高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二章 烃第二节 烯烃 炔烃第2课时学案设计

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一、烯烃的加成、加聚
1．烯烃的加成反应
(1)单烯烃的加成
①对称单烯烃的加成
CH3—CH==CH—CH3＋HBreq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))。
②不对称单烯烃的加成
CH3—CH==CH2＋HBreq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(主要产物,次要产物))
研究发现，当不对称单烯烃与卤化氢发生加成反应时，通常“氢加到含氢多的不饱和碳原子的一侧”，即遵循马尔科夫尼科夫规则(简称马氏规则)。
(2)二烯烃的加成
二烯烃是分子中含有两个碳碳双键的烯烃。链状二烯烃的通式为CnH2n－2(n≥3)。常见的二烯烃有1,3-丁二烯，其结构简式为CH2==CH—CH==CH2。
①1∶1加成的两种方式
②二烯烃的全加成
CH2==CH—CH==CH2＋2Br2―→。
③乙烯与1,3-丁二烯发生的双烯烃加成反应
。
2．烯烃的加聚反应
(1)单烯烃的加聚：neq \(――→,\s\up7(催化剂))。
(2)二烯烃的加聚：nCH2==CH—CH==CH2eq \(――→,\s\up7(催化剂))CH2—CH==CH—CH2。
(3)多种烯烃的加聚：nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3eq \(――→,\s\up7(催化剂))或。
1．(2022·北京人大附中期中)已知共轭二烯烃可以发生1,2-加成及1,4-加成。据此推测，2-甲基-1,3-丁二烯与Br2加成时不可能得到( )
A． B．
C． D．
答案 D
解析 2-甲基-1,3-丁二烯与Br2发生1,2-加成可得到或，发生1,4加成可得到，不可能得到。
2．(2023·华东师范大学第三附属中学期末)某烃的键线式结构如图，该烃和Br2按物质的量之比为1∶1加成时，所得产物有(不考虑立体异构)( )
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
答案 B
解析 与Br2按物质的量之比为1∶1加成时，可以有1,2-加成生成3种产物，还有共轭双键的1,4-加成，生成1种产物，共有4种产物。
3．现有两种烯烃：CH2==CH2和。它们的混合物进行聚合反应，则聚合反应的产物中含有如下四种物质中的( )
①CH2—CH2
②
③
④
A．①④ B．③
C．② D．①②④
答案 D
解析 烯烃的重要性质之一是可以发生加聚反应，当两种烯烃混合后，一定会发生两种烯烃自身的加聚反应，得到①④；另外两种烯烃共同发生加聚反应，得到②，D正确。
二、烯烃的氧化规律
烯烃中双键容易被氧化。其氧化反应较复杂，随烯烃的结构、氧化剂、反应条件和催化剂的不同，氧化产物不同。
(1)酸性KMnO4溶液氧化
烯烃被酸性KMnO4溶液氧化的产物的对应关系：
如：RCH==CH2eq \(―――→,\s\up7(KMnO4),\s\d5(H＋))RCOOH＋CO2＋H2O
(2)臭氧氧化
烯烃经臭氧氧化后，在Zn存在的条件下水解，可得到醛或酮。
如eq \(―――→,\s\up7(1O3),\s\d5(2Zn/H2O))和。
利用烯烃的氧化规律思考并回答下列问题。
(1)能否用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中混有的少量乙烯，原因是______________________。
(2)分子式为C5H10的某烯烃与酸性KMnO4溶液反应后，经检测其产物为CO2、H2O和，试推测该烯烃的结构简式为________。
(3)分子式为C6H10的烃经过臭氧氧化后，在Zn存在下水解生成，则该烃的结构简式为______________。
答案 (1)不可以。乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2，产生新的杂质
(2) (3)
1．(2022·上海第二中学高二检测)烯烃在一定条件下发生氧化反应时，C==C发生断裂，如RCH==CHR′可氧化成RCHO和R′CHO。1 ml下列烯烃分别被氧化后，可能生成1 ml乙醛的是( )
A．CH3CH==CHCH2CH3
B．CH2==CH(CH2)3CH3
C．CH3CH==CH—CH==CHCH3
D．
答案 A
解析 1 ml CH3CH==CHCH2CH3氧化后生成1 ml CH3CHO和1 ml CH3CH2CHO，A正确；1 ml CH2==CH(CH2)3CH3氧化后生成1 ml HCHO和1 ml CH3(CH2)3CHO，B错误；CH3CH==CHCH==CHCH3氧化后生成2 ml CH3CHO和1 ml OHCCHO，C错误；1 ml
氧化后生成1 ml和1 ml HCHO，D错误。
2．(2022·长春外国语学校高二期中)已知烯烃经臭氧氧化后，在Zn存在的条件下水解，可得醛或酮。如：eq \(―――→,\s\up7(①O3),\s\d5(②Zn/H2O))＋R2—CHO，现有化学式为C8H16的烯烃，它经臭氧氧化后，在Zn存在下水解只生成一种有机化合物。符合该条件的结构(不考虑立体异构)共有( )
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
答案 B
解析 C8H16的烯烃，它经臭氧氧化后，在Zn存在下水解只生成一种有机化合物，说明该烯烃的结构关于碳碳双键对称，符合该条件的结构有CH3CH2CH2CH==CHCH2CH2CH3、、，共3种。
题组一 烯烃的加成反应
1．由乙烯的结构和性质推测丙烯(CH2==CH—CH3)的结构或性质正确的是( )
A．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．不能在空气中燃烧
C．能使溴的四氯化碳溶液褪色
D．与HCl在一定条件下能加成并只得到一种产物
答案 C
解析 丙烯与乙烯都含有碳碳双键结构，性质有相似之处。丙烯同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误；丙烯与乙烯的元素组成是相同的，可以燃烧，B错误；丙烯也能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应，C正确；乙烯与HCl加成只生成一种产物一氯乙烷，但是CH2==CH—CH3与HCl加成，由于氯原子连接的位置有两种情况，加成产物也应该有两种，即Cl—CH2—CH2—CH3和CH3—CHCl—CH3，它们互为同分异构体，不是同一物质，D错误。
2．下列化合物分别经催化加氢后，不能得到2-甲基戊烷的是( )
A．
B．
C．
D．
答案 A
解析 选项B、C、D中的物质催化加氢后都得到2-甲基戊烷，只有A中物质催化加氢后得到3-甲基戊烷。
3．从柑橘中炼制萜二烯()，下列有关它的推测，不正确的是( )
A．分子式为C10H16
B．常温下为液态，难溶于水
C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．1 ml萜二烯能与HBr发生1,4-加成
答案 D
解析 该有机物分子式为C10H16，A项正确；分子中碳原子数大于4且小于18的烃一般为液态，且烃难溶于水，B项正确；该分子中含有，能使酸性KMnO4溶液褪色，C项正确；两个碳碳双键中间隔一个碳碳单键的二烯烃才可以发生1,4-加成，D项错误。
4．豪猪烯形状宛如伏地伸刺的动物，其键线式如图。下列有关豪猪烯的说法正确的是( )
A．豪猪烯与乙烯互为同系物
B．豪猪烯分子中所有的碳原子可能在同一平面内
C．豪猪烯的分子式为C14H16
D．1 ml豪猪烯能与6 ml H2发生加成反应
答案 D
解析 豪猪烯与乙烯结构不相似，分子组成上不相差若干个CH2原子团，不互为同系物，A错误；分子中含有类似甲烷中碳原子的空间结构，所有碳原子不可能共平面，B错误；由键线式可知，豪猪烯的分子式为C14H14，C错误；1 ml豪猪烯含有6 ml，能与6 ml H2发生加成反应，D正确。
5.1-MCP广泛应用于果蔬的保鲜，其结构简式如图所示，下列有关1-MCP的叙述错误的是( )
A．分子式为C4H6
B．与1,3-丁二烯互为同分异构体
C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．与HBr加成后生成的烃的衍生物只有一种结构
答案 D
解析 由结构简式可知其分子式为C4H6，故A正确；1,3-丁二烯的分子式也为C4H6，则与1,3-丁二烯互为同分异构体，故B正确；结构中含有，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确。
6．(2023·广西柳州高级中学高二期中)已知，实验室合成，可以选择下列哪组原料( )
A．1-丁烯和2-乙基-1,3-丁二烯
B．1-丁烯和2-甲基-1,3-丁二烯
C．2-丁烯和2-乙基-1,3-丁二烯
D．乙烯和2-甲基-1,3-丁二烯
答案 A
解析 根据已知信息可知1-丁烯和2-乙基-1,3-丁二烯加成可得到，A项符合题意。
题组二 烯烃的氧化
7．烯烃在一定条件下发生氧化反应，碳碳双键断裂，如：R1CH==CHR2被氧化为和；被氧化为和，由此推断分子式为C4H8的烯烃的氧化产物有( )
A．2种 B．3种 C．4种 D．6种
答案 C
解析 由题意可知，碳碳双键可被氧化断裂，生成醛或酮。烯烃C4H8的结构有三种：CH2==CHCH2CH3、CH3CH==CHCH3、CH2==C(CH3)2，氧化后得到的产物分别有2种(HCHO和CH3CH2CHO)、1种(CH3CHO)、2种(HCHO和)，所以氧化产物共有4种。
8．烯烃经臭氧氧化，并经锌和水处理可得到醛或酮。
例如：eq \(―――→,\s\up7(1O3),\s\d5(2Zn/H2O))＋。
下列烯烃经臭氧氧化，并经锌和水处理，完全反应后生成的产物多于一种的是( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 A项，eq \(―――→,\s\up7(1O3),\s\d5(2Zn/H2O))2OHCCH2CHO；B项，eq \(―――→,\s\up7(1O3),\s\d5(2Zn/H2O))2；C项，eq \(―――→,\s\up7(1O3),\s\d5(2Zn/H2O))2HCHO＋OHCCH2CH2CHO，产物多于一种；D项，eq \(―――→,\s\up7(1O3),\s\d5(2Zn/H2O))2OHCCH2CH2CHO。
9．(2023·大连高二检测)已知某些烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化生成羧酸和酮，例如：CH3CH==C(CH3)2eq \(――――→,\s\up7(KMnO4/H＋))CH3COOH＋CH3COCH3(丙酮)。现有分子式为C8H16的某烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化后生成正丁酸(CH3CH2CH2COOH)和2-丁酮(CH3COCH2CH3)，则该烯烃的结构简式为( )
A．
B．
C．
D．
答案 C
解析 根据已知信息可判断烯烃中碳碳双键断开，不饱和碳原子变为羧基或酮羰基，若分子式为C8H16的某烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化后，生成正丁酸(CH3CH2CH2COOH)和2-丁酮(CH3COCH2CH3)，则羧基和酮羰基中的碳原子是不饱和碳原子，因此该烯烃的结构简式为。
10．某烃的结构用键线式可表示为，则该烃与Br2加成时(物质的量之比为1∶1)所得产物有(不考虑立体异构)( )
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
答案 C
解析 如图，给双键碳原子进行编号，与溴按物质的量之比为1∶1发生加成反应时，可以是1,2号碳位上的加成，3,4号碳位上的加成，5,6号碳位上的加成，还可以是1,4号碳位上的加成，4,6号碳位上的加成，所得产物有5种。
11．(2022·江苏盐城市伍佑中学高二检测)已知eq \(―――→,\s\up7(1O3),\s\d5(2Zn/H2O))(酮)＋R″CHO(醛)(R、R′、R″代表烷基)
现有分子式为C7H14的某烯烃，它与H2加成后生成2,3-二甲基戊烷，它经臭氧氧化后在Zn存在下水解成乙醛和一种酮，据此推知该烯烃的结构简式为( )
A．
B．
C．
D．
答案 C
解析 该烯烃与H2的加成产物为，它经臭氧氧化后在Zn存在下水解成乙醛和一种酮，则表明该烯烃分子中含有CH3—CH==结构片段，从而得出该烯烃的结构简式为，C项正确。
12．化合物丙是一种医药中间体，可以通过如图转化制得。下列说法错误的是( )
A．丙的分子式为C10H14O2
B．甲与Br2发生加成反应的产物只有2种(不考虑立体异构)
C．乙的同分异构体中可能含有3种官能团
D．甲、丙均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案 B
解析 由丙的结构可知，丙的分子式为C10H14O2，故A正确；1 ml 甲与1 ml Br2发生1,2-加成的产物是，发生1,4-加成的产物是，与2 ml Br2发生加成反应的产物是，共3种，故B错误；与乙互为同分异构体，含有醛基、碳碳双键、羟基，共3种官能团，故C正确；甲、丙结构中均含有碳碳双键，均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。
13．(2023·江苏镇江高二期末)金刚烷可用于抗病毒、抗肿瘤等特效药物的合成。工业上用环戊二烯合成金刚烷的流程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．环戊二烯所有的碳原子共平面
B．反应①属于加成反应
C．二聚环戊二烯的分子式为C10H10
D．四氢二聚环戊二烯与金刚烷互为同分异构体
答案 C
解析 反应①存在C==C―→C—C的变化，属于加成反应，选项B正确。
14．(2022·山东淄博高二统考)己二烯一定条件下可发生闭环反应。下列说法错误的是( )
A．X分子中σ键与π键的个数比为15∶2
B．Y、Z互为对映异构体
C．X被酸性KMnO4溶液氧化生成HOOC—COOH和CH3COOH
D．一定条件下X与乙烯反应生成的六元环状化合物中不含手性碳原子
答案 D
解析 单键由1个σ键组成，双键由1个σ键与1个π键组成，X分子中σ键与π键的个数比为15∶2，A正确；互为镜像关系的立体异构体，称为对映异构体，Y、Z互为对映异构体，B正确；碳碳双键能被酸性KMnO4溶液氧化，X被酸性KMnO4溶液氧化生成HOOC—COOH和CH3COOH，C正确；一定条件下X与乙烯反应生成的六元环状化合物是，连接四种不同基团的碳原子为手性碳原子，中标记*的碳原子为手性碳原子，D错误。
15．烯烃通过臭氧氧化并经锌和水处理得到醛或酮，例如：
eq \(―――→,\s\up7(①O3),\s\d5(②Zn/H2O))＋,1 ml某烃A通过臭氧氧化并经锌和水处理后只得到和各1 ml。
(1)观察题中给出的化学方程式可知，烃分子中每有一个双键，则产物中会有________个羰基()，产物与烃分子中原子个数相等的元素有________。
(2)A分子中有______个双键，A的分子式是__________________________________。
(3)已知可以简写为，其中线表示化学键，线的端点、折点或交点表示碳原子，碳原子剩余的价键用氢原子补足。写出A所有可能的结构简式：__________________。
答案 (1)2 碳和氢 (2)2 C8H12 (3)、、
解析 (1)根据题中所给化学方程式可知，若烃分子中含有1个碳碳双键，产物中就有2个羰基，或可理解为产物中增加了2个氧原子，而碳元素和氢元素的原子个数不变。(2)由于A的氧化产物中共有4个羰基，可推出A分子中含有两个双键；由于产物中有8个C原子和12个H原子，因此A的分子式为C8H12。
16．分子中存在单双键交替出现的结构称为共轭结构，含共轭结构的多烯烃称为共轭烯烃。完成下列填空：
(1)下列物质中含有共轭结构的是________(填字母)。
a．CH3CH2CH==CH2
b.
c.
(2)共轭二烯烃及其衍生物可以与含碳碳不饱和键的化合物进行如下反应。例如：
①上述反应属于________________(填反应类型)。
②请根据信息，要制得相应产物，在空格中画出所需物质的键线式。
答案 (1)b (2)①加成反应
②
烯烃被氧化的部分
CH2==
RCH==
氧化产物
CO2
RCOOH
原料1
原料2
产物
原料1
原料2
产物