1、普通高中课程标准实验教科书化学选修 5 人教版 第二课时 练习写出戊烯的同分异构体: 思考以下两种结构是否相同? 板书二、烯烃的顺反异构 讲解在烯烃中,由于双键的存在,使得烯烃的同分异构体的数目 要比含有相同数目碳原子的烷烃的同分异构体多。 除因双键位置不同而 产生的同分异构体外,在烯烃中还有一种 称为顺反异构(也称几何异构)的现象。 当 CC 双键上的两个碳原子所连接的原子或原子团不相同时,就 会有两种不同的排列方式。 这是由于与双键相连接的两个碳原子不能围 绕它们之间的 键键轴自由旋转的缘故(除了由于双键的关系以外, 还有其他原因,在这里就不赘述了)。 如果用 a、b、c 表示双键碳原子上
2、的原子或原子团,那么,因双键 所引起的顺反异构如下所示: 两个相同的原子或原子团居于同一边的为顺式(cis-),分居两边 的为反式(trans-)。例如,在 2-丁烯中,两个甲基可能同时位于分子 的一侧,也可能分别位于分子的两侧。 板书1、顺反异构:由于与双键相连接的两个碳原子不能旋转,导 致原子或原子团在空间排列方式不同产生的异构现象。 2、两个相同的原子或原子团居于同一边的为顺式,分居两边的为 反式。 回忆炔烃的定义。 板书三、炔烃 自学讨论在学生自学教材的基础上,教师与学生一起讨论乙炔的 分子结构特征,并推测乙炔可能的化学性质 总结乙炔的组成和结构 分子式:C2H2,实验式:CH,电子式
3、: 结构式:H-CC-H, 分子构型:直线型,键角:180 板书 1、乙炔的实验室制取 (1)反应原理:CaC22H2OCHCHCa(OH)2 (2)装置:固-液不加热制气装置。 思考实验室制取乙炔气体能不能用启普发生器?为什么? 讲解看上去电石与水的反应不需要加热,产生的乙炔气体也可以 用排水法收集,似乎可以使用启普发生器制取乙炔气体。其实不然,这 是因为:电石跟水极易反应,启普发生器长期不用时,其中的电石也 会跟挥发出的水蒸气反应而消耗, 且产生的乙炔气体排出后可能发生危 险;电石跟水作用产生的熟石灰不易溶于水,呈糊状物附着在电石的 表面,会积存一部分水分,致使关闭启普发生器开关后一段时间
4、内,反 应并不能及时停止;反应生成的氢氧化钙落入启普发生器底部,可能 堵塞长颈漏斗下口;电石与水的反应是放热反应,短时间内放出大量 的热,可能使启普发生器炸裂。 (3)收集方法:排水法。 思考用电石与水反应制得的乙炔气体常常有一股难闻的气味,这 是因为其中混有 H2S,PH3等杂质的缘故。试通过实验证明纯净的乙炔是 没有臭味的(提示:PH3可以被硫酸铜溶液吸收)。 讲解使电石与水反应所得气体通过盛有硫酸铜溶液的洗气瓶后, 再闻其气味。H2S 和 PH3都被硫酸铜溶液吸收,不会干扰闻乙炔的气味。 (4)注意事项:为有效地控制产生气体的速度,可用饱和食盐水 代替水。点燃乙炔前必须检验其纯度。 思考
5、为什么用饱和食盐水代替水可以有效控制此反应的速率? 饱和食盐水滴到电石的表面上后,水迅速跟电石作用,使原来 溶于其中的食盐析出,附着在电石表面,能从一定程度上阻碍后边的水 与电石表面的接触,从而降低反应的速率。 思考试根据乙炔的分子结构特征推测乙炔可能具有的化学性质。 乙炔分子中含有一个碳碳三键, 碳原子远没有达到饱和。 因此, 乙炔应有与乙烯极为相似的性质。可以被高锰酸钾溶液氧化,可以在一 定条件下发生加成反应, 也应该能够在一定条件下发生聚合反应。 当然, 作为烃,它也能够燃烧。由于其含碳的质量分数比乙烯还大,所以燃烧 时必然有黑烟产生。 板书2乙炔的性质 要求通过实验验证有关乙炔性质的推
6、论。有条件的学校可采用边 讲边做实验的方法,要求学生注意观察实验现象,分析实验结果(要在 通风橱或通风状况良好的环境中进行以下各项实验)。 板书(1)氧化反应 可燃性(明亮带黑烟) 演示点燃乙炔(验纯后再点燃) 现象;燃烧,火焰明亮并伴有浓烈的黑烟。 推知:乙炔含碳量比乙烯高。 板书易被 KMnO4酸性溶液氧化(双键断裂) 演示将乙炔通入 KMnO4酸性溶液 现象:溶液的紫色褪去,但比乙烯慢。 推知:乙炔易被 KMnO4酸性溶液所氧化,具有不饱和烃的性质。碳 碳三键比碳碳双键稳定(根据学生情况可说明这一推理)。 板书(2)加成反应 演示将乙炔通入溴的四氯化碳溶液 现象:颜色逐渐褪去,但比乙烯慢
7、。 证明:乙炔属于不饱和烃,能发生加成反应。 板书乙炔与溴发生加成反应 小结板书将乙炔的化学性质填如下表: 实验 现象 化学反应 方程式 点燃验纯后的乙 炔 将纯净的乙炔通 入盛有溴的四氯化碳 溶液试管中 将纯净的乙炔通 入盛有高锰酸钾酸性 溶液试管中 学与问 1、哪些脂肪烃能被高锰酸钾酸性溶液氧化,它们有什么结构特点? 2、在烯烃分子中如果双键碳上连接了两个不同的原子或原子团, 将可以出现顺反异构。请问在炔烃分子中是否也存在顺反异构现象? 回答1、烯烃、炔烃,含有不饱和键。2、不存在,因为三键两端 只连有一个原子或原子团。 自学科学视野:碳原子的 sp 杂化与乙炔结构 甲烷是立体分子,乙烯是
8、平面分子,而组成乙炔分子的 4 个原子位 于一条直线土,是直线形分子。在乙炔分子中每个碳原子是以 1 个 2s 轨道和 1 个 2p 轨道进行杂化的,形成了 2 个 sp 杂化轨道,这 2 个 sp 杂化轨道在同一条直线上。 每个碳原子都剩下2个p轨道没有参加杂化。 在形成乙炔分子时,2 个碳原子各以 1 个 sp 杂化轨道与氢原子形成 1 个碳氢口共价键,同时又各以其另 1 个 sp 杂化轨道形成 1 个碳碳口共 价键。除此之外,每个碳原子通过 2 个未参加杂化的 p 轨道互相平行重 叠形成了 2 个丌键。因此,乙炔分子里的碳碳三键是由 1 个键和 2 个 丌键构成的,分子里的 2 个碳原子
9、和 2 个氢原子处在一条直线上。乙炔 的 1T 键也较易发生断裂,易发生加成反应和氧化反应。. 小结sp、sp 2、sp3杂化轨道的形成过程。 板书四、脂肪烃的来源及其应用 复习石油成分、常压分馏、减压分馏、催化裂化、裂解等石油化 工名词及相关产品。 思考与交流 图212形象地表示出了通过原油所制得的主要产品 和它们的用途。请利用图中所显示的信息,并查阅资料、调查身边使用 石油制品的情况,与同学交流脂肪烃的主要来源及其应用。 投影图 2-12 原油分馏及裂化产品用途示意图 练习试举例说明天然气在人民生活、工农业生产中的作用。 复习煤干馏及其产品,说明“煤变油”的重要意义。 学与问 石油化学工业
10、是国民经济重要支柱之一, 在石油化工中有 分馏、催化裂化与裂解、催化重整等工艺。请比较这三种化学工艺的不 同。 小结略。 课堂练习 1描述 CH3CHCHCCCF3分子结构的下列叙述中,正确 的是 A6 个碳原子有可能都在一条直线上 B6 个碳原子不可能都在 一条直线上 C6 个碳原子有可能都在同一平面上 D6 个碳原子不可能都在 同一平面上 2乙烯分子呈平面结构,1,2二氯乙烯可以形成 两种不同的空间异构体,则: (1)下列各有机物中,能形成类似上述两种异构体的是 A1,1二氯乙烯 B丙烯 C2丁烯 D1丁烯 (2)分子式为 C3H5Cl 的氯代烃,可能的结构有 A2 种 C3 种 C4 种
11、 D5 种 3饱和链烃 A 和不饱和链烃 B 在常温下均为气体,其中 A 含有的 碳原子数多于 B,将 A 和 B 按一定比例混合,1L 混合气体完全燃烧后得 到 3.6L 2 CO气体,试推断混合气体 A 和 B 所有可能的组合及 A、B 的体 积比,并将结果填入下表: 编号 A 的分子式 B 的分子式 BA VV / (1) (2) 参考答案: 1、BC 2(1)C(2)C 3、 编号 A的分子 式 B的分子 式 BA VV / 104H C 22H C 4:1 104H C 42H C 4:1 104H C 43H C 3:2 104H C 63H C 3:2 作业P36 4、5 板书计
12、划 二、烯烃的顺反异构 1、顺反异构:由于与双键相连接的两个碳原子不能旋转,导致原 子或原子团在空间排列方式不同产生的异构现象。 2、两个相同的原子或原子团居于同一边的为顺式,分居两边的为 反式。 三、炔烃 1、乙炔的实验室制取 (1)反应原理:CaC22H2OCHCHCa(OH)2 (2)装置:固-液不加热制气装置。 (3)收集方法:排水法。 (4)注意事项:为有效地控制产生气体的速度,可用饱和食盐水 代替水。点燃乙炔前必须检验其纯度。 2乙炔的性质 (1)氧化反应 可燃性(明亮带黑烟) 易被 KMnO4酸性溶液氧化(双键断裂) (2)加成反应 知识拓展 1 液化石油气液化石油气 家庭和汽车
13、用的罐装液化石油气(英文缩写名称 LPG)是丙烷、 丁烷、丙烯、丁烯为主的石油产品。它们在常温常压下是气态,适当加 压或降温就可以转变为液态,体积可缩小 250300 倍,可装入耐压容 器中贮存、运输。容器内的压强可达 710 5一 8105Pa。液化石油气是 适于民用和工业用的清洁燃料,使用时通过减压阀门放出气体,与足量 空气充分混合后点燃,便能充分燃烧。 气态的液化石油气比空气重约 1。 5 倍,该气体的空气混合物 爆炸范围是 1. 7一 97,遇明火即发生爆炸。所以使用时一定要 防止泄漏,不可麻痹大意,以免造成危害。 知识拓展 2 键和键和 键的区别键的区别 由于 键和 键的形成方式不同
14、,所以大致有如下的区别: 拓展 3 为什么乙烯比乙炔容易使溴水褪色?为什么乙烯比乙炔容易使溴水褪色? 在乙炔分子中,有两个键,在乙烯分子中,只有一个键,但相 对来说,乙炔分子中电子云不如乙烯中电子云集中。另外,乙炔分 子中碳原子是 sp 杂化,乙烯分子中碳原子是 sp 2杂化。凡碳原子杂化电 子云 s 成分愈大,这个碳原子的电负性也愈大,所以乙炔分子中碳原子 的电负性比乙烯分子中碳原子的电负性大, 再加上乙炔分子中两个碳原 子之间的共用电子比乙烯的多,造成乙炔的键长比乙烯的短,乙炔分子 中的键比乙烯分子中的键结合得比较牢固。 正由于乙烯和乙炔分子具有上述结构上的差异, 因此表现在对不同 试剂的反应上,活泼性就不同。乙烯分子中电子云比乙炔的集中,当 遇到亲电试剂进攻时,乙烯比乙炔易加成。溴和高锰酸钾都属于亲电试 剂。 乙炔能发生两步加成,不饱和程度要比乙烯大,似乎乙炔应比乙烯 更易加成。但实验说明情况并不是这样。乙炔使溴水(或酸性高锰酸钾 溶液)褪色要缓慢得多。这是什么原因呢? 乙烯分子的碳碳双键是由一个 键和一个 键构成 (如图 a 所 示)而乙炔分子的碳碳叁键是由一个 键和两个 键构成(如图 b 所 示),由于乙炔分子里两个 键的 p 电子云重叠程度比乙烯分子中 键的 p 电子云重叠程度大, 因而乙炔分子中 键较乙烯分子 键难于 断裂,使溴水褪色缓慢。