一、烷烃
1.通式:CnH2n+2(n≥1)
2.物理性质
①状态:常温下,1~4个C的为气态(新戊烷也为气态),后逐渐过渡到液态、固态
②沸点:随着碳原子数的增加,沸点逐渐增大;同分异构体之间,支链越多,沸点越低
③相对密度:随着碳原子数的增加,相对密度逐渐增大,密度均比水小
④水溶性:均难溶于水
3.化学性质
①燃烧(氧化反应):火焰明亮
②溴的CCl4溶液:不反应
③酸性高锰酸钾溶液:不反应
④卤素单质气体(取代反应):注意反应条件、产物种类、定量关系
4.甲烷与氯气的取代反应
实验现象:光照时,试管内气体颜色逐渐变浅,试管壁出现油状液滴,试管内水面上升。
反应原理:取代1 molH消耗1 molX2生成1 mol HX
5.烷烃的应用
天然气、沼气和煤层气的主要成分是甲烷;
液化石油气、汽油、柴油的主要成分都是烷烃;
护肤品、医用软膏中的“凡士林”和蜡烛、蜡笔中的石蜡,其主要成分是含碳原子数较多的烷烃;
二、烯烃
1.通式:CnH2n(n≥2)(Ω=1)
2.物理性质
①状态:碳原子数≤4的烯烃为气态,其他为液态或固态
②沸点:随着分子中碳原子数的增加,烯烃的熔、沸点逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔、沸点越低
③相对密度:相对密度逐渐增大,但相对密度均小于1④水溶性:都难溶于水,易溶于有机溶剂
3.化学性质
①燃烧(氧化反应):火焰明亮,并伴有黑烟
②酸性高锰酸钾溶液(氧化反应):乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2
③溴的CCl4溶液(加成反应):加成反应【不对称加成遵循马氏加成规则】
④加聚反应【单体、链节、聚合度】
(CH2==CH2自身加聚?CH2==CHCl加聚?丙烯加聚?异丁烯加聚?乙烯与丙烯加聚?苯乙烯与异丁烯加聚?)
【拓展:共轭二烯烃的反应】
1,2-加成和1,4-加成是竞争反应,到底哪一种加成产物占优势取决于反应条件
4.烯烃的制备——以乙烯为例
反应原理:
收集方法:排水集气法
注意事项:温度计位置;因乙醇会被炭化,且碳与浓硫酸反应,则乙烯中会混有CO2、SO2等杂质,可用盛有NaOH溶液的洗气瓶将其除去
5.烯烃的立体异构(顺反异构)
立体异构体化学性质基本相同物理性质有一定的差异
产生顺反异构现象的条件是什么?R1≠R2且R3≠R4
6.烯烃的应用
乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平
乙烯还可以调节植物生长,可用于催熟果实
用于合成高聚物
三、炔烃
1.通式:CnH2n-2(n≥2)(Ω=2)
2.物理性质:递变与烷烃和烯烃的相似,沸点也随分子中碳原子数的递增而逐渐升高
3.乙炔(俗称电石气)的物理性质:
乙炔是最简单的炔烃。乙炔是无色、无臭的气体,微溶于水,易溶于有机溶剂。
4.乙炔的化学性质
①燃烧(氧化反应):火焰明亮,并伴有浓烈的黑烟
②酸性高锰酸钾溶液(氧化反应):乙炔能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③溴的CCl4溶液(加成反应):加成反应,能使其褪色
④与H2、HCl、H2O反应(加成反应):注意与水反应,互变异构
⑤加聚反应:导电高分子材料
5.乙炔的制备
【实验原理】CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
【实验试剂】电石(CaC2)、饱和食盐水、硫酸铜溶液
【实验装置】
【注意事项】
①为避免反应速率过快,常用饱和食盐水代替水。
②硫酸铜溶液可除去乙炔中混有的H2S、PH3等杂质气体。
6.炔烃的应用
乙炔在氧气中燃烧时放出大量的热,氧炔焰的温度可超过3000℃。因此,常用它来焊接或切割金属。