配餐2 烴和鹵代烴

/第二章烴和鹵代烴第一節(jié)脂肪烴01/烷烴和烯烴1．烷烴和烯烴的結構特點(1)烷烴的結構特點。烷烴又叫飽和鏈烴,其結構特點是碳原子之間以單鍵結合成鏈狀,碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子結合到達飽和。①烷烴概念的內涵有兩點：一是分子里碳原子跟碳原子都以單鍵結合成鏈狀,二是碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子結合。這是判斷某烴是否為烷烴的標準,特別注意CH4是唯一一種不含C—C的烷烴。②烷烴分子里碳原子結合的結果并不一定是單純的一條長鏈,有的碳鏈處于長鏈的“枝杈〞處,人們稱之為支鏈。③烷烴的通式為CnH2n＋2(n≥1)。(2)烯烴的結構特點。分子里含有碳碳雙鍵的一類鏈烴叫做烯烴。2．烷烴和烯烴物理性質的遞變規(guī)律(1)熔點、沸點。①烷烴、烯烴都是分子晶體,其相互作用均是分子間作用力,而分子間作用力相對較弱,所以烷烴和烯烴的熔點、沸點都較低。②隨著分子中碳原子數(shù)的增加(相對分子質量也在增加),烷烴、烯烴的熔點、沸點逐漸升高。(2)相對密度。烷烴、烯烴的相對密度小于水的密度。(3)溶解性。①烷烴、烯烴不溶于水,但易溶于有機溶劑。液態(tài)烷烴本身也可以作為有機溶劑。②隨著分子中碳原子數(shù)的增加,烷烴、烯烴的相對密度逐漸增大。(4)常溫常壓下的狀態(tài)。分子中碳原子數(shù)小于或等于4的烷烴、烯烴在常溫常壓下都是氣體,另外,新戊烷在常溫常壓下也是氣體。其他烷烴、烯烴在常溫常壓下都是液體或固體。3．烷烴的化學性質烷烴穩(wěn)定,通常情況下與酸、堿、強氧化劑都不反響。(1)氧化反響。隨著分子中碳原子數(shù)的增多,烷烴燃燒時往往不充分,火焰明亮,常伴有黑煙。燃燒通式為：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up15(點燃),\s\do15())nCO2＋(n＋1)H2O(2)分解反響。在隔絕空氣的條件下,長鏈烷烴加熱或加催化劑可發(fā)生裂化或裂解,如：(3)烷烴的特征反響——取代反響。①有機物分子中的某些原子或原子團被其他原子或原子團取代的反響叫做取代反響。②在光照條件下,烷烴和Cl2發(fā)生取代反響生成多種氯代烴和氯化氫氣體。4．烯烴的化學性質(1)氧化反響。①能使酸性KMnO4溶液褪色。②能燃燒,燃燒通式為CnH2n＋eq\f(3n,2)O2eq\o(→,\s\up15(點燃),\s\do15())nCO2＋nH2O。(2)烯烴的特征反響——加成反響。①構成有機化合物不飽和鍵的兩個原子與其他原子或原子團直接結合的反響叫做加成反響。②烯烴能與H2、X2、HX、H2O等發(fā)生加成反響。③1,3－丁二烯與氯氣的加成反響：如果分子中含有兩個雙鍵,加成反響就會在兩個雙鍵中發(fā)生“競爭反響〞。如1,3－丁二烯與氯氣的加成反響,存在1,2－加成與1,4－加成,產生兩種產物?！疽?guī)律方法】實驗室利用溴水或溴的四氯化碳溶液或酸性高錳酸鉀溶液來鑒別烷烴與烯烴,也用溴水除去氣態(tài)烷烴中的氣態(tài)烯烴。(3)烯烴的特征反響——加聚反響。由相對分子質量小的化合物分子相互結合成相對分子質量大的高分子的反響叫做聚合反響；由不飽和的相對分子質量小的化合物分子以加成反響的形式結合成相對分子質量大的高分子化合物的反響叫做加成聚合反響,簡稱加聚反響。加聚反響的口訣：雙鍵變單鍵,組成不改變；彼此伸出手,相互連成鏈。02/烯烴的順反異構1．產生順反異構的條件如果每個碳碳雙鍵的碳原子連接了兩個不同的原子或原子團,雙鍵碳原子上的四個原子或原子團在空間就有兩種不同的排列方式,產生兩種不同的結構。2．順式結構與反式結構兩個相同的原子或原子團排列在雙鍵的同一側,稱為順式結構(如順－2－丁烯)；兩個相同的原子或原子團排列在雙鍵的兩側,稱為反式結構(如反－2－丁烯)。順反異構體的化學性質根本相同,物理性質有一定的差異(見下表)。順－2－丁烯與反－2－丁烯的性質比擬【規(guī)律方法】①烯烴的同分異構體包括：碳碳雙鍵的位置異構、碳鏈異構、順反異構等。②順反異構屬于立體異構,順式結構和反式結構中原子或原子團的連接順序以及雙鍵位置均相同,區(qū)別僅僅是原子或原子團在空間的排列方式不同。它們的化學性質根本相同,物理性質有一定的差異。03/炔烴1．炔烴炔烴是分子里含有碳碳三鍵的一類脂肪烴,其分子通式為CnH2n－2(n≥2),其物理性質與烷烴、烯烴類似。乙炔(HC≡CH)是最簡單的炔烴。2．乙炔的組成及物理性質(1)乙炔的組成和結構。乙炔是最簡單的炔烴,其組成和結構見下表：分子式最簡式電子式結構式結構簡式C2H2CHH∶C??C∶HH—C≡C—HHC≡CH球棍模型比例模型【規(guī)律方法】①乙炔分子中含有—C≡C—鍵,通常稱它為碳碳三鍵。②乙炔分子里的4個原子均在同一條直線上,屬于直線形分子,鍵角為180°。(2)乙炔的物理性質。乙炔是最簡單的炔烴,是無色、無味的氣體,微溶于水,易溶于有機溶劑,是電石氣的主要成分。3．乙炔的實驗室制取和化學性質(1)乙炔的實驗室制取應注意以下幾點：①因電石中常含有金屬硫化物等雜質,生成的乙炔中會混有H2S等雜質而有臭味,用CuSO4溶液可除去這些雜質。②由于CaC2與水反響太劇烈,為獲得平穩(wěn)的乙炔氣流,用飽和食鹽水代替水,并控制好滴入速度。③乙炔與酸性高錳酸鉀溶液的反響褪色較慢,通入氣體的時間需要長一些。④點燃乙炔前要用小試管收集氣體驗純,否那么容易發(fā)生爆炸。⑤制取乙炔氣體不能用啟普發(fā)生器或具有啟普發(fā)生器原理的實驗裝置。原因是碳化鈣吸水性強,與水反響劇烈,不能隨用、隨停；反響過程中放出大量的熱,易使啟普發(fā)生器炸裂；生成的Ca(OH)2呈糊狀易堵塞啟普發(fā)生器的球形漏斗?！疽?guī)律方法】實驗室常用酸性高錳酸鉀溶液或溴水或溴的四氯化碳溶液來區(qū)分烷烴和炔烴。(2)乙炔的化學性質。①加成反響。a．在150℃～160℃、氯化汞作催化劑的條件下,乙炔能跟氯化氫進行加成反響,生成氯乙烯。HC≡CH＋HCleq\o(→,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))CH2=CHCl(氯乙烯)在適當?shù)臈l件下,氯乙烯可以通過加聚反響生成聚氯乙烯。b．乙炔還能與Br2、H2、H2O等發(fā)生加成反響：CH≡CH＋Br2→CHBr=CHBrCHBr=CHBr＋Br2→CHBr2—CHBr2CH≡CH＋2H2(足量)eq\o(→,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))CH3CH3CH≡CH＋H2Oeq\o(→,\s\up15(汞鹽),\s\do15(△))CH3CHO(工業(yè)制乙醛的方法之一)②氧化反響。a．能燃燒：2C2H2＋5O2eq\o(→,\s\up15(點燃),\s\do15())4CO2＋2H2O。由于乙炔中含碳量較大,因此乙炔燃燒時伴有濃煙。b．能被強氧化劑氧化,如能使酸性KMnO4溶液褪色等。③聚合反響：在特殊條件下,乙炔能發(fā)生加聚反響生成高聚物的反響方程為nCH≡CHeq\o(→,\s\up15(催化劑),\s\do15())CH=CH?！就卣寡由臁咳矡N的性質。(1)炔烴的物理性質。①隨著碳原子數(shù)的增加,熔點、沸點逐漸升高。②隨著碳原子數(shù)的增加,密度逐漸增大(但小于1g/cm3)。③狀態(tài)：通常常溫常壓下,碳原子數(shù)≤4的炔烴為氣態(tài),其余為液態(tài)或固態(tài)。(2)炔烴的化學性質。①氧化反響。a．燃燒：CnH2n－2＋eq\f(3n－1,2)O2eq\o(→,\s\up15(點燃),\s\do15())nCO2＋(n－1)H2O。b．使KMnO4酸性溶液褪色：炔烴易被強氧化劑氧化。②加成反響。炔烴可與X2、H2、HX、H2O等發(fā)生加成反響。04/脂肪烴的來源及其應用脂肪烴主要來自石油、天然氣和煤等。1．石油(1)石油的組成及加工。石油主要是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物,其中大局部是液態(tài)烴(在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固態(tài)烴),可通過分餾、裂化、催化重整、裂解等加工方法獲得不同的石油化工產品。(2)石油的分餾。通過加熱和冷凝,可以把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物,即石油的分餾。常見的有常壓分餾和減壓分餾,二者的區(qū)別見下表。方法目的原理原料產品常壓分餾獲得以燃料油為主的不同石油產品用蒸發(fā)和冷凝的方法,將原油分成不同沸點范圍的餾分原油石油氣、汽油、煤油、柴油等減壓分餾獲得以潤滑油為主的不同石油加工產品利用減小壓強的方法,降低重油的沸點,從重油中別離出不同的餾分重油潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青等(3)石油的裂化、裂解和催化重整。①裂化：石油催化裂化是重油成分(如石蠟)在催化劑存在下,在460℃～520℃及1000kPa～2000kPa的壓強下,長鏈烷烴斷裂成短鏈的烷烴和烯烴,從而大大提高輕質油特別是汽油的產量。如：C16H34eq\o(→,\s\up15(一定條件下))C8H18＋C8H16。②裂解：石油裂解是深度的裂化,使短鏈的烷烴進一步分解生成乙烯、丙烯、丁烯等重要石油化工原料,目的是提高氣態(tài)烯烴的產量。③催化重整：a.異構化是直鏈烴轉變?yōu)橹ф湡N；b.芳構化是直鏈烴轉變?yōu)榉枷銦N?！疽族e點津】①石油的常壓分餾和減壓分餾是物理變化,而石油的裂化、裂解和催化重整都是化學變化。②可用濃溴水或KMnO4酸性溶液來鑒別直餾汽油和裂化汽油,能使之褪色者為裂化汽油。2．天然氣天然氣的組成物質主要是烴類氣體,以甲烷為主(體積分數(shù)約為80%～90%)。3．煤從煤中也可以獲得有機化合物：通過對煤焦油的分餾可以獲得各種芳香烴；通過煤的直接或間接液化,可以獲得燃料油及多種化工原料。煤的開采必須做到平安標準,否那么將造成重大事故。【易錯點津】煤的加工主要采取的方法是煤的干餾,這是一個化學過程；煤是由無機物和有機物組成的復雜混合物。第二節(jié)芳香烴01/苯的結構與化學性質1．苯的結構(1)苯分子的組成。苯的分子式為C6H6,結構式為,結構簡式為。(2)苯分子的空間構型。苯分子里的6個碳原子和6個氫原子都在同一平面上。苯分子里6個碳原子之間的鍵完全相同,是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵。2．苯的性質苯是無色有特殊氣味的液體,不溶于水,密度比水小,熔點為5.5℃,沸點為80.1℃,有毒。苯經冷卻可凝結成無色晶體。苯的化學性質比擬穩(wěn)定,不能被KMnO4酸性溶液氧化,一般情況下也不能與溴水發(fā)生加成反響,說明苯的化學性質比烯烴、炔烴穩(wěn)定。(1)苯的氧化反響。2C6H6＋15O2eq\o(→,\s\up15(點燃),\s\do15())12CO2＋6H2O燃燒時發(fā)出明亮的帶有濃煙的火焰,這是因為苯中碳的質量分數(shù)很大。(2)取代反響。①苯與液溴在一定條件下的反響。②苯與濃HNO3在一定條件下的反響。③苯的磺化反響。苯與濃H2SO4的混合物共熱至70℃～80℃,苯環(huán)上的氫原子被磺酸基(—SO3H)取代,生成苯磺酸。(3)加成反響。雖然苯不具有典型的碳碳雙鍵所應有的加成反響的性質,但在特定的條件下,苯仍然能發(fā)生加成反響。②與Cl2加成：在一定條件下,苯能與Cl2發(fā)生加成反響。(俗稱“六六六〞,是一種被禁用的農藥)【易錯點津】苯與Cl2發(fā)生取代反響和加成反響的條件不同。3．苯的用途苯是一種重要的化工原料,它廣泛應用于生產合成纖維、合成橡膠、塑料、農藥、醫(yī)藥、染料和香料等,也常用作有機溶劑。02/苯的同系物1．苯的同系物的結構(1)苯的同系物是苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產物,其結構特點是分子中只有一個苯環(huán),苯環(huán)上的側鏈全部為烷基。甲苯、二甲苯是較重要的苯的同系物。(2)苯的同系物的分子通式為CnH2n－6(n>6,n∈N)。苯的同系物由于所連側鏈的不同和不同的側鏈在苯環(huán)上的相對位置的不同而具有多種同分異構體,如分子式為C8H10對應的苯的同系物有以下4種同分異構體。2．簡單苯的同系物的物理性質(1)物理性質。甲苯、二甲苯、乙苯等簡單苯的同系物,在通常狀況下都是無色液體,有特殊的氣味,密度小于1g/cm3,不溶于水,易溶于有機溶劑,本身也是有機溶劑。(2)遞變規(guī)律。①隨著碳原子數(shù)的遞增,其物理性質也呈現(xiàn)規(guī)律性變化。碳原子數(shù)增加,熔點、沸點升高,密度增大。②相同碳原子數(shù)的同分異構體中,苯環(huán)上的側鏈越短,側鏈在苯環(huán)上分布越分散,物質的熔點、沸點越低。3．苯的同系物的化學性質由于苯環(huán)與側鏈的相互影響,使苯的同系物與苯相比,既有相似之處,又有不同之處。(1)苯的同系物與苯在化學性質上的相似之處。①都能燃燒,燃燒時發(fā)出明亮的帶濃煙的火焰,其燃燒通式為CnH2n－6＋eq\f(3n－3,2)O2eq\o(→,\s\up15(點燃),\s\do15())nCO2＋(n－3)H2O。②都能與鹵素單質(X2)、濃硝酸、濃硫酸等發(fā)生取代反響。③都能與氫氣發(fā)生加成反響。但苯及其同系物的加成反響比烯烴、炔烴要難。如甲苯可以在一定條件下和氫氣發(fā)生加成反響：(2)苯的同系物與苯在化學性質上的不同之處。①硝化反響。苯的同系物的硝化反響。由于側鏈對苯環(huán)的影響,使苯的同系物的苯環(huán)上的氫原子的活動性增強,發(fā)生的取代反響有所不同。如下面反響：＋3H2O②氧化反響。由于苯環(huán)對側鏈的影響,使苯的同系物的側鏈易被氧化。在苯的同系物中,如果側鏈烴基中與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子,它就能被酸性KMnO4溶液氧化,側鏈烴基通常被氧化為羧基(—COOH),使酸性KMnO4溶液褪色。

第三節(jié)鹵代烴01/溴乙烷的結構和性質(重點)1．溴乙烷的分子結構溴乙烷結構的各種表示方法見下表：2.溴乙烷的物理性質溴乙烷是無色液體,沸點38.4℃,密度比水大,難溶于水,易溶于多種有機溶劑。3．溴乙烷的化學性質(1)溴乙烷的水解反響實驗應注意以下幾點：①溴乙烷的取代反響需要有過量的強堿(如NaOH)作為反響條件,10～15滴的溴乙烷用5%的NaOH溶液1mL為宜。②對Br－進行檢驗時,先向待檢測溶液中滴加稀HNO3以中和過量的NaOH溶液,否那么OH－會干擾Br－的檢驗?！疽?guī)律方法】溴乙烷(鹵代烴)的水解反響屬于取代反響,水分子中的羥基代替了溴乙烷分子中的溴原子。(2)溴乙烷的消去反響。①反響特點。溴乙烷的消去反響是從分子中相鄰的兩個碳原子上脫去一個溴化氫分子,有機物中化學鍵由飽和變?yōu)椴伙柡汀＂诜错憲l件。與強堿(NaOH或KOH)的醇溶液共熱。③消去反響的