高中化学人教版有机化学基础第二章烃和卤代烃第一节脂肪烃（区一等奖）

人教版选修5高二年级第二章烃和卤代烃第一节脂肪烃教学设计3【教学目标】1.了解烷烃、烯烃、炔烃的物理性质的规律性变化。2.了解炔烃的结构特征、通式和主要的用途。3.掌握烯烃、炔烃的结构特点和主要化学性质；乙炔的实验室制法4.了解用乙炔制取聚氯乙烯的反应原理。【教学过程】一、烷烃和烯烃3.化学性质烷烃的化学性质烷烃具有哪些化学性质？【回答】烷烃的结构处于饱和状态，化学性质比较稳定；烷烃可以燃烧，能够发生取代反应等。（1）通常情况下，烷烃的化学性质比较稳定，很难与强酸、强碱以及强氧化剂发生反应；（2）氧化反应：可燃性燃烧通式：归纳：随着碳原子数目递增，烷烃含碳量逐渐增大，耗氧量逐渐增多，烷烃燃烧火焰逐渐明亮，并渐有黑烟。（3）取代反应烷烃取代反应条件：卤素蒸气，光照【思考】丙烷与氯气在光照条件下反应，可以得到几种一氯代物？写出结构简式。烯烃的化学性质（1）加成反应【说明】在不同条件下，烯烃能与卤素单质、H2、HX、H2O等物质发生加成反应。常用溴水或溴的四氯化碳溶液来鉴别烷烃与不饱和烯烃或炔烃。【思考】该反应可以得到几种产物？（2）氧化反应①燃烧反应燃烧通式：归纳：具有相同碳原子数目的烷烃与烯烃相比，烯烃燃烧时火焰更明亮，并伴有黑烟，因为具有相同碳原子数目的烯烃的含碳量比烷烃大。②烯烃能够被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化。【思考】如何描述乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中的操作步骤、现象和结论？操作：乙烯通入酸性KMnO4溶液中现象：溶液紫红色褪去结论：乙烯被氧化成CO2【说明】可利用酸性高锰酸钾溶液检验乙烯等不饱和烃，但不能用于一次性除去气态混合烃中的烯烃。（3）加聚反应【总结】同为脂肪烃，烷烃和烯烃的性质为何有如此差异？烷烃中碳原子之间以碳碳单键相连，处于饱和状态，化学性质稳定，特征反应为光取代反应；烯烃含有一个不饱和双键，在不同条件下，能够发生氧化、加成、加聚等反应，化学性质比较活泼。二、烯烃的顺反异构在烯烃中，由于双键的存在，除因双键位置不同而产生的同分异构体外，在烯烃中还有一种称为顺反异构（也称几何异构）的现象。当C＝C双键上的两个碳原子所连接的原子或原子团不相同时，就会有两种不同的排列方式。顺—2—丁烯反—2—丁烯1.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。2.形成条件：(1)具有碳碳双键(2)组成双键的每个碳原子必须连接两个不同的原子或原子团.两个相同的原子或原子团居于同一边的为顺式（cis-），分居两边的为反式（trans-）。例如，在2-丁烯中，两个甲基可能同时位于分子的一侧，也可能分别位于分子的两侧。三、炔烃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>ρC2H2微溶于水，易溶于有机溶剂3.化学性质4．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5.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。(2)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。(3)制取乙炔时，由于CaC2和水反应剧烈，并产生泡沫，为防止产生的泡沫进入导管，应在导气管口附近塞入少量棉花。(4)电石与水反应很剧烈。为得到平稳的乙炔气流，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。(5)制取乙炔不能用启普发生器或具有启普发生器原理的实验装置，原因是：①碳化钙吸水性强，与水反应剧烈，不能随用、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呈糊状易堵塞球形漏斗。(6)由电石制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质，使混合气体通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去。6.能否用溴水或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙炔？【提示】不能使用溴水和酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙炔，因为两者都含有不饱和键，性质相似。区别乙烯和乙炔通常使用燃烧法，观察火焰明亮程度及产生黑烟量的多。7.有关实验基本操作的第一步：(1)可燃性气体点燃之前先检验纯度。(2)称量固体质量之前先调平托盘天平。(3)使用容量瓶、滴定管之前先查漏。(4)使用各种试纸检验气体性质时先润湿。(5)使用连接好的装置时，先检验装置气密性实验室制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反应的情况，如Zn2C3＋4H2O→2Zn(OH)2＋CH3—CCH↑，Al4C3＋12H2O→4Al(OH)3＋3CH四、脂肪烃的来源及其应用1.来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、石蜡等催化裂化、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．家庭和汽车用的罐装液化石油气的成分是什么？【提示】丙烷、丁烷、丙烯、丁烯为主的石油产品。烃燃烧耗氧量大小比较烃完全燃烧时的通式：CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up15(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O1．等质量的烃(CxHy)完全燃烧，耗氧量与C百分含量或H百分含量有关。C百分含量越高，烃耗氧越少，或y/x值越小，耗氧量越少。2．等质量的烃，若最简式相同，完全燃烧耗氧量相同，且燃烧产物也相同。推广：最简式相同的烃无论以任何比例混合，只要总质量相同，耗氧量就相同。3．等物质的量的烃完全燃烧时，耗氧量取决于(x＋eq\f(y,4))值的大小。其值越大，耗氧量越多。4．等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(烃的一种衍生物，如乙烯和乙醇)或加成产物的同分异构体完全燃烧时，耗氧量相同。5．1mol烃每增加一个CH2，耗氧量增多mol。6．1mol含相同碳原子数目的烷烃、烯烃、炔烃，耗O2量依次减少。烃完全燃烧前后气体体积的变化CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up15(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O1．燃烧后温度高于100℃时，水为气态：ΔV＝V后－V前＝eq\f(y,4)－1y＝4时，ΔV＝0，体积不变，对应有机物CH4、C2H4和C3H4。y>4时，ΔV>0，体积增大。y<4时，ΔV<0，体积减小，对应有机物只有CH≡CH。2．燃烧后温度低于100℃ΔV＝V前－V后＝1＋eq\f(y,4)，体积总是减小。3．无论水为气态还是液态，燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关，而与烃分子中的碳原子数无关。烃完全燃烧后(相同状况下)CO2与H2O物质的量关系(1)n(CO2)∶n(H2O)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<1时为烷烃,＝1时为烯烃、环烷烃,>1时为炔烃、苯及苯同系物等))(2)在烃分子中，具有相同碳原子数的烃混合，只要混合物总物质的量恒定，完全燃烧后生成CO2的量一定。五、检测题1.下列有关乙炔的叙述中，既不同于乙烯又不同于乙烷的是()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2.实验室制取的乙炔气体中常混有少量H2S、CO2和水蒸气，为了得到干燥纯净的乙炔气体，选择最简便的实验方案有()A．通过NaOH后，通过浓H2SO4，再通过石灰水B．通过CuSO4溶液后再通过石灰水C．通过五氧化磷，再通过无水CaCl2D．通过足量的碱石灰3.下列物质存在顺反异构的是（）A．1－丁烯 B．丙烯 C．2－甲基－2－丁烯 D．2─丁烯4.下图所示的是一套实验室制气装置，用于发生干燥、收集和吸收有毒气体。下列各组物质能利用这套装置进行实验的是（）A．MnO2和浓盐酸B．Na2SO3(s)和浓H2SO4C．Cu片和稀HNO3D．电石和水5.有四种有机物①(CH3)2CHCH(CH3)2，②(CH3)2C(CH3)2，③CH3(CH2)2CH(CH3)2，④CH3CH2C(CH3)A．①和②互为同分异构体，①和④互为同系物B．④的一氯代物有四种C．②可以由烯烃与氢气加成而获得D．能通过加氢反应得到③的炔烃有2种6.下列中的说法正确的是（）A．分子式为C7H16的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有2种B．丙烯能发生加成反应，还能使酸性KMnO4溶液褪色，但不能发生取代反应C．乙烷和丙烯的物质的量共1mol，完成燃烧生成3molH2OD．相同质量的甲烷和乙烷完全燃烧乙烷耗氧量多7.加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如下图所示的装置探究废旧塑料的再利用。下列叙述中不正确的是（）A．聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2—B．装置乙的试管中可收集到芳香烃C．装置丙中的试剂可吸收烯烃以制取卤代烃D．最后收集的气体可做燃料8.一种气态烷烃和一种气态烯烃，它们分子里的碳原子数相等。将体积这种混合气体在氧气中完全燃烧，生成体积的CO2和体积的水蒸气(气体体积均在相同状况下测定)，则混合气体中烷烃和烯烃的体积比为()A．3∶1 B．1∶3C．2∶3 D．3∶29.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______________；为避免反应太迅速，可采取的措施为_________；(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；(3)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；(4)为了安全，点燃乙炔前应________，乙炔燃烧时的实验现象是____________________________。10.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则不同，分别如Ⅰ和Ⅱ所示。(1)A瓶中的液体可以从酸性KMnO4溶液和FeCl3溶液中选择，应该选择________，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____________________________________________________________；若选用此装置来完成实验，则应采取的措施是________________________________________；(4)若称取agCaC2，反应完全后，测得B处溴水增重bg，则CaC2的纯度为________。

参考答案1.【解析】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】D2.【解析】A、B两项操作均不能得到干燥的乙炔；C项，不能除去H2S、CO2。【答案】D3.【解析】试题分析：顺反异构体产生的条件：①分子中至少有一个键不能自由旋转（否则将变成另外一种分子）；②双键上同一碳上不能有相同的基团（原子或原子团），据此根据有机物的结构简式可知选项D正确，其余选项不存在顺反异构，答案选D。【答案】D4.【解析】MnO2和浓盐酸反应需加热；NO不能用排空气法收集；C2H2应用向下排空气法收集。所以选B。【答案】B5.【解析】试题分析：①和②分子式不一样不是同分异构体。A错误；

④的一氯代物有只有3种，B错误；②任意两个相连的碳原子不可以脱去两个氢形成双键，所以不可以由烯烃与氢气加成而获得。能通过加氢反应得到③的炔烃有2种：CH≡CCH2CH(CH3)2、CH3C≡CCH(CH3)2。

【答案】6.【解析】试题分析：分子式为C7H16的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有3种，A不正确；丙烯在一定条件下，也能发生取代反应，B不正确；乙烷和丙烯中都含有6个氢原子，完全燃烧生成都说都是3mol，C正确；烃分子中氢元素的含量越高，在质量相等的条件下，消耗的氧气越多，D不正确，应该是甲烷消耗的氧气多，答案选C。【答案】C7.【解析】此题考查了几种常见烃的物理性质，同时考查了高分子化合物的组成结构。由于苯和甲苯熔沸点较高，因此在冷水中可以冷凝收集，烯烃可以与溴发生加成反应，所以溴的四氯化碳溶液可以吸收烯烃，最后剩余的气体中，氢气可以做燃料。聚乙烯的链节应该是所以A错。【答案】A8.【解析】根据阿伏加德罗定律，相同状况下，气体的体积之比等于物质的量之比。可知1mol混合烃充分燃烧后生成2molCO2和molH2O，则混合烃的平均分子组成为。又知烷烃和烯烃分子里的碳原子数相同，可以判定它们分别是C2H6和C2H4。无论C2H6与C2H4以怎样的体积比混合，它们平均碳原子个数都是2。因此符合题意的烷烃和烯烃的体积比，将由它们分子里所含的H原子个数决定。可用十字交叉法求解：8C2H66C2H4eq\f,＝eq\f(2,3)【答案】C9.【解析】乙炔易被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾酸性