Question

重氮甲烷（CH₂N₂）在有機合成中有著重要的應用，它的分子中碳原子和氮原子之間的共用電子對是由氮原子提供的．
（1）寫出重氮甲烷的電子式

 

；
（2）重氮甲烷在受熱或光照時容易放出氮氣，同時生成一個極活潑的缺電子基團碳烯（：CH₂），碳烯的電子式是

 

，反應的化學方程式是

 

．
（3）碳烯容易以它的一對未成鍵電子對與不飽和的烴（如烯烴、炔烴）發(fā)生加成，形成三元環(huán)狀化合物，它與丙烯發(fā)生加成反應的化學方程式為：

 

（4）碳烯還可以插入C-H之間，使碳鏈加長，它插入烴分子中C-H鍵之間．請寫出碳烯與丙烷發(fā)生反應的化學方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)重氮甲烷的結構式書寫其電子式；
（2）每個缺電子基團碳烯中碳原子上含有一個孤電子對，且和兩個氫原子形成2個共價鍵，據(jù)此寫出其電子式；根據(jù)反應物和生成物寫出化學方程式；
（3）發(fā)生加成時，碳碳雙鍵打開，碳烯和兩個半鍵相連形成環(huán)狀烴，據(jù)此寫出方程式；
（4）碳烯插入丙烷分子中C-H鍵之間時，可能是甲基上的C-H鍵之間，也可能是中間碳原子上的C-H鍵之間，據(jù)此寫出方程式．

解答：解：（1）重氮甲烷分子中，碳原子和氮原子之間的共用電子對是由氮原子一方提供的，重氮甲烷的分子結構為CH₂-N≡N，將共價鍵換成電子對，且最外邊的N原子含有一個孤電子對，所以其電子式為：，故答案為：；
（2）將共價鍵換成電子對，且缺電子基團碳烯中碳原子上含有一個孤電子對，所以其電子式為；
重氮甲烷在受熱或光照時容易放出氮氣，同時生成一個極活潑的缺電子基團碳烯（：CH₂），方程式為：CH₂N₂=：CH₂+N₂；
故答案為：；CH₂N₂→：CH₂+N₂；
（3）發(fā)生加成時，碳碳雙鍵打開，碳烯和兩個半鍵相連形成環(huán)狀烴，方程式為：CH₃CH=CH₂+：CH₂→，
故答案為：CH₃CH=CH₂+：CH₂→；
（4）碳烯插入丙烷分子中C-H鍵之間時，可能是甲基上的C-H鍵之間，也可能是中間碳原子上的C-H鍵之間，如果在甲基C-H鍵之間，則生成物的結構簡式為：CH₃CH₂CH₂CH₃，如果是在亞甲基碳原子上的C-H鍵之間插入，則生成物的結構簡式為CH₃CH（CH₃）₂，方程式為：CH₃CH₂CH₃+：CH₂→CH₃CH₂CH₂CH₂或CH₃CH₂CH₃+：CH₂→CH₃CH（CH₂）₂；
故答案為：CH₃CH₂CH₃+：CH₂→CH₃CH₂CH₂CH₂或CH₃CH₂CH₃+：CH₂→CH₃CH（CH₂）₂．

點評：本題考查了電子式的書寫、化學反應方程式的書寫等知識點，明確斷鍵和成鍵方式是解本題的關鍵，注意重氮甲烷分子電子式的書寫中外邊的N原子上還有孤電子對，為易錯點．