競賽三：乙炔

1、乙炔乙炔 炔烴炔烴分子式分子式電子式電子式結構式結構式 H C C H H C C HC2H2n乙炔的兩個碳原子各以一個乙炔的兩個碳原子各以一個sp軌道相互重疊形成一個軌道相互重疊形成一個CC鍵鍵n每個碳原子各以一個每個碳原子各以一個sp軌道分別與一個氫原子的軌道分別與一個氫原子的1s軌道軌道重疊形成重疊形成CH鍵鍵n每個碳原子的兩個未雜化每個碳原子的兩個未雜化p軌道與另一個碳的兩軌道與另一個碳的兩個個p軌道兩兩相互側面重疊形成兩個相互垂直的軌道兩兩相互側面重疊形成兩個相互垂直的鍵鍵（1 1）碳碳之間以）碳碳之間以三鍵三鍵結合結合 C CC C鍵長：鍵長： 1.201.20101010 10

2、m m C CC C鍵能：鍵能： 812 kJ/mol812 kJ/mol（2 2）直線型直線型分子分子 鍵角：鍵角： 180180 （3 3）對稱對稱分子分子分子式分子式空間各原子空間各原子的位置的位置鍵角鍵角鍵能鍵能（kJ/molkJ/mol） 鍵長鍵長（1010-10-10m m）鍵的類別鍵的類別結構式結構式乙烯乙烯 乙烷乙烷乙炔乙炔 C=C C=C C CC CCCCC120120 109 1092828 180 1801.331.331.541.54 1.20 1.20615615348348 812 812 2C2C和和6H6H不在不在同一平面上同一平面上所有原子所有原子共面共面所

3、有原子所有原子共線共線描述描述CHCH3 3CH = CHCH = CHCCCCCFCF3 3分子結構的下列分子結構的下列敘述中正確的是敘述中正確的是A A6 6個碳原子有可能都在一條直線上個碳原子有可能都在一條直線上B B6 6個碳原子不可能都在一條直線上個碳原子不可能都在一條直線上C C6 6個碳原子有可能都在同一平面上個碳原子有可能都在同一平面上D D6 6個碳原子不可能都在同一平面上個碳原子不可能都在同一平面上 1. 原料：原料： 碳化鈣碳化鈣（CaC2、俗名：、俗名：電石電石）、）、水水2. 反應原理：反應原理：3. 制取裝置及收集：制取裝置及收集： 廣口瓶（錐形瓶或圓底燒瓶）廣口瓶

4、（錐形瓶或圓底燒瓶）+分液漏斗分液漏斗 采用采用排水排水集氣法收集集氣法收集二、乙炔的實驗室制法二、乙炔的實驗室制法CaC2 + 2H2O HCCH + Ca(OH)2 + 127kJ注意事項：注意事項：1 1、可用、可用飽和食鹽水飽和食鹽水代替水，以得到平穩(wěn)的乙炔氣代替水，以得到平穩(wěn)的乙炔氣流。流。2 2、反應裝置、反應裝置不能不能用啟普發(fā)生器，這是因為：碳化用啟普發(fā)生器，這是因為：碳化鈣與水反應鈣與水反應劇烈劇烈，塊狀電石遇水后，立即變成，塊狀電石遇水后，立即變成粉粉末末狀不再是塊狀固體，且反應放出大量狀不再是塊狀固體，且反應放出大量熱熱，會使，會使啟普發(fā)生器受熱不均勻而炸裂。啟普發(fā)生器受

5、熱不均勻而炸裂。啟普發(fā)生器啟普發(fā)生器的使用條件：的使用條件：1、不溶于水的、不溶于水的塊狀塊狀固體固體2、反應不需加熱，且反應、反應不需加熱，且反應放熱不多放熱不多3、生成的氣體、生成的氣體不溶于不溶于水水3 3、因反應劇烈，且產(chǎn)生泡沫，為防止產(chǎn)生、因反應劇烈，且產(chǎn)生泡沫，為防止產(chǎn)生的泡沫的泡沫堵塞導管堵塞導管，應在導氣管口下端塞，應在導氣管口下端塞入一棉花團。入一棉花團。4 4、乙炔中、乙炔中H H2 2S S、PHPH3 3諸氣體，諸氣體，可用可用CuSOCuSO4 4溶液溶液洗氣除去；洗氣除去；H H2 2S S與與CuSOCuSO4 4作用作用生成生成CuSCuS沉淀沉淀,PH,PH3

6、 3可被可被CuSOCuSO4 4氧化。氧化。 過去工業(yè)上用電石生產(chǎn)乙炔。過去工業(yè)上用電石生產(chǎn)乙炔。 由于碳化鈣生產(chǎn)耗電太多，目前已由于碳化鈣生產(chǎn)耗電太多，目前已改用改用天然氣天然氣和和石油石油為原料生產(chǎn)乙炔。為原料生產(chǎn)乙炔。乙乙炔炔的的制制法法CaCO3CaO + CO2鍛燒鍛燒CaO + 3CCaC2 + CO電爐電爐三、乙炔的性質和用途三、乙炔的性質和用途 乙炔跟空氣的混合物遇火會發(fā)生乙炔跟空氣的混合物遇火會發(fā)生爆炸，在生產(chǎn)和使用乙炔時，必須爆炸，在生產(chǎn)和使用乙炔時，必須注意安全。注意安全。22222點燃點燃在空氣中的在空氣中的爆炸極限為爆炸極限為2.5%80%2.5%80%氧炔焰氧炔焰

7、火焰溫度達火焰溫度達3000以上，可用于以上，可用于切割、焊接金屬切割、焊接金屬C2H6+ 7/2O2 點燃點燃 2CO2 + 3H2O(液液) + 1561 kJCH2=CH2 + 3O2 點燃點燃 2CO2 + 2H2O (液液) + 1411 kJC2H2 + 5/2O2 點燃點燃 2CO2 + H2O (液液) + 1300 kJ為何乙炔火焰溫度最高？為何乙炔火焰溫度最高？ 乙炔完全燃燒所需乙炔完全燃燒所需氧氧的物質的量的物質的量最少最少，生成，生成水水的物質的量也的物質的量也最少最少，因此燃燒時用以提高氧溫，因此燃燒時用以提高氧溫度以及水氣化所需的度以及水氣化所需的消耗的反應熱消耗的

8、反應熱也最少，所以也最少，所以乙炔火焰溫度最高。乙炔火焰溫度最高。4 42.2.加成反應加成反應1, 2二溴乙烯二溴乙烯1, 1, 2, 2四溴乙烷四溴乙烷書寫下列方程式書寫下列方程式CH2=CH2CH CH + H2催化劑催化劑CH2=CH2 + H2催化劑催化劑CH3 CH3CH2=CHClCH CH + HCl催化劑催化劑含一叁鍵的炔烴，氫化后的產(chǎn)物結構簡式為含一叁鍵的炔烴，氫化后的產(chǎn)物結構簡式為此炔烴可能有的結構有此炔烴可能有的結構有A1種種B2種種C3種種D4種種n與鹵素和鹵氫酸反應與鹵素和鹵氫酸反應CBr2CCH3+CCBrCH3BrC2H5CCC2H5CCClHC2H5C2H5C

9、CClC2H5C2H5H99%1%HCl+n 與鹵化氫加成，產(chǎn)物符合馬氏規(guī)則與鹵化氫加成，產(chǎn)物符合馬氏規(guī)則RCCHHXXXRCC HHXXRCCH2RCC Hn炔烴與親電試劑的加成較烯烴不易進行炔烴與親電試劑的加成較烯烴不易進行n烯炔加鹵素時，首先加在雙鍵上烯炔加鹵素時，首先加在雙鍵上CH2CHCH2CCHBr2CH2CH2CCH2CHBrBr+HCCHCH2CHClHgCl2+HCl120180 C/ Cn烯醇：烯醇：羥基與碳碳雙鍵直接相連的產(chǎn)物羥基與碳碳雙鍵直接相連的產(chǎn)物CCH2OHRRCCH+H O2烯醇式結構烯醇式結構酮式結構酮式結構 由于兩者互變很快，酮式結構較穩(wěn)定由于兩者互變很快，

10、酮式結構較穩(wěn)定 在平衡狀態(tài)下，烯醇式異構體的含量極微，即絕大多數(shù)在平衡狀態(tài)下，烯醇式異構體的含量極微，即絕大多數(shù)為酮式化合物為酮式化合物n酮醇互變異構：酮醇互變異構：CCOHCCOn炔烴在含硫酸汞的稀硫酸水溶液中易于水反應炔烴在含硫酸汞的稀硫酸水溶液中易于水反應乙烯醇乙烯醇乙醛乙醛HCCH2H2SO42CH2CHOHCH3CHO+H O, Hg100 C+n其他炔烴水化時，則變成酮其他炔烴水化時，則變成酮nExample:CH3CHgSO4H2SO4CH2CH3CCH2OH OCH3CCH3H O+CH2HgSO4H2SO4CH3O91%CH O+Cn烯烴受氧化劑氧化時，三鍵斷裂生成羧酸、二烯

11、烴受氧化劑氧化時，三鍵斷裂生成羧酸、二氧化碳等產(chǎn)物氧化碳等產(chǎn)物w 雙鍵和叁鍵同時存在時，氧化首先發(fā)生在雙鍵上雙鍵和叁鍵同時存在時，氧化首先發(fā)生在雙鍵上+KOH+3COOKR+8 MnO48MnO2K2CO333H O2CHRC3KOH+3COOKR+KMnO4MnO2K2CO3CHRC3C(CH2)7CHCrO3C(CH2)7CHOCH3COCH3CHC(CH3)2CH+n如用臭氧氧化，可發(fā)生如用臭氧氧化，可發(fā)生C C鍵的斷裂，生成鍵的斷裂，生成兩個羧酸兩個羧酸RCCH2O2RCOOHRCCO3CCl4RCC2ROO+RCOOH+RRH OOOO乙炔亞酮（棕紅色）乙炔亞酮（棕紅色）乙炔銀（白色

12、）乙炔銀（白色） 型的炔烴不能進行這兩個反應型的炔烴不能進行這兩個反應可用來鑒定乙炔和可用來鑒定乙炔和 型的炔烴型的炔烴HCCHAgNO3NH4OHNH4NO32CCAgAg+2+2+2+2H OHCCHCuCl2NH4OHNH4Cl2CCCuCu+2+2+2H ORCCRRCCH3、加聚反應n主要產(chǎn)生二聚三聚四聚等低聚產(chǎn)物主要產(chǎn)生二聚三聚四聚等低聚產(chǎn)物催化劑催化劑乙烯基乙炔乙烯基乙炔二乙烯基乙炔二乙烯基乙炔CHHCCHHCCHH2CCHC+CHHCCHH2CCCCHCH23n在較高溫度下在較高溫度下(400500)可發(fā)生環(huán)狀聚合可發(fā)生環(huán)狀聚合CHHCCCCCCCHHHHHH3500 C CH

13、HCNi(CN)2CHCHHCCHCHCHHCCH480120 C 1.5MPa(1)乙炔是一種重要的基本有機原料，可以乙炔是一種重要的基本有機原料，可以 用來制備用來制備氯乙烯、聚氯乙烯氯乙烯、聚氯乙烯和乙醛等。和乙醛等。聚氯乙烯的制備聚氯乙烯的制備用用乙炔乙炔、氯化氫氯化氫為原料制備為原料制備反應一：反應一：加成反應加成反應反應二：反應二：加聚反應加聚反應HCCH + HCl H2C CH 催化劑催化劑ClClClH2C CH H2C CH 催化劑催化劑聚氯乙烯薄膜(2)乙炔燃燒時產(chǎn)生的乙炔燃燒時產(chǎn)生的氧炔焰氧炔焰可用來切割或可用來切割或 焊接金屬。焊接金屬。二、炔烴二、炔烴1 1、組成：

14、分子中含有、組成：分子中含有碳碳三鍵碳碳三鍵的不飽和烴。的不飽和烴。2 2、通式：、通式： C Cn nH H2n-22n-2 3 3、物理性質：隨著碳原子數(shù)的增多，溶沸點、物理性質：隨著碳原子數(shù)的增多，溶沸點逐漸逐漸升高升高，液態(tài)時的密度逐漸，液態(tài)時的密度逐漸增加增加。4、結構與性質：、結構與性質：碳碳三鍵碳碳三鍵決定了炔烴的化學性質。決定了炔烴的化學性質。主要有：主要有： 炔烴的炔烴的含碳量高含碳量高，燃燒時火焰明亮，有黑煙。，燃燒時火焰明亮，有黑煙。 炔烴燃燒的方程式：炔烴燃燒的方程式： 炔烴可使炔烴可使酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液褪色褪色( (炔烴炔烴被氧化被氧化）。）。 可

15、發(fā)生可發(fā)生加成反應加成反應：碳碳三鍵可與：碳碳三鍵可與H H2 2、X X2 2、HXHX等等逐步加成。逐步加成。 炔烴也可以發(fā)生炔烴也可以發(fā)生加聚反應加聚反應。 OHnnCOOnHCnn22222) 1(213點燃4、炔烴的命名和同分異構、炔烴的命名和同分異構 寫出寫出C6H10屬于炔烴的同分異構（屬于炔烴的同分異構（7種）種） （1）為控制水與電石的反應速率，并得到平穩(wěn)氣流）為控制水與電石的反應速率，并得到平穩(wěn)氣流 采取的措施是采取的措施是_。用飽和食鹽水代替水用飽和食鹽水代替水（2）用試管制取少量乙炔時，在試管的上部放置一）用試管制取少量乙炔時，在試管的上部放置一 團棉花其作用是團棉花其

16、作用是_。避免生成的避免生成的Ca(OH)2糊狀泡沫堵塞導管糊狀泡沫堵塞導管練習在標準狀況下將在標準狀況下將11.211.2升乙烯和乙炔的混合升乙烯和乙炔的混合氣通入到溴水中充分反應，測得有氣通入到溴水中充分反應，測得有128128克克溴參加了反應，測乙烯、乙炔的物質的溴參加了反應，測乙烯、乙炔的物質的量之比為（量之比為（ ）A1 2B2 3C3 4D4 5 B 本節(jié)學習乙炔的結構、制法、重要性本節(jié)學習乙炔的結構、制法、重要性質和主要用途。質和主要用途。是含有是含有C C叁鍵的直線型分子叁鍵的直線型分子小結很活潑，可以發(fā)生氧化、加成等反應。很活潑，可以發(fā)生氧化、加成等反應。乙乙炔炔 氧化反應氧

17、化反應 加成反應加成反應點燃點燃酸性酸性KMnO4溶液溶液Br2（Cl2）H2HCl（HBr）催化劑，催化劑，催化劑，催化劑，O2CO2 + H2O褪色褪色CHBr=CHBrCH2=CH2CH2=CHClH2催化劑，催化劑，CH3CH3Br2 （Cl2）CHBr2-CHBr2如何區(qū)分聚乙烯和聚氯乙烯？如何區(qū)分聚乙烯和聚氯乙烯？ 聚乙烯聚乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯性質性質燃燒法燃燒法遇火易燃，火焰呈黃色，燃遇火易燃，火焰呈黃色，燃燒時有石蠟狀油滴落，無味燒時有石蠟狀油滴落，無味或稍有蠟燭燃燒時的氣味。或稍有蠟燭燃燒時的氣味。不易燃燒，離火即熄滅，同不易燃燒，離火即熄滅，同時刺激性氣味的氣體生成，時刺激

18、性氣味的氣體生成，且有毒。且有毒。浸水法浸水法放入水中上漂放入水中上漂放入水中沉在水底放入水中沉在水底用用 途途因無毒，可做食品袋因無毒，可做食品袋有毒，常用做雨衣，鞋底等。有毒，常用做雨衣，鞋底等。性質堅韌，低溫時仍性質堅韌，低溫時仍能保持柔韌性，化學能保持柔韌性，化學性質穩(wěn)定，有潤滑感。性質穩(wěn)定，有潤滑感。具有良好的機械強度和絕緣具有良好的機械強度和絕緣性，還有耐化學腐蝕，耐水性，還有耐化學腐蝕，耐水，耐油等優(yōu)點。但易老化，耐油等優(yōu)點。但易老化，切脆，手感發(fā)粘。切脆，手感發(fā)粘。危危 害害都可造成環(huán)境污染都可造成環(huán)境污染 白色污染白色污染4、命名、命名n命名時應優(yōu)先考慮官能團的存在。命名時應

19、優(yōu)先考慮官能團的存在。選主鏈選主鏈必須選取含有碳碳三鍵的最長碳鏈必須選取含有碳碳三鍵的最長碳鏈編號編號應從距三鍵最近的一端開始應從距三鍵最近的一端開始寫名稱寫名稱要標明三鍵位置要標明三鍵位置CCC CCCC1CCC CCCCCCCC14,4二甲基二甲基2戊炔戊炔2，6二甲基二甲基5乙基乙基3庚炔庚炔5、同分異構體、同分異構體 有碳鏈異構和三鍵位置異構有碳鏈異構和三鍵位置異構書寫方法：書寫方法： 先寫碳鏈異構，再變動三鍵的位置先寫碳鏈異構，再變動三鍵的位置 例：例：寫出碳鏈為寫出碳鏈為5個個C的的C6H10的炔烴的同的炔烴的同分異構體和命名。分異構體和命名。6、化學性質、化學性質A.燃燒燃燒：C

20、nH2n2O2213 nB.被強氧化劑氧化如被強氧化劑氧化如KMnO4(H+)褪色褪色氧化反應氧化反應n累積二烯烴累積二烯烴n共軛二烯烴共軛二烯烴n孤立二烯烴孤立二烯烴含有含有 體系的二烯烴體系的二烯烴含有含有 體系的二烯烴體系的二烯烴 含有含有 體系的二烯烴體系的二烯烴CCCCCCCCCCHCH (CH2)nn1,3 - 丁二烯中的丁二烯中的CC鍵長：鍵長：nC2C3：0.1483nmnC1C2：0.1337nmn對比：對比：n乙烷的乙烷的 CC：0.1534nmn乙烯的乙烯的 CC：0.1330nmn結論：結論：n C2C3 具有某些具有某些“雙鍵雙鍵” 性性質質n結論：結論：預計：預計：125.5+125.5=251kJ/mol實測：實測： 238kJ/mol 共軛二烯烴的能量比相應的孤立二烯烴低共軛二烯烴的能量比相應的孤立二烯烴低CH2CHCHCH2加成反應加成反應二烯烴的二烯烴的1,2加成和加成和1,4加成加成CH2=CH-CH=CH2 + Br2 CH2Br-CHBr-CH=CH2CH2=CH-CH=CH2 +Br2 CH2Br-CH=CH-CH2Br(1,2-加成加成)(1,4-加成加成)催化劑催化劑1,2-加成加成1,4-加成加成n與溴化氫的加成與溴化氫