1、课堂探究探究一 烷烃、烯烃和炔烃的结构和性质比较问题导引甲烷、乙烯、乙炔的燃烧实验图溴的四氯代碳溶液或高锰酸钾酸性溶液1分别描述乙炔、乙烯和甲烷在空气中的燃烧现象。提示:乙炔燃烧,火焰明亮,并伴有浓烈的黑烟。乙烯燃烧,火焰明亮并伴有黑烟。甲烷燃烧,发出淡蓝色的火焰。2将乙炔通入溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾酸性溶液中溶液均褪色,发生反应的类型分别是什么?提示:溴与乙炔发生加成反应;乙炔在高锰酸钾酸性溶液中发生氧化反应。名师精讲烷烃、烯烃、炔烃结构与化学性质的比较烷烃烯烃炔烃通式CnH2n2(n1)CnH2n(n2)CnH2n2(n2)代表物CH4CH2=CH2CHCH结构特点全部单键;饱和链烃;四
2、面体结构含碳碳双键;不饱和链烃;平面形分子,键角120含碳碳三键,不饱和链烃;直线形分子,键角180化学性质化学活动性稳定活泼活泼取代反应光照、卤代加成反应能与H2、X2、HX、H2O、HCN等发生加成反应氧化反应燃烧火焰较明亮燃烧火焰明亮,带黑烟燃烧火焰很明亮,带浓烈的黑烟不与KMnO4酸性溶液反应使KMnO4酸性溶液褪色使KMnO4酸性溶液褪色加聚反应不能发生能发生能发生鉴别溴水不褪色;KMnO4酸性溶液不褪色溴水褪色;KMnO4酸性溶液褪色【例题1】 某气态烃0.5 mol能与1 mol HCl完全加成,加成后产物分子上的氢原子又可被3 mol Cl2取代,则此气态烃可能是()ACHCH
3、 BCH2=CH2CCHCCH3D解析:某烃和HCl发生加成反应,且物质的量之比为12,由此可知该烃为炔烃或二烯烃,B、D不合题意;加成反应后0.5 mol生成物分子有3 mol H原子可以被取代,即1 mol生成物分子中有6 mol H原子可以被取代,其中2 mol H原子来自HCl,原炔烃分子中有4个H原子,C对。答案:C易错警示本题计算氢原子时,容易忽视加成过程中引入的氢原子。变式训练1含有一个三键的炔烃,氢化后的结构简式如下,此炔烃可能有的结构简式有()A4种 B3种C2种 D1种解析:三键加成后每个碳原子上至少有两个氢原子,因此炔烃的结构简式可能为、。答案:C探究二 乙炔的实验室制法
4、及注意事项问题导引1写出实验室制取乙炔的反应方程式。为什么实验室用食盐水代替蒸馏水?提示:CaC22H2OCa(OH)2CHCH由于CaC2与水反应剧烈,使用食盐水,可降低反应速率。2实验室能用启普发生器制取乙炔吗?提示:实验室不能用启普发生器制取乙炔。因为CaC2易溶于水,不能随用、随停;反应过程中放出大量的热;生成的Ca(OH)2呈糊状易堵塞球形漏斗。3由电石制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等,如何除去杂质气体?提示:用NaOH溶液或CuSO4溶液洗气。名师精讲1乙炔的实验室制法及性质验证(1)实验装置(2)反应原理装置中的反应方程式为:CaC22H2OCa(OH)2CHCH。装置中Cu
5、SO4溶液的作用:除去杂质CuSO4H2S=CuSH2SO4。装置中KMnO4酸性溶液褪色。装置中溴的四氯化碳溶液褪色,反应为:CHCH2Br2CHBr2CHBr2装置处现象:有明亮的火焰并有浓烟产生。2实验室制取乙炔的注意事项(1)实验装置在使用前,要先检验气密性。(2)盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处,严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取,切忌用手拿。(3)用试管作反应器制取乙炔时,由于CaC2和水反应剧烈,并产生泡沫,为防止产生的泡沫进入导管,应在导气管口附近塞入少量棉花。(4)电石与水反应剧烈,为得到平稳的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水,并用分液漏斗控制水流的速度,让食盐水逐滴慢
6、慢地滴入。(5)由电石制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质,使混合气体通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去。【例题2】 如图中的实验装置可用于制取乙炔。请填空:(1)图中,A管的作用是_,制取乙炔的化学方程式是_,为避免反应太迅速,可采取的措施为_。(2)乙炔通入KMnO4酸性溶液中观察到的现象是_,乙炔发生了_反应。(3)乙炔通入溴的CCl4溶液中可观察到的现象是_,乙炔发生了_反应。(4)为了安全,点燃乙炔前应_,乙炔燃烧时的实验现象是_。解析:由图可以看出A管通过橡胶软管与右侧相连,A管的高低可调节右管中的水是否与电石接触,从而控制反应能否发生。若反应太快,可把水
7、换成饱和食盐水。乙炔易被高锰酸钾酸性溶液氧化而使高锰酸钾酸性溶液褪色。乙炔还可与溴发生加成反应生成无色的溴代烃使溴的CCl4溶液褪色。可燃性气体点燃前都应检验纯度。由于乙炔的含碳量较高,所以燃烧时火焰明亮并伴有浓烈的黑烟。答案:(1)调节水面高度以控制反应的发生和停止CaC22H2OCa(OH)2CHCH将水换成饱和食盐水(2)KMnO4酸性溶液褪色氧化(3)溴的CCl4溶液褪色加成(4)检验乙炔的纯度火焰明亮并伴有浓烈的黑烟变式训练2用电石制备的乙炔气体中常混有少量H2S气体。请用图中仪器和药品组成一套制备、净化乙炔的装置,并可通过测定乙炔的量,从而计算电石纯度。(1)进行实验时,所制气体从
8、左向右流,仪器的正确连接顺序是_(填接口字母);(2)为了使实验中气流平稳,甲中分液漏斗里的液体X通常用_;(3)若在标准状况下溴水与乙炔完全反应生成C2H2Br4,已知称取电石m g,测得量筒内液体体积V mL,则电石纯度可表示为_;(4)若没有除H2S的装置,测定结果将会_(填“偏高”“偏低”或“不变”),理由是_。解析:由题意知,电石与足量水反应生成乙炔,其中混有的H2S可用NaOH溶液吸收,乙炔气体被溴水吸收后余下的部分通过排水法测量其体积。若无除H2S装置,则排出水体积偏大,计算出结果偏高。电石纯度计算过程:CaC2C2H21 mol 1 molx mol mol解得x(0.001) molw(CaC2)100%答案:(1)AHGEFDCB(2)饱和食盐水(3) %(4)偏高若没有除H2S装置,其中的H2S会与Br2发生反应,消耗部分Br2,使得排水法测得的乙炔体积增大,而在计算中将与H2S反应掉的Br2忽略,使得计算结果偏高