2019届一轮复习人教版烃和卤代烃学案(2) 17页

基础课2　烃和卤代烃 明确考纲 理清主干 ‎1.掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。‎ ‎2．掌握卤代烃的结构与性质。‎ ‎3．了解烃及卤代烃的重要应用。‎ ‎(对应学生用书P238)‎ 考点一　脂肪烃的结构与性质 ‎1．组成结构 ‎2．典型代表物 ‎　 名称 类别 　‎ 甲烷 乙烯 乙炔 分子式 CH4‎ C2H4‎ C2H2‎ 结构式 结构简式 CH4‎ CH2CH2‎ HCCH 分子构型 ‎__正四面体形__‎ ‎__平面形__‎ ‎__直线形__‎ ‎3．物理性质 性质 变化规律 状态 常温下含有__1～4__个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到__液态__、__固态__‎ 沸点 随着碳原子数的增多，沸点逐渐__升高__；同分异构体之间，支链越多，沸点__‎ 越低__‎ 密度 随着碳原子数的增多，密度逐渐__增大__，液态烃密度均比水__小__‎ 水溶性 均__难__溶于水 ‎4．化学性质 烷烃 烯烃 炔烃 活动性 较稳定 较活泼 较活泼 取代反应 能够与卤素单质取代 加成反应 不能发生 能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子)‎ 氧化反应 淡蓝色火焰 燃烧火焰明亮，有黑烟 燃烧火焰明亮，有浓烟 不与酸性高锰酸钾溶液反应 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 加聚反应 不能发生 能发生 鉴别 不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色 能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色 注意：烷烃与卤素单质的取代反应是分子中的氢原子逐步被取代，但是各步反应同时进行，产物是烃的多种卤代物和卤化氢混合物。‎ ‎5．脂肪烃的来源 来源 条件 产品 石油 常压分馏 石油气、汽油、煤油、柴油等 减压分馏 润滑油、石蜡等 催化裂化、裂解 轻质油、气态烯烃 催化重整 芳香烃 天然气 ‎－‎ 甲烷 煤 煤焦油的分馏 芳香烃 直接或间接液化 燃料油、多种化工原料 按要求书写方程式：‎ ‎(1)烃(CxHy)的燃烧通式 ‎________________________________________________________________________‎ ‎(2)乙烷和Cl2生成一氯乙烷 ‎________________________________________________________________________‎ ‎(3)丙烯的主要化学性质 ‎①使溴的CCl4溶液褪色 ‎________________________________________________________________________‎ ‎②与H2O的加成反应 ‎________________________________________________________________________‎ ‎③加聚反应 ‎________________________________________________________________________‎ ‎(4)乙炔的主要性质 ‎①乙炔和H2生成乙烷 ‎________________________________________________________________________‎ ‎②乙炔和HCl生成氯乙烯 ‎________________________________________________________________________‎ ‎③氯乙烯的加聚反应 ‎________________________________________________________________________‎ ‎(5)CH2===CH—CH===CH2与Br2 1∶1加成可能的反应：‎ ‎①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________‎ ‎②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________‎ 答案：(1)CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O ‎(2)CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl ‎(3)①CH2===CH—CH3＋Br2―→‎ ‎②CH2===CH—CH3＋H2O ‎③nCH2===CH—CH3 ‎(4)①CHCH＋2H2CH3CH3‎ ‎②CHCH＋HClCH2===CHCl ‎③nCH2===CHCl ‎(5)①CH2===CH—CH===CH2＋Br2―→‎ ‎②CH2===CH—CH===CH2＋Br2―→‎ ‎1．(2018·衡水模拟)下列分析中正确的是(　　)‎ A．烷烃在任何情况下均不与强酸、强碱、氧化剂反应 B．正丁烷分子中四个碳原子可能在同一直线上 C．常温常压下是气态 D．含有碳氢元素的化合物不一定是烃 答案：D ‎2．科学家在－‎100℃‎的低温下合成一种烃X，此分子的结构如图所示(图中的连线表示化学键)。下列说法正确的是(　　)‎ A．X既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色 B．X是一种常温下能稳定存在的液态烃 C．X和乙烷类似，都容易发生取代反应 D．充分燃烧等质量的X和甲烷，X消耗氧气较多 解析：选A　观察该烃的球棍模型可知X的结构简式为，该烃分子中含有碳碳双键，A正确；由于是在低温下合成的，故该分子在常温下不能稳定存在，B错误；X分子中含有碳碳双键，易加成难取代，C错误；该烃的化学式为C5H4，故等质量燃烧时，CH4的耗氧量较多，D错误。‎ 不同碳碳键的特征性质 ‎(1)碳碳单键有稳定的化学性质，典型反应是取代反应。‎ ‎(2)碳碳双键中有一个化学键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应。‎ ‎(3)碳碳三键中有两个化学键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应。‎ ‎(4)苯的同系物支链易被酸性KMnO4溶液氧化，是因为苯环对取代基的影响。而苯不能被酸性KMnO4溶液氧化。‎ ‎3．某烃结构式用键线式表示为，该烃与Br2加成时(物质的量之比为1∶1)，所得的产物有(　　)‎ A．3种　　 B．4种　　‎ C．5种　　 D．6种 解析：选C　当溴与发生1,2加成时，生成物为、、有三种；当溴与发生1,4加成时，生成物为、有两种，共五种。‎ ‎4．(2018·南通调研)(1)相对分子质量为70的烯烃的分子式为____________；若该烯烃与足量的H2加成后能生成含3个甲基的烷烃，则该烯烃可能的结构简式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)有机物A的结构简式为 若A是单烯烃与氢气加成后的产物，则该单烯烃可能有____________种结构；‎ 若A是炔烃与氢气加成的产物，则该炔烃可能有____________种结构。‎ 解析：(1)由M(CnH2n)＝70,14n＝70，n＝5，即烯烃的分子式为C5H10；戊烯加成后所得的产物(戊烷)中含有3个甲基，表明在戊烯分子中只含有一个支链，且该支链为甲基。此时戊烯的碳骨架结构为，其双键可在①、②、③三个位置，有三种可能的结构，所以共有三种结构简式。(2)有机物A的碳骨架结构为，对应的单烯烃中双键可位于①、②、③、④、⑤五个位置，而对应的炔烃中三键只能位于①一个位置。‎ 答案：(1)C5H10　、‎ ‎、‎ ‎(2)5　1‎ ‎5．某烃的分子式为C11H20,1 mol该烃在催化剂作用下可以吸收2 mol H2；用热的酸性KMnO4溶液氧化，得到丁酮()、丙酮 ‎()和琥珀酸 ‎()三者的混合物。‎ 该烃的结构简式：____________________________________________________。‎ 答案：‎ ‎(1)1,3丁二烯的两种加成方式 CH2===CH—CH===CH2＋Br2－‎ ‎(2)烯烃、炔烃与酸性KMnO4溶液反应图解 烯烃、炔 烃被氧化 的部分 CH2===‎ RCH===‎ HC CR 氧化产物 CO2‎ R—COOH 考点二　芳香烃的结构与性质 ‎1．芳香烃的分类 芳香烃 ‎2．苯的同系物的同分异构体 以C8H10芳香烃为例 名称 乙苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 结构 简式 ‎____‎ ‎____‎ ‎____‎ ‎____‎ ‎3．苯的同系物与苯的性质比较 ‎(1)相同点 因都含有__苯环__‎ ‎(2)不同点 烷基对苯环有影响，所以苯的同系物比苯易发生取代反应；苯环对烷基也有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。‎ 完成下列有关苯的同系物的方程式：‎ ‎①硝化：＋3HNO3 ‎__＋3H2O__。‎ ‎②卤代：＋Br2__＋HBr__；‎ ‎＋Cl2__＋HCl__。‎ ‎③易氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色：‎ ____。‎ ‎1．苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的规律是什么？‎ 提示：苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，均能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。‎ ‎2．如何检验苯乙烯()中含有甲苯？‎ 提示：取适量样品于试管中，先加入足量Br2的CCl4溶液充分反应后，再滴加酸性高锰酸钾溶液振荡，若高锰酸钾溶液褪色，证明含有甲苯。‎ 注意：检验苯的同系物之前必须先排除碳碳双键的干扰。‎ ‎1．(2018·云南保山高三市级统测)PX是纺织工业的基础原料，其结构简式如图，下列说法正确的是(　　)‎ A．PX的分子式为C8H10‎ B．PX的一氯化物有3种 C．PX与乙苯互为同系物 D．PX分子中所有原子都处于同一平面 答案：A ‎2．(2017·邯郸期中)某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，且能使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基，符合条件的烃有(　　)‎ A．2种　　 B．3种　　‎ C．4种　　 D．5种 解析：选B　该烃的分子式为C10H14，符合分子通式CnH2n－6，它不能使溴水褪色，但可以使酸性KMnO4溶液褪色，说明它是苯的同系物。因其分子中只含一个烷基，可推知此烷基为—C4H9，该烷基具有以下四种结构：①—CH2CH2CH2CH3、②—CH(CH3)CH2CH3、③—CH2CH(CH3)2、④—C(CH3)3，其中第④种烷基与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子，不能发生侧链氧化，因此符合条件的烃只有3种。‎ 苯环上位置异构的书写技巧——定一(或定二)移一法 在苯环上连有两个新的原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第三个原子或原子团，这样就能写全含有芳香环的同分异构体。‎ 例如：二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体共有六种(2＋3＋1＝6)。‎ ‎3．柑橘中柠檬烯的结构可表示为，下列关于这种物质的说法中正确的是(　　)‎ A．与苯的结构相似，性质也相似 B．可使溴的四氯化碳溶液褪色 C．易发生取代反应，难发生加成反应 D．该物质极易溶于水 答案：B ‎4．(2017·鹤岗工农区期末)苯环和侧链相互影响，下列关于甲苯的实验事实中，能说明苯环对侧链有影响的是(　　)‎ A．甲苯能与浓硝酸、浓硫酸反应生成三硝基甲苯 B．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．甲苯能燃烧产生带浓烟的火焰 D．1 mol甲苯能与3 mol H2发生加成反应 答案：B ‎5．苯的同系物中，有的侧链能被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成芳香酸，反应如下：‎ (R、R′表示烷基或氢原子)。‎ 现有苯的同系物甲、乙，分子式都是C10H14，甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸，它的结构简式是________________________________________________________________________‎ ‎____________；乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸，则乙可能的结构有____________种。‎ 答案：　9‎ 苯的同系物的两条重要性质 ‎(1)与卤素(X2)的取代反应 苯的同系物在FeX3催化作用下，与X2发生苯环上烷基的邻、对位取代反应；在光照条件下，与X2则发生烷基上的取代反应，类似烷烃的取代反应。‎ ‎(2)被强氧化剂氧化 苯的同系物能(与苯环相连的碳原子上含氢)被酸性KMnO4‎ 溶液等强氧化剂氧化而使溶液褪色。‎ 考点三　卤代烃 ‎1．卤代烃的概念 ‎(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被__卤素原子__取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。‎ ‎(2)官能团是__卤素原子__。‎ ‎2．卤代烃的物理性质及对环境的影响 ‎(1)物理性质 ‎(2)对环境的影响 氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层，是造成臭氧空洞的主要原因。‎ ‎3．卤代烃的化学性质 ‎(1)卤代烃水解反应和消去反应比较 反应类型 取代反应(水解反应)‎ 消去反应 反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液、加热 断键方式 ‎　　‎ 反应本质和通式 卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代，生成醇；R—CH2—X＋NaOHR—CH2OH＋NaX 相邻的两个碳原子间脱去小分子HX；＋NaOH＋NaX＋H2O 产生特征 引入—OH，生成含—OH的化合物 消去HX，生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和键的化合物 ‎(2)消去反应的规律 消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等)，而生成__含不饱和键__(如双键或三键)的化合物的反应。‎ ‎①两类卤代烃不能发生消去反应 结构特点 实例 与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子 CH3Cl 与卤素原子相连的碳有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子 ‎、‎ ‎②有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。例如：‎ ‎＋NaOH CH2===CH—CH2—CH3↑(或CH3—CH===CH—CH3↑)＋NaCl＋H2O ‎③型卤代烃，发生消去反应可以生成RCCR，如BrCH2CH2Br＋2NaOHCHCH↑＋2NaBr＋2H2O 证明溴乙烷中溴元素的存在，有下列几步，其正确的操作顺序是____________________(填序号)。‎ ‎①加入硝酸银溶液　②加入氢氧化钠溶液　③加热　④加入蒸馏水　⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性　⑥加入氢氧化钠醇溶液 答案：②③⑤①或⑥③⑤①‎ ‎4．卤代烃的获取方法 ‎(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应 如CH3—CH===CH2＋Br2―→__CH3CHBrCH2Br__；‎ CH3—CH===CH2＋HBr；‎ CHCH＋HClCH2===CHCl。‎ ‎(2)取代反应 如乙烷与Cl2：__CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl__；‎ 苯与Br2：__＋Br2＋HBr__；‎ C2H5OH与HBr：__C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O__。‎ ‎(RJ选修5·P42改编)由1溴丁烷和必要的无机试剂制取1,2二溴丁烷，写出发生反应的化学方程式。‎ 答案：①CH3CH2CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH===CH2↑＋NaBr＋H2O ‎②CH3CH2CH===CH2＋Br2―→‎ ‎1．(2018·贵州铜仁一中月考)卤代烃的制备有多种方法，下列卤代烃不适合由相应的烃经卤代反应制得的是(　　)‎ 解析：选C　烃经卤代反应制备卤代烃时，烃中的氢原子被卤素原子取代，制备单卤代烃时为避免生成多种卤代烃，烃中的氢原子种类应该只有一种。可由环己烷发生取代反应制备，A不合题意；可由2,2二甲基丙烷发生取代反应制备，B不合题意；分子中有2种氢原子，与Cl2发生一取代反应会生成2种一氯丁烷，故不适合用相应烃经卤代反应制得，C符合题意；可由2,2,3,3四甲基丁烷发生取代反应制备，D不合题意。‎ ‎2．(2018·双鸭山检测)有机物CH2===CH—CH2—CH2Cl能发生的反应有(　　)‎ ‎①取代反应　②加成反应　③消去反应　④使溴水褪色 ‎⑤使酸性KMnO4溶液褪色　⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀　⑦加聚反应 A．以上反应均可发生 B．只有⑦不能发生 C．只有⑥不能发生 D．只有②不能发生 解析：选C　该有机物含碳碳双键，可发生②加成反应、④使溴水褪色、⑤使酸性KMnO4‎ 溶液褪色、⑦加聚反应；有机物含—Cl，可发生①取代反应、③消去反应。只有⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀不能发生，因为该有机物不能电离出氯离子，C正确。‎ ‎3．有以下物质：①CH3Cl ‎②CH2Cl—CH2Cl ‎③　④‎ ‎⑤　⑥‎ ‎(1)能发生水解反应的有____________；其中能生成二元醇的有____________；‎ ‎(2)能发生消去反应的有____________；‎ ‎(3)发生消去反应能生成炔烃的有____________。‎ 答案：(1)①②③④⑤⑥　②　(2)②③　(3)②‎ ‎(对应学生用书P243)‎ ‎1．联系烃和烃的衍生物的桥梁 如： ‎―→醛和羧酸 ‎2．改变官能团的个数 如CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br。‎ ‎3．改变官能团的位置 如CH2BrCH2CH2CH3CH2===CHCH2CH3CH3CHBrCH2CH3。‎ ‎4．进行官能团的保护 如在氧化CH2===CHCH2OH的羟基时，碳碳双键易被氧化，常采用下列方法保护：‎ CH2===CHCH2OHCH3CHBrCH2OHCH3CHBrCOOHCH2===CH—COOH。‎ ‎1．根据下面的反应路线及所给信息填空。‎ A　B ‎(1)A的结构简式是____________，名称是____________。‎ ‎(2)①的反应类型是____________。‎ ‎③的反应类型是____________。‎ ‎(3)反应④的化学方程式是____________________________________________________。‎ 解析：由反应①：Cl2在光照的条件下发生取代反应得，可推知A为，在NaOH的乙醇溶液、加热的条件下发生消去反应得，在Br2的CCl4溶液中发生加成反应得B：。―→的转化应是在NaOH的乙醇溶液、加热的条件下发生消去反应。‎ 答案：(1) 　环己烷　(2)取代反应　加成反应 ‎(3) ＋2NaOH＋2NaBr＋2H2O ‎2．卤代烃在氢氧化钠存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应，其实质是带负电的原子团(如OH－等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子，如：CH3CH2CH2Br＋OH－(NaOH)―→CH3CH2CH2OH＋Br－(NaBr)，又知RCCH与NaNH2可反应生成RCCNa。‎ 写出下列反应的化学方程式：‎ ‎(1)溴乙烷跟醋酸钠反应：________________________________________________。‎ ‎(2)碘甲烷、丙炔和NaNH2合成2丁炔：________________________________________。‎ ‎(3)由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚(CH3—O—CH2CH3)：________________________________________________________________________，______ ________________________________________________________________。‎ 答案：(1)CH3CH2Br＋CH3COONa―→NaBr＋CH3CH2OOCCH3‎ ‎(2)CH‎3CCH＋NaNH2―→CH‎3CCNa＋NH3、‎ CH3I＋CH‎3CCNa―→CH3CCCH3＋NaI ‎(3)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑‎ CH3I＋CH3CH2ONa―→CH3OCH2CH3＋NaI ‎3．现通过以下具体步骤由制取，即ABC ‎(1)从左到右依次填写每步反应所属的反应类型(填字母)：a.取代反应，b.加成反应，c.消去反应，d.加聚反应。‎ ‎①____________；②____________；③____________；④____________；‎ ‎⑤____________；⑥____________。‎ ‎(2)写出①、⑤、⑥三步反应的化学方程式：‎ ‎①________________________________________________________________________。‎ ‎⑤________________________________________________________________________。‎ ‎⑥________________________________________________________________________。‎ 解析：由逆推得B为，由和B可推得A为，由和可推得C为，有机物确定后再解答每个问题。‎ 答案：(1)①a　②b　③c　④b　⑤c　⑥b ‎(2)①＋Cl2＋HCl ‎⑤＋2NaOH＋2NaCl＋2H2O ‎⑥＋2Cl2 ‎(对应学生用书P243)‎ ‎1．(2016·北京卷，9)在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下：‎ 对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 苯 沸点/℃‎ ‎138‎ ‎144‎ ‎139‎ ‎80‎ 熔点/℃‎ ‎13‎ ‎－25‎ ‎－47‎ ‎6‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．该反应属于取代反应 B．甲苯的沸点高于‎144℃‎ C．用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来 D．从二甲苯混合物中，用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来 答案：B ‎2．(2014·上海卷，13)催化加氢可生成3甲基己烷的是(　　)‎ 答案：C ‎3．(2016·全国卷Ⅲ，38)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。‎ ‎2R—CC—HR—CC—CC—R＋H2该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)B的结构简式为____________，D的化学名称为_______________________________。‎ ‎(2)①和③的反应类型分别为________________、________________。‎ ‎(3)E的结构简式为____________。用1 mol E合成1,4二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气____________mol。‎ ‎(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为_____________________________________________。‎ ‎(5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1，写出其中3种的结构简式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)写出用2苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 答案：(1) 　苯乙炔　(2)取代反应　消去反应　(3) 　4‎ ‎(4) ‎＋(n－1)H2‎ ‎(5) 、、、、 (任写三种)‎ ‎(6) ‎4．(2016·重庆卷，10)某“化学鸡尾酒”通过模拟臭虫散发的聚集信息素可高效诱捕臭虫，其中一种组分T可通过下列反应路线合成(部分反应条件略)。‎ ‎(1)A的化学名称是____________，A→B新生成的官能团是____________。‎ ‎(2)D的核磁共振氢谱显示峰的组数为____________。‎ ‎(3)D→E的化学方程式为_______________________________________。‎ ‎(4)G与新制的Cu(OH)2发生反应，所得有机物的结构简式为____________。‎ ‎(5)L可由B与H2发生加成反应而得，已知R1CH2Br＋NaCCR2―→R1CH‎2CCR2＋NaBr，则M的结构简式为____________。‎ ‎(6)已知R‎3CCR4，则T的结构简式为____________。‎ 答案：(1)丙烯　—Br　(2)2‎ ‎(3)CH2BrCHBrCH2Br＋2NaOHHCCCH2Br＋2NaBr＋2H2O ‎(4)HCCCOONa　(5)CH3CH2CH‎2CCCHO ‎(6) ‎