炔烃 学案 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

④20．氯乙烯是合成高分子材料的单体，我国科研工作者研究出乙炔选择性加成制备氯乙烯的反应历程如图所示。下列说法正确的是()A．是反应中间体B．反应过程中Pd的成键数目保持不变C．反应过程中存在非极性键的断裂和极性键的形成D．若反应物改为CH3C≡CCH3，则所得产物为21．以乙炔为主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶。请回答下列问题。(1)请写出A～E的结构简式A：___________，B：：___________，C：：___________，D：：___________，E：：___________(2)请写出①～⑦各步反应的化学方程式①______________________________________________②______________________________________________③______________________________________________④______________________________________________⑤______________________________________________⑥______________________________________________⑦______________________________________________22．按要求填空(1)请写出戊炔所有属于炔烃的同分异构体的结构简式并命名：________________________________________(2)某炔烃通过催化加氢反应得到2－甲基戊烷，由此推断该炔烃可能的结构简式为______________________23．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，用来测定电石样品中CaC2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CuSO4溶液中选择，应该选择___________，它的作用是__________________________________________(2)写出实验室制取乙炔的化学方程式：_______________________________________(3)装置Ⅰ的主要缺点是_________________________________；装置Ⅱ的主要缺点是_________________________；若选用装置Ⅱ来完成实验，则应采取的措施是_______________________________________________________(4)若称取mg电石，反应完全后，测得B处溴水增重ng，则CaC2的纯度为________24．用电石制备的乙炔气体中常混有少量H2S气体。请用图中仪器和药品组装一套制备、净化乙炔的装置，并可通过测定标准状况下产生乙炔的体积，从而计算电石的纯度。(1)进行实验时，所制气体从左向右流动，仪器的正确连接顺序是_______________________(填接口字母)(2)为了使实验中气流平稳，甲中分液漏斗里的液体X通常用________________(3)若在标准状况下溴水与乙炔完全反应生成CHBr2CHBr2，已知称取电石mg，测得量筒内液体体积VmL，则电石纯度可表示为______________________(4)若没有除H2S的装置，测定结果将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)，理由是________________(用化学方程式表示)25．为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量的工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体。由此他提出必须先除去杂质，再与溴水反应。请回答下列问题：(1)写出甲同学实验中两个主要的化学方程式：________________________________________________________(2)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是________a．使溴水褪色的反应，未必是加成反应b．使溴水褪色的反应，就是加成反应c．使溴水褪色的物质，未必是乙炔d．使溴水褪色的物质，就是乙炔(3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是_______，它与溴水反应的化学方程式是_________________，在验证过程中必须全部除去(4)请你选用下列四个装置(见下图，可重复使用)来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品(5)为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性。理由是__________【乙炔及炔烃】答案【对点训练1】1．B。解析：在题设的烯炔化合物分子结构中，依据的两点：A.乙烯分子的6个原子共平面，键角120°；B.乙炔分子的4个原子共直线，键角180°。先分析：①、②两选项，化合物eq\o(C,\s\up6(1))H3—eq\o(C,\s\up6(2))H=eq\o(C,\s\up6(3))H—eq\o(C,\s\up6(4))≡eq\o(C,\s\up6(5))—eq\o(C,\s\up6(6))F3，3～6号C原子应在一条直线上，但eq\o(C,\s\up6(2))=eq\o(C,\s\up6(3))－eq\o(C,\s\up6(4))的键角为120°，所以①不正确，②正确；再分析③、④选项，化合物1～4号C原子应在同一平面上，③正确，④不正确。2．B。解析：本题由CH4、C2H4、C2H2分子结构特征演变而来。先对碳原子进行编号：若碳原子同时连有4个其他原子，则该碳原子为四面体结构的碳，这样的碳原子共4个，即⑤⑥⑦⑧号。由乙炔结构知，①②③号碳原子在同一直线上；由乙烯结构知，②③④⑤⑦号碳原子在同一平面内，再结合①②③号碳原子的关系，得①②③④⑤⑦号碳原子在同一平面内。【对点训练2】1．A。解析：乙烷分子中各原子不能处于同一平面上；乙烷不能发生聚合反应；乙烷不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。2．C。解析：A、D的方法不可能得到产物CHClBr—CH2Br；B的方法可能得到产物CHClBr—CH2Br，但生成的是含产物在内的复杂的混合物。3．D。解析：加聚反应中不饱和烃分子中必须断开一个键再相互连接起来，而高分子中单双键交替出现，由此可以推断加聚之前不饱和烃分子中必须有碳碳三键。【对点训练3】1．A。解析：用饱和食盐水代替水是为了减小化学反应速率，A项错误；此反应是放热反应，B项正确；为了除去H2S、PH3等杂质气体，可用硫酸铜溶液洗气，C项正确；电石本身就是固体，因此不需要加碎瓷片做沸石，D项正确。2．C。解析：实验室制取乙炔是用CaC2和水反应，不需要加热，由于CaC2与水反应剧烈，且反应放出大量的热，因此不能用启普发生器，也不能用长颈漏斗，用分液漏斗控制食盐水的滴加以控制反应速率，导气管也不能伸入到液面以下，否则气体无法导出。3．A。解析：生成的气体中含乙炔、硫化氢等，均与溴水反应，溴水褪色不能说明有乙炔生成，故A错误；乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，说明乙炔具有还原性，故B正确；逐滴加入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率，故C正确；乙炔的含碳量高，将纯净的乙炔点燃，有浓烈的黑烟，即乙炔的不饱和程度高，故D正确。4．C。解析：CaC2与水反应：CaC2＋2H2OCa(OH)2＋CH≡CH↑，可拆成：CaC2＋2H－OHCa(OH)2＋CH≡CH↑，Mg2C3的结构与CaC2的结构相似，与水反应：Mg2C3＋4H－OH2Mg(OH)2＋C3H4↑，C3H4的结构简式为CH3C≡CH。【对点训练4】1．A。解析：1mol丙炔最多能与2molCl2发生加成反应，故A项正确；丙炔、2-丁炔等分子中的所有碳原子都在同一直线上，但多碳原子的炔烃中碳原子不一定在同一直线，如1-丁炔分子中的碳原子不在同一直线上，故B项错误；炔烃易发生加成反应，但不易发生取代反应，故C项错误；炔烃既能使溴水褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色，故D项错误。2．D。解析：A项，乙烷可由乙炔加成得到；B项，2，3－二甲基戊烷可由CH3－CH(CH3)－CH(CH3)－C≡CH与氢气加成得到；C项，若炔烃为(CH3)2CHC≡CH可与氢气加成生成；D项，异丁烷相邻的任意两个碳原子上都不符合有2个氢原子，不能由不饱和炔烃经加成反应生成。3．D。解析：无论HC≡C－CH2－CH3还是CH2=CH－CH=CH2，A、B、C项所述事实均能发生，而与足量溴加成后，前者产物为，后者产物为，故D正确。4．C。解析：根据题意，该烃与HCl加成、与氯气发生取代反应时的物质的量之比是0.5∶1∶3＝1∶2∶6，即1mol该烃与2molHCl完全加成，则该烃中含有2个碳碳双键或1个碳碳三键；最终被氯气取代后的产物中有8个氯原子，即对应的烷烃中有8个氢原子，所以该烃的饱和状态为丙烷，则该烃为丙炔。5．C。解析：从结构简式中可看出氰基辛炔中有－C≡C－，易被酸性KMnO4溶液氧化，故可使酸性KMnO4溶液褪色，B项错误；三键为直线结构，且均直接相连，则所有原子都在同一直线上，C项正确；炔和含氮化合物加聚时会生成高分子，三键中的一个键会被打开而出现双键，但是HC≡C－C≡C－C≡C－C≡C－C≡N中不含有双键，且不是高分子，故不能由加聚反应制得，D项错误。【对点训练5】1．(1)3，4，4－三甲基－1－戊炔(2)4，4－二甲基－2－戊炔(3)3－甲基－1－戊炔(4)3，4，5－三甲基－4－乙基－1－己炔(5)2－戊炔(6)4，5－二甲基－1－己炔(7)3，3－二甲基－1－丁炔(8)4－甲基－4－丁炔(9)5，6－二甲基－3－乙基－1－庚炔【对点训练6】1．D。解析：分子式为C4H6的烃，属于炔烃的有1－丁炔和2－丁炔；属于二烯烃的有1，3－丁二烯；属于环烯的有环丁烯、；故符合条件的同分异构体有7种。2．A。解析：含5个碳原子的饱和烃应含有12个氢原子，C5H8较饱和烃少了12－8＝4个氢原子，每减少2个氢原子就增加一个不饱和度，所以该分子结构有四种可能：①两个双键，②一个三键，③一个双键和一个环，④两个环。故A项不合理。3．B。解析：根据炔烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均有至少2个氢原子的碳原子间是对应炔存在－C≡C－的位置。如图3个位置可以还原为－C≡C－：，其中1、2号位置与3、4号两位置相同，故该炔烃共有2种。4．B。解析：将2－甲基戊烷中各C原子编号：，其中2号C上只含有1个氢原子，无法形成碳碳三键，只有3、4号C间和4、5号C间可以形成碳碳三键，故符合题述的炔烃有2种，B项正确。5．A。解析：2，2，3，3－四溴丁烷的结构简式为CH3C(Br)2C(Br)2CH3，由某烃与溴加成得到，故该烃为2－丁炔，结构简式为CH3C≡CCH3。1－丁炔与2－丁炔互为同分异构体，A正确；该烃就是2－丁炔，是同一种物质，B错误；1－丁烯、2－丁烯与2－丁炔的分子式均不同，不互为同分异构体，C、D错误。【课时跟踪检测】1．D。解析：乙烷、乙烯、乙炔都能燃烧生成CO2和H2O；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反应生成氯乙烯。2．B。解析：乙炔中含碳量较高，燃烧时会伴有浓烈的黑烟，A正确。烯烃和炔烃都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法区别，B错误。用饱和食盐水可以降低电石和水的反应速率，C正确。乙炔微溶于水，可以用排水法收集，D正确。3．D。解析：电石(主要成分CaC2)与水反应得到乙炔和氢氧化钙，溶液呈碱性，故A正确；电石与水反应放出大量的热，属于放热反应，故B正确；杂质气体有H2S或PH3，可用硫酸铜除掉，故C正确；有特殊臭味的乙炔含有H2S或PH3杂质气体，故D错误。4．D。解析：A、B两项操作均不能得到纯净干燥的乙炔；C项操作不能除去H2S、CO2。5．C6．C。解析：A.饱和食盐水滴到电石上，水被消耗，NaCl析出，附着在电石表面，阻碍电石和水的接触，可以减慢制取C2H2的速率，故A错误；B.装置B的主要作用是除去生成的H2S、PH3，因为H2S、PH3都有还原性，能被溴水和酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，所以去掉装置B，会影响装置C、D中C2H2化学性质的探究，故B错误；C.若乙炔和溴发生了加成反应，生成了卤代烃，消耗了溴，溶液的pH会增大；若乙炔和溴发生了取代反应，则除了生成卤代烃外，还生成HBr，则溶液的pH会减小，故C正确；D.用燃着的木条靠近E玻璃管尖嘴处，未见有明亮火焰，可能乙炔完全被前面的试剂消耗，没有乙炔逸出，不能说明C2H2没有可燃性，故D错误；故选C。7．C8．D。解析：化学式满足CnH2n－2(n≥2，且n为整数)的某气态链烃可能是含有两个碳碳双键的烯烃，所以不一定是炔烃或乙炔的同系物。9．D10．B。解析：多碳原子的炔烃中碳原子不一定在一条直线上，如1-丁炔中的4个碳原子不在同一直线上，故A错误；炔烃易发生加成反应，难发生取代反应，故C错误；炔烃既能使溴水褪色，也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D错误。11．D。解析：1－丁炔中与不饱和碳原子直接相连的原子应在同一直线上，但饱和碳原子为sp3杂化，连接的原子一定不在同一条直线上，A错；碳碳三键中有一个σ键和两个π键，三个共价键性质不完全相同，B错；符合CnH2n－2通式的链烃还可以是二烯烃，C错；乙炔同系物CnH2n－2中碳的质量分数为eq\f(12n,14n－2)×100%＝eq\f(12,14－\f(2,n))×100%，n增大时，14－eq\f(2,n)增大，w(C)减小，故n＝2时w(C)最大。12．B。解析：该有机物的分子式为C8H12,1mol该烃完全燃烧消耗O2的物质的量为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8＋\f(12,4)))mol＝11mol，A项正确；该分子有一个支链，与氢气完全加成后的产物为CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH2CH3，含有3个甲基，B项不正确；该分子含有一个和一个—C≡C—，1mol该烃完全加成消耗3molBr2，C项正确；含有和—C≡C—，结合乙烯和乙炔的结构判断，分子中一定共平面的碳原子有6个，D项正确。13．B。解析：A项，最多能与3molCl2发生加成反应；C项，环辛四烯只有1组峰；D项，环辛四烯与苯的结构不相似。14．B。解析：键线式中交点数即为碳原子数，然后确定每个碳原子所结合的氢原子数，该有机物分子式为C5H4，A正确；中间碳原子形成四条单键，为四面体形结构，故该分子中所有碳原子不可能在同一平面内，B错误；该烃含有两个碳碳双键，故1mol该有机物最多能与2molBr2发生加成反应，C正确；该烃的链状同分异构体(碳架结构)可能为C≡C－C≡C－C、C≡C－C－C≡C，D正确。15．C。解析：①中含有C≡C键，所以能使溴水褪色，故A正确；②的加聚产物是，聚合产物中含有键，所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故B正确；分子中含有3个饱和碳原子，所有原子不可能都在一个平面上，故C错误；分子结构对称有1种等效氢，在核磁共振氢谱中只有1组峰，故D正确。16．D。解析：分子中每多一个－C≡C－，则比等碳的烷烃少4个氢原子，经计算eq\f(300×2＋2－298,4)＝76，则分子中含有76个－C≡C－。17．B。解析：1mol气态烃可与2molCl2发生加成反应，使不饱和碳原子全部变为饱和碳原子，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发生取代反应时，Cl原子替换所有的H原子，说明原气态烃分子中含有两个H原子，所以该气态烃是乙炔。18．B19．D20．C。解析：由题图可知，参与起始反应，最后又等量生成，是反应的催化剂，故A错误；由题图可知，反应过程中Pd的成键数目有变化，故B错误；由题图可知，反应过程中碳碳三键中有一条共价键断裂，有C—Cl和C—H的形成，碳碳三键属于非极性键，C—Cl和C—H属于极性键，则反应过程中存在非极键的断裂和极性键的形成，故C正确；根据题图中转化关系，若反应物改为CH3C≡CCH3，则所得产物应为，故D错误。21．(1)CH2=CH—ClCH2=CH－CNCH2=CH－C≡CH(2)①CH≡CH＋HClCH2=CHCl②nCH2=CHCl③CH≡CH＋HCNCH2=CHCN④nCH2=CH—CN⑤2CH≡CHCH2=CH—C≡CH⑥CH2=CH—C≡CH＋HCl⑦解析：①为CH≡CH与HCl的加成反应；②为CH2=CHCl的加聚反应；③为乙炔与HCN的加成反应；④为丙烯腈的加聚反应；⑤为两个乙炔分子的相互加成；⑥为乙烯基乙炔与HCl的加成反应；⑦为CH2=CCl—CH=CH2的加聚反应。22．(1)CH≡C－CH2－CH2－CH31－戊炔、CH3C≡CCH2CH32－戊炔、3－甲基－1－丁炔(2)、23．(1)CuSO4溶液除去乙炔气体中混有的H2S和PH3等杂质气体(2)CaC2＋2H2OCa(OH)2＋C2H2↑(3)少量乙炔会从长颈漏斗中逸出，引起实验误差，且不易控制水的添加量反应产生的泡沫会堵塞导管在导管口处塞上一团棉花(4)eq\f(32n,13m)×100%解析：(1)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化乙炔，因此选择硫酸铜溶液除去乙炔中混有的H2S和PH3气体。(2)实验室制取乙炔的化学方程式为CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋C2H2↑。(3)根据装置Ⅰ的结构可知主要缺点是少量乙炔会从长颈漏斗中逸出，引起实验误差，且不易控制水的添加量。装置Ⅱ的主要缺点是反应产生的泡沫会堵塞导管；根据以上分析可知若选用装置Ⅱ来完成实验，则应采取的措施是给导管口处塞上一团棉花。(4)若称取mg电石，反应完全后，测得B处溴水增重ng，则根据方程式C2H2＋2Br2→CHBr2CHBr2可知乙炔的物质的量是eq\f(n,26)mol，所以CaC2的纯度为eq\f(\f(n,26)×64,m)×100%＝eq\f(32n,13m)×100%。24．(1)AHGEFDCB(2)饱和食盐水(3)eq\f(2V＋