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第二节脂肪烃一、甲烷和烷烃1.甲烷的组成与分子结构2.甲烷的物理性质颜色：______，状态：______，溶解性：____________，密度：比空气______。3.甲烷的化学性质(1)稳定性：通常情况下，甲烷比较稳定，与__________等强氧化剂不反应，与______、______也不反应。(2)氧化反应：甲烷燃烧的化学方程式为__________________。(3)取代反应：甲烷在光照条件下与Cl2发生反应：CH4＋Cl2――→光CH3Cl＋HCl，____________________________，【温馨提示】甲烷与Cl2反应所得生成物是5种物质的混合物(HCl和4种卤代烃)，其中HCl的物质的量最多，4种卤代烃中只有CH3Cl为气态。4.烷烃(1)通式：______________。(2)结构特点：碳与氢、碳与碳之间以______相连，其中的碳原子皆为______(填“饱和”或“不饱和”)碳原子。(3)物理性质：________溶于水，密度比水小，通常条件下含______个碳原子的烃为气体。(4)化学性质①稳定性：通常与________、________、________等强氧化剂不反应。②可燃性：完全燃烧的通式为_______________________。③取代反应：与卤素单质在光照条件下发生取代反应。二、乙烯1.乙烯的组成与分子结构分子式电子式结构式结构简式空间构型H··C··H····C··H··HCHHCHHCH2CH2平面形分子2.乙烯的物理性质颜色：________，状态：______，溶解性：__________。3.乙烯的化学性质(1)氧化反应①燃烧的化学方程式：__________________________。②能使酸性高锰酸钾溶液______。(2)加成反应①与Br2：________________________________________。②与HCl：______________________________________。③与H2O：____________________________________。(3)加聚反应：____________________________________。想一想乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，原理相同吗？【答案】不同，前者发生氧化反应，后者发生加成反应。4.乙烯的用途(1)乙烯的产量是用来衡量一个国家石油化工水平的标志。(2)乙烯是一种植物生长调节剂，可作水果的催熟剂。5.乙烯的实验室制法反应原理：______________________________。【温馨提示】酸性KMnO4溶液可以用于区分烷烃和烯烃，但不能用于除烷烃中的烯烃。一般用溴水除去烷烃中的烯烃。三、乙炔1.乙炔的组成与分子结构分子式电子式结构式结构简式空间构型C2H2CHC—HHCCH______形分子2.乙炔的物理性质纯净的乙炔是______色、______味的气体，______溶于水，______溶于有机溶剂，俗名________，密度比空气略______。3.乙炔的化学性质(1)氧化反应①能使酸性KMnO4溶液______。②可燃性：化学方程式为________________(火焰______并伴有浓烟)。点燃乙炔前应先______________。氧炔焰温度很高，可用来______或______金属。(2)加成反应①乙炔与少量溴水、足量溴水反应的化学方程式分别为：________________________，__________________________；②乙炔与HCl反应的化学方程式为__________________。4.实验室制法(1)药品：碳化钙(CaC2)，又叫电石。(2)反应原理为：________________________。【想一想】如何鉴别甲烷和乙炔？烯烃炔烃组成通式CnH2n(n≥2)CnH2n－2(n≥2)结构特点含有__________，碳原子连接成链状含有__________，碳原子连接成链状四、烯烃和炔烃【答案】①燃烧时有明亮的浓烟的是乙炔。②使酸性KMnO4溶液褪色的是乙炔。③使溴水褪色的是乙炔。物理性质随着分子里碳原子数的增多而呈现规律性的变化，沸点逐渐________，相对密度逐渐________。化学性质①氧化反应都能使酸性KMnO4溶液________，都具有可燃性；②都能发生______反应，如使溴水褪色；③都能发生______反应，生成高分子化合物。【例1】(2010高考·全国卷Ⅱ，11)在一定的温度、压强下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为()A.1∶4B.1∶3C.1∶2D.1∶1【解析】由于Ar不参与反应，CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2O，O2一定过量，气体干燥，所以气体中一定无水蒸气，根据差量法：CH41＋2O22――→点燃CO21＋2H2OΔV2V(CH4)(100＋400－460)mLV(CH4)＝20mL，V(Ar)＝100mL－20mL＝80mL，V(CH4)∶V(Ar)＝1∶4。【答案】A1.燃烧前后气体体积变化规律(1)若生成的水为气态时，根据反应式：当y＝4时，ΔV＝0；当y4时，ΔV0；当y4时，ΔV0。(2)若生成的水为液态时，则不论气态烃所含氢原子数多少，总是ΔV0。2.完全燃烧时的耗氧量规律(1)等物质的量的烃完全燃烧时，其耗氧量的大小取决于(x＋)的值，其值越大，耗氧量越多。(2)等质量的烃完全燃烧时，其耗氧量大小取决于该烃分子中氢的质量分数(或氢原子数与碳原子数的比值)，其值越大，耗氧量越多。CxHy＋(x＋y4)O2―→xCO2＋y2H2O(g)ΔV＝V后－V前＝y－44(3)最简式相同的烃，不论它们以何种比例相混合，只要总质量一定，完全燃烧时所消耗的O2以及燃烧后生成的CO2和H2O的量均为定值。【知识关联】有机物燃烧的规律与有机物分子式的确定、差量法和平均值法等方法的计算联系。1.(2011·江苏盐城中学期中)两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水，下列说法正确的是()A.混合气体中一定有甲烷和乙烯B.混合气体中一定有甲烷C.混合气体中一定有乙烷D.混合气体中一定有乙炔【解析】根据题目条件，混合气体平均化学式为C1.6H4。则两种气态烃分子中，必有一种碳原子数大于1.6，另一种小于1.6，并且应该是整数，故肯定含有CH4，又因为平均H原子数为4，则另一种烃的H原子数必为4，可以是乙烯或丙炔等，但不可能含乙烷。【答案】B【例2】(2010·福建泉州一中期中)某气态烃1体积最多能与同条件下2体积氯化氢发生加成反应生成氯代烷，此氯代烷1mol可与6mol氯气发生完全的取代反应，则该烃为()A.乙烯B.丙炔C.1,3丁二烯D.乙炔【解析】某气态烃和HCl发生加成反应，且物质的量之比为1∶2，则该烃为炔烃或二烯烃，A不符合题意。加成反应后，1mol氯代烷可与6mol氯气发生完全取代反应，即1mol氯代烷分子中含有6molH原子，其中2molH原子来自HCl，故原烃分子中有4个H原子，B符合题意。【答案】B取代反应加成反应加聚反应概念有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应有机物分子中双键或三键两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物分子的反应反应前后分子数目一般相等减少减少反应特点可发生分步取代反应有时只有一种加成方式，有时也有多种加成方式反应一般为单方向进行，一般不可逆实例CH3—CH3＋Cl2――→光CH3—CH2Cl＋HCl(第一步)CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2BrnCH2===CH2→CH22【温馨提示】①烷烃能与氯气发生取代反应，且反应条件为光照，而不能与氯水发生取代反应。②取代反应中，每取代一个H原子消耗一个Cl2分子；加成反应中，一个碳碳双键加成消耗一个Cl2分子。【知识关联】取代反应、加成反应、加聚反应与有关实验、定量计算、有机物推断及有机合成等联系。2.若用乙烯和氯气在适当的条件下反应制取四氯乙烷，这一过程中所要经历的反应及消耗氯气的量是(设乙烯为1mol，反应产物中的有机物只有四氯乙烷)()A.取代，4molCl2B.加成，2molCl2C.加成、取代，2molCl2D.加成、取代，3molCl2【解析】乙烯分子中含有一个碳碳双键，1mol乙烯先与1molCl2发生加成反应，然后再与2molCl2发生取代反应生成四氯乙烷。【答案】D【例3】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__________________。(2)乙炔通入酸性KMnO4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________________________。【答案】(1)调节水面高度以控制反应的发生和停止CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑(2)酸性KMnO4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(3)收集方法：排水集气法(4)实验说明①乙醇与浓硫酸的体积比约为1∶3，先加入乙醇，再沿器壁慢慢加入浓硫酸，边加边冷却或搅拌。②浓H2SO4的作用是催化剂与脱水剂。③碎瓷片的作用是防止反应液暴沸。④温度计水银球的位置应插入液面以下又不与烧瓶底接触，作用是测量反应液的温度，以便控制反应的进行。⑤反应温度要迅速升高至170℃，目的是为了减少副反应的发生(减少生成乙醚)。⑥在反应过程中，有黑色的炭颗粒和CO2、SO2气体产生：CH3CH2OH＋2H2SO4(浓)=====△2C＋2SO2↑＋5H2OC＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O2.乙炔的实验室制法(1)反应原理：CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑(2)发生装置：固＋液―→气(3)收集方法：排水集气法(4)实验说明①制H2、CO2、H2S可用启普发生器，但制乙炔不能用。②制取乙炔时，应在导气管附近塞入少量棉花。③为了得到比较平稳的乙炔气流，可用饱和食盐水代替水与CaC2反应。④在点燃乙炔前必须先检验纯度，否则易出现爆炸事故。⑤制得的乙炔有臭味是因为含H2S、PH3，除杂宜用CuSO4溶液。⑥用分液漏斗控制滴水速度来控制乙炔气流。【知识关联】乙烯和乙炔的实验室制法与有关仪器的使用、排水量气法的操作、样品纯度的测定等联系。3.在室温和大气压强下，用下图所示的装置进行实验，测得ag含CaC290%的样品与水完全反应产生的气体体积为bL。现欲在相同条件下，测定某电石试样中CaC2的质量分数，请回答下列问题：(1)CaC2和水反应的化学方程式是____________________。(2)若反应刚结束时，观察到的实验现象如图所示，这时不能立即取出导气管，理由是_____________________________。(3)如果电石试样的质量为cg，测得气体体积为dL，则电石试样中CaC2的质量分数的计算式w(CaC2)＝________。(杂质所生成的气体体积忽略不计)【解析】(1)CaC2与水反应生成Ca(OH)2和放出乙炔气体，反应方程式为CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑。(2)实验结束时，要冷却至室温才能将导气管移出，否则，量筒内气体的压强与外界气压不相等，无法准确计量产生气体的体积。(3)因a×90%gCaC2能产生bLC2H2，则产生d