2.2炔烃同步讲练(含解析)2023-2024学年高二化学人教版2019选择性必修3

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第06课 炔烃
1.认识炔烃的结构、通式和主要性质。 2.掌握炔烃的命名。 3.掌握炔烃同分异构体的书写和数目的确定。
一、乙炔
1、乙炔的结构和物理性质
(1)乙炔分子的组成与结构
分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间充填模型
C2H2 H—C≡C—H HC≡CH
结构特点 分子中碳原子均采取sp杂化,碳原子与氢原子间均形成单键(σ键),碳原子与碳原子间以三键相连(1个σ键,2个π键),键角为180°,4个原子均在同一直线上,属于直线形分子
(2)乙炔物理性质:
俗称 颜色 气味 状态 密度 溶解性
电石气 无色 无味 气态 小于空气 微溶于水,易溶于有机溶剂
2、乙炔的化学性质:乙炔分子中含有碳碳三键(—C≡C—),使乙炔表现出较活泼的化学性质
【探究-乙炔的化学性质p37】参考答案:
【问题】乙炔分子中含有2个π键,化学性质应和乙烯相似
【预测】乙决能使酸性KMO,溶液挺色,能使溴的四氧化碳溶液褪色。乙炔中含碳量高(约92.3%),点燃
时,火焰应明亮且有黑烟。
【实验记录】(1)剧烈反应,有气体生成;
(2)酸性高锰酸钾溶液褪色;
(3)溴的四氯化碳溶液褪色;
(4)燃烧,有浓烈的黑烟。
【结果与讨论】
(1)一致。乙炔使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙炔具有还原性,易发生氧化反应;
(2)乙炔使溴的四氯化碳溶液褪色,说明乙炔能发生加成反应,这与乙炔碳碳三键中两个π键易断裂有关。反应的化学方程式:HC≡CH+2Br2CHBr2—CHBr2 (1,1,2,2 四溴乙烷)
反应前有机物的官能团为碳碳三键,反应后有机物的官能团为溴原子;反应中,碳碳三键中两个π键断开,两个碳原子上各加上两个溴原子,生成四个碳溴单键;
(3)乙炔在空气中燃烧,火焰明亮,有黑烟,主要是因为乙炔含碳量高。反应的化学方程式:2CH≡CH+5O24CO2+2H2O。
1)乙炔的氧化反应
(1)与氧气的燃烧反应:2CH≡CH+5O24CO2+2H2O
①实验现象:火焰明亮,并伴有浓烈的黑烟。
②原因:乙炔的含碳量很高,没有完全燃烧。
③乙炔在氧气中燃烧时火焰温度可达3 000 ℃以上,故常用它来切割或焊接金属。
④乙炔具有可燃性,点燃乙炔之前一定要检验乙烯纯度。
(2)乙炔能使酸性KMnO4溶液褪色,说明乙炔能被酸性KMnO4溶液氧化。化学方程式为:
2KMnO4+C2H2+3H2SO4→K2SO4+2MnSO4+2CO2+4H2O
2)乙炔的加成反应:乙炔能与溴的四氯化碳溶液、氢气、卤化氢、水等在适宜的条件下发生加成反应
(1)乙炔与溴的四氯化碳溶液反应:HC≡CH+Br2CHBr==CHBr (名称:1,2 二溴乙烯)
CHBr==CHBr+Br2CHBr2—CHBr2 (名称:1,1,2,2 四溴乙烷)
(2)乙炔与氢气反应:HC≡CH+H2CH2==CH2;CH2==CH2+H2CH3—CH3
(3)乙炔与氯化氢反应:HC≡CH+HClCH2==CHCl (名称:氯乙烯)
(4)乙炔与水反应:HC≡CH+H2OCH3CHO
3)乙炔的加聚反应——制聚乙炔(制备导电高分子材料)
【易错提醒】聚乙炔本身不能导电,掺杂了Na或I2才是能导电的导电塑料。
3、乙炔的实验室制法
反应原料 电石(主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等)、饱和食盐水
实验原理 主反应 CaC2+2H2OC2H2↑+Ca(OH)2 (不需要加热)
副反应 CaS+2H2O==Ca(OH)2+H2S↑ Ca3P2+6H2O==3Ca(OH)2+2PH3↑
制气类型 “固+液气”型(如图1) [圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽]
实验装置
净化装置 通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶除去H2S、PH3等杂质
收集装置 排水法
【注意事项】
①实验室制取乙炔时,不能用排空气法收集乙炔:乙炔的相对分子质量为26,空气的平均相对分子质量为29,二者密度相差不大,难以收集到纯净的乙炔。
②电石与水反应剧烈,为得到平稳的乙炔气流,可用饱和氯化钠溶液代替水,并用分液漏斗控制滴加饱和氯化钠溶液的速率,让饱和氯化钠溶液慢慢地滴入。
③CaC2和水反应剧烈并产生泡沫,为防止产生的泡沫涌入导管,应在导管口塞入少许棉花 (图示装置中未画出)。
④生成的乙炔有臭味的原因:由于电石中含有可以与水发生反应的杂质(如CaS、Ca3P2等),使制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质,将混合气体通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去
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
a.碳化钙吸水性强,与水反应剧烈,不能随用、随停;
b.反应过程中放出大量的热,易使启普发生器炸裂;
c.反应后生成的石灰乳是糊状,堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙,使启普发生器失去作用;
⑥盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处,严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取,切忌用手拿。
二、炔烃的结构与性质
1.炔烃及其结构
(1)炔烃:分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃。
(2)官能团:名称为碳碳三键,结构简式为—C≡C—。
(3)通式:炔烃只有一个碳碳三键时,其通式为CnH2n-2(n≥2)。
2.炔烃的物理性质
(1)状态:一般情况下,2~4个碳原子炔烃(烃)为气态,5~16个碳原子为液态,16个碳原子以上为固态。
(2)溶解性:炔烃都难溶于水,易溶于有机溶剂。
(3)熔沸点:随着碳原子数增多,熔沸点升高;分子式相同的炔烃,支链越多,熔沸点越低。
(4)密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐增大,但比水的小。
3.炔烃的化学性质:炔烃的官能团是碳碳三键(—C≡C—),决定了炔烃的主要化学性质,化学性质与乙炔相似
(1)氧化反应
①炔烃燃烧的通式:CnH2n+O2nCO2+nH2O
丙炔燃烧的反应方程式:2CH3C≡CH+4O23CO2+2H2O
②炔烃能使酸性KMnO4溶液紫色褪去,说明碳碳三键能被酸性KMnO4溶液氧化,炔烃被酸性KMnO4溶液氧化产物的确定规律,可用于炔烃结构的测定:
炔烃被氧化的部分 CH≡ RC≡
氧化产物 RCOOH
(2)加成反应 (以丙炔为例)
①与溴水加成:CH3C≡CH+Br2CH3CBr==CHBr;CH3CBr==CHBr+Br2CH3CBr2—CHBr2
②与H2加成:CH3C≡CH+H2CH3CH==CH2;CH3CH==CH2+H2CH3CH2CH3
③与HCl加成:CH3C≡CH+HClCH3CCl==CH2
④与H2O加成:
【特别提醒】不对称炔烃与HX、H2O加成产物符合马氏规则。
(3)加聚反应 (以丙炔为例)
三、炔烃的命名
1.命名方法:炔烃的命名与烷烃的命名相似,即遵循最长、最多、最近、最小、最简原则。但不同点是主链必须含有三键,编号时起始点必须离三键最近
2.命名步骤
(1)选主链,称某烯:将含有三键的最长碳链作为主链,并按主链中所含碳原子数称为“某炔”。
(2)编号位,定支链:从距离三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号,使三键碳原子的编号为最小,以确定三键、支链的位次。
(3)按规则,写名称:取代基位次—取代基名称—三键位次—某炔。
用阿拉伯数字标明三键的位置(只需标明三键碳原子编号较小的数字)
如:命名为:4—甲基—3—乙基—1—戊炔
四、炔烃同分异构体的找法 (炔烃与同碳原子数的二烯烃、环烯烃互为同分异构体)
通式 CnH2n—2
类别异构体 炔烃(n≥2) 二烯烃(n≥3) 环烯烃(n≥3)
方法 单键变三键,要求相邻的两个碳上必须各有两个氢原子(箭头是指将单键变成三键) 先找单烯烃,再按照单键变双键的要求画出另外一个双键 先找环烷烃,再按照单键变双键的要求画出双键
以“C4H6”为例 ,(中间碳原子没有两个氢原子) (重复) (无) 、
【思考与讨论p40】参考答案:
(1)戊炔所有属于炔烃的同分异构体:CH≡CCH2CH2CH3、CH3C≡CCH2CH3、CH≡CCH(CH3)CH3。
(2)CH3CH2C≡CH+2H2CH3CH2CH2CH3;反应中,碳碳三键中两个π键断开,两个碳原子上各加上两个氢原子;
(3)炔烃的可能结构为CH≡CCH2CH(CH3)2、CH3C≡CCH(CH3)2。
问题一 乙炔的实验室制法
【典例1】关于乙炔的实验室制法,下列说法正确的是
A.可以使用启普发生器来制乙炔 B.为了加快反应速率可以适当加热
C.应该使用饱和食盐水代替蒸馏水进行反应 D.反应原料必须有大理石
【答案】C
【分析】A. 启普发生器的特点:块状固体和液体反应、气体不易溶于溶液、反应速度不太快、反应不放出大量热;B. 电石与水反应非常剧烈,且反应放出大量的热;C. 电石与水反应非常剧烈,为了减慢反应速率可用饱和食盐水代替水反应;D. 电石与水反应可制取乙炔。
【解析】A. 因为碳化钙与水的反应剧烈且放热,碳化钙遇水易成为粉末,故制取乙炔不能用启普发生器,故A项错误;B. 电石与水放出大量的热,属于放热反应,反应较为剧烈,则不需要加热,故B项错误;C. 电石与水反应非常剧烈,为了减慢反应速率可用饱和食盐水代替水反应,故C项正确;D.实验室制备乙炔,原料为电石与水,无石灰石,故D项错误;答案选C。
【解题必备】乙炔的实验室制法注意事项
①实验室制取乙炔时,不能用排空气法收集乙炔:乙炔的相对分子质量为26,空气的平均相对分子质量为29,二者密度相差不大,难以收集到纯净的乙炔。
②电石与水反应剧烈,为得到平稳的乙炔气流,可用饱和氯化钠溶液代替水,并用分液漏斗控制滴加饱和氯化钠溶液的速率,让饱和氯化钠溶液慢慢地滴入。
③CaC2和水反应剧烈并产生泡沫,为防止产生的泡沫涌入导管,应在导管口塞入少许棉花 (图示装置中未画出)。
④生成的乙炔有臭味的原因:由于电石中含有可以与水发生反应的杂质(如CaS、Ca3P2等),使制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质,将混合气体通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去
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
a.碳化钙吸水性强,与水反应剧烈,不能随用、随停;
b.反应过程中放出大量的热,易使启普发生器炸裂;
c.反应后生成的石灰乳是糊状,堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙,使启普发生器失去作用;
⑥盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处,严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取,切忌用手拿。
【变式1-1】下列有关乙炔实验室制法的说法不正确的是
A.不能用启普发生器
B.用向下排气法收集气体
C.为了减缓电石和水的反应速率,可用饱和食盐水来代替
D.可用硫酸铜溶液除去杂质H2S
【答案】B
【解析】A.电石主要成分CaC2与水反应得到乙炔,该反应比较剧烈,放热,所以不可以使用启普发生器来制,故A正确;B.乙炔密度和空气相近,不可以采取向下排气法收集气体,用排水集气法,故B错误;C.电石跟水反应比较剧烈,用饱和食盐水代替水可以得到较平稳的气流,所以为了减慢反应速率可用饱和食盐水代替水,故C正确;D.硫化氢与硫酸铜反应生成硫化铜沉淀,故可以硫酸铜除去杂质气体,故D正确;故答案为:B。
【变式1-2】关于乙炔的实验室制法,下列说法不正确的是
A.电石与水反应非常剧烈,不能使用启普发生器
B.用饱和氯化钠溶液代替水,是为了减慢制备反应的速率
C.将电石和饱和氯化钠溶液反应产生的气体,直接通入酸性高锰酸钾溶液就可以验证乙炔气体的还原性
D.乙炔能够使溴的四氯化碳溶液褪色,其原理不同于其使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】A.电石主要成分与水反应得到乙炔,该反应比较剧烈,放热,所以不可以使用启普发生器,故A正确;B.电石跟水反应比较剧烈,用饱和食盐水代替水可以得到较平稳的气流,所以为了减慢反应速率可用饱和食盐水代替水,故B正确;C.电石和饱和氯化钠溶液反应产生的气体含有其它还原性杂质气体,不能直接通入酸性高锰酸钾溶液验证乙炔气体的还原性,故C错误;D.乙炔能够使溴的四氯化碳溶液褪色原理是加成反应,其使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化还原反应,两者原理不同,故D正确;故答案为C。
问题二 炔烃结构的确定
【典例2】含有一个三键的炔烃,氢化后的产物结构简式为,此炔烃可能的结构简式有(  )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【答案】B
【解析】根据炔烃与H2加成反应的原理可知,烷烃分子中相邻碳原子上均带2个氢原子的碳原子间是才可以形成C、C三键,由烷烃的结构简式可知,该烷烃有如下所示的3个位置可以形成C、C三键,其中1、2两位置相同,故该炔烃共有2种,故选B。
【解题必备】1.根据炔烃与氢气加成的产物来确定炔烃的结构:加成反应指有机物分子中的不饱和键断裂,断键原子与其他原子或原子团相结合,生成新的化合物的反应,根据加成原理采取逆推可知烷烃分子中相邻碳原子上均带2个氢原子的碳原子间才可以形成C、C三键,判断形成C、C三键时注意先判断该烃结构是否对称,如果对称,只考虑该分子一边的结构和对称线两边相邻碳原子即可;如果不对称,要全部考虑,然后各去掉相邻碳原子的2个氢原子形成C、C三键。
2.根据炔烃被酸性高锰酸钾或臭氧氧化的产物来确定炔烃的结构:炔烃被酸性KMnO4溶液氧化产物的确定规律,可用于炔烃结构的测定:
炔烃被氧化的部分 CH≡ RC≡
氧化产物 RCOOH
【变式2-1】下列物质催化加氢可生成2-甲基戊烷的是
A.(CH3)2CHCH2C≡CH B.CH2=CHCH(CH3)C≡CH
C.(CH3)2C=C(CH3)2 D.CH2=CHC(CH3)2CH2CH3
【答案】A
【解析】A.(CH3)2CHCH2C≡CH与足量H2发生加成反应产生(CH3)2CHCH2CH2CH3,该物质名称为2-甲基戊烷,A符合题意;B.CH2=CHCH(CH3)C≡CH与足量H2发生加成反应产生CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,该物质名称为3-甲基戊烷,B不符合题意;C.(CH3)2C=C(CH3)2与足量H2发生加成反应产生(CH3)2CHCH(CH3)2,其名称为2,3-二甲基丁烷,C不符合题意;D.CH2=CHC(CH3)2CH2CH3,足量H2发生加成反应产生CH3CH2C(CH3)2CH2CH3,其名称为3,3-二甲基戊烷,D不符合题意;故合理选项是A。
【变式2-2】已知炔烃被酸性溶液氧化产物的规律如下:
炔烃被氧化的部分 HC≡ R-C≡
氧化产物 CO2 R-COOH
某链烃的分子式为C11H16,只含碳碳三键和碳碳单键和碳氢键,用热的酸性,溶液氧化,得到丙二酸(HOOCCH2COOH)、丁酸(CH3 CH2CH2COOH)和异丁酸[(CH3)2 CHCOOH]三者的混合物。该烃的结构简式: 。
【答案】CH3CH2CH2C≡CCH2C≡CCH(CH3)2
【解析】某链烃的分子式为C11H16,根据分子式中氢原子数可知,且分子中只含碳碳三键和碳碳单键和碳氢键,可知,1mol分子中含2mol碳碳三键,用热的酸性,溶液氧化,得到丙二酸(HOOCCH2COOH)、丁酸(CH3 CH2CH2COOH)和异丁酸[(CH3)2 CHCOOH]三者的混合物三者的混合物,故可得1mol烃中含有2mol碳碳三键且结合已知信息可得烃的结构简式为CH3CH2CH2C≡CCH2C≡CCH(CH3)2。
1.下列说法中正确的是
①丙炔分子中三个碳原子有可能位于同一直线上
②乙炔分子中碳碳间的三个共价键性质完全相同
③分子组成符合CnH2n-2通式的链烃,一定是炔烃
④乙炔及其同系物中,乙炔的含碳量最大
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】D
【解析】①丙炔中存在C≡C三键直线结构,甲基中的C原子处于乙炔中H原子位置,三个C原子处于同一直线,故①正确;②乙炔分子中碳碳间的三个共价键,有1个σ键、2个π键,其中σ键稳定、π键不稳定,分子中碳碳间的三个共价键性质不相同,故②错误;③分子组成符合CnH2n-2的链烃,可能含有2个C=C双键,为二烯烃,或1个C≡C三键,为炔烃等,故③错误;④符合通式CnH2n-2炔烃中,1个C原子结合的H原子平均数目为(2-),n值越大,(2-)越大,氢的质量分数越大,碳的的质量分数越小,故乙炔的含碳量最大,故④正确;故选D。
2.某含有1个碳碳三键的炔烃,与氢气加成后产物的结构简式如图;则此炔烃可能的结构有
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【答案】A
【解析】根据炔烃与H2加成反应的原理,烷烃分子中相邻碳原子上至少均带2个氢原子的碳原子间是对应炔烃存在C≡C三键的位置,则此炔烃可能的结构有共1种,故选:A。
3.某气态烃0.5mol能与1mol HCl完全加成,加成后产物分子上的氢原子可又被3mol Cl2取代,则此气态烃可能是
A.CH≡CH B.CH3-CH3 C.CH≡C-CH3 D.CH2=C(CH3)2
【答案】C
【分析】某气态烃0.5mol能与1molHCl加成,说明烃中含有1个C≡C键或2个C=C键,加成后产物分子上的氢原子又可被3molCl2完全取代,说明0.5mol加成产物氯代烃中含有3molH原子,则0.5mol烃中含有2molH原子,即1mol烃含有含有4molH,并含有1个C≡C键或2个 C=C键;
【解析】A.依据分析可知,乙炔中H原子个数不符合题目要求,故A错误;B.依据分析可知,乙烷中没有碳碳双键,也没有碳碳三键,故B错误;C.依据分析可知,1mol丙炔中有4mol的H,有1mol的碳碳三键,符合题目要求,故C正确;D.依据分析可知,CH2=C(CH3)2中H原子的个数已经超过题目要求,故D错误;故本题选C。
4.一定条件下,1-苯基丙炔()可与HCl发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间变化如图(已知:反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应),下列说法错误的是
A.反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ
B.若将1-苯基丙炔换成1-苯基乙炔,两者发生反应Ⅰ释放的热量相差不大
C.1-苯基丙炔化学键储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
【答案】C
【解析】A.反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应,由图示可知,反应Ⅰ+Ⅲ得反应Ⅱ,则相同物质的量的反应物,反应Ⅰ放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量,反应放出的热量越多,其焓变越小,因此反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ,A正确;B.反应为碳碳叁键的加成反应,1-苯基丙炔支链中-CH3没有参与反应,故若将1-苯基丙炔换成1-苯基乙炔,两者发生反应Ⅰ释放的热量相差不大,B正确;C.反应为放热反应,则反应物能量高于生成物能量,应该为1-苯基丙炔和HCl中化学键储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高,C错误;D.根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ,D正确;故选C。
5.下列关于炔烃的叙述正确的是
A.1 mol丙炔最多能与2 mol Cl2发生加成反应
B.炔烃分子里的所有碳原子都在同一直线上
C.炔烃易发生加成反应,也易发生取代反应
D.炔烃不能使溴水褪色,但可以使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】A
【解析】A.丙炔中有1个C≡C键,相当于有两个不饱和度,1 mol丙炔最多能与2 mol Cl2发生加成反应,A正确;B.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,B错误;C.炔烃易发生加成反应,难发生取代反应,C错误;D.炔烃含有碳碳三键,既能使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色,D错误;答案选A。
6.1-丁炔的最简式是 ,它与过量溴加成后产物的结构简式是 ;有机物A的分子式与1-丁炔相同,而且属于同一类别,A与过量溴加成后产物的结构简式是 ;与1-丁炔属于同系物且所含碳原子数最少的有机物是 ,它能发生 (填反应类型)反应制造导电塑料,这是21世纪具有广阔前景的合成材料。
【答案】CH≡CCH2CH3 CHBr2CBr2CH2CH3 CH3CBr2CBr2CH3 CH≡CH 加聚反应
【解析】1-丁炔含4个碳原子,且1、2号碳之间有碳碳三键,故其结构简式为:CH≡CCH2CH3;与过量Br2加成时,三键断裂其中两个π键,每个三键碳上加两个Br原子,故其加成产物结构简式为:CHBr2CBr2CH2CH3;A与1-丁炔属于同一类别且分子式相同,说明A与1-丁炔互为同分异构体,考虑碳碳三键的位置异构,故A为2-丁炔,即CH3C≡CCH3,同理,与足量Br2加成后,两个三键碳均加两个Br原子,结构简式为:CH3CBr2CBr2CH3;与1-丁炔互为同系物,则结构中含1个碳碳三键,故该有机物至少2个碳,即乙炔,结构简式为:CH≡CH;乙炔可通过加聚反应制得导电塑料聚乙炔(),故此处填加聚反应。
1.据报道,化学家合成了一种分子式为C200H200的含多个碳碳叁键(—C ≡C—)的链状烃,其分子中含碳碳叁键最多可以是
A.49个 B.50个 C.51个 D.100个
【答案】B
【解析】由碳原子个数可知,链状烃对应的烷烃的分子式为C200H402,若炔烃分子中含有一个碳碳三键,与同碳原子个数的烷烃相比会减少4个氢原子,由链状烃的分子式可知,与C200H402相比,减少的氢原子个数为=50.5,所以分子中含有三键的个数最多为50,故选B。
2.某烃与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷,该烃的名称可能是
A.2,2-二甲基-3-丁炔 B.2,2-二甲基-2-丁烯
C.2,2-二甲基-1-丁烯 D.3,3-二甲基-1-丁烯
【答案】D
【解析】、与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷,的名称为3,3-二甲基-1-丁炔,的名称是3,3-二甲基-1-丁烯,故选D。
3.如图为实验室制取乙炔并验证其性质的实验装置(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A.用饱和食盐水替代水的目的是加快反应速率
B.溶液的作用是除去杂质
C.酸性溶液褪色说明乙炔具有还原性
D.可用排水法收集乙炔
【答案】A
【分析】水和电石反应生成硫化氢、乙炔,通过硫酸铜溶液除去硫化氢,乙炔使得酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙炔具有还原性;
【解析】A. 用饱和食盐水替代水的目的是减慢反应速率,A项错误;B. CuSO4溶液的作用是除去杂质硫化氢,B项正确;C. 酸性KMnO4溶液褪色说明乙炔具有还原性,C项正确;D. 乙炔难溶于水,可用排水法收集乙炔,D项正确;答案选A。
4.2-丁炔可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.2-丁炔分子中最多有6个原子共面
B.X与酸性溶液反应可生成
C.Y可以发生银镜反应
D.高分子Z可能存在顺式结构和反式结构
【答案】C
【解析】A.2-丁炔中含有三键,分子中最多有6个原子共面,故A正确;B.X为2-丁炔加H2生成,根据分子式可知X中含有双键,为2-丁烯,与酸性溶液反应可生成,故B正确;C.Y为2-丁炔与水发生反应获得,由于2-丁炔中三键位置不在两端,所以不会生成醛基,不可以发生银镜反应,故C错误;D.Z是由2-丁炔聚合生成,Z中含有双键,所以存在顺式结构和反式结构,故D正确;故答案选C。
5.下列关于乙炔的说法正确的是
A.乙炔可做水果的催熟剂 B.实验室制备乙炔可用启普发生器
C.乙炔在空气中燃烧只生成少量黑烟 D.氧炔焰可用于焊接金属
【答案】D
【解析】A.乙烯是一种植物生长调节剂和水果的催熟剂,可作为水果催熟剂,乙炔不能,A错误;B.启普发生器要求固体必须是块状,而电石遇水会碎裂,不能用启普发生器制乙炔,B错误;C.乙炔中含碳量高,将乙炔在空气中点燃,有大量的黑烟生成,C错误;D.乙炔燃烧放出大量热,氧炔焰能够产生很高的温度,则可用氧炔焰来焊接金属,D正确;故选D。
6.已知烯烃、炔烃在臭氧作用下可发生以下反应:
(1)某烃分子式为C10H10,在同样条件下,发生反应:
C10H10CH3COOH+3HOOC—CHO+CH3CHO。
请回答下列各题:
①C10H10分子中含有 个双键, 个叁键。
②C10H10的结构简式为 。
(2)从香精油中分离出一种化合物,分子式为C10H16,1 mol该化合物催化加氢时可吸收2 molH2;1 mol该化合物经上述反应可得到1mol(CH3)2C===O和1mol,试写出该化合物的结构简式: (含有六元环)。
【答案】(1)①2 2 ② (2)
【分析】(1)根据在臭氧作用下发生反应可知,1个C≡C三键断裂被氧化为2个-COOH,1个C=C双键断裂被氧化为2个-CHO。根据C10H10在臭氧作用下的产物中-COOH、-CHO总数目计算含有双键、三键数目;根据C10H10在臭氧作用下的产物及数量关系、化学键数目进行确定;(2)有机物的分子式为C10H16,不饱和度为3,1mol有机物在催化加氢时可吸收2mol氢气,分子中含有2个C=C双键,由分子中存在六元环可知,去掉后加上的氧,将空下的双键位置编号,、,②④连接形成六元环,①③连接形成侧链。
【解析】(1)1分子C10H10在臭氧作用下,生成物质中含有4个-COOH、4个-CHO,故含有双键为2,含有三键数目为2;由题给信息知,—C=C—被氧化为两个—CHO,—C≡C—被氧化为两个—COOH,每1个C10H10分子的氧化产物中有4个—COOH和4个—CHO,因此C10H10的结构中应有2个双键和2个三键,则C10H10在臭氧作用下的产物可知其结构简式为:CH3-C≡C-CH═CH-C≡C-CH═CH-CH3;
(2)根据C10H10在臭氧作用下的产物及数量关系、化学键数目进行确定;有机物的分子式为C10H16,不饱和度为3,1mol有机物在催化加氢时可吸收2mol氢气,分子中含有2个C=C双键,由分子中存在六元环可知,
去掉后加上的氧,将空下的双键位置编号,、,②④连接形成六元环,①③连接形成侧链,则有机物的结构简式为。第06课 炔烃
1.认识炔烃的结构、通式和主要性质。 2.掌握炔烃的命名。 3.掌握炔烃同分异构体的书写和数目的确定。
一、乙炔
1、乙炔的结构和物理性质
(1)乙炔分子的组成与结构
分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间充填模型
C2H2
结构特点 分子中碳原子均采取 杂化,碳原子与氢原子间均形成单键(σ键),碳原子与碳原子间以 键相连( 个σ键, 个π键),键角为 ,4个原子均在同一 上,属于 形分子
(2)乙炔物理性质:
俗称 颜色 气味 状态 密度 溶解性
电石气
2、乙炔的化学性质:乙炔分子中含有碳碳 键(—C≡C—),使乙炔表现出较活泼的化学性质
【探究-乙炔的化学性质p37】参考答案:
1)乙炔的氧化反应
(1)与氧气的燃烧反应:
①实验现象:火焰 ,并伴有浓烈的 。
②原因:乙炔的含碳量 ,没有 。
③乙炔在氧气中燃烧时火焰温度可达 以上,故常用它来 或 金属。
④乙炔具有可燃性,点燃乙炔之前一定要检验乙烯 。
(2)乙炔能使酸性KMnO4溶液 ,说明乙炔能被酸性KMnO4溶液 。化学方程式为:
2)乙炔的加成反应:乙炔能与溴的四氯化碳溶液、氢气、卤化氢、水等在适宜的条件下发生 反应
(1)乙炔与溴的四氯化碳溶液反应: (名称: )
(名称: )
(2)乙炔与氢气反应: ;
(3)乙炔与氯化氢反应: (名称: )
(4)乙炔与水反应:
3)乙炔的加聚反应——制 (制备 高分子材料)
【易错提醒】聚乙炔本身 导电,掺杂了 或 才是能导电的导电塑料。
3、乙炔的实验室制法
反应原料 电石(主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等)、饱和食盐水
实验原理 主反应 CaC2+2H2OC2H2↑+Ca(OH)2 (不需要加热)
副反应 CaS+2H2O==Ca(OH)2+H2S↑ Ca3P2+6H2O==3Ca(OH)2+2PH3↑
制气类型 “固+液气”型(如图1) [圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽]
实验装置
净化装置 通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶除去H2S、PH3等杂质
收集装置 排水法
【注意事项】
①实验室制取乙炔时, 用排空气法收集乙炔:乙炔的相对分子质量为26,空气的平均相对分子质量为29,二者密度相差不大,难以收集到纯净的乙炔。
②电石与水反应剧烈,为得到平稳的乙炔气流,可用 溶液代替水,并用分液漏斗控制滴加饱和氯化钠溶液的 ,让饱和氯化钠溶液 地滴入。
③CaC2和水反应剧烈并产生 ,为防止产生的 涌入导管,应在导管口塞入少许 (图示装置中未画出)。
④生成的乙炔有臭味的原因:由于电石中含有可以与水发生反应的杂质(如 、 等),使制得的乙炔中往往含有 、 等杂质,将混合气体通过盛有 溶液或 溶液的洗气瓶可将杂质除去。
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
a.碳化钙吸水性强,与水反应 , 随用、随停;
b.反应过程中放出大量的热,易使启普发生器 ;
c.反应后生成的石灰乳是糊状,堵住球形漏斗和底部容器之间的 ,使启普发生器失去作用;
⑥盛电石的试剂瓶要及时 并放于 处,严防电石 而失效。取电石要用 夹取,切忌用 拿。
二、炔烃的结构与性质
1.炔烃及其结构
(1)炔烃:分子里含有碳碳 键的一类 烃。
(2)官能团:名称为 ,结构简式为 。
(3)通式:炔烃只有一个 时,其通式为 。
2.炔烃的物理性质
(1)状态:一般情况下, 个碳原子炔烃(烃)为气态, 个碳原子为液态, 个碳原子以上为固态。
(2)溶解性:炔烃都 溶于水, 溶于有机溶剂。
(3)熔沸点:随着碳原子数 ,熔沸点 ;分子式相同的炔烃,支链越 ,熔沸点越 。
(4)密度:随着碳原子数的 ,密度逐渐 ,但比水的 。
3.炔烃的化学性质
炔烃的官能团是碳碳三键(—C≡C—),决定了炔烃的主要化学性质,化学性质与乙炔
(1)氧化反应
①炔烃燃烧的通式:
丙炔燃烧的反应方程式:
②炔烃能使酸性KMnO4溶液紫色 ,说明碳碳三键能被酸性KMnO4溶液 ,炔烃被酸性KMnO4溶液氧化产物的确定规律,可用于炔烃结构的 :
炔烃被氧化的部分 CH≡ RC≡
氧化产物
(2)加成反应 (以丙炔为例)
①与溴水加成: ;
②与H2加成: ;
③与HCl加成:
④与H2O加成:
【特别提醒】不对称炔烃与HX、H2O加成产物符合马氏规则。
(3)加聚反应 (以丙炔为例)
三、炔烃的命名
1.命名方法:炔烃的命名与烷烃的命名相似,即遵循最 、最 、最 、最 、最 原则。但不同点是主链必须含有 ,编号时起始点必须离 最近
2.命名步骤
(1)选主链,称某烯:将含有 的最长碳链作为主链,并按 中所含碳原子数称为“某炔”。
(2)编号位,定支链:从距离 最近的一端给主链上的碳原子依次编号,使 键碳原子的编号为最 ,以确定 、 的位次。
(3)按规则,写名称:取代基位次—取代基名称—三键位次—某炔。
用阿拉伯数字标明 的位置(只需标明三键碳原子编号较 的数字)
如:命名为:
四、炔烃同分异构体的找法 (炔烃与同碳原子数的二烯烃、环烯烃互为同分异构体)
通式 CnH2n—2
类别异构体 炔烃(n≥2) 二烯烃(n≥3) 环烯烃(n≥3)
方法 单键变三键,要求相邻的两个碳上必须各有两个氢原子(箭头是指将单键变成三键) 先找单烯烃,再按照单键变双键的要求画出另外一个双键 先找环烷烃,再按照单键变双键的要求画出双键
以“C4H6”为例
【思考与讨论p40】参考答案:
问题一 乙炔的实验室制法
【典例1】关于乙炔的实验室制法,下列说法正确的是
A.可以使用启普发生器来制乙炔 B.为了加快反应速率可以适当加热
C.应该使用饱和食盐水代替蒸馏水进行反应 D.反应原料必须有大理石
【变式1-1】下列有关乙炔实验室制法的说法不正确的是
A.不能用启普发生器
B.用向下排气法收集气体
C.为了减缓电石和水的反应速率,可用饱和食盐水来代替
D.可用硫酸铜溶液除去杂质H2S
【变式1-2】关于乙炔的实验室制法,下列说法不正确的是
A.电石与水反应非常剧烈,不能使用启普发生器
B.用饱和氯化钠溶液代替水,是为了减慢制备反应的速率
C.将电石和饱和氯化钠溶液反应产生的气体,直接通入酸性高锰酸钾溶液就可以验证乙炔气体的还原性
D.乙炔能够使溴的四氯化碳溶液褪色,其原理不同于其使酸性高锰酸钾溶液褪色
问题二 炔烃结构的确定
【典例2】含有一个三键的炔烃,氢化后的产物结构简式为,此炔烃可能的结构简式有(  )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【变式2-1】下列物质催化加氢可生成2-甲基戊烷的是
A.(CH3)2CHCH2C≡CH B.CH2=CHCH(CH3)C≡CH
C.(CH3)2C=C(CH3)2 D.CH2=CHC(CH3)2CH2CH3
【变式2-2】已知炔烃被酸性溶液氧化产物的规律如下:
炔烃被氧化的部分 HC≡ R-C≡
氧化产物 CO2 R-COOH
某链烃的分子式为C11H16,只含碳碳三键和碳碳单键和碳氢键,用热的酸性,溶液氧化,得到丙二酸(HOOCCH2COOH)、丁酸(CH3 CH2CH2COOH)和异丁酸[(CH3)2 CHCOOH]三者的混合物。该烃的结构简式: 。
1.下列说法中正确的是
①丙炔分子中三个碳原子有可能位于同一直线上
②乙炔分子中碳碳间的三个共价键性质完全相同
③分子组成符合CnH2n-2通式的链烃,一定是炔烃
④乙炔及其同系物中,乙炔的含碳量最大
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
2.某含有1个碳碳三键的炔烃,与氢气加成后产物的结构简式如图;则此炔烃可能的结构有
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
3.某气态烃0.5mol能与1mol HCl完全加成,加成后产物分子上的氢原子可又被3mol Cl2取代,则此气态烃可能是
A.CH≡CH B.CH3-CH3 C.CH≡C-CH3 D.CH2=C(CH3)2
4.一定条件下,1-苯基丙炔()可与HCl发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间变化如图(已知:反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应),下列说法错误的是
A.反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ
B.若将1-苯基丙炔换成1-苯基乙炔,两者发生反应Ⅰ释放的热量相差不大
C.1-苯基丙炔化学键储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
5.下列关于炔烃的叙述正确的是
A.1 mol丙炔最多能与2 mol Cl2发生加成反应
B.炔烃分子里的所有碳原子都在同一直线上
C.炔烃易发生加成反应,也易发生取代反应
D.炔烃不能使溴水褪色,但可以使酸性KMnO4溶液褪色
6.1-丁炔的最简式是 ,它与过量溴加成后产物的结构简式是 ;有机物A的分子式与1-丁炔相同,而且属于同一类别,A与过量溴加成后产物的结构简式是 ;与1-丁炔属于同系物且所含碳原子数最少的有机物是 ,它能发生 (填反应类型)反应制造导电塑料,这是21世纪具有广阔前景的合成材料。
1.据报道,化学家合成了一种分子式为C200H200的含多个碳碳叁键(—C ≡C—)的链状烃,其分子中含碳碳叁键最多可以是
A.49个 B.50个 C.51个 D.100个
2.某烃与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷,该烃的名称可能是
A.2,2-二甲基-3-丁炔 B.2,2-二甲基-2-丁烯
C.2,2-二甲基-1-丁烯 D.3,3-二甲基-1-丁烯
3.如图为实验室制取乙炔并验证其性质的实验装置(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A.用饱和食盐水替代水的目的是加快反应速率
B.溶液的作用是除去杂质
C.酸性溶液褪色说明乙炔具有还原性
D.可用排水法收集乙炔
4.2-丁炔可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.2-丁炔分子中最多有6个原子共面
B.X与酸性溶液反应可生成
C.Y可以发生银镜反应
D.高分子Z可能存在顺式结构和反式结构
5.下列关于乙炔的说法正确的是
A.乙炔可做水果的催熟剂 B.实验室制备乙炔可用启普发生器
C.乙炔在空气中燃烧只生成少量黑烟 D.氧炔焰可用于焊接金属
6.已知烯烃、炔烃在臭氧作用下可发生以下反应:
(1)某烃分子式为C10H10,在同样条件下,发生反应:
C10H10CH3COOH+3HOOC—CHO+CH3CHO。
请回答下列各题:
①C10H10分子中含有 个双键, 个叁键。
②C10H10的结构简式为 。
(2)从香精油中分离出一种化合物,分子式为C10H16,1 mol该化合物催化加氢时可吸收2 molH2;1 mol该化合物经上述反应可得到1mol(CH3)2C===O和1mol,试写出该化合物的结构简式: (含有六元环)。

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