江苏省2020版高考化学新增分大一轮复习专题10有机化合物及其应用第32讲烃卤代烃讲义(含解析)苏教版.docx
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1、1第 32 讲 烃 卤代烃考纲要求 掌握烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃的组成、结构特点和主要性质。考点一 烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质(一)烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式(二)烃的物理性质变化规律性质 变化规律状态常温下含有 14 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,密度均比水小水溶性 均难溶于水(三)脂肪烃的代表物及其性质1.甲烷、乙烯、乙炔的结构和物理性质比较烃的种类 甲烷 乙烯 乙炔分子式 CH4 C2H4 C2H2结构简式 CH2=
2、CH2 CHCH分子结构特点 正四面体结构,键角为109.5,由极性键形成的非极性分子平面结构,键角为 120,所有原子处于同一平面内,非极性分子HCCH直线形结构,键角为180,分子中所有的原子均处于同一直线上,非极性分子2物理性质无色、无味的气体,极难溶于水,密度比空气小无色、稍有气味的气体,难溶于水,密度比空气略小纯乙炔是无色、无味的气体,密度比空气小,微溶于水碳的质量分数 75% 85.7% 92.3%2.烷烃、烯烃、炔烃的化学性质(1)烷烃的代表甲烷稳定性:与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。燃烧反应:化学方程式为 CH42O 2 CO22H 2O。 点 燃 取代反应:在光照
3、条件下与 Cl2发生取代反应,第一步反应的方程式为CH4Cl 2 CH3ClHCl,继续反应依次又生成了 CH2Cl2、CHCl 3、CCl 4。 光 照 (2)烯烃的代表乙烯(CH 2=CH2)完成下列方程式:燃烧:CH 2=CH23O 2 2CO22H 2O。(火焰明亮且伴有黑烟) 点 燃 加聚反应: nCH2=CH2 CH2CH2 引 发 剂 (3)炔烃的代表乙炔(CHCH)完成下列方程式:燃烧燃烧通式为 CnH2n2 O2 nCO2( n1)H 2O。3n 12 点 燃 3加成反应如 CHCHH 2 CH2=CH2; 催 化 剂 CHCH2H 2 CH3CH3。 催 化 剂 加聚反应如
4、 nCHCH CH=CH。 引 发 剂 3.乙烯和乙炔实验室制法乙烯 乙炔原理 CH3CH2OH CH2=CH2H 2O 浓 H2SO4 170 CaC22H 2O Ca(OH)2HCCH反应装置收集方法 排水集气法 排水集气法或向下排空气法(1)符合通式 CnH2n2 的烃一定是烷烃()(2)丙烷分子中的碳原子在同一条直线上()(3)乙烯和乙炔可用酸性 KMnO4溶液鉴别()(4)聚丙烯可发生加成反应()(5)烷烃同分异构体之间,支链越多,沸点越高()(6)顺-2-丁烯和反-2-丁烯均能使溴水褪色()(7)CH2=CHCH=CH2与 Br2发生加成反应生成 BrCH2CH=CHCH2Br 和
5、 2种物质()1.烃反应类型判断(1)CH3CH=CH2_ ,反应类型:_。(2)CH3CH=CH2Cl 2 _HCl,反应类型:_。 4(3)CH2=CHCH=CH2_ ,反应类型:_。(4)_Br 2 ,反应类型:_。(5)_ ,反应类型:_。 催 化 剂 答案 (1)Cl 2 加成反应(2) 取代反应(3)Br2 加成反应(4)CH3CCH 加成反应(5)nCH2=CHCl 加聚反应2.烯烃的氧化规律某烃的分子式为 C11H20,1mol 该烃在催化剂作用下可以吸收 2molH2;用热的酸性 KMnO4溶液氧化,得到丁酮( )、琥珀酸( )和丙酮( )三者的混合物。该烃的结构简式:_。答
6、案 烯烃、炔烃与酸性 KMnO4溶液反应图解51.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 消耗氧气较多答案 A解析 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,CH 4
7、的耗氧量较多,D 错误。2.(2019西安模拟)有机物的结构可用“键线式”表示,如:CH 3CH=CHCH3可简写为 ,有机物 X 的键线式为 ,下列说法不正确的是( )A.X 与溴的加成产物可能有 3 种B.X 能使酸性 KMnO4溶液褪色C.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D.Y 是 X 的同分异构体,且属于芳香烃,则 Y 的结构简式为答案 C解析 X 分别与 1 分子 Br2、2 分子 Br2、3 分子 Br2加成得到 3 种加成产物,A 项正确;X 与足量 H2加成后的产物中只有两种不等效氢原子,因而只有两种一氯取代物,C 项错误;Y
8、的化学式为 C8H8,与 X 相同,D 项正确。3.某烷烃的结构简式为 。(1)用系统命名法命名该烃:6_。(2)若 该 烷 烃 是 由 烯 烃 和 1 mol H2加 成 得 到 的 , 则 原 烯 烃 的 结 构 有 _(不 包 括 立 体 异 构 , 下 同 )种 。(3)若该烷烃是由炔烃和 2molH2加成得到的,则原炔烃的结构有_种。(4)该烷烃在光照条件下与氯气反应,生成的一氯代烷最多有_种。答案 (1)2,3-二甲基戊烷 (2)5 (3)1 (4)6解析 (1)该烷烃中最长的碳链上有五个碳原子,属于戊烷,有两个取代基,故其名称为2,3-二甲基戊烷。(2)只要是相邻的两个碳原子上都
9、存在至少一个 H,该位置就有可能是原来存在碳碳双键的位置,除去重复的结构,该烃分子中这样的位置一共有 5 处。(3)只要是相邻的两个碳原子上都存在至少两个 H,该位置就有可能是原来存在碳碳叁键的位置,该烃分子中这样的位置一共有 1 处。(4)该烷烃分子中有 6 种等效氢原子,故与氯气反应生成的一氯代烷最多有 6 种。4.烯烃在化工生产过程中有重要意义。如图所示是以烯烃 A 为原料合成粘合剂 M 的路线图。回答下列问题:(1)下列关于路线图中的有机物或转化关系的说法正确的是_(填字母)。A.A 能发生加成反应、氧化反应、缩聚反应B.B 的结构简式为 CH2ClCHClCH3C.C 的分子式为 C
10、4H5O3D.M 的单体是 CH2=CHCOOCH3和(2)A 分子中所含官能团的名称是_,反应的反应类型为_。(3)设计步骤的目的是_,C 的名称为_。(4)C 和 D 生成 M 的化学方程式为_。答案 (1)D (2)碳碳双键 取代反应7(3)保护碳碳双键,防止被氧化 丙烯酸甲酯(4)nCH2=CHCOOCH3 一 定 条 件 解析 A 为烯烃,分子式为 C3H6,其结构简式为 CH3CH=CH2;结合反应的生成物为CH2=CHCH2OH,及反应的条件可知 B 为 ClCH2CH=CH2;生成 D 的反应物为 CH2=CHCN,由粘合剂 M 逆推可知 D 为 ,故 C 为 CH2=CHCO
11、OCH3。(1)CH 3CH=CH2可发生加成反应和氧化反应,不能发生缩聚反应,A 项错误;B 为 ClCH2CH=CH2,B 项错误;CH2=CHCOOCH3的分子式为 C4H6O2,C 项错误。(2)A 为 CH3CH=CH2,其官能团为碳碳双键,反应是甲基在光照条件下的取代反应。(3)反应是 CH2=CHCH2OH 通过加成反应,使碳碳双键得以保护,防止后续加入酸性 KMnO4溶液时被氧化,待羟基被氧化后,再通过消去反应,得到原来的碳碳双键;C 为 CH2=CHCOOCH3,其名称为丙烯酸甲酯。(4)CH2=CHCOOCH3与 通过加聚反应生成 。考点二 芳香烃1.芳香烃(1)分类芳香烃
12、Error!(2)芳香烃在生产、生活中的作用:苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要的有机化工原料,苯还是一种重要的有机溶剂。2.对比记忆苯及其同系物的结构与性质苯 苯的同系物化学式 C6H6 CnH2n6 (通式, n6)结构特点苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种独特的化学键分子中含有一个苯环与苯环相连的是烷基主要化学性质取代反应:a.硝化:取代反应:a.硝化: 3HNO 38HNO 3 H 2O 浓 H2SO4 b.卤代:Br 2 HBr FeBr3 加成反应: 3H 2 Ni 难氧化,可燃烧,不能使酸性KMnO4溶液褪色3H 2O 浓 H2SO4 b.卤代:Br 2 HBr
13、 FeBr3 Cl 2 光 HCl加成反应:苯环加氢易氧化,能使酸性 KMnO4溶液褪色: KMnO4 H3.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 CH2CH3 CH3CH3 CH3CH3 CH3CH3(1)某烃的分子式为 C11H16,它不能与溴水反应,但能使酸性 KMnO4溶液褪色,分子结构中只含有一个烷基,符合条件的烃有 7 种( )(2)甲苯与氯气光照条件下反应,主要产物是 2,4-二氯甲苯( )(3)苯的二氯代物有三种( )(4)己烯中混有少量甲苯,先加入足量溴水,然后加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色,则证明己烯中混有甲苯(
14、)(5)C2H2与 的最简式相同( )9答案 (1) (2) (3) (4) (5)解析 (1)C 11H16满足 CnH2n6 ,属于苯的同系物,只含一个烷基,因而其结构为,戊基有 8 种,其中 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因而符合条件的同分异构体有 7 种。(2)Cl2与甲苯光照条件下发生取代反应,主要取代甲基上的氢原子。(3)苯的二氯取代物有邻、间、对三种。(4)己烯与足量溴发生加成反应后,碳碳双键变为单键,只有甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(5) 的化学式为 C8H8,最简式为“CH” 。有下列物质:乙苯,环己烯,苯乙烯,对二甲苯,叔丁基苯回答下列问题:(1)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的
15、是_。(2)互为同系物的是_。(3)能使溴的四氯化碳溶液褪色的是_。(4)写出分别被酸性高锰酸钾溶液氧化产物的结构简式:_、_。答案 (1) (2)或 (3)(4)HOOC(CH2)4COOH 1.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.不能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10答案 BC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。2.(2018四川广安、眉山、内江、遂宁二诊)苯乙烯转化为乙苯的反应
16、为H 2 ,下列相关分析正确的是( ) 一 定 条 件 A.属于取代反应B.可用 CCl4分离和的混合物C.和都属于苯的同系物D.可以用溴水鉴别和答案 D解析 属于加成反应,A 项错误;和均为有机物,均溶于四氯化碳,不可用 CCl4分离和的混合物,B 项错误;属于苯的同系物,但不属于苯的同系物,C 项错误;中碳碳双键可以与溴发生加成反应,但不能,可以用溴水鉴别和,D 项正确。3.(2018淮安调研)化合物 W、X、Y、Z 的分子式均为 C7H8,Z 的空间结构类似于篮子。下列说法正确的是( )A.化合物 W 的同分异构体只有 X、Y、ZB.X、Y、Z 可与酸性 KMnO4溶液反应C.1molX
17、、1molY 与足量 Br2/CCl4溶液反应最多消耗 Br2均为 2molD.Z 的一氯代物只有 3 种答案 D解析 甲苯还有链状结构的同分异构体,如 CH2=CHCH=CHCH2CCH,A 项错误;Z 不能与酸性 KMnO4溶液反应,B 项错误;1 mol X 与足量 Br2/CCl4溶液反应最多消耗 2 mol Br2,1 mol Y 与足量 Br2/CCl4溶液反应最多消耗 3 mol Br2,C 项错误;根据 Z 的结构知,Z有 3 种类型的氢,其一氯代物有 3 种,D 项正确。4.以含有某种官能团的芳香烃 C8H8为主要原料合成药物 E 的流程(部分反应条件及产物略去)如图:11已
18、知: (R 和 R是烃基或 H 原子)。 HCN H请根据流程图中的转化关系回答下列问题:(1)芳香烃 C8H8的结构简式为_,名称为_。(2)反应的反应类型为_。(3)B 中所含官能团的名称为_。(4)D 转化为 E 的化学方程式为_,该反应的反应类型为_。答案 (1) 苯乙烯(2)取代反应(或水解反应)(3)羰基(4) H 2O 消去反应 浓 硫 酸 解析 本题可以从前向后推导。由 C8H8(芳香烃)与 HBr 反应得到的物质的结构简式可推出C8H8的结构简式为 ,进一步可推出 A 的结构简式为,B 的结构简式为 ,结合已知信息知,C 的结构简式为 ,则 D 的结构简式为 。12考点三 卤
19、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 RX(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(1)沸点:比同碳原子数的烃沸点要高;(2)溶解性:水中难溶,有机溶剂中易溶;(3)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。3.卤代烃的化学性质(1)卤代烃水解反应和消去反应的比较反应类型 水解反应(取代反应) 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;RCH2XNaOH R H2O CH2OHNaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HX;NaOH
20、醇 NaXH 2O产物特征引入OH,生成含OH 的化合物消去 HX,生成含碳碳双键或碳碳叁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(如双键或叁键)的化合物的反应。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 CH3Cl13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、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=CHCH2CH3(或 CH3CH=CHCH3) 醇 NaClH 2O 型卤代烃,
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