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(石红星)高中化学选修五第二章第一节脂肪烃_初高中资料库_高中资料库(转存避免链接过期失效)_高中化学

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文档文本内容

第一节 脂肪烃
一、烷烃
1、基本概念 
①通式:CnH2n+2 
②不饱和度:0(高中阶段主要研究链状烷烃) 
③代表物质:甲烷CH4
2、甲烷
①物理性质:无色,气体,无味,密度比空气小,难溶于水,无毒。烷烃中碳原子数大于
等于4 时,烷烃为液态或固态。
②基本结构:结构式: 
   电子式:
   空间构型:正四面体
③制取方法:使用无水醋酸钠和碱石灰共热制取 
CH3COONa+NaOH → CH4+Na2CO3
④化学性质:比较稳定,与高锰酸钾、强酸、强碱等不反应 
a、与氧气的反应(燃烧、氧化反应)
CH4+2O2  → CO2+2H2O 现象:淡蓝色火焰,无烟
延伸: 
(1)烷烃燃烧通式
Cn H 2n+2+ 3n+1
2
O2→nCO2+(n+1)H 2O
(2)氧化反应(有机范围)
 使有机物得到氧原子或者失去氢原子的反应称为氧化反应
 b、与氯气的反应(取代反应,光照条件)
  有机物中的原子或原子团被其他原子或原子团替换的反应称为取代反应,烷烃或
烷基上的氢原子发生取代反应的条件一般为光照。
 CH 4+Cl2→CH 3Cl(g)+ HCl(g)    (第一步反应)
 CH 3Cl+Cl2→C H 2Cl2(l)+ HCl(g)   (第二步反应)
 C H 2Cl2+Cl2→CH Cl3(l)+ HCl(g)  (第三步反应)
 CH Cl3+Cl2→C Cl4(l)+ HCl(g)    (第四步反应)
 现象:无色气体逐渐形成油状液滴,由于溶有部分氯气,液滴略呈黄绿色
【习题一】
甲烷是最简单的烷烃,下列关于甲烷的叙述中不正确的是(  )
A.甲烷是烷烃中相对分子质量最小的物质 
B.天然气的主要成分是甲烷 
C.甲烷是一种易溶于水的气体 
D.甲烷分子为正四面体结构
【分析】甲烷为最简单的有机物,为正四面体结构,性质较为稳定,可发生取代反应,为
正四面体结构,以此解答该题。
【解答】解:A.甲烷为最简单的烃,相对分子质量最小,故A 正确;
B.甲烷广泛存在于天然气、沼气中,故B 正确;
C.甲烷为非极性分子,而水为极性分子,甲烷不溶于水,故C 错误;
D.甲烷的C-H 键相等,且键角为109°28′,为正四面体结构,故D 正确。
故选:C。
【习题二】
天然气是一种很重要的清洁能源,其主要成分为CH4.下列说法正确的是(  )
A.常温常压下CH4是液体 
B.一氯甲烷分子式为CH4Cl 
C.CH4与Cl2可以发生加成反应 
D.CH4完全燃烧生成CO2和H2O
【分析】A.依据甲烷常温下为气体的物理性质解答;
B.一氯甲烷中含有1 个C,3 个H,1 个Cl;
C.甲烷中碳原子为饱和结构;
D.依据甲烷中含有碳、氢两种元素解答.
【解答】解:A.甲烷常温下为气体,故A 错误;
B.一氯甲烷中含有1 个C,3 个H,1 个Cl,分子式为:CH3Cl,故B 错误;
C.甲烷中碳原子为饱和结构,不能发生加成反应,故C 错误;
D.甲烷中含有碳、氢两种元素,完全燃烧生成二氧化碳和水,故D 正确;
故选:D。
【习题三】
甲烷和氯气一物质的量比1:1 混合,在光照条件下,得到的产物是(  )
①
CH3Cl    ②CH2Cl2 ③CHCl3    ④CCl4
A.只有①                 B.①和③的混合物 
C.①②③④的混合物       D.只有②
【分析】Cl2与CH4发生取代反应,无论按何种体积比混合,都有两种气体接触
不均匀的现象,将会发生各步取代反应,生成物有:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4
和HCl.
【解答】解:Cl2与CH4发生取代反应,无论按何种体积比混合,都有两种气体
接触不均匀的现象,将会发生各步取代反应,不像无机反应那样可由反应物的
比例关系确定生成物种类,无机反应易于控制,有机反应则不易控制在某一阶
段,因此得到产物有:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,
故选:C。
二、烯烃
  1、基本概念
  ①通式:Cn H 2n
  ②不饱和度:1(单烯烃,只含有一个双键)
  ③代表物质:乙烯C H 2=CH 2
  2、乙烯
  ①物理性质:无色,气体,稍有气味,密度比空气小,难溶于水
  ②基本结构:结构式:
  电子式:
    结构简式:C H 2=CH 2     空间构型:六个原子共面结构
  ③化学性质
A、
氧化反应  
(1)C H 2=CH 2+3O2→2CO2+2 H 2O(有黑烟)
(2)可使酸性高锰酸钾溶液褪色
延伸:烯烃的燃烧通式
Cn H 2n+ 3n
2 O2→nCO2+n H 2O
B、
与Cl2、Br2、H 2O、HCl 的反应—加成反应
有机物通过获得氢原子的方式使三键或双键转变为双键或单键的反应称为加成反
应
 C H 2=CH 2+Cl2→CH 2ClCH 2Cl
 C H 2=CH 2+ Br2→CH 2Br CH 2Br
 C H 2=CH 2+ HCl→CH 2ClCH 3
 C H 2=CH 2+ H 2O→CH 3CH 2OH
 共轭二烯烃的加成
 方式1、C H 2=CH -CH =C H 2+Cl2→C H 2Cl =CH C H 2Cl
    方式2、C H 2=CH -CH =C H 2+Cl2→C H 2ClCHClC H =C H 2
完全加成:C H 2=CH -CH =C H 2+2Cl2→C H 2ClCHClCHClC H 2Cl
C、
加聚反应:有机物通过双键或三键转变单键或双键的方式,使小分
子聚合形成大分子的反应。
  nC H 2=CH 2  → [C H 2-CH 2]n  
④制取方法:乙醇和浓硫酸共热制取乙烯
  CH 3CH 2OH ≜ C H 2=CH 2+ H 2O   温度控制在170℃,浓硫酸催化。
注意:由于反应物在140℃会发生分子间脱水生产乙醚,所以加热时应迅速,使
反应物温度尽快达到170℃。
3、烯烃的顺反异构
顺反异构: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
不同而产生的异构现象称为顺反异构。两个相同的原子或原子团排列在双键的同
一侧称为顺式结构;两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧称为反式异构。
如: 顺-2-丁烯       反-2-丁烯
 
【习题四】
下列对乙烯分子的叙述中错误的是(  )
A.乙烯分子里所有的原子在同一平面上 
B.乙烯的结构简式为CH2CH2,电子式为
C.乙烯分子中碳氢键之间的夹角约为120° 
D.乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键
【分析】A.乙烯为平面结构;
B.烯烃分子中碳原子之间形成2 对共用电子对,结构简式中碳碳双键不能省略;
C.乙烯为平面结构,碳氢键之间的夹角约为120°;
D.同种元素原子之间形成非极性键,不同元素原子之间形成极性键.
【解答】解:A.乙烯为平面结构,所有原子处于同一平面上,故A 正确;
B.烯烃分子中碳原子之间形成2 对共用电子对,电子式为
,其结构简式为
CH2=CH2,故B 错误;
C.乙烯为平面结构,碳氢键之间的夹角约为120°,故C 正确;
D.乙烯分子中碳原子之间形成非极性键,C 原子与H 原子之间形成极性键,故D 正确,
故选:B。
【习题五】
由乙烯推测丙烯的结构或性质,下列说法中正确的是(  )
A.丙烯分子中三个碳原子在同一条直线上 
B.丙烯分子中所有原子都在同一平面上 
C.丙烯与HCl 加成可能生成一种产物 
D.丙烯能发生加聚反应
【分析】乙烯中含碳碳双键,能发生加成反应,分子中所有原子在同一平面内,丙烯与乙
烯为同系物,性质相似,也能发生加成反应与加聚反应,但丙烯中存在甲基,为空间四面
体结构,丙烯分子中所有原子不可能在同一平面上,丙烯不是对称结构,与HCl 发生加成
反应生成两种产物,以此来解答.
【解答】解:A.乙烯为平面结构,夹角为120℃,所以丙烯中只有2 个碳原子在一条直线
上,故A 错误;
B.丙烯中存在甲基,为空间四面体结构,则分子中所有原子不会在同一平面上,故B 错误;
C.因丙烯结构不对称,则与HCl 加成可生成两种产物1-氯丙烷、2-氯丙烷,故C 错误;
D.丙烯分子中含碳碳双键,能发生加聚反应生成聚丙烯,故D 正确;
故选:D。
【习题六】
下列烷烃中,能由相应的炔烃与 H2 加成制得的是(  )
A 
B 
C 
D 
【分析】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法还原碳碳三键键,烷烃分子中相邻碳原
子上均带2 个氢原子的碳原子间是对应炔烃存在碳碳三键的位置,据此分析.
【解答】解:A、
的结构中任意相邻的两个碳原子间均不能分别去掉
2 个H 原子,故此烷烃不能由炔烃加成得到,故A 错误;
B、
的结构中任意相邻的两个碳原子间均不能分别去掉2 个H 原子,故此
烷烃不能由炔烃加成得到,故B 错误;
C、
中在主链上的3 号和4 号碳原子上能分别去掉2 个H 原子,故在此两
个碳原子间可以存在碳碳三键,故此烷烃可以由炔烃加成而来,故C 正确;
D、
的结构中任意相邻的两个碳原子间均不能分别去掉2 个H 原子,
故此烷烃不能由炔烃加成得到,故D 错误;
故选:C。
【习题七】
与等物质的量的Br2 发生加成反应,生成的产物是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】
与等物质的量的Br2发生加成反应,为1:1 反应,可能发生1,2 加
成,可能发生3,4 加成,可能发生1,4 加成,据此判断产物.
【解答】解:
与等物质的量的Br2发生加成反应,为1:1 反应,
如果发生1,2 加成,其产物是
;
如果是发生3,4 加成,产物是
;
如果发生1,4 加成,产物是
,
故选:AB。
三、炔烃
  1、基本概念
  ①通式:Cn H 2n-2
  ②不饱和度:2(单炔烃,只含有一个三键)
  ③代表物质:乙炔CH≡CH
  2、乙炔
  ①基本结构:
结构式:H-C≡C-H    电子式:
结构简式:CH≡CH    空间结构:四个原子共线结构
   ②物理性质:无色,气体,带有特殊气味,难溶于水,密度比空气小
   ③化学性质
A、
氧化反应
2CH ≡CH +5O2→4CO2+2 H 2O(燃烧,有浓烟)
可使酸性高锰酸钾溶液褪色
延伸:炔烃的燃烧通式
Cn H 2n-2+ 3n-1
2
O2→nCO2+(n-1)H 2O
B、
加成反应
(1)与氢气加成
       CH ≡CH + H 2→C H 2=CH 2
       CH ≡CH +2 H 2→C H 3CH 3
      (2)与氯气加成
      CH ≡CH +Cl2→C HCl =CHCl
      CH ≡CH +2Cl2→C H Cl2CH Cl2
      (3)与氯化氢加成
      CH ≡CH + HCl→C HCl =C H 2
      (4)与水加成
       CH ≡CH + H 2O→C H 2=CHOH
C、
加聚反应
(1)单独加聚
   nC H ≡CH  → [C H =CH ]n  
(2)聚氯乙烯的形成
  CH ≡CH + HCl→CHCl =C H 2
   nCHCl =C H 2→
 ④制取方法
  反应原理:电石与水混合反应制得
 CaC2+2 H 2O→CH ≡CH +Ca(OH )2
     由于电石与水反应激烈,为控制反应平稳发生,所以采用食盐水代替水,并用
分液漏斗控制水流速度;碳化钙与水反应剧烈了。且大量放热,另外生成 物
之一消石灰在始终呈糊状,极易堵塞孔洞、管口,所以该反应不适宜用启普发
生器进行。
【习题八】
下列关于乙炔的说法不正确的是(  )
A.燃烧时有浓厚的黑烟 
B.可通过酸性高锰酸钾溶液来区别烯烃和炔烃 
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.乙炔的收集方法可用排水法收集
【分析】A、根据乙炔中含碳量较高进行判断;
B、高锰酸钾溶液能够与烯烃和炔烃反应;
C、根据饱和食盐水中水的含量降低分析;
D、根据乙炔难溶于水进行判断.
【解答】解:A、乙炔分子中含碳量较高,燃烧时常伴有浓烈的黑烟,故A 正确;
B、烯烃和炔烃都含有不饱和键,能够与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,所以不能够用高
锰酸钾溶液区别烯烃和炔烃,故B 错误;
C、由于电石与水反应比较剧烈,容易发生危险,而在饱和食盐水中,水的含量降低,可以
减缓电石和水的反应速率,故C 正确;
D、乙炔难溶于水,可以用排水法收集,故D 正确;
故选:B。
【习题九】
以乙炔作为原料的合成反应,下列过程中能生成CH2BrCHBrCl 的是(  )
A.先加HCl,再加HBr B.先加Cl2再加HBr 
C.先加HCl,再加Br2 D.先加HBr,再加HCl
【分析】乙炔含有碳碳三键,能够与氢气、H-X、X2等发生加成反应,据此解答.
【解答】解:A.乙炔与HCl1:1 加成,生成CH2=CHCl,再与HBr 发生加成,生成CH3-
CHBrCl 或者CBrH2-CH2Cl,故A 错误;
B.乙炔与Cl21:1 加成,生成CHCl=CHCl,再与HBr 发生加成,生成CHClBr-CHClBr,故B
错误;
C.乙炔先和HCl1:1 加成,生成CH2=CHCl,再和Br2加成,生成CH2BrCHBrCl,故C 正确;
D.乙炔先和HBr1:1 加成,生成CH2=CHBr,再和HCl 发生加成,生成CH3-CHBrCl 或者
CClH2-CH2Br,故D 错误;
故选:C。
【习题十】
下列有关乙炔性质的叙述中,既不同于乙烯又不同于乙烷的是(  )
A.能完全燃烧生成二氧化碳和水 
B.能与溴水发生加成反应 
C.能与酸性KMnO4 溶液发生氧化还原反应 
D.能与HCl 反应生成氯乙烯
【分析】A.乙烯、乙炔、乙烷燃烧都生成CO2和H2O;
B.乙烯、乙炔都能够与溴水发生加成反应;
C.乙烯、乙炔都被酸性的高锰酸钾氧化;
D.乙烯能与HCl 反应生成氯乙烷,乙炔能与HCl 反应生成氯乙烯,乙烷能与HCl 不反应.
【解答】解:A.乙烯、乙烷、乙炔燃烧都生成CO2和H2O,不符合题意,故A 错误;
B.乙烯、乙炔都能够与溴水发生加成反应,都能够使溴水褪色,不符合题意,故B 错误;
C.乙烯、乙炔都被酸性的高锰酸钾氧化,使高锰酸钾褪色,不符合题意,故C 错误;
D.乙烯能与HCl 反应生成氯乙烷,乙炔能与HCl 反应生成氯乙烯,乙烷能与HCl 不反,所
以乙炔性质既不同于乙烯又不同于乙烷,故D 正确;
故选:D。