通用版2019版高考化学一轮复习选修5有机化学基础第2节烃和卤代烃学案新人教版20190122163.doc
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1、1第 2 节 烃和卤代烃【考纲要求】掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。 掌握卤代烃的结构与性质。 了解烃类的重要应用。考点一 脂肪烃学生用书 P1921脂肪烃的结构特点与通式2脂肪烃的物理性质性质 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3.脂肪烃的化学性质比较烷烃 烯烃 炔烃活动性 较稳定 较活泼 较活泼取代反应 能够与卤素取代加成反应 不能发生能与 H2、X 2、HX、H 2O、HCN等加
2、成(X 代表卤素原子)淡蓝色火焰燃烧火焰明亮,有黑烟燃烧火焰明亮,有浓烟氧化反应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 能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色2锰酸钾溶液褪色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,并且是各步反应同时进行,产物是烃的多种卤代物的混合物和卤化氢。按要求书写方程式:(1)乙烷和 Cl2生成一氯乙烷:。(2)烷烃的燃烧通式:。(3)单烯链烃的燃烧通式:。(4)丙烯使溴的 CCl4溶液褪色:。(5)丙烯与 H2O 的加成反应:。(6)丙烯的加聚反应:。(7)乙炔和 H2生成乙烷:。(8)乙炔和 HCl 生成
3、氯乙烯:。(9)氯乙烯的加聚反应:。(10)等物质的量的 CH2CHCHCH2与 Br2加成可能的反应: ; 。答案:(1)CH 3CH3Cl 2 CH3CH2ClHCl 光 (2)CnH2n2 O2 nCO2( n1)H 2O3n 12 点 燃 (3)CnH2n nO2 nCO2 nH2O32 点 燃 3题组一 考查烃分子中原子的共线、共面问题1下列化合物的分子中,所有原子都处于同一平面的有( )乙烷 甲苯 氟苯 四氯乙烯A BC D解析:选 C。甲烷是正四面体形结构,乙烷相当于甲基取代甲烷分子中的一个氢原子;甲苯相当于苯基取代甲烷分子中的一个氢原子;苯是平面正六边形结构,氟苯相当于一个氟原
4、子取代苯分子中的一个氢原子,其空间结构不变;乙烯是平面结构,四氯乙烯相当于4 个氯原子分别取代乙烯分子中的 4 个氢原子,其空间结构不变。2下列有机化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是( )4解析:选 D。苯分子中 12 个原子处在同一平面上, 可以看作甲基取代苯环上的 1 个氢原子,所有碳原子在同一平面上;乙炔分子中的 4 个原子在同一直线上,HCCCH 3可以看作甲基取代乙炔中 1 个氢原子,所有碳原子在同一平面上;乙烯分子中6 个原子在同一平面上, 可看作乙烯分子中的 2 个氢原子被CH 3取代,所有碳原子在同一平面上; 可看作甲烷分子中的 3 个氢原子被CH 3取代,所有碳原
5、子不可能在同一平面上。突破有机物分子中原子的共线与共面问题1找准共线、共面基准点(1)共面型: 及 分子中所有原子均在同一平面上。(2)正四面体(或四面体)型: 分子中所有原子不可能都在同一平面上。2掌握一种方法、一种思想(1)展开空间构型法。其他有机物可看作由以上三种典型分子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产 物,但这三种分子的空间结构基本不变。如 CH2=CHCl,可看作 Cl 原子代替了原来乙烯分子中 H 原子的位置,故六个原子都在同一平面上。(2)单键旋转思想。三种典型框架上的取代基可以以“CC”为轴旋转。例如:因键可以旋转,故 的平面可能和 确定的平面重合,也可能不重合,因而 分
6、子中的所有原子可能共面,也可能不完全共面。题组二 考查脂肪烃的性质及应用3某有机物的结构简式为5下列描述正确的是( )A该有机物常温常压下呈气态,且易溶于水B该有机物能使酸性高锰酸钾溶液褪色C该有机物分子为直线形的极性分子D该有机物可由乙炔和含氮化合物加聚制得解析:选 B。该有机物分子的相对分子质量较大,分子间作用力较强,常温常压下不可能呈气态;该有机物分子中有较长的炔烃链,且是非极性分子,与水分子间引力作用很微弱,不能有效分散在水中,即难以溶解,A 项错误。该有机物分子中含有碳碳三键,所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B 项正确。该有机物分子为直线形分子,且分子是对称结构,故整个分子是非极性分子
7、,C 项错误。该物质不是高分子化合物,不可能是加聚产物,且该物质中没有氮元素,D 项错误。4下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型叙述正确的是( )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 CnH2n2 ,而烯烃的通式一定是 CnH2nD烷烃与烯烃相比,发生加成反应的一定是烯烃解析:选 D。烯烃中含有碳氢饱和键,也可能含有碳碳饱和键,A 错误;烯烃中的氢原子有可能发生取代反应,B 错误;环烷烃的通式是 CnH2n,只有单烯链烃的通式才是CnH2n,C 错误。考点二 苯及其同系物学生用书 P194芳香烃苯 及 其 同 系 物通 式 : Cn
8、H2n 6( n 6)键 的 特 点 : 苯 环 中 含 有 介 于 碳 碳单 键 和 碳 碳 双 键 之 间 的 特 殊的 化 学 键特 征 反 应 : 能 取 代 , 难 加 成 , 侧 链 可被 酸 性 KMnO4溶 液 氧 化 )其 他 芳 香 烃 苯 乙 烯 、等 )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6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取 代 ( 卤 化 、 硝 化 、 磺 化 )加 氢 环 烷 烃 ( 反 应 比 烯 、 炔 烃 困 难 )点 燃 : 有 浓 烟 (2)不同点烷基对苯环有影响,所以苯的同
9、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:硝化: 。1C 2H2和 的最简式相同( )2苯环是平面正六边形结构,说明苯分子中的碳碳键不是单双键交替结构( )3甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同( )4可用酸性高锰酸钾溶液鉴别甲苯和环己烯( )5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( )76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( )答案:1.
10、2. 3. 4. 5. 6.题组一 考查芳香烃的同分异构体1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族化合物有 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:选 B。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 项正确;B 项中物质的分子式为 C7H8O,与其互为同分异构体的芳香族化合物中有 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)
11、,总共有5 种,B 项错误;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 项正确;由菲的结构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 项正确。2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:(1)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。(2)有机物丙也是苯的同系物,分子式也是 C10H14,它的苯环上的一溴代物只有一种,试写出丙所有可能的结
12、构简式: 。解析:(1)能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸的苯的同系物都有一个共同点:侧链与苯环相连的碳原子上有氢原子,产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目,若苯的同系物能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为 C8H6O4的芳香酸(二元酸),说明苯环上有两个侧链,可能是两个乙基,也可能是一个甲基和一个丙基,而丙基又有两种结8构(CH 2CH2CH3和 两个侧链在苯环上的位置又有邻位、间位和对位 3 种结构,故分子式为 C10H14且有两个侧链的苯的同系物有 339 种结构;(2)分子式为 C10H14的苯的同系物的苯环上的一溴代物只有一种,其苯环上可能只有 2 个相同侧链且位于对位,
13、或4 个相同的侧链。答案:定一(或定二)移一法突破苯环上位置异构的书写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。例如:二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体共有六种(2316)。题组二 考查芳香烃的性质及应用3下列叙述中,错误的是( )A苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持 5560 反应生成硝基苯B苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷C乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成 1,2二溴乙烷D甲苯与氯气在光照下反应主要生成 2
14、,4二氯甲苯解析:选 D。A 项,苯与浓硝酸在浓硫酸作用下发生取代反应,生成硝基苯;B 项,苯9乙烯的结构简式为 ,故可以在合适条件下与氢气发生加成反应生成;C 项,乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成 BrCH2CH2Br;D 项,甲苯与氯气在光照条件下主要发生甲基上的取代反应。4 “PX”即为对二甲苯,是一种可燃、低毒化合物,毒性略高于乙醇,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,爆炸极限为 1.1%7.0%(体积分数),是一种用途极广的有机化工原料。下列关于“PX”的叙述不正确的是( )A “PX”的化学式为 C8H10, 1HNMR 有 2 组吸收峰B “PX”能使酸性高锰酸钾溶液褪色,属于
15、苯的同系物C “PX”二溴代物有 3 种同分异构体D “PX”不溶于水,密度比水小解析:选 C。A 项,对二甲苯的结构简式为 ,所以分子式为C8H10, 1HNMR 有 2 组吸收峰;B 项,苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色;C 项,根据对二甲苯的结构简式分析,对二甲苯的二溴代物共有 7 种同分异构体;D 项,苯的同系物与苯的性质相似,所以“PX”不溶于水,密度比水小。5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该物质极易溶于水解析:选 B。根据柠檬烯的结构可知,柠檬烯属于烃,故
16、其不溶于水;其含有碳碳双键,故易与溴发生加成反应;与苯的结构不同,故其性质与苯的也不同。考点三 卤代烃学生用书 P1951概念:烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。官能团是卤素原子,饱和一元卤代烃通式:CnH2n1 X(n1)。2物理性质103化学性质(1)水解反应反应条件为强碱(如 NaOH)水溶液、加热。C 2H5Br 在碱性(如 NaOH 溶液)条件下发生水解反应的化学方程式为 CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr。 H2O (2)消去反应概念: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)化合物的
17、反应。反应条件为强碱(如 NaOH)的乙醇溶液、加热。溴乙烷在 NaOH 的乙醇溶液中发生消去反应的化学方程式为CH3CH2BrNaOH CH2=CH2NaBrH 2O。 C2H5OH 4获取方法(1)取代反应乙烷与 Cl2:CH 3CH3Cl 2 CH3CH2ClHCl。 光 照 苯与C 2H5OH 与 HBr:C 2H5OHHBr C2H5BrH 2O。 (2)不饱和烃的加成反应丙烯与 Br2、HBr:CH3CH=CH2Br 2 CH 3CHBrCH2Br;乙炔与 HCl 的反应:CHCHHCl CH2=CHCl。 催 化 剂 111CHCl 3不属于卤代烃( )2CH 3CH2Cl 的沸
18、点比 CH3CH3的沸点高( )3溴乙烷与 NaOH 乙醇溶液共热生成乙烯( )4所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应( )5在溴乙烷中加入 AgNO3溶液,立即产生淡黄色沉淀( )6取溴乙烷水解液,向其中加入 AgNO3溶液,可观察到淡黄色沉淀( )7用 AgNO3溶液和稀 HNO3便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素( )8卤代烃性质稳定,不会对环境造成破坏( )答案:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.1下列化合物在一定条件下,既能发生消去反应,又能发生水解反应的是( )解析:选 B。A 中只有一个碳原子,C、D 中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,所以 A、C、D
19、 均不能发生消去反应。21氯丙烷与强碱的醇溶液共热后,生成的产物再与溴水反应,得到一种有机物A,A 的同分异构体(包括 A)共有( )A3 种 B4 种C5 种 D6 种解析:选 B。1氯丙烷与强碱的醇溶液共热后发生消去反应生成丙烯,丙烯与溴水发生加成反应生成 1,2二溴丙烷,即分子式为 C3H6Br2,该有机物可以看成是 C3H8中的两个氢原子被两个溴原子取代。碳链上的三个碳原子中,两个溴原子取代一个碳原子上的氢原子,有 2 种结构:CH 3CH2CHBr2、CH 3CBr2CH3;分别取代两个碳原子上的氢原子,有 2 种结构:CH 2BrCH2CH2Br、CH 2BrCHBrCH3,共有
20、4 种结构。3由 CH3CH2CH2Br 制备 CH3CH(OH)CH2OH,依次(从左至右)发生的反应类型和反应条件都正确的是( )选项 反应类型 反应条件A 加成反应、取代反应、消去反应 KOH 醇溶液/加热、KOH 水溶液/加热、常温B 消去反应、加成反应、取代反应 NaOH 醇溶液/加热、常温、NaOH 水溶液/加热C 氧化反应、取代反应、消去反应 加热、KOH 醇溶液/加热、KOH 水溶液/加热12D 消去反应、加成反应、水解反应 NaOH 水溶液/加热、常温、NaOH 醇溶液/加热解析:选 B。 CH3CH2CH2Br CH 3CH=CH2 CH 3CHXCH2X(X 代表卤素原子
21、) CH 3CH(OH)CH2OH。依次发生消去反应、加成反应、水解反应(取代反应),由对应的反应条件可知 B 项正确。卤代烃水解反应和消去反应的规律(1)水解反应卤代烃在 NaOH 的水溶液中一般能发生水解反应。多元卤代烃水解可生成多元醇。卤代烃的水解反应实质是可逆反应,为了促使正反应进行得较完全,水解时一定要加入可溶性强碱并加热,加强碱可与水解生成的卤化氢发生中和反应,减小生成物浓度,使平衡右移,加热可提高水解反应的速率。(2)消去反应两类不能发生消去反应的卤代烃结构特点 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有两种或三种邻位
22、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:型卤代烃,发生消去反应可以生成学生用书 P1961(2016高考北京卷)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:13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:选 B。甲苯生成二甲苯和苯,可分别理解成甲苯中苯环上的氢被甲基取代、甲苯中的甲基被氢取代,A 项正确;同系物中
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