【有机化学(纺织)】第3章 不饱和烃：烯烃、炔烃和二烯烃

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K12的学习需要努力专业专心坚持 第2课时 烯烃和炔烃的化学性质

1．掌握烯烃、炔烃与卤素单质、卤化氢、酸性KMnO4溶液的反应。(重点)

2．了解氧化反应、加成反应、加聚反应的原理。(重点)

烯 烃、 炔 烃 的 结 构 与 性 质

[基础·初探]

1．与卤素单质、氢气、氢卤酸等的反应

烷烃的卤代反应，烯烃、炔烃与X2或HX反应都能得到卤代烃，在制备卤代烃时用哪种方法较好？为什么？

【提示】 用烯烃、炔烃与X2或HX的加成反应。因为烷烃的卤代反应得到的是多种卤代烃的混合物。

2．加成聚合反应

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K12的学习需要努力专业专心坚持 3．与酸性KMnO4溶液的反应

(1)丙烯与HCl发生加成反应，生成的有机产物可能有两种结构。( )

(2)有机物CH3—CH===CH—CH(CH3)—CH3的系统命名为2­甲基­3­戊烯。( )

(3)聚乙烯和聚乙炔都是不饱和烃，都能使溴水退色。( )

(4)乙炔使酸性KMnO4溶液和溴水退色原理相同。( )

(5)用酸性KMnO4溶液可除去乙烷中混有的乙烯。( )

【提示】 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×

[核心·突破]

1．烷烃、烯烃、炔烃的比较

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K12的学习需要努力专业专心坚持

2.烯烃加成、氧化反应规律

(1)不对称烯烃的加成反应规律

当不对称烯烃与含氢物质(HBr、H2O)加成时，氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上，如：

(2)烯烃与酸性KMnO4溶液反应规律

烯烃与酸性KMnO4溶液的反应产物会因烯烃的结构不同而不同：

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K12的学习需要努力专业专心坚持 [题组·冲关]

题组1 烯烃、炔烃的结构与性质

1．下列有关乙烷、乙烯、乙炔的说法中，正确的是( )

A．它们分子中所有的原子均在同一平面上

B．它们都容易发生取代反应，也容易发生加成反应

1 第三章 烯烃、炔烃和二烯烃

第一节 烯烃和炔烃

单烯烃是指分子中含有一个C=C的不饱和开链烃,简称烯烃.通式为CnH2n。炔烃是含有（triple bond) 的不饱和开链烃。炔烃比碳原子数目相同的单烯烃少两个氢原子，通式CnH2n-2。

一、烯烃和炔烃的结构

乙烯是最简单的烯烃, 乙炔是最简单的炔烃，现已乙烯和乙炔为例来讨论烯烃和炔烃的结构。

（一）乙烯的结构

分子式为C2H4,构造式H2C=CH2,含有一个双键C=C,是由一个σ 键和一个 π 键构成。现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每个碳原子只和三个原子相连.杂化轨道理论根据这些事实,设想碳原子成键时,由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2杂化轨道,sp2轨道对称轴在同一平面上, 彼此成1200角.此外,还剩下一个2p轨道,它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面。

乙烯：

C-C σ键

4C-H σ键 2

在乙烯分子中，两个碳原子各以一个sp2轨道重叠形成一个C-Cσ键，又各以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠，形成四个C-Hσ键，五个σ键都在同一平面上。每个碳原子剩下的一个py轨道，它们平行地侧面重叠，便组成新的分子轨道，称为π轨道。

其它烯烃的双键也都是由一个σ键和一个 π键组成的。双键一般用两条短线来表示，如：C=C，但两条短线含义不同，一条代表σ键，另一条代表 π 键。π键重叠程度比σ键小，不如σ键稳定，比较容易破裂。

(二)乙炔的结构

乙炔的分子式是C2H2，构造式H-C≡C-C,碳原子为sp杂化。

两个sp杂化轨道向碳原子核的两边伸展，它们的对称轴在一条直线上，互成180°。

在乙炔分子中，两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠，形成一个C-Cσ键，每个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成C-Hσ键。 3

第2课时 烯烃和炔烃的化学性质

案例探究

烯烃的加氢反应在工业上和研究工作中都具有重要意义。例如，在工业上将植物油催化氢化使其分子中的碳碳双键达到饱和，化合物熔点升高，形成固态黄油状物质——人造黄油。又如，石油加工制得的粗汽油中，常含有少量烯烃，它氧化或聚合后的产物会影响汽油质量。若进行加氢处理，使之转变为相应的烷烃，就能提高汽油的质量。在研究工作中，通过测定被吸收的氢的物质的量，就可计算出所研究的分子中含有的碳碳双键的数目，为确定其结构提供依据。

思考: 1. 你知道其中发生的化学反应吗？

2. 植物油催化氢化对保存及运输有何好处？

自学导引

烯烃和炔烃的化学性质

由于烯烃和炔烃分子中都含有不饱和碳原子，所以两者性质相似。

1. 烯烃和炔烃的加成反应

（ 1 ） 加成反应（ 有机物分子里 __________ 碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成别的物质的反应 ）

（ 2 ） 烯烃和炔烃的加成反应

①与Br2的加成

烯烃和炔烃都能使溴的CCl4溶液或溴水褪色，这是因为它们与单质溴发生了 _________反应，生成了卤代烃。如

CH3CH═CH2 + Br2  ______________（ ）

CH3CCH + Br2  ______________（ ）

②与H2的加成

烯烃和炔烃在一定条件下，还能与氢气发生 ________ 反应，如:

CH3CH═CH2 + H2 催化剂 __________________

CH3CCH + H2 催化剂 __________________

CH3CCH + 2H2 催化剂 __________________

③与氢卤酸的反应

烯烃和炔烃在一定条件下还可以与氢卤酸发生 _________ 反应，如:

第三章

2. ⑶、⑷为共轭化合物；⑴、⑶、⑷有顺反异构。

3.⑴E型 ⑵ E型 ⑶ Z型 ⑷ E型

4.

CH2CHCCHCH2CH3HCCCH3HHCCHHCH3CH2CHCCCH2CH3HHCH2CHCHCCH3CH3CCCH3HHCCH2CH3CCCH3HCHCH2CH3CCCH3HHCCHHCH3CH2CHCCH2CH2CH3CCCH3HCHCH3CCCH3HCH3CHCH2CH2CH2CCCH2CH3CH3(3Z)-1,3-己二烯(3E)-1,3-己二烯(2E,4E)-2,4-己二烯(2Z,4E)-2,4-己二烯（3Z）-2-甲基-1,3-戊二烯（3E）-2-甲基-1,3-戊二烯（3Z）-3-甲基-1,3-戊二烯（3E）-3-甲基-1,3-戊二烯2-乙基-1，3-丁二烯2,3-二甲基-1，3-丁二烯4-甲基-1,3-戊二烯 5.⑴沸点：顺-2-丁烯＞反-2-丁烯，因为顺式的偶极矩大；熔点：反式＞顺式，因为反式的对称性好，分子排列紧密。

⑵ 熔点：2-丁炔＞1-丁炔，因为2-丁炔对称性好，分子排列紧密。沸点：2-丁炔＞1-丁炔，因为末端炔烃具有较低的沸点。

6.

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)CH3BrHBrCH3OHCH3OHOHH3COHOCH3H3CBrOCHO(+)(+)(+)(+)

7.生成的主要产物是4-甲基-3-溴环戊烯。反应机理为自由基取代历程（略）。

(1)(2)(3)(4)CH3CCCH2CH3(5)(6)(7)(9)(10)(11)(8)CH3CCH3CH3BrCH2ClOHClCH2CH2CCl3CH3CH2CH2COCH3BrCH2CHCHCH2Br+COOHOCH3BrCH3OHHHCH3O8.9.⑴ 第一步用顺丁烯二酸酐检验，有沉淀生成者为1，3-丁二烯；第二步用溴水检验，不褪色者为丁烷；第三步用酸性高锰酸钾溶液检验，褪色者为1-丁烯；余者为甲基环丙烷。