高中化学选五炔烃脂肪烃的来源及其应用-教案

第2课时炔烃脂肪烃的本源及其应用聚氯乙烯是一种常用的塑料，是由氯乙烯经过加聚反应合成的。你知道如何制得氯乙烯吗？知识系列一乙炔1.组成和结构分子式最简式电子式结构式结构简式C2H2CHH：C??C：HH—C≡C—HHC≡CH乙炔的分子构型为直线形，2个碳原子和2个氢原子均在同一条直线上。2．物理性质颜色气味状态密度溶解性无色无味气态ρ空气>ρC微溶于水，易溶于有机溶剂2H23.化学性质①氧化反应乙炔燃烧的现象;乙炔通入KMnO4酸性溶液的现象;②加成反应乙炔通入溴的四氯化碳溶液的现象.自己加成【问题导思】①分子式通式吻合CnH2n－2的烃必然是炔烃吗？【提示】不用然。还可能为二烯烃和环烯烃。②等质量的乙烷、乙烯、乙炔充分燃烧时，耗氧量相同吗？【提示】不相同，含碳质量分数越高，耗氧量越低。1＋③能使溴水或KMnO4(H)溶液褪色的气体分子中必然含有—C≡C—吗？【提示】不用然。可能含有。1．可否用溴水或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙炔？【提示】不能够使用溴水和酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙炔，由于两者都含有不饱和键，性质相似。差异乙烯和乙炔平时使用燃烧法，观察火焰光明程度及产生黑烟量的多少。练一练1．以下物质中,必然是丙炔同系物的是()A.CHB.CHC.D.CH22465122以下的说法正确的选项是()A．通式为CnH2n＋2的有机物必然属于烷烃B．通式为CnH2n的有机物必然属于烯烃C．通式为CH2n－2的有机物必然属于炔烃D．通式为CHO的有机物必然属于醇nn2n＋2．当1mol某气态烃与2molCl2发生加成反应时，分子中的不饱和碳原子全部转变为饱和碳原子。所得产物再与2molCl2进行代替反应后，此时原气态烃分子中的H原子全部被Cl原子所代替，生成只含C、Cl两种元素的化合物。该气态烃是()A．乙烯B．乙炔C．丙烯D．丙炔1A2【剖析】通式为CH2n的有机物可能属于烯烃或环烷烃；通式为CH的有机物nn2n－2可能属于炔烃或二烯烃；通式为CnH2n＋2O的有机物可能属于醇或醚。答案A3【剖析】1mol气态烃可与2molCl2发生加成反应，使不饱和碳原子全部变成饱和碳原子，说明该气态烃含有两个碳碳双键或一个碳碳三键。当加成后的产物与2molCl2发生代替反应时，Cl原子代替全部的H原子，说明原气态烃分子中含有两个H原子，因此该气态烃是乙炔。【答案】B由烃分子中碳原子数目确定氢原子数目的方法：先确定分子中碳原子数目→再按CnH2n＋2确定H原子数→尔后看烃分子中可否含C=C、—C≡C—和环状结构，每增加一个C=C或环状结构，则氢原子数目减2，若增加1个—C≡C—(或2个CC或2个环状结构或1个CC和1个环状结构)，则氢原子数目减4。4.乙炔的用途：(1)能够用来制备等。(2)乙炔燃烧时产生的氧炔焰可用来金属。知识系列二乙炔实验室制取2【问题导思】①实验室制备乙炔的反应有什么特点？【提示】固＋液→气，反应不需要加热。②制取乙炔的发生装置还能够够用来制取哪些气体？【提示】H2、CO2、O2(H2O2分解)等。③如何收集乙炔气体？【提示】利用排水法收集。1．乙炔的实验室制取(1)药品：电石(CaC2)、水(2)反应原理：CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑(3)实验装置：固体＋液体―→气体(4)收集：排水集气法2．制取乙炔的注意事项(1)实验装置在使用前要先检验气密性。盛电石的试剂瓶要及时密封，严防电石吸水而无效。取电石要用镊子夹取，切忌用手拿。(3)制取乙炔时，由于CaC2和水反应激烈，并产生泡沫，为防范产生的泡沫进入导管，应在导气管口周边塞入少量棉花。电石与水反应很激烈。为获得平稳的乙炔气流，可用饱和食盐水代替水，并用分液漏斗控制水流的速度，水逐滴慢慢地滴入。制取乙炔不能够用启普发生器或拥有启普发生器原理的实验装置，原因是：①碳化钙吸水性强，与水反应激烈，不能够随用、随停。②反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂。③生成的Ca(OH)2呈糊状易拥堵球形漏斗。(6)由电石制得的乙炔中经常含有H2S、PH3等杂质，使混杂气体经过盛有CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去。推而广之实验室制C2H2的反应原理是典型的金属碳化物发生水解的反应，可类推出其他金属碳化物和H2O反应的状况，如Zn2C3＋4H2O―→2Zn(OH)2＋CH3—C≡CH↑，Al4C3＋12H2O―→4Al(OH)3＋3CH4↑例题如图中的实验装置可用于制取乙炔。请填空：(1)图中，A管的作用是______________________，制取乙炔的化学方程式是______________，为防范反应太迅速，可采用的措施为_________。(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中观察到的现象是____，乙炔发生了______反应。乙炔通入溴的CCl4溶液中可观察到的现象是________________________，乙炔发生了________反应。3为了安全，点燃乙炔前应________，乙炔燃烧时的实验现象是____________________________。【剖析】乙炔易被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾酸性溶液褪色。乙炔还可与溴发生加成反应生成无色的溴代烃使溴的CCl4溶液褪色。可燃性气体点燃前都应检验纯度，这是知识要记住。由于乙炔的含碳量较高，因此燃烧时火焰光明并伴有浓烈的黑烟。【答案】(1)调治水面高度以控制反应的发生和停止CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH↑把水换成饱和食盐水(2)酸性KMnO4溶液紫色褪去氧化22(3)溴的CCl4溶液橙色褪去加成(4)检验乙炔的纯度火焰光明并伴有浓烈的黑烟2．实验室制得的乙炔中常混有H2S、PH3等杂质气体。如图是两学生设计的实验装置,用来测定CaC2样品的纯度,右边的反应装置相同而左边的气体发生装置不相同,分别如Ⅰ和Ⅱ所示。(1)A瓶中的液体能够从酸性KMnO4溶液和FeCl3溶液中选择,应入选择,它的作用是。(2)装置Ⅰ的主要缺点是。(3)装置Ⅱ的主要缺点是。若采用此装置来完成实验,则应采用的措施是。若称取agCaC2,反应完好后,测得B处溴水增重bg,则CaC的纯度为。2【剖析】A瓶中的液体是用来除去混在乙炔中的H2S、PH3，酸性KMnO4溶液会在除去HS、PH的同时也将CH氧化，应采用FeCl3溶液，装置Ⅰ和Ⅱ均可制乙炔，但装2322置Ⅰ的主要缺点为部分乙炔气领悟从长颈漏斗口逸出，造成实验误差，且长颈漏斗也不易控制加水量。由于CaC2与水激烈反应产生泡沫，故装置Ⅱ的缺点为泡沫易拥堵导管，可在装置的导管口加上一团棉花。实验时，B处溴水增加质量即为所吸取乙炔的质量，由题意则有：bb32b32bn(CaC2)＝n(C2H2)＝26mol，m(CaC2)＝26mol×64g/mol＝13g，CaC2的纯度＝13a×100%。【答案】(1)FeCl3溶液除去H2S、PH3等杂质气体(2)部分乙炔会从长颈漏斗逸出，造成实验误差，且不易控制加水量(3)反应产生的泡沫易拥堵导管在装置的导管口加上一团棉花32b×100%(4)13a43.以下关于烃的说法中正确的选项是()烃是指分子里含有碳、氢元素的化合物烃是指分子里含碳元素的化合物烃是指燃烧后生成二氧化碳和水的有机物烃是指仅由碳、氢两种元素组成的化合物5、能说明某烃分子里含有碳碳不饱和键的是()A.分子组成中含碳氢原子个数比为1∶2B.完好燃烧生成等物质的量的CO2和H2OC.能与溴发生加成反应而使溴水褪色,还能够使KMnO4酸性溶液褪色空气中燃烧能产生黑烟5．CaC2和ZnC2，Al4C3，Mg2C3，Li2C2等都同属离子型碳化物，请经过对CaC2制C2H2的反应进行思虑，从中获得必要的启示，判断以下反应产物正确的选项是()A．ZnC2水解生成乙烷(CH)B．AlC水解生成丙炔(CH)264334C．MgC水解生成丙炔(CH)D．LiC水解生成乙烯(CH)23342224剖析:烃分子中仅含碳、氢两种元素,因此A、B错,D对;烃的含氧衍生物,如CH3CH2OH充分燃烧只生成CO和HO,但乙醇不是烃,C错。224剖析:不饱和键的特点反应为加成反应,同时不饱和键也能够被KMnO酸性溶液氧化,使KMnO溶液褪色。445【剖析】H＋显＋1价，发生水解时，相当于氢原子代替了原来阳离子的地址，引入的氢原子数与阳离子的正化合价总数相当。由题给信息类比迁移，ZnC2水解应获得C2H2；Al4C3水解应获得甲烷，Li2C2水解应获得乙炔。【答案】C知识点三炔烃1．炔烃是分子里含有的一类脂肪烃,通式为(n≥2)，最简单的炔烃是乙炔。乙炔的分子式是，电子式是，结构式是,分子空间构型是,分子中的四个原子在。2．炔烃脂肪烃拥有相似的物理性质变化规律。(1)炔烃都是微溶于水而易溶于苯、乙醚等有机溶剂，密度比水小。(2)分子中的碳原子数≤4的炔烃在常温常压下都是气体，其他炔烃在常温常压下是液体或固体。随着分子中碳原子数的增加，常温下炔烃的状态也由气态逐渐过渡到液态或固态。(4)炔烃的相对分子质量越大，其熔、沸点越高。(5)相对分子质量周边或相同的炔烃(仿佛分异构体)，支链越多，其熔、沸点越低。3、炔烃化学性质(1)炔烃的官能团是，化学性质与乙炔相似，易发生、________________________等。(2)含有不饱和键(—C≡C—)的烃均能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色，也可与溴水或溴的CCl4溶液发生加成反应而使之褪色。可利用这一性质鉴别饱和烃与不饱和烃。（3）．炔烃与烯烃的特点反应均为加成反应，不相同的是烯烃只有一步加成，而炔烃能够分两步加成，并且能够经过控制条件使加成反应发生一步或两步。请你用乙炔和氯化氢为原料，制取聚氯乙烯树脂，写出其化学反应方程式。炔烃的结构和命名（1）同分异构体5（2）命名例题．(2015·经典习题选萃)只含一个不饱和键的链烃A加氢后的产物的结构简式为，此不饱和链烃A可能的结构简式有()A．4种B．5种C．6种D．7种剖析：有机物A可能是单烯烃，也可能是单炔烃，若为单烯烃，则其加氢后获得的烷烃中，原来的双键应变成结构，可知单烯烃的可能结构应有5种；若为单炔烃，当它与足量的H2加成获得烷烃，加氢的规则是4个氢原子分别加在2个三键碳原子上，则三键碳原子与足量的H2加成后应变成“—CH2—CH2—”的结构，并注意对称性(两个乙基的地址是完好等同的)，可知该炔烃可能的结构有2种。故共有7种可能的结构。答案：D知识点三脂肪烃的本源及其应用化石燃料的综合利用1．煤的综合利用煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混杂物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。(1)煤的干馏①原理：把煤间隔空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。②煤的干馏产物a．焦炉气，b.煤焦油，c.焦炭，d.粗氨水。(2)煤的气化将煤中的有机物转变成可燃性气体的过程，当前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学高温方程式为C＋H2O(g)=====CO＋H2。(3)煤的液化催化剂高温催化剂①直接液化：煤＋氢气――→液体燃料②间接液化：煤＋水――→水煤气――→甲醇等高温高温2．天然气的综合利用天然气的主要成分是甲烷，它是一种干净的化石燃料，更是一种重要的化工原料。天然气与水蒸气反应制取H2高温原理：CH4＋H2O(g)――→CO＋3H2。催化剂3．石油的综合利用(1)石油的成分石油主若是由多种碳氢化合物组成的混杂物。所含元素以碳、氢为主，还有少量N、S、P、O等。(2)石油的加工方法过程目的分馏把原油中各组分分别成沸点不相同的分馏产物获得各种燃料用油裂化把相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量获得更多的汽油等轻质油6小的烃裂解深度裂化，产物呈气态获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料依照课本P35页【学与问】，阅读课本P34~35，完成下表：石油工艺的比较：工艺原理所得主要产品或目的常压分馏利用各组分的_______不相同石油气,_______,,分馏利用在减压时，_____降低，从,(,减压分馏而达到分别目的,)将重油（白腊）在催化剂作用下，在催化裂化必然的温度、压强下，将________断提高汽油的产量裂________.又称______裂化，使短链烃进一步断裂解裂生成_________催化重整提高汽油的辛烷值和制取芳香烃1.煤的气化、液化和干馏均是化学变化。2．石油的分馏是物理变化，分馏后的馏分仍是混杂物。3．裂化和裂解是化学变化，产物也是混杂物。2．填写以下表格本源条件产品石油_______________石油气、汽油、煤油、柴油等_______________润滑油、白腊等7催化裂化及裂解轻质油、气态烯烃催化重整芳香烃天然气甲烷_______________芳香烃煤_______________燃料油、化工原料【归纳总结】：(1)石油分馏是变化，煤的干馏是变化。(2)鉴别直馏汽油和裂化汽油的方法是。本源条件产品石油常压分馏石油气、汽油、煤油、柴油等减压分馏润滑油、白腊等催化裂化、裂解轻质油、气态烯烃催化重整芳香烃天然气—甲烷煤干馏芳香烃直接或间接液化燃料油、化工原料2.脂肪烃的化学性质比较烷烃烯烃炔烃活动性较牢固较爽朗较爽朗代替反应能够与卤素代替加成反应不能够发生能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子)淡蓝色火焰燃烧火焰光明，有黑烟燃烧火焰光明，有浓烟氧化反应不与酸性高锰酸钾溶液反应能使酸性高锰酸钾溶液褪色加聚反应不能够发生能发生不能够使溴水、酸性高锰酸钾溶鉴别能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色液褪色注意：烷烃与卤素单质的代替反应是分子中的氢原子逐渐被代替，并且是各步反应同时进行，产物是烃的多种卤代物的混杂物和卤化氢。．家庭和汽车用的罐装液化石油气的成分是什么？8【提示】丙烷、丁烷、丙烯、丁烯为主的石油产品。深度思虑1．煤的干馏与石油分馏有何不相同？2．为什么不能够用裂化汽油萃取溴水中的溴？1答案煤的干馏是在间隔空气加强热的条件下发生复杂的物理和化学变化的过程，而石油分馏是依照沸点不相同将石油中各成分分其他过程，是物理变化。2答案由于裂化汽油中含有不饱和的烯烃，能与溴水中的溴发生加成反应，因此不能够用于萃取溴水中的溴。题组一化石燃料的组成及综合应用1．以下关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的选项是()A．石油裂解获得的汽油是纯净物B．石油产品都可用于聚合反应C．天然气是一种干净的化石燃料D．水煤气是经过煤的液化获得的气体燃料2．以下关于有机物的说法中错误的选项是()．石油裂解能获得乙烯，乙烯是生产聚乙烯的原料B．甲烷、苯都属于烃，都不存在同分异构体C．葡萄糖可转变成乙醇，乙醇氧化可获得乙醛D．煤干馏是复杂的物理化学变化，石油分馏是物理变化3．以下说法不正确的选项是()A．经过煤的干馏能够获得焦炭B．煤液化后能够获得甲醇C．从萃取分液后溴的四氯化碳溶液中提取溴能够用分馏的方法D．煤中含有苯和甲苯，能够用蒸馏的方法把它们分别出来1答案C剖析石油裂解的产物主若是液态烷烃和烯烃的混杂物，故A项错误；烷烃不能发生聚合反应，B项错误；水煤气是煤气化的产物，D项错误。2答案B剖析C6H6不但好够表示苯，还可能是链烃，如：CH≡C—CH2CH2—C≡CH。3答案D剖析煤中不含有苯和甲苯，而是在煤干馏的过程中发生化学反应生成了苯和甲苯。1．必记的1个分子式通式：单炔烃分子式通式：CnH2n－2(n≥2)。92．表示乙炔分子的5个式子：(1)分子式；(2)最简式；(3)电子式；(4)结构式；(5)结构简式。3．乙炔的3个化学性质：(1)加成反应；(2)氧化反应；(3)加聚反应迅速提高练习1．以下分子中，全部原子在一条直线上的是()A．甲烷B．乙烯C．乙炔D．丙炔2．以下关于石油的说法正确的选项是()A．石油属于可再生矿物能源B．石油主要含有碳、氢两种元素C．石油的裂化是物理变化D．石油分馏的各馏分均是纯净物3．以下说法正确的选项是()．炔烃分子中全部的碳原子都在同一条直线上B．分子组成吻合CnH2n－2通式的链烃，必然是炔烃C．炔烃既易发生加成反应，又易发生代替反应D．炔烃既可使溴水褪色，又可使KMnO4酸性溶液褪色4．甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯获得纯净的甲烷，依次经过的洗气瓶中盛放的试剂最好为()A．澄清石灰水、浓硫酸B．KMnO4酸性溶液、浓硫酸C．溴水、浓硫酸D．浓硫酸、KMnO4酸性溶液5．以下有关乙炔的表达中，既不相同于乙烯又不相同于乙烷的是()A．能燃烧生成二氧化碳和水B．能跟溴水发生加成反应C．能跟酸性KMnO4溶液发生氧化反应D．能与氯化氢反应生成氯乙烯6．鉴别甲烷、乙烯、乙炔三种气体可采用的方法是()A．通入溴水中，观察溴水可否褪色B．通入酸性高锰酸钾溶液中，观察颜色变化C．点燃，检验燃烧产物D．点燃，观察火焰光明程度及产生黑烟量的多少7．某气体由烯烃和炔烃混杂而成，经测定其密度为同条件下H2的13.5倍，则以下说法中正确的选项是()A．混杂气体中必然没有乙炔B．混杂气体中必然有乙烯C．混杂气体可能由乙炔和丙烯组成D．混杂气体必然由乙烯和乙炔组成．实验室制取的乙炔气体中常混有少量H2S、CO2和水蒸气，为了获得干燥纯净的乙炔气体，选择最简略的实验方案有()A．经过NaOH后，经过浓H2SO4，再经过石灰水B．经过CuSO4溶液后再经过石灰水C．经过五氧化磷，再经过无水CaCl2D．经过足量的碱石灰9．最简式相同，但既不是同系物，又不是同分异构体的是()A．辛烯和3—甲基—1—丁烯B．苯和乙炔C．1氯丙烷和2—氯丙烷D．甲基环己烷和己烷10．分子式为C4H6的链烃，能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，则该烃必然不能能是()10A．1-丁炔B．2-丁炔C．1,3-二丁烯D．环丁烯11．某气态烃1mol能和2molHCl加成，其饱和产物又能和6molCl2完好代替，则该烃是()A．C2H6B．C2H2C．C3H4D．C4H612．以下列图中每一方框的字母代表一种反应物或生成物：已知气态烃D(其密度在同温同压下是氢气密度的13倍)与物质F反应时产生光明而带浓烈黑烟的火焰。请写出以下字母代表的物质的化学式(分子式)：A．____、B.________、D.________、E.______、H．________。13．有两种气态烃的混杂物。已知：它们都能使溴水褪色。且分子中碳原子数均小于5；1体积该混杂气体完好燃烧后，可获得3.6体积二氧化碳和3体积水蒸气(气体体积均在同温同压下测定)(1)混杂物中两种烃的种类可能是________。A．烷，烯B．烯，烯C．烯，炔D．炔，炔你作出上述判断的原因是____________________________________________________________________________________________________________。(2)经过计算确定这两种烃的分子式以及它们在混杂物中的体积比。1【剖析】A项，甲烷分子呈正周围体形；B项，乙烯分子为平面形结构，全部分子共平面；C项，乙炔分子为直线形结构，全部原子共直线；D项，丙炔(HC≡C—CH3)分子中含甲基，故全部原子不在一条直线上。【答案】C2【剖析】石油属于不能再生能源，A错；石油的裂化应属于化学变化，C错；石油分馏的各馏分依旧是由沸点周边的烃组成的混杂物，D错。故答案为B。3．以下说法正确的选项是()3【剖析】A项，炔烃分子中与—C≡C—直接相连的原子在一条直线上；B项，分子组成吻合CnH2n－2通式的链烃可能为二烯烃或炔烃；C项，炔烃不易发生代替反应。【答案】D4【剖析】甲烷的化学性质牢固、不与溴水、KMnO4酸性溶液反应，但乙烯与两者均可反应，但KMnO4酸性溶液氧化乙烯时会产生杂质气体(CO2等)，故只能用溴水来除去甲烷中的乙烯，此后为获得纯净的甲烷还可经过盛有浓H2SO4的洗气瓶来吸取气体中的水分。【答案】C5【剖析】乙炔、乙烯、乙烷都能燃烧生成二氧化碳和水；乙炔、乙烯都能与溴水发生加成反应；乙烯、乙炔都能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应；只有乙炔可与HCl加成生成氯乙烯。【答案】D6【剖析】乙烯、乙炔均能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，三者点燃后均能产生CO2和H2【答案】DO，但因含碳量不相同致使火焰的光明程度及产生黑烟量不相同。7【剖析】由题意推知混杂物的平均相对分子质量为27，故必有一种物质的相对分11子质量小于27，因此必然含有乙炔，乙炔相对分子质量为26，则烯烃的相对分子质量必大于27，能够是乙烯、丙烯、丁烯等。【答案】C8【剖析】A、B两项操作均不能够获得干燥的乙炔；C项，不能够除去H2S、CO2。【答案】D9【剖析】A项中两者互为同系物；C项中两者为同分异构体；D项不是同类物质，且最简式也不相同。【答案】B10【剖析】由分子式为C4H6的链烃可知为炔烃或二烯烃，则分子中不能能含有环状结构。【答案】D11【剖析】1mol该烃与2molHCl加成所得饱和产物中含6molH原子，即1mol该烃含4molH原子。【答案】C12【剖析】①由烃D的密度是同温同压下H2密度的13倍，求出其相对分子质量为26，确定D为C2H2。②依照D与F反应时产生光明而带黑烟的火焰，确定F为O2。点燃③由2C2H2＋5O2――→4CO2＋2H2O可知B、E分别为CO2或H2O。④实验室制C2H2，一般是CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑，可知A、B分别是CaC2或H2O。⑤综合③④，确定A为CaC2，B为H2O，E为CO2。⑥其他物质中，C为Ca(OH)2，