高中化學(xué)第1章有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)烴1.3.2烯烴和炔烴的化學(xué)性質(zhì)教案魯科選修5

高中化學(xué)第1章有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)烴1.3.2烯烴和炔烴的化學(xué)性質(zhì)教案魯科選修5第2課時烯烴和炔烴的化學(xué)性質(zhì)A組1.某炔烴與氫氣加成后的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為,此炔烴可能的結(jié)構(gòu)有()A.1種 B.2種C.3種 D.4種解析:炔烴與氫氣加成時,在碳碳叁鍵的兩個碳原子上各加上兩個氫原子后得到烷烴;反之,在烷烴結(jié)構(gòu)中,如果在鄰位碳原子上各含有兩個氫原子時,可以認(rèn)為是由碳碳叁鍵加成后得到,則碳碳叁鍵可以在三個位置,但②③相同,故只有兩種結(jié)構(gòu),選B項(xiàng)。答案:B2.下面有關(guān)丙烷、丙烯、丙炔說法正確的是()A.如圖所示,丙烷、丙烯、丙炔的球棍模型分別為B.相同物質(zhì)的量的3種物質(zhì)完全燃燒,生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積比為3∶2∶1C.相同質(zhì)量的3種物質(zhì)完全燃燒,丙烷消耗的氧氣最多D.丙烷的一氯代物只有1種解析:A項(xiàng),丙炔分子中的3個碳原子應(yīng)該在同一條直線上,錯誤;B項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下相同物質(zhì)的量的3種物質(zhì)完全燃燒,生成的CO2氣體的體積相等(不考慮水的體積,因標(biāo)準(zhǔn)狀況下水為液態(tài)),錯誤;C項(xiàng),三者中丙烷的含氫量最高,故等質(zhì)量的3種物質(zhì)充分燃燒,丙烷耗氧量最多,正確;D項(xiàng),丙烷的一氯代物有2種,錯誤。答案:C3.相同條件下,乙炔和乙烯的混合氣體完全燃燒所需O2的體積是混合氣體體積的2.8倍,則混合氣體與H2發(fā)生加成反應(yīng)時,所需H2的體積是混合氣體體積的()A.1.2倍 B.1.4倍C.1.6倍 D.1.8倍解析:首先根據(jù)混合氣體燃燒的耗氧量與混合氣體的體積關(guān)系求出乙炔、乙烯的體積,然后才能確定加成所需H2的量。設(shè)原混合氣體的總體積為1,乙炔的體積為x,乙烯的體積為(1-x),根據(jù)燃燒的化學(xué)方程式可得:C2H2~52O2,C2H4~3O2則有52x+3(1-x)=2.8,x=0.則加成所需H2的體積為2×0.4+1×(1-0.4)=1.4,即所需H2的體積是混合氣體體積的1.4倍。答案:B4.有aL乙炔和乙烯的混合氣體,在催化劑作用下與足量的H2發(fā)生加成反應(yīng),消耗H21.25aL,則乙烯與乙炔的體積比為()A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1解析:方法一設(shè)乙炔體積為x,乙烯體積為y。則由C2H2+2H2C2H6x2xxC2H4+H2C2H6yyy得x+y=所以乙烯與乙炔體積比為3∶1。方法二aL混合氣體消耗H21.25aL,平均每升消耗H21.25L,運(yùn)用十字交叉法。C2H4

C2H2=31答案:C5.下列烯烴和HBr發(fā)生加成反應(yīng)所得的產(chǎn)物中有同分異構(gòu)體的是()A.CH2CH2B.CH3CHCH2C.CH3CHCHCH3D.CH3CH2CHCHCH2CH3解析:A、C、D選項(xiàng)中的烯烴屬于對稱烯烴,分子中兩個不飽和碳原子位置是等同的,因此和HBr加成時所得產(chǎn)物沒有同分異構(gòu)體。B選項(xiàng)中的烯烴屬于不對稱烯烴,即分子中兩個不飽和碳原子的位置是不等同的,故加成后可得兩種產(chǎn)物。不對稱烯烴與氫氣、鹵素單質(zhì)的加成反應(yīng)產(chǎn)物只有一種,但與鹵化氫、水等試劑加成所得產(chǎn)物有兩種同分異構(gòu)體。答案:B6.下列關(guān)于有機(jī)物的說法正確的是()A.乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液退色的本質(zhì)是不同的B.可用溴水或酸性KMnO4溶液除去乙烷中混有的少量乙烯C.聚氯乙烯塑料最適合用來作蔬菜、水果及熟食的保鮮膜D.等物質(zhì)的量的CH4與Cl2恰好反應(yīng)時,生成CH3Cl和HCl解析:乙烯使溴水退色發(fā)生的是加成反應(yīng),使酸性KMnO4溶液退色發(fā)生的是氧化反應(yīng),兩者反應(yīng)本質(zhì)不同,A項(xiàng)正確;酸性KMnO4溶液除去乙烯的同時,產(chǎn)生了CO2氣體,使乙烷中混入新的雜質(zhì),B項(xiàng)錯誤;聚氯乙烯能分解出有毒物質(zhì),不能作保鮮膜,可用聚乙烯塑料作保鮮膜,C項(xiàng)錯誤;甲烷與Cl2的取代反應(yīng),不可能停留在某一階段,取代產(chǎn)物是多種氯代甲烷與氯化氫的混合物,D項(xiàng)錯誤。答案:A7.分子式為C5H10的某烯烴與酸性KMnO4溶液反應(yīng)后,經(jīng)檢測其產(chǎn)物為CO2、H2O和。(1)該烯烴的結(jié)構(gòu)簡式為,名稱為。

(2)鑒別該烴是烯烴的方法是。

解析:(1)根據(jù)產(chǎn)物中有,則原烯烴中有結(jié)構(gòu),產(chǎn)物中有CO2,說明原烯烴中有“”結(jié)構(gòu),所以原烯烴為,名稱為2-甲基-1-丁烯。(2)鑒別烯烴時可選用酸性高錳酸鉀溶液。答案:(1)2-甲基-1-丁烯(2)取少量該烴加入試管中,并滴加少量酸性KMnO4溶液,若溶液退色,則該烴為烯烴8.A、B、C、D、E為五種氣態(tài)烴,其中A、B、C能使酸性KMnO4溶液退色,1molC能與2mol溴單質(zhì)完全加成,生成物質(zhì)分子中每個碳原子上都有一個溴原子。A與C具有相同的通式,A與H2加成得B,B與相同條件下N2密度相同,D是所有的烴中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低的,E是D的同系物,完全燃燒等物質(zhì)的量B、E生成CO2的量相同。請回答:(1)寫出C的結(jié)構(gòu)簡式。

(2)B的電子式,其形成高分子化合物的化學(xué)方程式為。

(3)當(dāng)碳原子數(shù)4≤n≤10時,在D、E的同系物中,其一氯代物沒有同分異構(gòu)體,二氯代物有3種同分異構(gòu)體的物質(zhì)是(寫名稱)。

(4)將A、B、C、D等物質(zhì)的量混合,120℃時,取VL混合物在6VLO2中充分燃燒,保持溫度不變,反應(yīng)后所得氣體體積為。

解析:1molC能與2mol溴單質(zhì)完全加成,生成物質(zhì)分子中每個碳原子上都有一個溴原子,說明C為二烯烴,由于C為氣態(tài)烴,碳原子應(yīng)為4個,故C為1,3-丁二烯()。A、B、C能使酸性KMnO4溶液退色,A與C具有相同的通式,A與H2加成得B,說明A為炔烴,B為烯烴,由于B與相同條件下N2密度相同,即B的相對分子質(zhì)量為28,故B為,A為。D是所有的烴中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低的,說明D為CH4,E是D的同系物,完全燃燒等物質(zhì)的量B、E生成CO2的量相同,可推知E為乙烷(C2H6)。(3)當(dāng)碳原子數(shù)4≤n≤10時,在烷烴中,其一氯代物沒有同分異構(gòu)體,即是指該烷烴中只有一種氫原子,符合要求的有2種:(CH3)4C、(CH3)3C—C(CH3)3,其一氯代物分別為(CH3)3CCH2Cl、(CH3)3C—C(CH3)2CH2Cl,它們的分子中分別含有2種、3種氫原子,故一氯代物有1種,而二氯代物有3種的烷烴為(CH3)3C—C(CH3)3。(4)根據(jù)平均量可知,C2H2、C2H4、C4H6、CH4等物質(zhì)的量混合,該混合烴可表示為C2.25H4。CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O(g)Δ 1 (x+y4) x y由于混合烴C2.25H4中氫原子數(shù)等于4,故ΔV=y4-1=44-1=0,反應(yīng)后所得氣體體積與反應(yīng)前氣體的體積相等,即為VL+6VL=7答案:(1)(2)H··CCH2—CH2(3)2,2,3,3-四甲基丁烷(4)7VLB組1.(雙選)兩種氣態(tài)烴以任意比例混合,在105℃時1L該混合烴與9L氧氣混合,充分燃燒后恢復(fù)到原狀態(tài),所得氣體體積仍為10L。下列各組混合烴中不符合此條件的是 ()A.CH4、C2H4 B.CH4、C3H6C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6解析:當(dāng)溫度大于100℃時只有烴分子中的氫原子數(shù)為4,氣態(tài)烴完全燃燒后,氣體體積才不發(fā)生變化,A項(xiàng)和C項(xiàng)中的兩種烴都符合此條件。答案:BD2.某溫度和某壓強(qiáng)下,將4g由三種炔烴(分子中均只含一個—C≡C—)組成的混合氣體與足量的H2反應(yīng),充分加成后,生成4.4g三種對應(yīng)的烷烴,則所得的烷烴中一定有()A.乙烷B.丙烷C.丁烷D.異丁烷解析:依題意可推知參加反應(yīng)的H2的物質(zhì)的量n(H2)=4.4g-4g2g·mol-1=0答案:A3.某烴CnHm,n≤8,若它為單烯烴,且與HX加成產(chǎn)物只有一種,符合該條件的結(jié)構(gòu)式有X種;若它為鏈狀烷烴,且一氯代物只有一種,符合該條件的結(jié)構(gòu)式有Y種。則X、Y分別為()A.7、4 B.8、3C.4、7 D.5、6解析:碳原子數(shù)小于或等于8的單烯烴與HX加成產(chǎn)物只有一種,說明該單烯烴為對稱結(jié)構(gòu),符合要求的單烯烴共有7種:、、、、、、;若它為鏈狀烷烴,且一氯代物只有一種,說明該烷烴是對稱的,符合要求的烷烴有4種:CH4、CH3CH3、(CH3)4C、(CH3)3C—C(CH3)3。答案:A4.某烯烴與H2加成后得到2,2-二甲基丁烷,該烯烴的名稱是()A.2,2-二甲基-3-丁烯B.2,2-二甲基-2-丁烯C.2,2-二甲基-1-丁烯D.3,3-二甲基-1-丁烯解析:2,2-二甲基丁烷(CH3)3C—CH2CH3去掉2個氫原子,只能得到一種烯烴:,該烯烴的名稱為3,3-二甲基-1-丁烯。答案:D5.A、B兩種有機(jī)物互為同分異構(gòu)體,加氫后都生成2-甲基丁烷,與溴加成后A的生成物分子中,主鏈中碳原子上各有一個溴原子,B的生成物分子中,溴原子集中在兩個碳原子上,試推斷:(1)結(jié)構(gòu)簡式:A,B。

(2)系統(tǒng)名稱:A,B。

解析:2-甲基丁烷的碳骨架為,只有碳骨架符合烴與溴單質(zhì)加成后,才能主鏈每個碳原子上均連有溴原子,故A為;由于B與A互為同分異構(gòu)體,且B與H2加成后生成2-甲基丁烷,故只有碳骨架符合的烴與溴單質(zhì)加成后溴原子才能集中在兩個碳原子上,即B為。答案:(1)(2)2-甲基-1,3-丁二烯3-甲基-1-丁炔6.某混合氣體可能由H2、CO、C2H4中的一種或幾種氣體組成。為了測定混合氣體的組成,實(shí)驗(yàn)室可選用下圖中的部分或全部裝置用橡膠管連接,設(shè)法將一定體積的混合氣體通過組合裝置完全反應(yīng)。已知:2CxHy+(4x+y)CuO2xCO2+(4x+y)Cu+yH2O3CH2CH2+2KMnO4(稀)+4H2O3CH2OHCH2OH+2KOH+2MnO2↓(1)若取用VL混合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),只測定其中乙烯的體積分?jǐn)?shù),必須選用的裝置是。確定混合氣體中含有乙烯的現(xiàn)象是,

計(jì)算混合氣體中乙烯的體積分?jǐn)?shù)所需數(shù)據(jù)是

。

(2)若將不含乙烯的混合氣體依次通過由②③⑤連接的裝置,裝置③質(zhì)量增加m1g,裝置⑤質(zhì)量增加m2g,混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為。

(3)在實(shí)驗(yàn)(2)中不易測得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的原因可能是。

A.氣體的反應(yīng)和吸收不完全B.裝置③中的濃硫酸易吸收空氣中的水分C.裝置⑤中的堿石灰易吸收空氣中的水和CO2D.混合氣體難以控制在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測出準(zhǔn)確體積解析:(1)乙烯能夠被高錳酸鉀溶液氧化,而H2和CO不能,所以可以將混合氣體通過足量的高錳酸鉀稀溶液,若溶液紫色變淺,產(chǎn)生黑色沉淀,則說明含乙烯。通過稱量產(chǎn)生的MnO2的質(zhì)量,可以計(jì)算出乙烯的體積,再除以混合氣體的總體積,即可確定混合氣體中乙烯的體積分?jǐn)?shù)。(2)將H2和CO的混合氣體通過②裝置時,發(fā)生的反應(yīng)是:CuO+H2Cu+H2O和CuO+COCu+CO2,所以裝置③增加的質(zhì)量m1g為水的質(zhì)量,裝置⑤增加的質(zhì)量m2g為CO2的質(zhì)量,n(H2O)=n(H2)=m118mol,n(CO)=n(CO2)=m244mol,n(總)=n(H2)+n(CO)=m118mol+m244mol,因?yàn)橥瑴亍⑼瑝合?氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比,所以CO的體積分?jǐn)?shù)為(3)氣體和固體反應(yīng)時,氣流可以快速流經(jīng)固體,氣體不可能都反應(yīng)完,也不可能被完全吸收,容易造成誤差;濃硫酸若密封不嚴(yán),會吸收空氣中的水分;裝置⑤的末端直接和空氣連通,其中的堿石灰能夠吸收空氣中的水和CO2;測混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù),可以根據(jù)阿伏加德羅定律,測出反應(yīng)消耗的CO和H2的物質(zhì)的量,而不必要測定混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。答案:(1)④高錳酸鉀稀溶液紫色變淺,產(chǎn)生黑色沉淀通入裝置④中的混合氣體的體積,裝置④中生成固體的質(zhì)量(2)m244m244(3)A、B、C7.在有機(jī)化學(xué)分析中,根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)和所得的產(chǎn)物,即可確定烯烴中雙鍵的位置,如:(A)CH3CHO+HCHO(B)+HCHO某有機(jī)物X的分子式為C9H14,經(jīng)催化加氫后得到分子式為C9H18的飽和化合物,X可發(fā)生如下變化:X(C9H14)+則有機(jī)物X可能的結(jié)構(gòu)簡式是(1);(2)。

解析:由題給信息可知,烯烴與臭氧反應(yīng)后經(jīng)鋅和水處理:—CHO、若將產(chǎn)物按以上逆過程可得以下殘基:說明其分子含有兩個殘基,由有機(jī)物X經(jīng)加氫只能得到C9H18飽和有機(jī)物,這表明X中含一個碳環(huán)。根據(jù)以上分析將2個殘基組合得:答案:(1)(2)8.常溫下,一種烷烴A和一種烯烴B組成的混合氣體,B分子中最多只有4個碳原子,且B分子的碳原子個數(shù)比A分子的多。(1)將1L該混合氣體充分燃燒,在同溫、同壓下得到2.5LCO2氣體。試推斷原混合氣體中A和B可能的組成及體積比。組合編號A的分子式B的分子式體積比V(A)∶V(B)(2)120℃時,取1L該混合氣體與9LO2混合,充分燃燒后,當(dāng)恢復(fù)到120℃和燃燒前的壓強(qiáng)時,體積增大6.25%,試通過計(jì)算確定A和B的分子式。解析:(1)1L碳原子數(shù)為n的烷烴或單烯烴充分燃燒后均得到nLCO2,由題意(1L混合氣體充分燃燒后生成2.5LCO2,且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多)可推斷,混合氣體只能是由碳原子數(shù)小于2.5的烷烴(CH4和C2H6)和碳原子數(shù)大于2.5的單烯烴(C3H6和C4H8)組成。它們有四種可能的組合,再根據(jù)每種組合中混合烴的平均碳原子數(shù)為2.5,借助十字交叉法可確定A和B的體積比。(2)先寫出四種烴單獨(dú)燃燒的方程式,并分別求出1L烴燃燒前后氣體體積的變化。根據(jù)(1)的結(jié)果,求算每種不同組合的混合氣體燃燒前后氣體體積的變化,將之與試題給出的數(shù)據(jù)對照,即可確定混合氣體各組分的分子式。設(shè)1L氣態(tài)烴與氧氣充分燃燒后體積變化為ΔV,則CH4+2O2CO2