知識講解_烷烴和烯烴_提高

1、【精品文檔】如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學習與交流知識講解_烷烴和烯烴_提高.精品文檔.烷烴和烯烴【學習目標】1、了解烷烴、烯烴的物理性質及其變化規(guī)律與分子中碳原子數(shù)目的關系；2、能以典型代表物為例，理解烷烴、烯烴的組成、結構和主要化學性質?！疽c梳理】要點一、烷烴和烯烴（一） 烷烴、烯烴的組成結構及其物理性質的變化規(guī)律通式官能團物理性質狀態(tài)熔沸點密度溶解性烷烴CnH2n+2無隨碳原子數(shù)的遞增，氣體（C1C4）液體（C5C16）固體（C17以上）隨碳原子數(shù)的遞增，逐漸升高隨碳原子數(shù)的遞增，逐漸增大（均小于水）難溶于水烯烴CnH2n碳碳雙鍵隨碳原子數(shù)的遞增，氣體液體固體（常溫常壓n4時是氣體）

2、隨碳原子數(shù)的遞增，逐漸升高隨碳原子數(shù)的遞增，逐漸增大（均小于水）難溶于水 注意：隨碳原子數(shù)的增加，烷烴的含碳量逐漸增大，烯烴的含碳量不變。 烷烴、烯烴的物理性質隨碳原子數(shù)的遞增呈規(guī)律性變化的原因：同屬分子晶體，組成和結構相似，分子間作用力隨相對分子質量的增大而增大。 分子式相同的烴，支鏈越多，熔沸點越低。例如： 沸點：CH3(CH2)3CH3(CH3)2CHCH2CH3C(CH3)4。 新戊烷在常溫下也是氣體。 烴的密度隨碳原子數(shù)的增多而增大，但都小于水?！就闊N和烯烴#化學性質】 （二）烷烴的化學性質 由于烷烴的結構與甲烷的結構相似，所以其化學性質與甲烷的化學性質相似。 1常溫下的穩(wěn)定性：由于

3、CH鍵、CC鍵的鍵能大，故常溫下烷烴性質穩(wěn)定，不與強酸、強堿、強氧化劑和強還原劑反應，不能使溴的四氯化碳溶液或酸性高錳酸鉀溶液褪色。 2高溫或光照條件下可發(fā)生反應 （1）取代反應 烷烴都可與鹵素單質在光照下發(fā)生反應，生成相應的鹵代烴和鹵化氫。如： CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl （2）氧化反應可燃性 烷烴在充足的空氣中都可以燃燒生成CO2和H2O，分子中碳原子數(shù)比較少的烴在燃燒時會產(chǎn)生淡藍色的火焰，但隨著碳原子數(shù)的增加，分子中的含碳量不斷增大。所以在燃燒時會燃燒不完全，甚至會在燃燒中產(chǎn)生黑煙。烷烴完全燃燒可用下列通式表示：CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。 （3）分

4、解反應 烷烴在隔絕空氣的條件下加熱或加催化劑可發(fā)生裂化或裂解。如：C8H18C4H10+C4H8，C4H10 CH4+C3H6。 （三）烯烴的化學性質 由于烯烴分子結構與乙烯的分子結構相似，都含有一個碳碳雙鍵，所以烯烴的化學性質與乙烯的化學性質相似。 1烯烴的氧化反應 （1）將烯烴通入酸性高錳酸鉀溶液中會使溶液的顏色變淺直至消失。 （2）催化氧化：在催化劑作用下，烯烴可直接被氧氣氧化。如： 2CH2CH2+O22CH3CHO （3）可燃性：烯烴都可燃燒，由于其分子中的含碳量較高，所以在燃燒時火焰明亮，伴有黑煙。其完全燃燒方程式可用下式表示：CnH2n+O2nCO2+nH2O。 2烯烴的加成反應

5、 烯烴可與H2、X2、HX、H2O等發(fā)生加成反應，如：反應物與烯烴RCHCH2反應的方程式溴水，鹵素單質（X2）RCHCH2+Br2RCHBrCH2Br（常溫下使溴水褪色）氫氣（H2）RCHCH2+H2RCH2CH3水（H2O）OHRCHCH2+HOHRCHCH3或RCH2CH2OH氯化氫（HCl）ClRCHCH2+HClRCHCH3或RCH2CH2Cl氰化氫（HCN）CNRCHCH2+HCNRCHCH3或RCH2CH2CN 3烯烴的加聚反應 單烯烴加聚的通式為：【烷烴和烯烴#烯烴的順反異構】要點二、烯烴的順反異構 1順反異構的含義：由于碳碳雙鍵不能旋轉而導致分子中原子或原子團的空間排列方式不

6、同所產(chǎn)生的異構現(xiàn)象。稱為順反異構。 2產(chǎn)生順反異構現(xiàn)象的條件：每個雙鍵碳原子上連接兩個不同的原子或原子團。 即在中，R1和R2不能相同，R3和R4不能相同。 注意：順反異構體中的原子或原子團的連接順序及雙鍵的位置相同，只是空間排列方式不同，故它們的化學性質相似，物理性質有一定的差異。要點三、等效氫法判斷烷烴氯代物的數(shù)目 等效氫就是指在位置上等同的氫原子，一般情況相同碳原子上以及具有對稱面、對稱軸的碳原子上所連的氫為等效氫?！暗刃湓印迸袛嘣瓌t：（1）同一碳原子上的氫原子等效。如CH4分子中的4個氫原子是等效氫原子。 （2）同一碳原子所連甲基上的氫原子等效，如中與相連的兩個甲基上的氫原子等效，

7、即與是同種結構。 （3）處于鏡面對稱位置上的氫原子等效。如中1號和4號、2號和3號碳原子上的氫原子等效，即丁烷的一氯代物有2種?！镜湫屠}】類型一：烷烴和烯烴的結構與性質 例1 在1.013×105 Pa下，測得的某些烷烴的沸點見下表。據(jù)表分析，下列選項正確的是（ ）物質名稱沸點（）正丁烷CH3(CH2)2CH30.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.1異戊烷CH3CH2CH(CH3)227.8新戊烷C(CH3)49.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0 A在標準狀況下，新戊烷是氣體 B在1.013×105 Pa、20時，C5H12都是液體 C烷烴隨碳原子數(shù)的增加，沸

8、點降低 DC5H12隨著支鏈數(shù)的增加，沸點降低 【答案】D 【解析】新戊烷的沸點是9.5，標準狀況下是液體，20時是氣體，則A、B均錯誤；烷烴隨碳原子數(shù)的增加，沸點逐漸升高；C5H12的3種同分異構體中，隨支鏈數(shù)增加，沸點逐漸降低。 【總結升華】烷烴的沸點隨碳原子數(shù)的增加而升高，隨支鏈數(shù)的增加而降低。舉一反三：【變式1】下列有關烷烴的敘述中，正確的是（ ） A在烷烴分子中，所有的化學鍵都是單鍵 B烷烴中除甲烷外，很多都能使紫色KMnO4溶液褪色 C分子通式為CnH2n+2的烴不一定是烷烴 D所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應 【答案】AD 【解析】烷烴分子中碳原子之間全部以碳碳單鍵結

9、合成鏈狀，碳原子的剩余價鍵全部跟氫原子相結合而達飽和，無論是碳碳鍵還是碳氫鍵，都是單鍵。選項A說法正確；烷烴屬飽和鏈烴，其化學性質一般比較穩(wěn)定，通常烷烴不與酸、堿、氧化劑（如酸性KMnO4溶液）反應，選項B說法不正確；因分子通式CnH2n+2中的氫原子已達完全飽和，因此符合通式CnH2n+2的有機物一定是烷烴，選項C說法不正確；烷烴在光照下都能與氯氣發(fā)生取代反應，這是烷烴的主要特性之一，選項D說法正確。 【總結升華】符合通式CnH2n+2的一定是烷烴，取代反應是烷烴的主要特征反應之一。【變式2】在光照條件下，將等物質的量的甲烷與Cl2充分反應，得到的產(chǎn)物中，物質的量最多的是（ ） ACH3Cl

10、 BCH2Cl2 CCCl4 DHCl 【答案】D 【解析】由甲烷與Cl2發(fā)生取代反應的化學方程式可推知，每生成1 mol鹵代烴時，可生成1 mol HCl。雖然甲烷與Cl2以等物質的量混合，在光照條件下發(fā)生取代反應仍會生成多種氯代甲烷，但不管生成哪種氯代甲烷，同時都會有HCl生成，因此得到的產(chǎn)物中HCl的物質的量最多。 【總結升華】烷烴與鹵素單質的取代反應是一個連鎖反應，反應不會停留在某一步，因此取代反應的生成物是多種鹵代烴的混合物。 例2 有關烯烴的下列說法中，正確的是（ ） A烯烴分子中所有的原子一定在同一平面上 B烯烴在適宜的條件下只能發(fā)生加成反應不能發(fā)生取代反應 C分子式是C4H8的

11、烴分子中一定含有碳碳雙鍵 D烯烴既能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色 【答案】D 【解析】烯烴分子中，與雙鍵碳原子相連的6個原子處于同一平面上，而其他的原子則不一定處于該平面上，如丙烯CH3CHCH2分子中CH3上的氫原子最多只有一個處于其他6個原子所在的平面上，故選項A說法不正確；加成反應是不飽和鍵的特征反應，但若烯烴中還含有烷基等其他原子團時，一定條件下也可發(fā)生取代反應，選項B說法也不正確；分子式為C4H8的烴可以是烯烴，也可以是環(huán)烷烴，而環(huán)烷烴中并不含碳碳雙鍵，選項C說法不正確；烯烴中的碳碳雙鍵既可以與Br2加成而使溴水褪色，也可以被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色

12、，選項D說法正確。 【總結升華】碳碳雙鍵是烯烴的官能團，官能團能體現(xiàn)有機物的主要化學性質，但不是全部的化學性質。舉一反三：【變式1】既可以用來鑒別乙烷和乙烯，又可以用來除去乙烷中乙烯得到純凈乙烷的方法是（ ） A通過足量的NaOH溶液 B通過足量的溴水 C在Ni催化、加熱條件下通入H2 D通入足量的酸性KMnO4溶液中 【答案】B 【解析】乙烷和乙烯都不與NaOH溶液反應，故用NaOH溶液無法實現(xiàn)二者的鑒別和提純，A不正確；溴水與乙烷不反應，但可與乙烯發(fā)生加成反應而褪色，故可用溴水鑒別乙烷和乙烯，也可除去乙烷中的乙烯，B正確；用H2無法鑒別乙烷和乙烯，也無法得到純凈的乙烷，C不正確；酸性KMn

13、O4溶液可用于鑒別乙烷和乙烯，但不能用于除去乙烷中的乙烯，因為KMnO4會將乙烯氧化為CO2，達不到除雜的目的，D不正確。 【總結升華】烯烴能被酸性KMnO4溶液氧化，其氧化產(chǎn)物的對應關系是“CH2”氧化為CO2；“RCH”氧化為RCOOH；“”氧化為?！咀兪?】1 mol乙烯與氯氣發(fā)生加成反應后，再與氯氣發(fā)生取代反應，整個過程中最多消耗氯氣（ ） A3 mol B4 mol C5 mol D6 mol 【答案】C 【解析】乙烯與Cl2按物質的量之比為11加成；同時1 mol乙烯的分子中有4 mol氫原子，與Cl2發(fā)生取代反應時，需要消耗4 mol Cl2，故總共需要5 mol Cl2。 【總

14、結升華】單烯烴與鹵素單質、H2等物質發(fā)生加成反應時，按物質的量之比為11加成；鹵素單質與烴發(fā)生取代反應時，1 mol鹵素單質只能取代1 mol氫原子，同時生成1 mol HCl。類型二：同分異構體 例3 已知乙烯為平面結構，因此1，2-二氯乙烯可以形成兩種不同的空間異構體： 和，下列各組物質中，能形成類似上述兩種空間異構體的是（ ） A2-甲基-1-丙烯 B2-丁烯 C1-丁烯 D2-甲基-2-丁烯 【答案】B 【解析】根據(jù)名稱先寫出各物質的結構簡式依次為、CH3CHCHCH3、CH2CHCH2CH3、，然后根據(jù)順反異構產(chǎn)生的條件：每個雙鍵碳原子上連的原子或原子團不能相同，可以知道B項符合要求

15、。舉一反三：【變式1】進行一氯取代反應后，只能生成三種沸點不同的產(chǎn)物的烷烴是（ ） A(CH3)2CHCH2CH3 B(CH3CH2)2CHCH3 C(CH3)2CHCH(CH3)2 D(CH3)3CCH2CH3【答案】D【解析】確定烴的一鹵代物的同分異構體的數(shù)目，關鍵是找出烴中有多少種等效氫原子，有多少種氫原子就有多少種一鹵代物。將本題各項分子式展開，然后進行判斷：、，可見A、B中含四種等效氫原子，C中含兩種，只有D中含三種，即能生成三種沸點不同的產(chǎn)物?！緟⒖即鸢概c解析】一、選擇題1C 【解析】由84÷14=6可推知該烴的分子式為C6H12，因是鏈烴，故應是烯烴，且主鏈只有4個碳原

16、子，應有以下4種同分異構體。2D 【解析】由烴燃燒的通式求解。因反應前后體積不變（120時，水為氣態(tài)）。則有，解得y=4，而題設“烴完全燃燒”，故4體積O2足量，故有，x3。3C 【解析】由該烴的球棍模型可得其結構簡式為，可見其分子中只存在CC鍵和CH鍵，不存在CC鍵；它屬于烴，而烴均不溶于水；其分子中中間的碳原子與其他4個碳原子的位置不相同；由于分子中氫原子的位置都相同，故其一氯代物只有1種。4A 【解析】除雜原則之一是不能引入新的雜質。酸性KMnO4溶液可用于鑒別乙烷和乙烯，但不能用于除去乙烷中的乙烯，因為在酸性KMnO4氧化乙烯時又生成了CO2，它仍是雜質；在導管口處點燃，乙烯和乙烷都燃

17、燒生成CO2和H2O；在一定條件下混合氣體與H2反應，一是反應條件較苛刻，二是不能保證C2H4全部生成C2H6，即使全部生成C2H6，最后所得氣體中會混有H2；只有溴水，與乙烷不反應，與乙烯可發(fā)生加成反應生成比水重的二溴乙烷而使溴水褪色，既可以鑒別乙烷和乙烯。也可以除去乙烷中混有的乙烯。5D 【解析】根據(jù)題給數(shù)據(jù)可求得混合烴的平均氫原子數(shù)是8，由平均值原理知，混合烴中要么兩種烴的氫原子數(shù)都是8，要么一種烴的氫原子數(shù)少于8，而另一種烴的氫原子數(shù)大于8。僅有選項D不符合此條件。6D 【解析】本題考查相對密度的知識，比較混合氣體的密度是氫氣密度的多少倍，可以先求出混合氣體的平均相對分子質量，然后與氫

18、氣相對分子質量的比值，即兩者的相對密度。 假設CH4為1mol CH4 CH2 + H20.8mol(80%分解) 0.8mol 0.8mol混合氣體為0.2molCH4、0.8molCH2、0.8molH2，平均相對分子質量 (按照總質量/總物質的量計算)：16g÷(0.2mol+0.8mol+0.8mol)=8.88g/mol 是氫氣密度的4.44倍7A 【解析】判斷所給化學式是否存在同分異構體。8B 【解析】按照同分異構體的書寫步驟，寫出C6H12的屬于烯烴的同分異構體，從中找出含有3個“CH3”原子團的。9A 【解析】因為混合物的平均相對分子質量為25，只有甲烷的相

19、對分子質量小于25，所以混合物中的氣態(tài)烷烴是甲烷，其質量為：10-8.4=1.6g(溴水增重質量即烯烴質量)?；旌衔锏奈镔|的量為：10g÷25g/mol=0.4mol，其中甲烷0.1mol。烯烴的質量是8.4g，物質的量是0.3mol，可求出其相對分子質量。10B 【解析】本題考查了烴的結構。由圖可知該烴的分子式為C5H4，中心碳原子連有4個碳碳單鍵，空間構型類似于甲烷，是四面體結構，所有碳原子不能共平面；由于有2個碳碳雙鍵的存在，1 mol該烴最多可以與2 mol Br2發(fā)生加成反應；與其互為同分異構體的且只含三鍵的鏈烴分子有CCCCCH3、CHCCH2CCH兩種。為了減緩電石與水

20、的反應速率，實驗時滴加飽和食鹽水而不是直接滴加水。11B 【解析】無水氯化鈣固體是干燥劑，增加質量為水的質量。水的物質的量是1.4mol，根據(jù)H的物質的量2.8mol，可求出甲烷中C的物質的量是0.7mol。即CO2、CO物質的量之和0.7mol、質量之和24.4g.，可求出二氧化碳的物質的量。二、填空題1（1）同碳原子數(shù)的單烯烴 （2）環(huán)丙烷 環(huán)丙烷與H2加成所需溫度最低 （3）+HBrCH3CH2CH2CH2Br （4）酸性KMnO4溶液 能使酸性KMnO4溶液褪色的為丙烯，不能使酸性KMnO4溶液褪色的為環(huán)丙烷 【解析】（1）由表中結構簡式易推知環(huán)烷烴的通式為CnH2n，與碳原子數(shù)相同的

21、單烯烴互為同分異構體；（2）比較的反應條件（溫度）知，反應溫度最低，故環(huán)丙烷最易發(fā)生開環(huán)加成反應；（3）根據(jù)加成反應的實質，不難寫出所求反應的方程式；（4）由反應知環(huán)烷烴不與酸性KMnO4溶液反應，而CC鍵易被其氧化，故可用酸性KMnO4溶液將環(huán)丙烷與丙烯區(qū)別開來。2（1）組合編號A的分子式B的分子式體積比V (A)V (B)CH4C3H613CH4C4H811C2H6C3H611C2H6C4H831 （2）A為C2H6，B為C4H8。 【解析】（1）1 L碳原子數(shù)為n的烷烴或單烯烴充分燃燒后均得到n L CO2，由題意（1 L混合氣體充分燃燒后生成2.5 LCO2，且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多）可推斷，混合氣體只能是由碳原子數(shù)小于2.5的烷烴（CH4和C2H6）和碳原子數(shù)大于2.5的單烯烴（C3H6和C4H8）組成。它們有四種可能的組合。再根據(jù)每種組合中混合烴的平均碳原子數(shù)為2.5，借助十字交k叉法可確定A和B的體積比。 （2）一種解法是寫出四種烴單獨燃燒的方程式，并分別求出1 L烴燃燒前后氣體體積的變化。根據(jù)（1）的結果，求算每種不同組合的混合氣體燃燒前后氣體體積的變化，將之與試題給出的數(shù)據(jù)對照。即可確定混合氣體各組分的分子式。 設1 L氣態(tài)烴與氧氣充分燃燒后體積變化為V L，則