2018届一轮复习人教版烃和卤代烃学案(1) 33页

烃和卤代烃 ‎[2018备考·最新考纲]‎ ‎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，以及与其他有机物的相互转化。3.了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。‎ 考点一　脂肪烃的结构与性质 ‎(考点层次B→共研、理解、整合)‎ ‎1．脂肪烃组成、结构特点和通式 提醒：①直接连在饱和碳原子上的四个原子形成的立体构型为四面体形；②直接连在双键碳原子上的四个原子与双键两端的碳原子共平面；③直接连在三键碳原子上的两个原子与三键两端的碳原子共线。‎ ‎2．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 相对密度 随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，但密度均比水小 水溶性 均难溶于水 ‎3.脂肪烃的化学性质 ‎(1)烷烃的化学性质 ‎①取代反应 如乙烷和氯气生成一氯乙烷：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。‎ ‎②分解反应 ‎③燃烧反应 燃烧通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。‎ ‎(2)烯烃的化学性质 ‎①与酸性KMnO4溶液的反应 能使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化反应。‎ ‎②燃烧反应 燃烧通式为CnH2n＋O2nCO2＋nH2O。‎ ‎③加成反应 CH2===CH—CH3＋Br2―→。‎ CH2===CH—CH3＋H2O。‎ CH2===CH—CH===CH2＋2Br2―→。‎ CH2===CH—CH===CH2＋Br2―→‎ ‎(1,4-加成)。‎ ‎④加聚反应 如nCH2===CH—CH3。‎ ‎(3)炔烃的化学性质 ‎①与酸性KMnO4溶液的反应 能使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化反应。如：‎ CH≡CHCO2(主要产物)。‎ ‎②燃烧反应 燃烧通式为CnH2n-2＋O2nCO2＋(n-1)H2O。‎ ‎③加成反应 CH≡CH＋H2CH2===CH2，‎ CH≡CH＋2H2CH3—CH3。‎ ‎④加聚反应 nCH≡CHCH===CH。‎ 提醒：乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色，二者褪色原理不相同。乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化还原反应，高锰酸钾将乙烯氧化成CO2，高锰酸钾被还原；乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是与单质溴发生了加成反应。‎ 教材高考 ‎1．(RJ选修5·P362改编)请写出下列物质所含的官能团及所属哪种烃。‎ ‎(1)C2H4碳碳双键，烯烃 ‎(2)C3H6碳碳双键，烯烃 ‎(3)C5H12无官能团，烷烃 ‎(4)C2H2碳碳三键，炔烃 ‎2．(溯源题)(2015·北京理综，25)已知A为C3H4，请写出所属烃的种类烃炔，其结构简式是CH≡C—CH3。‎ 探源：本考题源于教材RJ选修5 P32“三、炔烃”，考查的是炔烃的通式及结构简式的书写。‎ ‎[拓展性题组]‎ 题组一　脂肪烃的结构与性质 ‎1．(2016·贵阳模拟)‎ 下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型的叙述正确的是(　　)‎ A．烷烃只含有饱和键，烯烃只含有不饱和键 B．烷烃不能发生加成反应，烯烃不能发生取代反应 C．烷烃的通式一定是CnH2n＋2，而烯烃的通式一定是CnH2n D．烷烃与烯烃相比，发生加成反应的一定是烯烃 解析　烯烃中也可能含有碳氢饱和键和碳碳饱和键，A错；烯烃中的氢原子有可能发生取代反应，B错；环烷烃的通式是CnH2n，只有单烯链烃的通式才是CnH2n，C错。‎ 答案　D ‎2．有机物的结构可用“键线式”表示，如：可简写为，有机物X的键线式为，下列说法不正确的是 (　　)‎ A．X的化学式为C8H8‎ B．有机物Y是X的同分异构体，且属于芳香烃，则Y的结构简式为 C．X能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z，Z的一氯代物有4种 解析　本题考查有机物的结构及性质。由X的键线式可知其分子式为C8H8，与苯乙烯互为同分异构体，X分子中含碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，X与足量H2加成生成的环状饱和烃Z中只有两种不同位置的氢原子，故其一氯代物有两种。‎ 答案　D ‎3．(2016·河北正定中学期末)在通常情况下，下列各组物质的性质排列不正确的是(　　)‎ A．沸点：乙烷＞戊烷＞2-甲基丁烷 B．同分异构体种类：戊烷＜戊烯 C．密度：苯＜水＜1,1,2,2-四溴乙烷 D．点燃时火焰明亮程度：乙烯＞乙烷 解析　本题考查有机物的性质比较。A项，烷烃的相对分子质量越大，物质的熔、沸点就越高，当相对分子质量相同时，支链越少，熔、沸点就越高，所以沸点：乙烷＜2-甲基丁烷＜戊烷，符合题意；B项，戊烷的同分异构体种类有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种；而戊烯在碳链结构与戊烷相同时，还存在由于碳碳双链位置不同而引起的异构，因此同分异构体种类：戊烷＜戊烯，不符合题意；C项，苯的密度比水小，1,1,2,2-四溴乙烷密度比水大，所以3种物质的密度关系是苯＜水＜1,1,2,2-四溴乙烷，不符合题意；D项，物质含碳量越高，点燃时火焰的明亮程度就越大，由于乙烯的含碳量比乙烷高，所以点燃时火焰的明亮程度：乙烯＞乙烷，不符合题意。‎ 答案　A ‎【反思归纳】‎ 结构决定性质 不同的碳碳键对有机物的性质有着不同的影响：‎ ‎(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高锰酸钾溶液氧化，是因为苯环对取代基的影响。而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。‎ 题组二　取代反应、加成反应和氧化反应的规律 ‎4．按要求填写下列空白 ‎(1)＋(　　)―→，反应类型：________；‎ ‎(2)＋Cl2(　　　　)＋HCl，反应类型：________；‎ ‎(3)＋(　　　　)―→，反应类型：________；‎ ‎(4)(　　)＋Br2―→，反应类型：_______________；‎ ‎(5)(　　)，反应类型：_____________；‎ ‎(6)CH3COOH＋‎ ‎(　　)，反应类型：___________________________________。‎ 答案　(1)Cl2　加成反应 ‎(2)　取代反应 ‎(3)Br2　加成反应 ‎(4)　加成反应 ‎(5)　加聚反应 ‎(6)CO2　氧化反应 ‎【反思归纳】‎ ‎1．常见反应类型的判断 常见反应类型包括取代反应、加成反应(加聚反应)、氧化反应等。‎ ‎(1)取代反应。特点：有上有下，包括卤代、硝化、磺化、水解、酯化等反应类型。‎ ‎(2)加成反应。特点：只上不下，反应物中一般含有不饱和键，如碳碳双键等。‎ ‎(3)加聚反应全称为加成聚合反应，即通过加成反应聚合成高分子化合物，除具有加成反应特点外，生成物必是高分子化合物。‎ ‎2．烯烃、炔烃与酸性KMnO4溶液反应图解 考点二　芳香烃的结构与性质 ‎(考点层次B→共研、理解、整合)‎ 芳香烃 ‎1．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 ‎2.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：‎ 提醒：(1)苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的规律：①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氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。②并不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色，如 就不能，原因是与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子。‎ ‎(2)苯的同系物卤代时，条件不同，取代位置不同：‎ ‎①在光照条件下，卤代反应发生在烷基上，记作“烷代光”。‎ ‎＋HCl ‎②在铁的催化作用下，卤代反应发生在苯环上，记作“苯代铁”。‎ ‎＋HCl。‎ 教材高考 ‎1．(RJ选修5·P401改编)某芳香烃的分子式是C8H10‎ ‎，它可能有的同分异构体共4种，其中(写结构简式)在苯环上的一氯代物只有一种。‎ ‎2．(溯源题)(2015·福建理综，32节选)肉桂酸是合成M的中间体，其一种合成路线如下：‎ AB(C7H6Cl2) Ⅰ　　　　　　　Ⅱ 烃A的名称为甲苯。步骤Ⅰ中B的产率往往偏低，其原因是反应中还有一氯取代物和三氯取代物生成。‎ 探源：本考题源于教材RJ选修5 P38“二．苯的同系物”及苯环和烷基的相互作用。对反应条件对苯的同系物取代位置影响进行了考查。‎ ‎[拓展性题组]‎ 题组一　芳香烃的结构 ‎1.已知分子式为C12H12的物质A的结构简式如图所示，物质A苯环上二溴代物有9种同分异构体，由此推断物质A苯环上四溴代物的同分异构体数目为(　　)‎ A．9　　 B．10　　‎ C．11　 D．12‎ 解析　物质A苯环上共有6个氢原子，故物质A苯环上四溴代物和二溴代物的数目相同。‎ 答案　A ‎2．关于，下列说法正确的是(　　)‎ A．该有机物分子式为C13H16‎ B．该有机物属于苯的同系物 C．该有机物分子至少有4个碳原子共直线 D．该有机物分子最多有13个碳原子共平面 解析　A项，该有机物分子式为C13H14，A项错误；B项，该有机物含有碳碳双键和碳碳三键，不属于苯的同系物，B项错误；C项，分析碳碳三键附近的原子，单键可以自由旋转，所以该有机物分子至少有3个碳原子共直线，C项错误；D项，该有机物可以看成是由甲基、苯环、乙基、乙烯、乙炔连接而成，单键可以自由旋转，该有机物分子最多有13个碳原子共平面，D项正确。‎ 答案　D ‎3．下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是(　　)‎ A．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种 B．与互为同分异构体的芳香化合物有6种 C．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种 D．菲的结构简式为，它与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物 解析　含3个碳原子的烷基有两种，甲苯苯环上的氢原子有3种，故产物有6种，A正确；B项中物质的分子式为C7H8O，与其互为同分异构体的芳香化合物中有1种醇(苯甲醇)、1种醚(苯甲醚)、3种酚(邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)，总共有5种，B错；含有5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，正戊烷、异戊烷和新戊烷，其一氯代物分别为3、4、1种，C正确；由菲的结构简式可以看出其结构中含有5种氢原子，可生成5种一硝基取代物，D正确。‎ 答案　B ‎【归纳总结】‎ 芳香烃一卤取代物数目判断的两种有效方法 ‎(1)等效氢法 ‎“等效氢”就是在有机物分子中处于相同位置的氢原子，等效氢任一原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质。在分析芳香烃的同分异构体数目时，除综合考虑苯环上基团的类别和个数及基团在苯环上的相对位置外，还要充分注意到分子的对称性和思维的有序性。分子中完全对称的氢原子也是“等效氢”，其中引入一个新的原子或原子团时只能形成一种物质；在移动原子或原子团时要按照一定的顺序，有序思考，防止重复，避免遗漏，这样就能写全含有苯环的同分异构体。‎ ‎(2)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，这样就能写全含有苯环的同分异构体。‎ 题组二　芳香烃的性质及应用 ‎4.柠檬烯是一种食用香料，其结构简式如图所示。下列有关柠檬烯的分析正确的是(　　)‎ A．它的一氯代物有6种 B．它的分子中所有的碳原子一定在同一平面上 C．它和丁基苯互为同分异构体 D．一定条件下，它分别可以发生加成、取代、氧化、还原等反应 解析　柠檬烯含有8种类型的氢原子，其一氯代物总共有8种，A错；柠檬烯中所有碳原子不可能在同一平面上，B错；柠檬烯的分子式为C10H16，而的分子式为C10H14，二者不互为同分异构体，C错。‎ 答案　D ‎5．异丙苯是一种重要的化工原料，下列关于异丙苯的说法不正确的是(　　)‎ A．异丙苯是苯的同系物 B．可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯 C．在光照条件下，异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有三种 D．在一定条件下能与氢气发生加成反应 解析　在光照的条件下，主要发生侧链上的取代反应，可生成多种氯代物，包括一氯代物、二氯代物等。‎ 答案　C ‎【反思归纳】‎ 苯与苯的同系物化学性质的区别 ‎(1)苯的同系物发生卤代反应时，条件不同，取代的位置不同，一般光照条件下发生烷基上的取代，铁粉或FeBr3催化时，发生苯环上的取代。‎ ‎(2)烷烃不易被氧化，但苯环上的烷基易被氧化。大多数的苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，可用此性质鉴别苯与苯的同系物。‎ 考点三　卤代烃 ‎(考点层次B→共研、理解、整合)‎ ‎1．卤代烃 ‎(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(F、Cl、Br、I)。‎ ‎2．饱和卤代烃的性质 ‎(1)物理性质 ‎①沸点：比同碳原子数的烷烃沸点要高；‎ ‎②溶解性：难溶于水，易溶于有机溶剂中；‎ ‎③密度：一般一氟代烃、一氯代烃比水小，其余液态卤代烃一般比水大。‎ ‎(2)化学性质 ‎①水解反应：‎ R—X＋NaOHR—OH＋NaX(R—代表烃基)；‎ R—CHX—CH2X＋2NaOHR—CH(OH)—CH2OH＋2NaX。‎ ‎②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。‎ R—CH2—CH2—X＋NaOHR—CH===CH2＋NaX＋H2O(或R—CH2—CH2—XR—CH===CH2＋HX)；‎ ‎＋2NaOHCH≡CH↑＋2NaX＋2H2O。‎ 提醒：‎ 卤代烃的反应规律 ‎①卤代烃在碱性条件下是发生取代反应还是消去反应，主要是看反应条件。记忆方法：“无醇成醇，有醇成烯”。‎ ‎②所有的卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应，而没有邻位碳原子的卤代烃或虽有邻位碳原子，但邻位碳原子无氢原子的卤代烃均不能发生消去反应，不对称卤代烃的消去有多种可能的方式。‎ ‎3．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；‎ CH≡CH＋HClCH2===CHCl。‎ ‎(2)取代反应 如乙烷与Cl2：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。‎ 苯与Br2：＋Br2＋HBr。‎ C2H5OH与HBr：。‎ ‎4．卤代烃中卤素原子的检验 ‎(1)实验原理 R—X＋H2OR—OH＋HX，‎ HX＋NaOH===NaX＋H2O，‎ HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O，‎ AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3。‎ 根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素(氯、溴、碘)。‎ ‎(2)实验步骤 ‎①取少量卤代烃；②加入NaOH溶液；③加热煮沸(或水浴加热)；④冷却；⑤加入稀硝酸酸化；⑥加入硝酸银溶液。‎ ‎(3)实验说明 加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。如果不加HNO3中和，则AgNO3溶液直接与NaOH溶液反应产生暗褐色的Ag2O沉淀：NaOH＋AgNO3===NaNO3＋，2AgOH===＋H2O。‎ 提醒：卤代烃与NaOH反应完，一定要用HNO3中和过量的NaOH，才能用AgNO3溶液检验卤素离子。‎ 教材高考 ‎1．(RJ选修5·P432改编)由1-溴丁烷和必要的无机试剂制取1,2-二溴丁烷，写出所需的化学方程式。‎ 答案　①CH3CH2CH2CH2Br＋NaOH ‎2．(溯源题)(1)[2014·课标Ⅱ，38(3)]化合物(A)可由环戊烷经三步反应合成：‎ XY(A)‎ 反应1的试剂与条件为________；反应2的化学方程式为________；反应3可用的试剂为________。‎ ‎(2)(2013·四川理综，10节选)有机化合物G是合成维生素类药物的中间体，其结构简式为：‎ G的合成路线如下：‎ AB ‎①第①步反应的化学方程式是__________________________。‎ ‎②B的名称(系统命名)是________。‎ ‎③第②步的反应类型是________。‎ 答案　(1)Cl2光照　＋NaOH＋NaCl　O2/Cu ‎(2)①＋HBr――→‎ ‎②2-甲基-1-丙醇　③取代反应 探源：本高考题组源于教材RJ选修5 P40“溴乙烷与NaOH水溶液的反应”，对卤代烃的性质及在有机合成中的应用进行了考查。‎ ‎[拓展性题组]‎ 题组一　卤代烃的化学性质——取代反应和消去反应 ‎1．某有机物的结构简式为，下列关于该物质的说法中正确的是(　　)‎ A．该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类 B．该物质能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀 C．该物质可以发生消去反应 D．该物质可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 解析　该物质在NaOH的水溶液中，可以发生水解反应，其中—Br被—OH取代，A项错误；该物质中的溴原子必须水解成Br-，才能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀，B项错误；该有机物分子中与溴原子相连的碳原子的邻位碳上没有H，不能发生消去反应，C项错误；该物质含有碳碳双键，可与Br2发生加成反应，D项正确。‎ 答案　D ‎2．有以下物质：①CH3Cl　②CH2Cl—CH2Cl ‎(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 ‎【易错警示】‎ ‎1．注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件，书写化学方程式时容易混淆。‎ ‎2．烯烃与卤素或卤化氢加成可以去掉碳碳双键，卤代烃消去又会产生碳碳双键，有机合成中这两个反应组合使用，通常是为了保护碳碳双键，而不是其他目的。‎ ‎3．卤代烃是非电解质，检验卤素种类时，应先让其发生水解反应，然后用稀硝酸中和使溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。在做题时容易忽视加硝酸中和碱这个环节。‎ 题组二　卤代烃在有机合成中的应用 ‎3．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 ‎4．已知：R—CHCH2＋HX―→。A、B、C、‎ D、E有如下转化关系：‎ 其中A、B是化学式均为C3H7Cl的两种同分异构体。根据图中各物质的转化关系，填写下列空白：‎ ‎(1)A、B、C、D、E的结构简式：A________、B________、C________、D________、E________。‎ ‎(2)完成下列反应的化学方程式：‎ ‎①A→E________________________________________________________；‎ ‎②B→D_______________________________________________________；‎ ‎③C→E_________________________________________________________。‎ 解析　C3H7Cl的两种同分异构体分别为CH3CH2CH2Cl或，由图中的转化关系可知E为丙烯(CH3CH===CH2)。根据题目信息可知B为，即A为CH3CH2CH2Cl，进一步推知C为CH3CH2CH2OH，D为。‎ 答案　(1)CH3CH2CH2Cl　　CH3CH2CH2OH　　CH3CH===CH2‎ ‎(2)①CH3CH2CH2Cl＋NaOHCH3—CH===CH2↑＋NaCl＋H2O ‎②＋NaOH＋NaCl ‎③CH3CH2CH2OHCH3—CH===CH2↑＋H2O ‎【归纳总结】‎ 卤代烃在有机合成中的作用 ‎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===CHCH2CH3。‎ ‎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===CHCH2OH CH===CH—COOH。‎ ‎　烃、卤代烃的性质 ‎1．(2016·北京理综，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 解析　A项，甲苯生成二甲苯是甲苯苯环上的氢原子被甲基取代，属于取代反应，正确；B项，甲苯的相对分子质量介于二甲苯和苯之间，故沸点也介于二甲苯和苯的沸点之间即介于80 ℃和144 ℃之间，错误；C项，苯的沸点和二甲苯的沸点相差很大(大于30 ℃)，可用蒸馏的方法将苯从反应所得产物中首先分离出来，正确；D项，因对二甲苯的熔点较高，可用冷却结晶的方法从二甲苯混合物中将对二甲苯分离出来，正确。‎ 答案　B ‎2．(2015·上海化学，10)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　可由环己烷发生取代反应产生。‎ 可由2,2-二甲基丙烷发生取代反应产生，可由与HCl发生取代反应产生，而不适合用 与Cl2发生取代反应产生，C正确。可由2,2,3,3-四甲基丁烷发生取代反应产生。‎ 答案　C ‎　烃、卤代烃在有机合成中的应用 ‎3．(2016·北京理综，25节选)功能高分子P的合成路线如下：‎ ‎(1)A的分子式是C7H8，其结构简式是________。‎ ‎(2)试剂a是________________。‎ ‎(3)反应③的化学方程式：________________。‎ 答案　(1)‎ ‎(2)浓HNO3和浓H2SO4‎ ‎(3)＋NaOH＋NaCl 揭秘：烃、卤代烃，特别是卤代烃是有机合成中的桥梁，在有机推断合成题中常考查卤代烃的性质，以考查考生对有机化合物的结构与性质进行综合分析和推理的能力。‎ 课时跟踪训练 ‎1．已知：CH3—CH===CH2＋HBr―→CH3—CHBr—CH3(主要产物)，1‎ ‎ mol某烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O。该烃A在不同条件下能发生如下图所示的一系列变化。‎ ‎(1)A的化学式：________，A的结构简式：________。‎ ‎(2)上述反应中，①是________反应，⑦是________反应。(填反应类型)‎ ‎(3)写出C、D、E、H物质的结构简式：‎ C____________________，D____________________，‎ E____________________，H____________________。‎ ‎(4)写出D―→F反应的化学方程式___________________。‎ 解析　由1 mol A完全燃烧生成8 mol CO2、4 mol H2O可知A中N(C)＝8，N(H)＝8，分子式为C8H8，不饱和度为5，推测可能有苯环，由①④知A中必有双键。故A为。A与Br2加成得B：；A＋HBr―→D，由信息知D为；F由D水解得到，F为；H是F和醋酸反应生成的酯，则H为。‎ 答案　(1)C8H8　‎ ‎(2)加成　酯化(或取代)‎ ‎(3)‎ ‎(4)＋NaOH＋NaBr ‎2．实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下：‎ CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br 可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚 用少量溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示：‎ 有关数据列表如下：‎ 乙醇 ‎1,2-二溴乙烷 乙醚 状态 无色液体 无色液体 无色液体 密度/(g·cm-3)‎ ‎0.79‎ ‎2.2‎ ‎0.71‎ 沸点/℃‎ ‎78.5‎ ‎132.‎ ‎34.6‎ 熔点/℃‎ ‎-130‎ ‎9‎ ‎-116‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170 ℃左右，其最主要目的是________(填正确选项前的字母)。‎ a．引发反应 b．加快反应速度 c．防止乙醇挥发 d．减少副产物乙醚生成 ‎(2)在装置C中应加入________(填正确选项前的字母)，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。‎ a．水 b．浓硫酸 c．氢氧化钠溶液 d．饱和碳酸氢钠溶液 ‎(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是__________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在________层(填“上”或“下”)。‎ ‎(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用________(填正确选项前的字母)洗涤除去。‎ a．水 b．氢氧化钠溶液 c．碘化钠溶液 d．乙醇 ‎(6)若产物中有少量副产物乙醚，可用________的方法除去。‎ ‎(7)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是__________________；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是___________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ 解析　(2)根据题中提示，选用碱溶液来吸收酸性气体；(3)制备反应是溴与乙烯的反应，明显的现象是溴的颜色褪去；(4)1,2-二溴乙烷的密度大于水，因而在下层；(5)溴在水中溶解度小，不用水洗涤，碘化钠与溴反应生成碘会溶解在1,2-二溴乙烷中，不用碘化钠溶液除溴，乙醇与1,2-二溴乙烷混溶也不能用；(6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，乙醚不能散发到空气中，且蒸发会导致1,2-二溴乙烷挥发到空气中)；(7)溴易挥发，冷却可减少挥发。但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。‎ 答案　(1)d　(2)c　(3)溴的颜色完全褪去　(4)下 ‎(5)b　(6)蒸馏　(7)避免溴大量挥发　1,2-二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管 ‎3．(2016·邯郸模拟)‎ 烷烃A只可能有三种一氯取代产物B、C和D。C的结构简式是。B和D分别与强碱的醇溶液共热，都只能得到有机化合物E。以上反应及B的进一步反应如下所示。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式是________，H的结构简式是________。‎ ‎(2)B转化为F属于________反应，B转化为E的反应属于________反应(填反应类型名称)。‎ ‎(3)写出F转化为G的化学方程式：__________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(4)1.16 g H与足量NaHCO3作用，标准状况下可得CO2的体积是________ mL。‎ ‎(5)写出反应①的化学方程式_______________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 解析　烷烃A只可能有三种一氯取代产物B、C和D，C的结构简式是，故A为(CH3)3CCH2CH3，B和D分别与强碱的醇溶液共热，都只能得到有机化合物E，故E为(CH3)3CCH＝CH2，B在氢氧化钠水溶液下生成F，F为醇，F氧化生成G，G能与银氨溶液反应，G含有醛基—CHO，故B为(CH3)3CCH2CH2Cl，F为(CH3)3CCH2CH2OH，G为(CH3)3CCH2CHO，H为(CH3)3CCH2COOH，D为(CH3)3CCH2ClCH3。‎ ‎(4)1.16 g(CH3)3CCH2COOH的物质的量为＝0.01 mol，由(CH3)3CCH2COOH＋NaHCO3―→(CH3)3CCH2COONa＋H2O＋CO2↑可知，生成CO2的物质的量为0.01 mol，二氧化碳的体积是0.01 mol×22.4 L·mol-1＝0.224‎ ‎ L＝224 mL。‎ 答案　(1)(CH3)3CCH2CH3　(CH3)3CCH2COOH ‎(2)取代(水解)　消去　(3)2(CH3)3CCH2CH2OH＋O22(CH3)3CCH2CHO＋2H2O　(4)224‎ ‎(5)(CH3)3CCH2CHO＋2[Ag(NH3)2]OH(CH3)3CCH2COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O ‎4．(选做题)(2016·湖北七市联考)某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。‎ ‎(1)A的结构简式为________________________________；‎ ‎(2)A中的碳原子是否都处于同一平面？________(填“是”或“不是”)；‎ ‎(3)在下图中，D1、D2互为同分异构体，E1、E2互为同分异构体。‎ 反应②的化学方程式为________________________；C的化学名称是________；E2的结构简式是__________________________________‎ ‎________；④、⑥的反应类型依次是________、________。‎ 解析　(1)用商余法先求该烃的化学式，n(CH2)＝84/14＝6，化学式为C6H12，分子中含有一个碳碳双键，又只有一种类型的氢，说明分子结构很对称，结构简式为。(2)由于存在碳碳双键，因此分子中所有碳原子共平面。(3)A和Cl2发生加成反应，产物再经反应②得共轭二烯烃，D1是C和Br2发生1,2-加成反应的产物，而D1和D2互为同分异构体，可知D2是C和Br2发生1,4-加成的产物，生成物D1和D2分别再发生水解反应生成醇E1和E2。‎ 答案　(1)　(2)是 ‎(3)＋2NaOH＋2NaCl＋2H2O ‎2,3-二甲基-1,3-丁二烯　　1,4-加成反应　取代反应(或水解反应)‎ ‎5．下面是几种有机化合物的转换关系：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)根据系统命名法，化合物A的名称是__________。‎ ‎(2)上述框图中，①是__________反应，③是__________反应(填反应类型)。‎ ‎(3)化合物E是重要的工业原料，写出由D生成E的化学方程式：______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(4)C2的结构简式是_______________________________________________，‎ F1的结构简式是__________________________________________，‎ F1和F2互为______________。‎ 解析　‎ 这是一道烷烃、烯烃、卤代烃之间相互转化的框图题，在考查烷烃的取代反应和烯烃、二烯烃的加成反应的基础上，重点考查了卤代烃发生消去反应这一性质，解题的关键是根据反应的条件确定反应的类型及产物。转化过程：烷烃卤代烃单烯烃二卤代烃二烯烃1,4-加成产物或1,2-加成产物。‎ 答案　(1)2,3-二甲基丁烷　(2)取代　加成 ‎(3)＋2NaOH ‎＋2NaBr＋2H2O ‎(4)‎ 同分异构体 ‎6．异丙苯是一种重要的有机化工原料。根据题意完成下列填空：‎ ‎(1)由苯与2-丙醇反应制备异丙苯属于________反应；由异丙苯制备对溴异丙苯的反应试剂和反应条件为______________________。‎ ‎(2)异丙苯有多种同分异构体，其中一溴代物最少的芳香烃的名称是______________。‎ ‎(3)α-甲基苯乙烯是生产耐热型ABS树脂的一种单体，工业上由异丙苯催化脱氢得到。写出由异丙苯制取该单体的另一种方法(用化学反应方程式表示)______________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(4)耐热型ABS树脂由丙烯腈、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯共聚生成，写出该树脂的结构简式(不考虑单体比例)________________。‎ 解析　(1)由苯与2-丙醇制备异丙苯属于取代反应，由异丙苯制备对溴异丙苯需要在苯环上的对位引入—Br，所以与苯的卤代反应条件相同，需用液溴在溴化铁(或铁)作催化剂条件下反应。‎ ‎(2)异丙苯的同分异构体中，结构对称的1,3,5-三甲苯中等效氢原子最少，故其一溴代物最少(共2种)。‎ ‎(3)由异丙苯制备α-甲基苯乙烯，首先对此二者结构进行对比，可以看出异丙苯中的C—C变成了α-甲基苯乙烯中的，因此需要先卤代、后消去两步反应，即＋Cl2＋HCl；CCH3CH2＋HCl。‎ ‎(4)ABS树脂是由丙烯腈(CH2===CH—CN)、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯在一定条件下加聚而成，反应为 nCH2===CHCN＋nCH2===CH—CH===CH2＋‎ ‎。‎ 答案　(1)取代　Br2/FeBr3(或Br2/Fe)‎ ‎(2)1,3,5-三甲苯 ‎(3)＋Cl2＋HCl ＋HCl ‎(4)‎ ‎7．对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：‎ 已知以下信息：‎ ‎①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；‎ ‎②D可与银氨溶液反应生成银镜；‎ ‎③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的化学名称为__________；‎ ‎(2)由B生成C的化学反应方程式为________________________________，‎ 该反应的类型为____________；‎ ‎(3)D的结构简式为_________________________________________；‎ ‎(4)F的分子式为____________；‎ ‎(5)G的结构简式为________________；‎ ‎(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是________________(写结构简式)。‎ 解析　(1)由题意知A为甲苯，根据反应的条件和流程分别确定B、C、D、E、F、G的结构。‎ ‎(2)由光照条件知B生成C的反应为甲基的取代反应。‎ ‎(3)由信息①知发生取代反应，然后失水生成。‎ ‎(4)E为，在碱性条件下反应生成。‎ ‎(5)F在酸性条件下反应生成对羟基苯甲酸。‎ ‎(6)限定条件的同分异构体的书写：①有醛基；②有苯环；③注意苯环的邻、间、对位置。‎ 答案　(1)甲苯　(2)＋2Cl2＋2HCl　取代反应 ‎(3)　(4)C7H4O3Na2‎ ‎(5)‎ ‎(6)13　‎ ‎8．(全国卷Ⅰ)A～H的转换关系如下所示：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)链烃A有支链且只有一个官能团，其相对分子质量在65～75之间，1 mol A完全燃烧消耗7 mol氧气，则A的结构简式是________，名称是________；‎ ‎(2)在特定催化剂作用下，A与等物质的量的H2反应生成E。由E转化为F的化学方程式是______________________________________；‎ ‎(3)G与金属钠反应能放出气体。由G转化为H的化学方程式是________________________________________________。‎ ‎(4)①的反应类型是________；③的反应类型是________；‎ ‎(5)链烃B是A的同分异构体，分子中的所有碳原子共平面，其催化氢化产物为正戊烷，写出B所有可能的结构简式为_____________________________‎ ‎_________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________；‎ ‎(6)C也是A的一种同分异构体，它的一氯代物只有一种(不考虑立体异构)，则C的结构简式为________。‎ 答案　(1)　3-甲基-1-丁炔 ‎(2)‎ ‎(3)＋‎ ‎(4)加成反应(或还原反应)　取代反应(或水解反应)‎ ‎(5)H2C===CH—CH===CH—CH3或CH3CH2—C≡C—CH3‎ ‎(6)‎