高二化學教案：乙炔和炔烴
教學目標
1.使瞭解乙炔的重要性質和主要用途;
2.使學生了解炔烴的結構特徵、通式和主要的性質;
教學重點
乙炔的結構和主要性質。
教學難點
乙炔分子的三鍵結構與化學性質的關係。
教學
1.通過製作乙炔的球棍模型認識乙炔分子的碳碳叄鍵結構;
2.實驗驗證乙炔的化學性質;
3.類比、分析得出炔烴的結構特徵、通式和主要性質。
教學過程
前面我們將C2H6分子的球棍模型中去掉兩個氫原子小球,在碳碳原子之間又連了一根小棍,得到了乙烯的含雙鍵的共平面結構,現在如果通過反應使C2H4分子中再失去兩個氫原子,得到的這種C2H2分子的球棍模型。
碳碳原子以叄鍵形式結合。兩個碳原子和兩個氫原子在一條直線上。
這個分子就是乙炔分子。在該分子裏兩個碳原子之間有3個共用電子對,即以叄鍵形式結合,據此,請大家寫出乙炔分子的分子式、電子式、結構式。
按要求書寫乙炔分子的分子式、電子式、結構式,並由一名學生上前板演:
一、乙炔分子的結構和組成
分子式 電子式 結構式
C2H2 H-C≡C-H 乙炔分子的比例模型
二、乙炔的實驗室製法
CaC2+2H2O C2H2↑+Ca(OH)2
乙炔可以通過電石和水反應得到。實驗中又該注意哪些問題呢?
[投影顯示]實驗室制乙炔的幾點說明:
①實驗裝置在使用前要先檢驗氣密性,只有氣密性合格才能使用;
②盛電石的試劑瓶要及時密封,嚴防電石吸水而失效;
③取電石要用鑷子夾取,切忌用手拿電石;
④作爲反應容器的燒瓶在使用前要進行乾燥處理;
⑤向燒瓶里加入電石時,要使電石沿燒瓶內壁慢慢滑下,嚴防讓電石打破燒瓶;
⑥電石與水反應很劇烈,向燒瓶里加水時要使水逐滴慢慢地滴下,當乙炔氣流達到所需要求時,要及時關閉分液漏斗活塞,停止加水;
電石是固體,水是液體,且二者很易發生反應生成C2H2氣體。很顯然C2H2的生成符合固、液,且不加熱制氣體型的特點,那是不是說就可以用啓普發生器或簡易的啓普 發生器來製取乙炔呢?
⑦實驗室中不可用啓普發生器或具有啓普發生器原理的實驗裝置作製備乙炔氣體的實驗裝置。主要原因是:
a.反應劇烈,難以控制。
b.當關閉啓普發生器導氣管上的活塞使液態水和電石固體分離後,電石與水蒸氣的反應還在進行,不能達到" 高中語文;關之即停"的目的。
c.反應放出大量的熱,啓普發生器是厚玻璃儀器,容易因受熱不均而炸裂。
d.生成物Ca(OH)2微溶於水,易形成糊狀泡沫,堵塞導氣管與球形漏斗。
該如何收集乙炔氣呢?
乙炔的相對分子質量爲26,與空氣比較接近,還是用排水法合適。
熟悉和體會有關乙炔氣體制備的注意事項及收集方法,並由兩名學生上前按教材圖5-14乙炔的製取裝置圖組裝儀器,檢查氣密性,將電石用鑷子小心地夾取沿平底燒瓶內壁緩慢滑下,打開分液漏斗的活塞使水一滴一滴地緩慢滴下,排空氣後,用排水法收集乙炔氣於一大試管中。
由幾個學生代表嗅聞所制乙炔氣的氣味。
請大家根據乙炔分子的結構和所收集的乙炔氣來總結乙炔具有哪些性質?
三、乙炔的性質
1.物理性質
無色、無味、ρ=1.16g/L、微溶於水、易溶於有機溶劑
實際上純的乙炔氣是沒有氣味的,大家之所以聞到特殊難聞的臭味是由於一般所製備得到的乙炔氣中常含有PH3、H2S等雜質造成的。
根據乙炔、乙烯和乙烷的分子結構特點,預測乙炔該有哪些化學性質?
[小組討論]乙烷分子中兩個碳原子的價鍵達到飽和,所以其化學性質穩定;乙烯分子中含有碳碳雙鍵,而雙鍵中有一個鍵不穩定,易被打開,所以容易發生加成反應和聚合反應;乙炔分子中兩個碳原子以叄鍵形式結合,碳原子也不飽和,因此也應該不穩定,也應能發生加成反應等。
大家所推測的究竟合理不合理,下邊我們來予以驗證。
[演示實驗5-7](由兩名學生操作)將原反應裝置中導氣管換成帶玻璃尖嘴的導管,打開分液漏斗活塞,使水緩慢滴下,排空氣,先用試管收集一些乙炔氣驗純,之後用火柴將符合點燃純度要求的乙炔氣體按教材圖5-14所示的方法點燃。觀察現象:點燃條件下,乙炔在空氣中燃燒,火焰明亮而伴有濃烈的黑煙。
乙炔可以燃燒,產物爲H2O和CO2,在相同條件下與乙烯相比,乙炔燃燒的更不充分,因爲碳原子的質量分數乙炔比乙烯更高,碳沒有得到充分燃燒而致。
(補充說明)乙炔燃燒時可放出大量的熱,如在氧氣中燃燒,產生的氧炔焰溫度可達3000℃以上,因此可用氧炔焰來焊接和切割金屬。
2.乙炔的化學性質
(1)氧化反應
a.燃燒 2CH≡CH+5O2 4CO2+2H2O
檢驗其能否被酸性KMnO4溶液所氧化。
[演示實驗5-8](另外兩名學生操作)打開分液漏斗的活塞,使水緩慢滴下,將生成的乙炔氣通入酸性KMnO4溶液中觀察現象:片刻後,酸性KMnO4溶液的紫色逐漸褪去。
由此可以得到什麼結論?
乙炔氣體易被酸性KMnO4溶液氧化。
前邊的中提到由電石製得的乙炔氣體中往往會含有硫化氫、磷化氫等雜質,這些雜質也易被酸性KMnO4溶液氧化,實驗中如何避免雜質氣體的干擾?
可以將乙炔氣先通過裝有NaOH溶液(或CuSO4溶液)的洗氣瓶而將雜質除去。
b.易被酸性KMnO4溶液氧化
[演示實驗5-9]打開分液漏斗的活塞,使水緩慢滴下,將生成的乙炔氣體通入溴的四氯化碳溶液中,觀察現象:溴的四氯化碳中溴的顏色逐漸褪去。
溴的四氯化碳溶液褪色,說明二者可以反應且生成無色物質,那麼它們之間的反應屬於什麼類型的反應?(屬於加成反應)
從時間上來看是乙烯與溴的四氯化碳溶液褪色迅速還是乙炔與之褪色迅速?
(回答)乙烯褪色比乙炔的迅速。
這說明了什麼事實?乙炔的叄鍵比乙烯的雙鍵穩定。
應注意乙炔和溴的加成反應是分步進行的,可表示如下:
(2)加成反應
乙炔除了和溴可發生加成反應外,在一定條件下還可以與氫氣、氯化氫等發生加成反應。
[高二化學教案：乙炔和炔烴]
