2.9炔烃的性质 课件(共44张PPT)-《有机化学》同步教学(化学工业出版社)

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2.9炔烃的性质 课件(共44张PPT)-《有机化学》同步教学(化学工业出版社)

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(共44张PPT)
炔烃的性质
炔烃的物理性质
1
3
2
炔烃的加成反应
炔烃的聚合反应
4
炔烃的氧化反应
5
炔氢原子反应
炔烃的物理性质
1
3
2
炔烃的加成反应
炔烃的聚合反应
4
炔烃的氧化反应
5
炔氢原子反应
1、物态
常温常压下,C2~C4的烯烃为气体;C5~C17的烯烃为液体;C18以及C18以上的烯烃为固体。
一、炔烃的物理性质
2、沸点和熔点
烯烃的沸点和熔点都随分子中碳原子数目的增加而升高。一般比相应的烷烃、烯烃略高,这是因为碳碳三键键长较短,分子间距离较近、作用力较强的缘故。
3、相对密度
炔烃的相对密度都小于1,比水轻。相同碳原子数的炔的相对密度为:炔烃 > 烯烃 > 烷烃。
4、溶解性
炔烃难溶于水,易溶于乙醚、石油醚、丙酮和四氯化碳等有机溶剂。
一、炔烃的物理性质
炔烃的物理性质
1
3
2
炔烃的加成反应
炔烃的聚合反应
4
炔烃的氧化反应
5
炔氢原子反应
炔烃的官能团是碳碳三键,碳碳三键中的π键不稳定,因此炔烃的化学性质比较活泼,与烯烃相似,容易发生加成、氧化和聚合反应。由于SP杂化碳原子的电负性比较大,因此与三键碳原子直接相连的氢原子具有一定酸性,比较活泼,容易被某些金属或金属离子取代,生成金属炔化物。
CH≡CH CH2=CH2 CH3-CH3
H2
Pd
H2
Pd
1、 催化加氢
在催化剂存在下,炔烃与氢加成,首先生成烯烃,然后进一步加氢生成烷烃。例如乙炔加氢反应:
Pd
Pd
CH3CH3
如果选择活性较少的催化剂,可使加氢反应停留在烯烃阶段。例如使用林德拉催化剂(用醋酸铅部分毒化了的Pd-CaCO3),可使乙炔加氢生成乙烯:
工业应用:在某些高分子化合物的合成中,需要高纯度的乙烯,而从石油裂解气中得到的乙烯中经常含有少量的乙炔,可用控制加氢的方法将其转化成乙烯,以提高乙烯的纯度。
CH≡CH +H2 CH2=CH2
林德拉催化剂
1、 催化加氢
2、 加卤素
炔烃容易与氯或溴发生加成反应:与1mol卤素加成生成二卤代烯烃,与2mol卤素加成生成四卤代烯烃。在较低温下,反应可控制在生成二卤代烯烃阶段。例如乙炔与氯的加成:
1,2-二氯乙烯
Cl2
较低温度
Cl2
80~85℃
1,1,2,2-四氯乙烷
乙烃与溴也能发生类似的加成反应,如下:
1,2-二溴乙烯
炔烃与溴发生加成反应后,红棕色褪去,可由此检验碳碳三键的存在。
Br2
较低温度
Br2
80~85℃
1,1,2,2-四溴乙烷
2、 加卤素






实验室有三瓶未贴标签的气体,它们是乙烷、乙炔和二氧化碳,请用化学方法把它们鉴别出来,并贴上正确的标签。
习题: 鉴别题
实验室有三瓶未贴标签的气体,它们是乙烷、乙炔和二氧化碳,请用化学方法把它们鉴别出来,并贴上正确的标签。
① 取样在空气中点燃,不能燃烧的是二氧化碳;能燃烧的是乙烷和乙炔。
② 取剩下的乙烷和乙炔样品,分别通入溴水溶液中,溶液变色的是乙炔,不变色的是乙烷
习题: 鉴别题
3、 加卤化氢
回顾:马氏(马尔可夫尼科夫)规则
不对称烯烃与卤化氢等不对称试剂加成时,试剂中的氢原子(或带正电的部分)加到烯烃中含氢较多的双键碳原子上,卤素原子(或带负电的部分)加到含氢较少的双键碳原子上。
不对称炔烃与卤化氢的加成同样符合马氏规则!
炔烃也能与卤化氢加成,但不如烯烃活泼,通常需要在催化剂的存在下才能进行。例如,在氯化汞活性炭催化作用下,于180℃左右,乙炔与HCl加成生成氯乙烯(乙炔为对称炔烃,氢和氯原子加哪个碳都可以):
CH≡CH +HCl
HgCl2-C
180℃
CH2=CHCl
3、 加卤化氢
不对称炔烃与卤化氢的加成,例如丙烯与溴化氢加成:
HBr
HBr
2-溴丙烯
2,2-二溴丙烷
3、 加卤化氢
4、 加水
在催化剂作用下,炔烃可与水发生加成反应,首先生成烯醇,烯醇不稳定,所以马上发生分子内重排,转变成醛或酮,例如乙炔与水加成:
乙烯醇
乙炔与水加成生成乙醛,其它炔烃与水加成生成什么?
HgSO4
H2SO4
重排
CH3CHO
乙醛
不对称炔烃与水加成,例如丙炔与水加成:
丙烯醇
乙炔与水加成生成乙醛,其它炔烃与水加成生成酮
HgSO4
H2SO4
重排
丙酮
4、 加水
5、 加醇
在碱催化下,乙炔可与醇发生加成反应,生成乙烯基醚。这是工业生产乙烯基醚的一种方法。如,在20%氢氧化钠水溶液中,于160~165℃和2MPa压力下,乙炔和甲醇加成生成甲基乙烯基醚。
甲基乙烯基醚
CH≡CH +H-OCH3
20%NaOH
160~165℃,2MPa
CH2=CH-O-CH3
6、 加乙酸
在催化剂作用下,乙炔能与乙酸发生加成反应。如,在乙酸锌-活性炭的催化下,乙炔与乙酸加成,生成乙酸乙烯酯。
乙酸乙烯酯
CH≡CH +H-O-C-CH3 CH2=CH-O-C-CH3
乙酸锌-活性炭
180~220℃
O
O
习题: 完成下列化学反应式
炔烃的物理性质
1
3
2
炔烃的加成反应
炔烃的聚合反应
4
炔烃的氧化反应
5
炔氢原子反应
1、 聚合反应
乙炔能够发生聚合反应。随着反应条件不同,聚合产物也不一样。例如:在氯化亚铜-氯化铵的强酸性溶液中,乙炔可以发生二聚,生成乙烯基乙炔:
在齐格勒-纳塔催化剂的作用下,乙炔还可聚合成线型高分子化合物—聚乙炔。  
2CH≡CH CH2=CH-C ≡CH 乙烯基乙炔
Cu2Cl2-NH4Cl
少量盐酸,70℃
nCH≡CH [ CH=CH ]n 聚乙炔
齐格勒-纳塔
炔烃的物理性质
1
3
2
炔烃的加成反应
炔烃的聚合反应
4
炔烃的氧化反应
5
炔氢原子反应
一、 被高锰酸钾氧化
炔烃被氧化剂氧化时,叁键完全断裂。
氧化剂
一、 被高锰酸钾氧化
炔烃被氧化剂氧化时,叁键完全断裂。
根据炔烃的结构不,产物也不一样。
乙炔:
其它的末端炔:
非末端炔:
氧化
氧化
氧化
一、 被高锰酸钾氧化
二、 燃烧
2CH≡CH + 5O2 4CO2 +2H2O +Q
燃烧
乙炔在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。
燃烧
切割
焊接
乙炔与高锰酸钾反应
及燃烧
为什么?
乙炔与高锰酸钾反应:
为什么反应后一个变成了无色透明的溶液?而另一个变成了棕褐色的沉淀?
三、分析原因
1、无色透明原因:强酸性条件下,高锰酸钾的氧化性特别强(添加了硫酸溶液)
Mn7+
Mn2+
紫红色
粉红色
三、分析原因
2、棕褐色沉淀原因:碱性或者中性条件下,高锰酸钾的氧化性较弱(添加了碳酸钠溶液)。
Mn7+
Mn4+
紫红色
棕褐色沉淀
三、分析原因
生成的黑烟是C,原因是:
乙炔在空气中燃烧不充分生成了C。
空气中氧含量为21%左右,而氧炔焊的氧含量为98.5%以上。
2CH≡CH + 5O2 4CO2 +2H2O +Q
燃烧
乙炔在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。
三、分析原因
   由于其它的炔烃与高锰酸钾反应也有同样的现象产生(即紫红色慢慢地消失或者生成棕褐色的二氧化锰沉淀)。所以,实验室常用该反应来鉴别炔烃。
实验室有三瓶未贴标签的气体,它们是乙烷、乙炔和二氧化碳,请用化学方法把它们鉴别出来(不用加高锰酸钾和溴水的方法),并贴上正确的标签。
习题: 鉴别题
① 取样在空气中点燃,不能燃烧的是二氧化碳;能燃烧的是乙烷和乙炔。
② 空气中燃烧产生大量黑烟的是乙炔,没有黑烟的是乙烷。
炔烃的物理性质
1
3
2
炔烃的加成反应
炔烃的聚合反应
4
炔烃的氧化反应
5
炔氢原子反应
1、炔氢原子的反应
与三键碳原子直接相连的氢原子称为炔氢原子。炔氢原子具有微弱的酸性,比较活泼,可以被某些金属原子(或离子)取代,生成金属炔化物。
(1)与钠或氨基钠反应
含有炔氢原子的炔烃与金属钠或氨基钠作用时,炔氢原子被钠原子取代,生成炔化钠,如:
110℃
2CH≡CH + 2Na 2HC ≡CNa + H2↑ 乙炔钠
如果温度较高则生成乙炔二钠:
炔化钠的性质活泼,可与卤代烷作用,在炔烃中引入烷基,这是有机合成上用作增长碳链的一个方法。
190~220℃
CH≡CH + 2Na NaC ≡CNa + H2↑
液氨
CH3C≡CH + NaNH2 CH3C ≡CNa + NH3↑
① 先由1-丁炔制备丁炔钠
② 再由丁炔钠和溴乙烷反应,制得3-己炔
③ 采用林德拉催化剂,控制加氢,使3-己炔转变成3-己烯
例题1:合成题
由溴乙烷和1-丁炔合成3-己烯
液氨
CH3CH2C≡CH + NaNH2 CH3CH2C ≡CNa + NH3↑
CH3CH2C≡CNa + Br-CH2CH3 CH3CH2C ≡C-CH2CH3+NaBr
CH3CH2C≡CCH2CH3 + H2 CH3CH2CH=CHCH2CH3
林德拉催化剂
(2)与硝酸银或氯化亚铜的氨溶液反应
将乙炔通往硝酸银或氯化亚铜的氨溶液中,炔氢原子便可被Ag+或Cu+取代,生成灰白色的乙炔银或棕红色的乙炔亚铜沉淀。
乙炔银(白色)
乙炔亚铜(棕红色)
其它含有炔氢原子的炔烃,也可以发生这一反应,因此在实验室中可用来鉴别乙炔和末端炔烃。也可以利用 这一性质来分离、提纯炔烃,或从其它烃类中除去少量的炔烃杂质。






习题: 推导题
1、某化合物分子式为C6H10,催化加氢得2一甲基己烷,与氯化亚铜氨溶液反应有沉淀生成。试写出该化合物的构造式及各步反应式。
2、化合物A和B,分子式都是C5H8,都能使溴的四氯化碳溶液褪色。A与硝酸银的氨溶液反应生成白色沉淀,用高锰酸钾溶液氧化,则生成 和CO2,B不与硝酸银的氨溶液反应,用高锰酸钾溶液氧化时,生成 和 。试写出A和B的构造式及各步化学反应式。
习题: 鉴别题

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