高中化学烃和烃的衍生物物理性质

高中化学烃和烃的衍生物物理性质
高中化学烃和烃的衍生物物理性质

高中化学烃和烃的衍生物物理性质
1.烃：密度都小于水,同系物的密度随碳数逐渐增大,都难溶于水,1-4个碳的烃是气体,随着碳数增多熔沸点逐渐升高,逐渐由液态过渡到固态.烃均为无色物质,烷、烯、炔无气味或稍有气味,芳香烃有特殊气味.
2.卤代烃：常温下,氯甲烷、溴甲烷、氯乙烷为气体,其余一般为液体.卤代烃都不溶于水,可溶于醇或醚.一氯代烷密度小于水,溴代烷、碘代烷密度大于水.
3.醇：低级醇是无色透明的液体,密度小于水,1-4个碳的醇与水以任意比互溶,12个碳以上的醇为无色蜡状固体,难溶于水.
4.酚：大多数酚为晶体,纯酚一般没有颜色,但在空气中已被氧化为红色.苯酚常温下在水中溶解度较小,65度以上与水互溶.酚有特殊气味(医院里的来苏水的气味）
5.醛：除甲醛外,均为液体或固体,低级醛有刺激性气味,甲醛、乙醛与水混溶 ,随着碳数增多溶解度减小.
6.羧酸：脂肪族饱和酸中1-9个碳的羧酸为液体,癸酸以上为蜡状固体.脂肪二元羧酸为晶体.低级脂肪酸易溶于,水随着碳数增多溶解度减小,癸酸以上不溶于水.饱和一元羧酸中甲酸、乙酸密度大于水,其余小于水.
7.酯：许多酯有愉快的香味,且易挥发（大多数花和水果的香味是由酯引起的）,低级酯的密度都小于水,且难溶于水.

甲烷燃烧
CH4+2O2→CO2+2H2O(条件为点燃)
甲烷隔绝空气高温分解
甲烷分解很复杂，以下是最终分解。CH4→C+2H2（条件为高温高压，催化剂）
甲烷和氯气发生取代反应
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCCHCl3+Cl2→CCl4+HCl （条件都...

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甲烷燃烧
CH4+2O2→CO2+2H2O(条件为点燃)
甲烷隔绝空气高温分解
甲烷分解很复杂，以下是最终分解。CH4→C+2H2（条件为高温高压，催化剂）
甲烷和氯气发生取代反应
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCCHCl3+Cl2→CCl4+HCl （条件都为光照。 ）
实验室制甲烷
CH3COONa+NaOH→Na2CO3+CH4（条件是CaO 加热）
乙烯燃烧
CH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O(条件为点燃）
乙烯和溴水
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
乙烯和水
CH2=CH2+H20→CH3CH2OH （条件为催化剂）
乙烯和氯化氢
CH2=CH2+HCl→CH3-CH2Cl
乙烯和氢气
CH2=CH2+H2→CH3-CH3 （条件为催化剂）
乙烯聚合
nCH2=CH2→-[-CH2-CH2-]n- （条件为催化剂）
氯乙烯聚合
nCH2=CHCl→-[-CH2-CHCl-]n- （条件为催化剂）
实验室制乙烯
CH3CH2OH→CH2=CH2↑+H2O （条件为加热，浓H2SO4）
乙炔燃烧
C2H2+3O2→2CO2+H2O （条件为点燃）
乙炔和溴水
C2H2+2Br2→C2H2Br4
乙炔和氯化氢
两步反应：C2H2+HCl→C2H3Cl--------C2H3Cl+HCl→C2H4Cl2
乙炔和氢气
两步反应：C2H2+H2→C2H4→C2H2+2H2→C2H6 （条件为催化剂）
实验室制乙炔
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
以食盐、水、石灰石、焦炭为原料合成聚乙烯的方程式。
CaCO3 === CaO + CO2 2CaO+5C===2CaC2+CO2
CaC2+2H2O→C2H2+Ca（OH）2
C+H2O===CO+H2-----高温
C2H2+H2→C2H4 ----乙炔加成生成乙烯
C2H4可聚合
苯燃烧
2C6H6+15O2→12CO2+6H2O （条件为点燃）
苯和液溴的取代
C6H6+Br2→C6H5Br+HBr
苯和浓硫酸浓硝酸
C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2O （条件为浓硫酸）
苯和氢气
C6H6+3H2→C6H12 （条件为催化剂）
乙醇完全燃烧的方程式
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O （条件为点燃）
乙醇的催化氧化的方程式
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O（条件为催化剂）（这是总方程式）
乙醇发生消去反应的方程式
CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O （条件为浓硫酸 170摄氏度）
两分子乙醇发生分子间脱水
2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O (条件为催化剂浓硫酸 140摄氏度)
乙醇和乙酸发生酯化反应的方程式
CH3COOH+C2H5OH→CH3COOC2H5+H2O
乙酸和镁
Mg+2CH3COOH→(CH3COO)2Mg+H2
乙酸和氧化钙
2CH3COOH+CaO→(CH3CH2）2Ca+H2O
乙酸和氢氧化钠
CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH
乙酸和碳酸钠
Na2CO3+2CH3COOH→2CH3COONa+H2O+CO2↑
甲醛和新制的氢氧化铜
HCHO+4Cu(OH)2→2Cu2O+CO2↑+5H2O
乙醛和新制的氢氧化铜
CH3CHO+2Cu→Cu2O(沉淀)+CH3COOH+2H2O
乙醛氧化为乙酸
2CH3CHO+O2→2CH3COOH(条件为催化剂或加温）
烯烃是指含有C=C键的碳氢化合物。属于不饱和烃。烯烃分子通式为CnH2n，非极性分子，不溶或微溶于水。容易发生加成、聚合、氧化反应等。
乙烯的物理性质
通常情况下，无色稍有气味的气体，密度略小比空气，难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。
1) 氧化反应：
①常温下极易被氧化剂氧化。如将乙烯通入酸性KMnO4溶液，溶液的紫色褪去，由此可用鉴别乙烯。
②易燃烧，并放出热量，燃烧时火焰明亮，并产生黑烟。
2) 加成反应：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。
3) 聚合反应：
2.乙烯的实验室制法
(1)反应原理：CH3CH2OH===CH2=CH2↑+H2O （条件为加热，浓H2SO4）
(2)发生装置：选用“液液加热制气体”的反应装置。
(3)收集方法：排水集气法。
(4)注意事项：
①反应液中乙醇与浓硫酸的体积比为1∶3。
②在圆底烧瓶中加少量碎瓷片，目的是防止反应混合物在受热时暴沸。
③温度计水银球应插在液面下，以准确测定反应液温度。加热时要使温度迅速提高到170℃，以减少乙醚生成的机会。
④在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、吸水剂，也是氧化剂，在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、CO、C等(因此试管中液体变黑)，而硫酸本身被还原成SO2。SO2能使溴水或KMnO4溶液褪色。因此，在做乙烯的性质实验前，可以将气体通过NaOH溶液以洗涤除去SO2，得到较纯净的乙烯。
乙炔又称电石气。结构简式HC≡CH，是最简单的炔烃。化学式C2H2
分子结构：分子为直线形的非极性分子。
无色、无味、易燃的气体，微溶于水，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
化学性质很活泼，能起加成、氧化、聚合及金属取代等反应。
能使高锰酸钾溶液的紫色褪去。
乙炔的实验室制法：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
化学性质：
（1）氧化反应：
a．可燃性：2C2H2+5O2 → 4CO2+2H2O
现象：火焰明亮、带浓烟 。
b．被KMnO4氧化：能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。
（2）加成反应：可以跟Br2、H2、HX等多种物质发生加成反应。
现象：溴水褪色或Br2的CCl4溶液褪色
与H2的加成
CH≡CH+H2 → CH2＝CH2
与H2的加成
两步反应：C2H2+H2→C2H4
C2H2+2H2→C2H6 （条件为催化剂）
氯乙烯用于制聚氯乙烯
C2H2+HCl→C2H3Cl nCH2=CHCl→=-[-CH2-CHCl-]n- （条件为催化剂）
（3）由于乙炔与乙烯都是不饱和烃，所以化学性质基本相似。金属取代反应：将乙炔通入溶有金属钠的液氨里有氢气放出。乙炔与银氨溶液反应，产生白色乙炔银沉淀.
1、 卤化烃：官能团，卤原子
在碱的溶液中发生“水解反应”，生成醇
在碱的醇溶液中发生“消去反应”，得到不饱和烃
2、 醇：官能团，醇羟基
能与钠反应，产生氢气
能发生消去得到不饱和烃（与羟基相连的碳直接相连的碳原子上如果没有氢原子，不能发生消去）
能与羧酸发生酯化反应
能被催化氧化成醛（伯醇氧化成醛，仲醇氧化成酮，叔醇不能被催化氧化）
3、 醛：官能团，醛基
能与银氨溶液发生银镜反应
能与新制的氢氧化铜溶液反应生成红色沉淀
能被氧化成羧酸
能被加氢还原成醇
4、 酚，官能团，酚羟基
具有酸性
能钠反应得到氢气
酚羟基使苯环性质更活泼，苯环上易发生取代，酚羟基在苯环上是邻对位定位基
能与羧酸发生酯化
5、 羧酸，官能团，羧基
具有酸性（一般酸性强于碳酸）
能与钠反应得到氢气
不能被还原成醛（注意是“不能”）
能与醇发生酯化反应
6、 酯，官能团，酯基
能发生水解得到酸和醇
物质的制取：
实验室制甲烷
CH3COONa+NaOH→Na2CO3+CH4 （条件是CaO 加热）
实验室制乙烯
CH3CH2OH→CH2=CH2↑+H2O （条件为加热，浓H2SO4）
实验室制乙炔
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
工业制取乙醇：
C2H4+H20→CH3CH2OH （条件为催化剂）
乙醛的制取
乙炔水化法：C2H2+H2O→C2H4O(条件为催化剂，加热加压)
乙烯氧化法：2 CH2=CH2+O2→2CH3CHO(条件为催化剂，加热)
乙醇氧化法：2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O（条件为催化剂，加热）
乙酸的制取
乙醛氧化为乙酸 ：2CH3CHO+O2→2CH3COOH(条件为催化剂和加温）
加聚反应：
乙烯聚合
nCH2=CH2→-[-CH2-CH2-]n- （条件为催化剂）
氯乙烯聚合
nCH2=CHCl→-[-CH2-CHCl-]n- （条件为催化剂）
氧化反应：
甲烷燃烧
CH4+2O2→CO2+2H2O(条件为点燃)
乙烯燃烧
CH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O(条件为点燃）
乙炔燃烧
C2H2+3O2→2CO2+H2O （条件为点燃）
苯燃烧
2C6H6+15O2→12CO2+6H2O （条件为点燃）
乙醇完全燃烧的方程式
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O （条件为点燃）
乙醇的催化氧化的方程式
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O（条件为催化剂）
乙醛的催化氧化：
CH3CHO+O2→2CH3COOH (条件为催化剂加热)
取代反应：有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。
甲烷和氯气发生取代反应
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
（条件都为光照。）
苯和浓硫酸浓硝酸
C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2O （条件为浓硫酸）
苯与苯的同系物与卤素单质、浓硝酸等的取代。如：

酚与浓溴水的取代。如：

烷烃与卤素单质在光照下的取代。如：
酯化反应。酸和醇在浓硫酸作用下生成酯和水的反应，其实质是羧基与羟基生成酯基和水的反应。如：
水解反应。水分子中的-OH或-H取代有机化合物中的原子或原子团的反应叫水解反应。
①卤代烃水解生成醇。如：
②酯水解生成羧酸（羧酸盐）和醇。如：
乙酸乙酯的水
CH3COOC2H5+H2O→CH3COOH+C2H5OH(条件为无机酸式碱)
加成反应。
不饱和的碳原子跟其他原子或原子团结合生成别的有机物的反应。
乙烯和溴水
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
乙烯和水
CH2=CH2+H20→CH3CH2OH （条件为催化剂）
乙烯和氯化氢
CH2=H2+HCl→CH3-CH2Cl
乙烯和氢气
CH2=CH2+H2→CH3-CH3 （条件为催化剂）
乙炔和溴水
C2H2+2Br2→C2H2Br4
乙炔和氯化氢
两步反应：C2H2+HCl→C2H3Cl--------C2H3Cl+HCl→C2H4Cl2
乙炔和氢气
两步反应：C2H2+H2→C2H4---------C2H2+2H2→C2H6 （条件为催化剂）
苯和氢气
C6H6+3H2→C6H12 （条件为催化剂）
消去反应。有机分子中脱去一个小分子（水、卤化氢等），而生成不饱和（含碳碳双键或碳碳三键）化合物的反应。
乙醇发生消去反应的方程式
CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O （条件为浓硫酸 170摄氏度）
两分子乙醇发生分子间脱水
2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O (条件为催化剂浓硫酸 140摄氏度)
不是很完全，但是基本可以完成了。

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烃的物理性质：
①密度：所有烃的密度都比水小
②状态：常温下，碳原子数小于等于4的气态
③熔沸点：碳原子数越多，熔、沸点越高 ； 碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低；
④含碳量规律：
烷烃＜烯烃（环烷烃）＜炔烃（或二烯烃）＜苯的同系物
烷烃（CnH2n+2）：随n值增大，含碳量增大
烯烃（CnH2n）：n值增大，碳的含量为...

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烃的物理性质：
①密度：所有烃的密度都比水小
②状态：常温下，碳原子数小于等于4的气态
③熔沸点：碳原子数越多，熔、沸点越高 ； 碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低；
④含碳量规律：
烷烃＜烯烃（环烷烃）＜炔烃（或二烯烃）＜苯的同系物
烷烃（CnH2n+2）：随n值增大，含碳量增大
烯烃（CnH2n）：n值增大，碳的含量为定值；
炔烃（CnH2n-2）：随n值增大，含碳量减小
苯及其同系物：（CnH2n-6）：随n值增大，含碳量减小

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甲烷和烷烃——离我们最近的烃
甲烷是有机物家族中最简单的一个，但它也是在我们生活中离我们最近、最熟悉的一个。它就是我们厨房燃气灶中燃烧的天然气的主要组分，同样，一些农村使用沼气能源，沼气的主要组分也是甲烷。由于它简单的碳氢组成，完全燃烧后的产物只有二氧化碳和水，可见甲烷真是我们生活中离不开的清洁能源。
甲烷是烷烃家族中的一分子，它们都有着共同的特点。2008年北京奥运会的祥云火炬所...

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甲烷和烷烃——离我们最近的烃
甲烷是有机物家族中最简单的一个，但它也是在我们生活中离我们最近、最熟悉的一个。它就是我们厨房燃气灶中燃烧的天然气的主要组分，同样，一些农村使用沼气能源，沼气的主要组分也是甲烷。由于它简单的碳氢组成，完全燃烧后的产物只有二氧化碳和水，可见甲烷真是我们生活中离不开的清洁能源。
甲烷是烷烃家族中的一分子，它们都有着共同的特点。2008年北京奥运会的祥云火炬所用的燃料就是烷烃家族中的丙烷。
和烯烃——化工合成的根基
图为聚乙烯颗粒。
虽然说甲烷离我们生活最近，但是乙烯似乎也不比甲烷差，我们身边使用的塑料制品很多都是用乙烯或者乙烯的卤代烃氯乙烯加成聚合而来的，因此乙烯也是塑料白色污染的根源。
但乙烯也有好的一面，它活泼的碳碳双键能够加成成为很多物质，也可以聚合加成，是化工工业中重要的中间产物，我们可以来用它合成很多很多东西。
炔和炔烃——最不饱和的烃
饱和烃和不饱和烃已经在前面的两章中提过了。甲烷和烷烃是饱和烃，乙烯和烯烃是不饱和烃，而我们今天要说的乙炔和炔烃就是最不饱和的烃，之所以这么说，就是因为它比乙烯还“缺氢”，它分子中的碳碳成三键，每个碳只带了一个氢，正因为如此，乙炔在燃烧时冒出浓黑烟、发出明亮火焰、放出大量热。
我们平时使用的打火机中添加的液体燃料就是液化的炔烃；我们平时在建筑工地见到的电焊时使用的也大多是氧-炔焰。
苯和芳香烃——“芳香的家族”
苯是芳香烃的代表物，它在1825年被英国科学家法拉第首先发现，长久以来，人们通过实验测定出了它的分子式，但当时没有人能够得出它的正确的结构式，没有人想到这种六碳成环的结构，直到1865年它今天的结构式才被德国化学家凯库勒发现，这其中还有一段奇妙的猜想溴乙烷和卤代烃——烃的最简单衍生物
卤代烃可以说是烃的最简单的衍生物，因为它只是把前面说过的烃分子中的若干个氢换成卤原子，这个过程就是我们之前讲过的取代反应。
卤代烃为其他官能团的“上位”做好了充足的准备，因此它也是其他有机物合成的基础。
注意，卤代烃已经不是烃了，前面说过烃的含义，是只含有碳和氢两种元素的化合物，后面将要讲到的醛类、酚类、酯类等，它们都不是烃，要注意啦！

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