(二)能力点提示:
1.几种气态烃的实验室制法:
(1)制甲烷
CH3 COONa+NaOH
CH4↑+Na2CO3
要注意断键部位,这也正是要在无水环境中进行的原因;该反应是减少一个碳原子的反应, 如
制乙烷
CH3CH2COONa+NaOH
C2H6↑+Na2CO3
制苯
C5H5COONa+NaOH
C6H6+Na2CO3
(2)制乙烯
要注意温度控制在170℃左右;该反应是单键变双键的一种反应,如用异丙醇制丙烯:
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(3)制乙炔
电石与水反应制乙炔时,常伴有特殊难闻的气味,是因为发生以下反应所至:
CaS+2H2O
Ca(OH)2+H2S
Ca3P2+6H2O
3Ca(OH)2+2PH3
Ca3As2+6H2O
3Ca(OH)2+2AsH3↑
2.取代反应的特征
在与卤素单质发生取代反应的过程中,烷烃分子每去掉一个氢原子换上一个卤素原子要消耗1个卤素分子,另外一个卤素原子则与换下来的氢原子结合生成卤化氢(这一点与加成反应是 不同的)。因此烷烃与卤素单质发生取代反应的最大物质的量之比为:CnH2n+2-(2 n+2)X2(卤素单质)
3.加聚反应的书写及高聚物单体的判断
(1)加聚反应的写法:
① 单烯烃的加聚反应为:
② 共轭二烯烃的加聚反应为:
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(R1、R2、A、B可以是-H、-CH3、-C2H5或其它基团)
③不同单体加聚时还要考虑可能有不同的连接方式。例如苯乙烯与乙烯间的加聚反应:
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(2)高聚物单体的判断
①聚乙烯型
链节为两个碳原子的,则其单体看作乙烯型,如:
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②1,3-丁二烯型
链节为四个碳原子,且2,3碳原子间有C=C,则应对应1,3-丁二烯找单体,如:
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③混合型
(ⅰ)当链节有四个碳原子,且C、C间无C=C时,应视为含有2个乙烯型单体,如:
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(ⅱ)当链节更长时,首先看有无C=C,若有,则与C=C相边的左 右各一个C原子,共同看
作1,3-丁二烯型,其余C原子每两个看作一个乙烯型结构。如:
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4.同分异构体的书写
(1) 同分异构体书写通常是按碳链异构
位置异构
官能团异构的顺序书写,也可 按官能团异构
碳链异构
位置异构的顺序书写。例如写出分子式为C4H8的同分异构体时,首先按碳链异构写出:
① CH2=CH-CH2-CH3 1-丁烯
②CH2=C-CH3 乙-甲基-1-丙烯,再按位置异构写有:
|
CH3
③CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯
④CH3-C=CH2 与②式相同排除,最后按官能团异构写有:
|
CH3
甲基 环丙烷。注意,烷烃没有官能团异构和位置异构,只有碳链异构,因此,碳原子数相同烷烃
和不饱和烃相比,其同分异构体数目要少。
(2)苯环上同分异构体的书写
①苯和甲苯都没有同分异构体,乙苯等其他苯的同系物,由于取代基在苯环上的相对位置不 同因此存在同分异构体。
分子式为C8H10的同分异构体有四种:
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分子式为C9H12的同分异构体有8种:
E
②苯的同系物被一个原子团取代,如:
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二甲苯的取代
邻二甲苯的一氯代物:
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间二甲苯的一氯代物:
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对二甲苯的一氯代物:
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判断因取代基位置不同而形成的同分异构体时可采用“对称轴”法。即在被取代的主体结构 中,划对称轴,取代茎只能在对称轴的一侧,或是在对称轴上而不能越过对称轴(针对一元取代物而言)。如二甲苯的对称轴如下(虚线表示):
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因此,邻、间、对二甲苯苯环上的一元取代物分别有2、3、1种。
5.计算并推断烃的分子式及其结构简式
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注:
(1)气体摩尔质量=22.4L/mol ×dg/L(d为标准状况下气体密度).
(2)某气体对A气体的相对密度为DA,则该气体式量M=MADA.
(3)由烃的分子量求分子式的方法:
①M/14,能除尽,可推知为烯烃或环烷烃,其商为碳原子数;
②M/14,余2能除尽,可推知为烷烃,其商为碳原子数;
③M/14,差2能除尽,推知为炔烃或二烯烃或环烯烃,其商为碳原子数。
④M/14,差6能除尽,推知为苯或苯的同系物。
6.烃完全燃烧的有关规律
(1)等物质的量的烃(CnHm)完全燃烧时,耗氧量的多少决定于n+
的值,n+
的值越大,耗氧量越多,反之越少。
(2)等质量的烃(CnHm)完全燃烧时,耗氧量的多少决定于氢的质量分数,即
的值,
越大,耗氧量越多,反之越少。
(3)等质量的烃(CnHm)完全燃烧时,碳的质量分数越大,生成的CO2越多,氢的质量分数越大,生成的H2O越多。
(4)最简式相同的烃无论以何种比例混合,都有:①混合物中碳氢元素的质量比及质量分数 不变;②一定质量的混合烃完全燃烧时消耗O2的质量不变,生成的CO2的质量均不变。
(5)对于分子式为CnHm的烃:
①当m=4时,完全燃烧前后物质的量不变;
②当m<4时,完全燃烧后物质的量减少;
③当m>4时,完全燃烧后物质的量增加.
7.各类烃与H?2加成的物质的量之比:
|
不饱和烃 |
与H2加成的最大物质的量之比 |
|
烯烃 |
1∶1 |
|
二烯烃 |
1∶2 |
|
炔烃 |
1∶2 |
|
苯及其同系物 |
1∶3 |
|
苯乙烯 |
1∶4 |
8.二烯烃1,4加成的规律:
只有具备R′-CH=CH-CH=CH-R结构特点的二烯烃才能进行1,4加成,其与卤素单质的加成产物为 :
R′-CH=CH-CH=CH-R
| |
X X
若二烯烃的结构为R-CH=CH-CH2-CH=CH-R′,则不能进行1,4加成,只能进行1,2加成.
9.根据烃的分子式推断其可能具有的结构
从烷烃通式CnH2n+2?出发,分子中每形成一个C=C键或形成一个环,则减少2个氢原子;分子中每形成一个C≡C键,则减少4个氢原子。依此规律可由烃的分子式推测其可能具有的结构,再由其性质可确定其结构简式。例如分子式为C5H8的烃可与等物质的量Br2加成,试推测其可能的结构并写出其结构简式.先根据其分子组成可知其分子比对应的C5 H12少4个氢原子,可能是二烯烃、炔烃或环烯烃,再根据其与Br2的加成比例可知
其为环烯烃,结构简式为
或
等。