度。支链越多熔沸点越低。(2)烷炷分子均为非极性分子,故一般不溶于水,而易溶于有机溶剂,液态烷炷本身就是良好的有机溶剂。烷烃的化学性质(1)通常状况下,它们很稳定,跟酸、碱及氧化物都不发生反应,也难与其他物质化合;(2)在空气中都能点燃;(3)它们都能与氯气发生取代反应。补充:(1)烷烃与氯气也可以是漠在光照条件下发生的取代反应,由于碳原子数的增多而 使生成的取代产物的种类将更多;例如:甲烷的氯代物有:一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、 四氯甲烷共四种氯代物。(2)在空气或氧气中点燃烷烃,完全燃烧的产物为CO2和曰20,相同状况下随着烷烃分子 里碳原子数的增加往往会燃烧越来越不充分,使燃烧火
6、焰明亮,甚至伴有黑烟;(3)烷烃分子也可以分解,但产物不一定为炭黑和氢气,这在以后的石油裂化一裂解的学 习中就将学到。5.烷的通式:CnH2n+2CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12.若烷烃分子的碳原子数为n,那么氢原子的数目就可表示为2n+2,这样烷烃的分子式 就可以表示为CnH2n+2。乙烯、烯烃知识点一、乙烯的实验室制法工业上所用的大量乙烯主要是从石油炼制厂和石油化工厂所生产的气体中分离出来的。制备原理尸厂辆哗* CH工IH OHI 170 cCIU-Cllz-OH 卷温度计:水银球插入反应混合液面下,但不能接触瓶底。发生装置浓硫酸起了什么作用?浓h2SO4的作用是催化剂和
7、脱水剂。混合液的组成为浓硫酸与无水酒精,其体积比为3:1。由于反应温度较高,被加热的又是两种液体,所以加热时容易产生暴沸而造成 危险,可以在反应混合液中加一些碎瓷片加以防止。(防暴沸)点燃酒精灯,使温度迅速升至170C左右,是因为在该温度下副反应少,产物较 纯。收集满之后先将导气管从水槽里取出,再熄酒精灯,停止加热。这样的话该装置就与实验室制氯气的发生装置比较相似,只不过原来插分液漏 斗的地方现在换成了温度计。收集方法:排水法二、乙烯的性质物理性质无色、稍有气味、难溶于水、P=1.25g/L,乙烯是一种典型的不饱和烃化学性质(1)氧化反应实验将原先的装置中用于收集乙烯的导气管换成带玻璃尖嘴的导
8、气管,点燃酒精灯, 使反应温度迅速升至170C,排空气,先收集一部分乙烯于试管中验纯,之后用火柴点燃纯 净的乙烯。点燃实验现象:乙烯气体燃烧时火焰明亮,并伴有黑烟。CH2=CH2+302八燃2C02+2H20实验熄灭燃烧的乙烯气,冷却,将乙烯通入盛有酸性KMn04溶液的试管中。实验现象:酸性KMn0溶液的紫色很快褪去。44实验将乙烯气通入盛有漠的四氯化碳溶液的试管中。实验现象:漠的四氯化碳溶液的红棕色很快褪去。(2)加成反应H HH HIIIIHC=CH + BBr - HCCH! IBr Br加成反应:有机物分子中双键(或叁键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合 生成新的化合物的反应。除
9、了漠之外还可以与水、氢气、卤化氢、Cl2等在一定条件下发生加成反应,如工业制 酒精的原理就是利用乙烯与h2o的加成反应而生成乙醇。(23 通过刚才的加成反应知道C2H4分子中的双键不稳定,在适宜的温度、压强和有催化剂存 在的条件下,乙烯的碳碳双键中的一个键会断裂,分子里的碳原子能互相结合成很长的链, 就生成了聚乙烯。合 CH =CH +CH =CH +CH =CH + TOC o 1-5 h z 222222反- CH CH -1-CH CH -1-CH CH + 应222222 CH CH CH CH CH CH 222222什么叫高分子化合物?什么叫聚合反应?聚乙烯的分子很大,相对分子质量
10、可达到几万到几十万。相对分子质量很大的化合物属 于高分子化合物,简称高分子或高聚物。那么由类似乙烯这样的相对分子质量小的化合物分 子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应叫做聚合反应。四、乙烯的用途H 乙烯的一个重要用途:作植物生长调节剂可以催熟果实;乙烯是石油化学工业最重要的 基础原料,可用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等,乙烯的生产发展带动其他石油化工基 2础原料和产品的发展。所以一个国家乙烯工业的发展水平即乙烯的产量,已成为衡量这个国 家石油化学工业水平的重要标志之一。C 乙烯的结构特点是分子中含有一个碳碳双键,那么我们就把分子里含有碳碳双键的一类 链烃叫做烯烃,乙烯是烯烃的典型,也是最
11、简单的烯烃。五、烯炷2烯炷的概念:分子里含有碳碳双键的一类链炷E 2.烯炷的通式:CnH2n(nN2)M 在烃分子中,当碳原子数一定时,每增加一个碳碳键必减少两个氢原子,将烷烃和烯烃 的分子组成比较可得,烯烃的通式应为CH n 2n实际我们所说的烯烃都是指分子中只含一个碳碳双键的不饱和烃,所以也叫单烯,也还有二 烯烃:CH2=CH-CH=CH2烯炷的通式为CnH2n,但通式为CnH2n的炷不一定是烯烙如右图中 其分子式为c4h8,: | : | .I I-壬:*符合CnH2n,但不是烯烃。M n nE3.烯炷在物理性质RGEF对于一系列无支链且双键位于第一个碳原子和第二个碳原子之间的烯烃,随着
12、分子里碳原子数的增加,熔沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大;烯烃的相对密 度小于水的密度;不溶于水等。烯烃常温常压下C 14气态,C 510液态,C 11固态,烯炷化学性质3n 点燃氧化反应a.燃烧CnH2n + 万O2八燃 nCO2+nH2O使酸性KMnO溶液褪色4加成反应RCH=CHR,+BrBr 加聚反应中、RCH=CH2催化剂 C2H2t+Ca(OH)2实验室制乙炔的几点说明:.实验装置在使用前要先检验气密性,只有气密性合格才能使用;盛电石的试剂瓶要及时密封,严防电石吸水而失效;取电石要用镊子夹取,切忌用手拿电石;作为反应容器的烧瓶在使用前要进行干燥处理;向烧瓶里加入电石时,要使电石沿烧瓶
13、内壁慢慢滑下,严防让电石打破烧瓶;电石与水反应很剧烈,向烧瓶里加水时要使水逐滴慢慢地滴下,当乙炔气流达到需要求时, 要及时关闭分液漏斗活塞,停止加水;实验室中不可用启普发生器或具有启普发生器原理的实验装置作制备乙炔气体的实验装 .置。主要原因是:反应剧烈,难以控制。当关闭启普发生器导气管上的活塞使液态水和电石固体分离后,电石与水蒸气的反应还在 进行,不能达到“关之即停”的目的。反应放出大量的热,启普发生器是厚玻璃仪器,容易因受热不均而炸裂。生成物Ca(OH)2微溶于水,易形成糊状泡沫,堵塞导气管与球形漏斗。收集方法:用排2水法合适三、乙焕的性质物理性质无色、无味、P=1.16g/L、微溶于水、
14、易溶于有机溶剂乙焕的化学性质(1)氧化反应.点燃燃烧 2CH三CH+5O2 4CO2+2H2O易被酸性KMnO4溶液氧化实验打开分液漏斗的活塞,使水缓慢滴下,将生成的乙炔气通入酸性KMnO溶液中4 观察现象:片刻后,酸性KMnO4溶液的紫色逐渐褪去。结论:乙炔气体易被酸性KMnO4溶液氧化。(2)加成反应HECII + BHr 一HC=CH 1,2一二漠乙烯Br ReBr BrI IHC=CH +一- HCCH3 !| l-.r1, 1,2,2一四漠乙烷乙炔除了和漠可发生加成反应外,在一定条件下还可以与氢气、氯化氢等发生加成反 应。HC三CH+HCl 催化剂C=CHCl 氯乙烯 2 乙炔与乙烯
15、类似,也可以与漠水中的漠发生加成反应而使漠水褪色,且加成也是分步 进行的;乙炔与氢气加成时第一步加成产物为乙烯,第二步产物为乙烷,g WH.TH土ClA _ IClCl聚氮乙垢乙烷乙烯乙焕化学式CH -6CHCH -2电子式H H 、 X HI C :技H x -K I HH Hx X H; C : cr HHx C :项I I结构式H 日HCCH1 1H 日H C = C HHC= C H结构特点C - C (单键), 碳原子的化合达 “饱和”C = C (双键),碳原子的化合价未达“饱和”C三C (叁键),碳原子的化合价未 达“饱和”化学活动性稳定活泼较活泼化 学 性 质取代反应卤代燃烧火
16、焰不明亮火焰明亮,带黑烟火焰明亮,带浓黑烟氧化反应KMnO4溶液不褪色KMnO4溶液褪色KMnO4溶液褪色加成反应漠水褪色漠水褪色聚合反应能聚合能聚合鉴 别UKMnO4溶液不褪色或 溴水不褪色KMnO4溶液褪色或漠 水褪色KMnO4溶液褪色或漠 水褪色四、炔烃炔烃的概念分子里含有碳碳三键的一类链炷炔烃的通式C H 9n 2n2烯炷在组成上比等碳原子数的饱和烷炷少两个氢,通式变为CnH2n,焕炷的碳碳 叁键,使得分子内氢原子数比等碳原子数的烯炷又少了两个,故其通式应为CHn 2n2炔烃的物理性质一系列无支链、叁键位于第一个碳原子和第二个碳原子之间的焕炷,随着分子里碳原 子数的增加,也就是相对分子
17、质量的增加,熔沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大;焕炷中nW4时,常温常压下为气态,其他的焕炷为液态或者固态;焕炷的相对密度小于水的密度;焕炷不溶于水,但易溶于有机溶剂。炔烃的化学性质由于焕炷中都含有相同的碳碳叁键,焕炷的化学性质就应与乙焕相似,如容易发生 加成反应、氧化反应等,可使漠的四氯化碳溶液、漠的水溶液及酸性KMnO4溶液褪色等。 也可以利用其能使上述几种有色溶液褪色来鉴别焕炷和烷炷,另外在足够的条件下, 焕炷也能发生加聚反应生成高分子化合物,如有一种导电塑料就是将聚乙焕加工而成 的。苯及其同系物知识点一、苯 1、苯的结构苯的结构式:化学式:C6H6苯的结构式:化学式:C6H6(正六边形平面结构,键角是120,苯分子里的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面, 是非极性分子)常用结构(简)式:最简式:CH苯分子里不存在一般的碳碳双键,分子里的6个碳原子之间的键完全相同,是一 种介于单键和双键之间的特殊(独特)的键。苯分子里的6个碳原子和6个氢原子 都在同一平面上。苯的一取代物只有一种常用结构(简)式:最简式:CH2、苯的物理性质:无色、易挥发(密封保存)、有特殊气味(苦杏仁味)、不溶于水, 但易溶于有机溶剂、密度小于水、有毒液体。(苯的相对分子质量为78)3、苯的化学性质:较稳定。易取代、能
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