# 烯烃

> Edexcel 国际GCSE 化学 · 4CH1 2017
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/edexcel-igcse-chemistry-s4-alkenes/

本指南涵盖Edexcel IGCSE 化学（4CH1）2017考纲规定的烯烃全部核心内容，包括结构、命名、溴加成反应以及用于区分烯烃和烷烃的溴水检测法。

**先修:** [有机化学入门与烷烃](https://www.owlsprep.com/zh/study/edexcel-igcse-chemistry-s4-introduction-to-organic-chemistry/); [有机化合物的命名与化学式书写](https://www.owlsprep.com/zh/study/edexcel-igcse-chemistry-s4-formulae-naming-organic-compounds/)

## 学习目标

- 牢记烯烃的C=C官能团和通式
- 解释烯烃被归类为不饱和烃的原因
- 绘制并命名最多含4个碳原子的直链烯烃
- 描述烯烃与溴的加成反应
- 掌握用于区分烯烃和烷烃的溴水检测法
- 写出烯烃溴化反应的配平符号方程式

## 烯烃的结构与分类

**烯烃** — 通式为$C_nH_{2n}$的不饱和烃，以一个碳碳双键作为其官能团。

*记法:* >C=C<

C=C双键是所有烯烃分子的反应活性位点。烯烃被归类为不饱和化合物，因为其双键可以断裂并接入额外原子，这意味着它们不像烷烃那样完全被氢原子饱和。

**例题:** 解释丙烯（$C_3H_6$）被归类为不饱和烃的原因，并验证它符合烯烃的通式。

1. 1. 识别官能团：丙烯含有一个C=C双键。
2. 2. 不饱和烃至少含有一个能够发生加成反应的C=C双键，因此丙烯是不饱和的。
3. $$3. 烯烃的通式为$C_nH_{2n}$。当$n=3$时：$C_3H_{2*3} = C_3H_6$，与丙烯的分子式完全匹配。$$

> **考试提示:** 解释烯烃不饱和属性时必须明确提及C=C双键；仅提到“双键”但未说明是碳碳双键的回答不得分。

*计算器:* forbidden

## 直链烯烃的绘制与命名（最多4个碳原子）

直链烯烃使用与烷烃相同的前缀（乙-、丙-、丁-），后接后缀-烯。对于含3个或更多碳原子的烯烃，需要添加位号数字来标明双键的位置，使用双键第一个碳原子的最小可能编号。本考纲不要求掌握顺反或E/Z命名法。

| 碳原子数 | 名称 | 分子式 | 结构式概要 |
| --- | --- | --- | --- |
| 2 | 乙烯 | $C_2H_4$ | 两个碳原子以双键相连，每个碳原子连接2个氢原子 |
| 3 | 丙烯 | $C_3H_6$ | 双键位于C1和C2之间，C3连接3个氢原子 |
| 4 | 1-丁烯 | $C_4H_8$ | 双键位于C1和C2之间，C3与C4以单键相连 |
| 4 | 2-丁烯 | $C_4H_8$ | 双键位于C2和C3之间 |

**例题:** 画出2-丁烯的结构式，并写出它的分子式。

1. 1. 前缀“丁-”表示直链中含有4个碳原子。
2. 2. 位号“2”表示双键从第2个碳原子开始，因此双键位于C2和C3之间。
3. 3. 给每个碳原子添加氢原子，使每个碳原子总键数为4：C1连3个H，C2连1个H，C3连1个H，C4连3个H。
4. 4. 统计原子数：4个C和8个H，因此分子式为$C_4H_8$。

> **考试提示:** 命名含3个以上碳原子的烯烃时绝对不能省略双键位号：仅写“丁烯”而不写1-丁烯或2-丁烯会因为表述歧义扣分。

*计算器:* forbidden

## 烯烃与溴的加成反应

**加成反应** — 两个反应物分子结合生成单一产物的反应，烯烃双键打开后，原子会加成到原双键的两个碳原子上。

烯烃与纯溴或溴水反应生成无色的二溴代烷，不生成任何副产物。例如，乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷：

$$C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2$$

**例题:** 写出丙烯与溴反应的配平符号方程式，并命名生成的产物。

1. 1. 丙烯的分子式为$C_3H_6$，溴的存在形式为$Br_2$。
2. 2. 双键打开，一个溴原子加成到原双键的每个碳原子上，因此产物的分子式为$C_3H_6Br_2$。
3. $$3. 配平方程式：$C_3H_6 + Br_2 \rightarrow C_3H_6Br_2$$$
4. 4. 产物为1,2-二溴丙烷。

> **考试提示:** 该反应不需要绘制反应机理或弯箭头，只需牢记这是一个加成反应，仅生成单一的二溴代烷产物。

*计算器:* forbidden

## 烯烃的溴水检测法

溴水是溴溶于水形成的橙棕色溶液，可在避光（无紫外线）条件下作为定性检测试剂区分烯烃和烷烃：

- 烯烃：橙棕色完全褪去，因为溴与C=C双键反应生成无色的二溴代烷。
- 烷烃：不发生反应，因此溶液的橙棕色保持不变。

**例题:** 一名学生有两个未贴标签的试管，一个装有己烷（烷烃），另一个装有己烯（烯烃）。描述如何使用溴水识别装有己烯的试管。

1. 1. 向两个试管中加入等体积的溴水，轻轻振荡，全程避免紫外线照射。
2. 2. 橙棕色溶液褪色的试管中装有己烯，因为它与溴发生了加成反应。
3. 3. 橙棕色保持不变的试管中装有己烷，因为在避光条件下不发生反应。

> **考试提示:** 必须明确说明该检测在避光条件下进行：烷烃在紫外线照射下会与溴发生取代反应，同样会使溶液褪色，产生假阳性结果。

*计算器:* forbidden

## 常见错误

- **错误做法:** 声称烯烃是不饱和化合物是因为它们的氢原子数比烷烃少
  - 原因: 评分标准要求明确提及C=C双键及其发生加成反应的能力，仅靠氢原子的相对数量不足以得分。
  - 正确做法: 表述为：“烯烃是不饱和化合物，因为它们含有C=C双键，双键可以断裂并通过加成反应接入额外原子。”
- **错误做法:** 将1-丁烯命名为没有双键位号的“丁烯”
  - 原因: 丁烯有两种直链异构体（1-丁烯和2-丁烯），省略位号会导致名称产生歧义。
  - 正确做法: 对于含3个或更多碳原子的烯烃，始终为双键位置标注最小的可能位号。
- **错误做法:** 将乙烯+溴的产物写为$C_2H_4Br + HBr$
  - 原因: 这是烷烃的特征取代反应；烯烃发生加成反应，仅生成单一产物，没有副产物。
  - 正确做法: 仅写出二溴代烷产物：$C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2$
- **错误做法:** 声称烷烃在所有条件下都能使溴水褪色
  - 原因: 烷烃仅在紫外线照射下与溴反应；在避光条件下不发生反应，因此橙棕色保持不变。
  - 正确做法: 明确说明检测在避光条件下进行，因此只有烯烃能使溴水褪色。
- **错误做法:** 将烯烃的通式写为$C_nH_{2n+2}$
  - 原因: $C_nH_{2n+2}$是烷烃的通式；烯烃含有一个双键，因此每个分子比烷烃少2个氢原子。
  - 正确做法: 牢记仅含一个C=C双键的烯烃通式为$C_nH_{2n}$。

## 速查表

| 概念 | 核心考试要点 |
| --- | --- |
| 官能团 | >C=C<（碳碳双键） |
| 通式 | $C_nH_{2n}$（n ≥ 2） |
| 分类 | 不饱和烃（因含有C=C双键） |
| 溴反应 | 加成反应，仅生成1种二溴代烷产物 |
| 溴水检测（避光） | 烯烃：褪色；烷烃：橙棕色保持不变 |

## 下一步

掌握烯烃的核心性质后，你可以继续学习Edexcel IGCSE 化学中相关的有机化学主题。接下来你将学习乙烯水合制乙醇的工业反应，该反应基于C=C双键的反应性展开。你还将探索加聚反应，烯烃单体通过该反应连接形成长聚合物链，例如日常材料中使用的聚乙烯和聚丙烯。最后复习烷烃的裂化，这是生产烯烃作为燃料和化工制造关键原料的工业过程。

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