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第2讲

烃和卤代烃

[考纲要求]

1.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。2.了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及应用。3.了解卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与其他有机物的相互联系。4.了解加成反应、取代反应和消去反应。5.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。

考点一

烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质

1．烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式

2．物理性质

性质

状态

变化规律

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

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

随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小

均难溶于水

沸点

相对密度

水溶性

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＋Cl2――→CH3CH2Cl＋HCl。

②分解反应

③与氧气的反应

3n＋1点燃燃烧通式为CnH2n＋2＋O2――→nCO2＋(n＋1)H2O。

2(2)烯烃的化学性质

①与酸性KMnO4溶液的反应

光照

能使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化反应。

②燃烧

3n点燃燃烧通式为CnH2n＋O2――→nCO2＋nH2O。

2③加成反应

。

。

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，如：

CH≡CH――→CO2(主要产物)。

HSO24催化剂。

KMnO4②燃烧

3n－1点燃燃烧通式为CnH2n－2＋O2――→nCO2＋(n－1)H2O。

2③加成反应

CH≡CH＋H2――→CH2===CH2，

△CH≡CH＋2H2――→CH3—CH3。

△④加聚反应

nCH≡CH――→CH===CH。

找准不饱和烃结构基准点，归纳其重要性质

一是必须熟悉不饱和烃的代表物乙烯和乙炔的结构特点：①乙烯分子中的所有原子都在同一平面内②乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子一定在一条直线上。当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定和乙炔分子中的其他原子共线。

二是必须掌握不饱和烃如烯烃、炔烃和二烯烃的性质，它们均具有不饱和键，化学性质也类似，均可发生以下反应：①加成反应：分子中的碳碳双键或碳碳叁键断裂，双键或叁键两端的原子可与其他原子或原子团结合。②加聚反应：实质上是加成反应，与普通加成反应有所不同的是生成的产物一般为高分子化合物。③氧化反应：引发剂催化剂催化剂

可以燃烧，也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，一般乙炔被氧化成CO2；烯烃在酸性KMnO4溶液的作用下，分子中的碳碳双键断开；双键碳原子上连有两个氢原子的被氧化成CO2，双键碳原子上连有一个氢原子的最终被氧化成羧酸，双键碳原子上无氢原子的被氧化成酮。具体的反应：

考点二

苯及苯的同系物的结构与性质

化学式

苯

C6H6

苯环上的碳碳键是介于碳碳结构特点

单键和碳碳双键之间的一种独特的化学键

苯的同系物

CnH2n－6(通式，n>6)

①分子中含有一个苯环

②与苯环相连的是烷基

(1)取代：

(1)取代：

主要化学性质

(2)能加成

(3)易氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色。

深度思考

1．从基团之间相互影响的角度分析甲苯易发生取代反应和氧化反应的原因。

答案

因为甲基对苯环有影响，所以甲苯比苯易发生取代反应；因为苯环对甲基有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

2．己烯中混有少量甲苯，如何检验？

答案

先加入足量溴水，然后再加入酸性高锰酸钾溶液。即检验苯的同系物之前必须排除烯烃的干扰。

(3)难氧化，可燃烧，不能使酸性KMnO4溶液褪色。

考点三

卤代烃

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。

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：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。

(2)化学性质

①水解反应：

R—X＋NaOH――→R—OH＋NaX(R—代表烃基)；

△R—CHX—CH2X＋2NaOH――→R—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(如双键或叁键)的化合物的反应。

R—CH2—CH2—X＋NaOH――→R—CH===CH2＋NaX＋H2O或

△R—CH2—CH2—X――→R—CH===CH2＋HX；

△醇强碱、醇醇H2OH2O＋2NaOH――→CH≡CH＋2NaX＋2H2O。

△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

。

(2)取代反应

如乙烷与Cl2：CH3CH3＋Cl2――→CH3CH2Cl＋HCl。

光照

苯与Br2：C2H5OH与HBr：C2H5OH＋HBr――→C2H5Br＋H2O。

深度思考

1．实验室现有失去标签的溴乙烷、戊烷各一瓶，如何鉴别？

答案

利用戊烷密度小于水，溴乙烷密度大于水的性质鉴别。

2．卤代烃遇AgNO3溶液会产生卤化银沉淀吗？

△。

答案

不会，卤代烃分子中卤素原子与碳原子以共价键相结合，属于非电解质，不能电离出卤素离子。

3．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________。

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

卤代烃的两种重要反应类型

1．某卤代烷烃C5H11Cl发生消去反应时，可以得到两种烯烃，则该卤代烷烃的结构简式可能为

(

) A．CH3CH2CH2CH2CH2Cl B．

C．

D．答案

C

2．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

(

) A．CH3Cl

B．

C．答案

B

D．

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

A

(

) 反应类型

反应条件

加成反应、取代反应、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加消去反应

热、常温

B 消去反应、加成反应、NaOH醇溶液/加热、常温、NaOH水取代反应

溶液/加热

C 氧化反应、取代反应、加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶消去反应

液/加热

D 答案

B 消去反应、加成反应、NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇水解反应

溶液/加热

题组二

有机合成中的重要桥梁——卤代烃

4．从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷，下列制备方案中最好的是

NaOH水溶液Br2浓硫酸，170 ℃

Br2

(

) A．CH3CH2Br――――→CH3CH2OH―――――→CH2===CH2――→CH2BrCH2Br B．CH3CH2Br――→CH2BrCH2Br C．CH3CH2Br――――→CH2===CH2――→CH3CH2Br――→CH2BrCH2Br D．CH3CH2Br――――→CH2===CH2――→CH2BrCH2Br 答案

D 解析

本题考查卤代烃制取方案的设计。在有机合成中，理想合成方案有以下特点：①尽量少的步骤；②选择生成副产物最少的反应原理；③试剂价廉；④实验安全；⑤符合环保要求。在有机合成中引入卤原子或引入卤原子作中间产物，用加成反应，而不用取代反应，因为光照下卤代反应产物无法控制，得到产品纯度低。A选项，发生三步反应，步骤多，产率低；B选项，溴与烷烃发生取代反应，是连续反应，不能控制产物种类，副产物多；C选项，步骤多，且发生卤代反应难控制产物纯度；D选项，步骤少，产物纯度高。

题组三

实验探究——溴乙烷的制备

6．(2011·上海，26)实验室制取少量溴乙烷的装置如图所示。根据题意完成下列填空：

NaOH醇溶液Br2NaOH醇溶液HBrBr2

(1)圆底烧瓶中加入的反应物是溴化钠、________和1∶1的硫酸。配制体积比1∶1的硫酸所用的定量仪器为______(选填编号)。

a．天平

b．量筒

d．滴定管

c．容量瓶

(2)写出加热时烧瓶中发生的主要反应的化学方程式__________________________ ______________________________________________________________________。

(3)将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中，冰水混合物的作用是_____________。

试管A中的物质分为三层(如图所示)，产物在第____________________________层。

(4)试管A中除了产物和水之外，还可能存在________、________(写出化学式)。

(5)用浓的硫酸进行实验，若试管A中获得的有机物呈棕黄色，除去其中杂质的正确方法是______(选填编号)。

a．蒸馏

b．用氢氧化钠溶液洗涤

d．用亚硫酸钠溶液洗涤

c．用四氯化碳萃取

若试管B中的酸性高锰酸钾溶液褪色，使之褪色的物质的名称是________。

(6)实验员老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口，其原因是______________________________________________________________________。

答案

(1)乙醇

b (2)NaBr＋H2SO4===HBr＋NaHSO4，

CH3CH2OH＋HBr――→CH3CH2Br＋H2O (3)冷却、液封溴乙烷

3 (4)HBr

CH3CH2OH(合理即可) (5)d

乙烯

(6)反应会产生Br2，腐蚀橡胶

解析

(1)醇与卤化氢反应生成卤代烷，故反应物应选乙醇；配制1∶1硫酸时选用量筒即可粗略测量出相同体积的浓硫酸和水。

(2)制取溴乙烷，反应物为乙醇和溴化氢，溴化氢的制取用溴化钠与硫酸，此反应为高沸点酸制易挥发性酸。

(3)反应时需加热，生成物温度较高，且溴乙烷易挥发，密度比水大，故可用冰水混合物冷却、液封溴乙烷，溴乙烷在下层。

(4)溴化钠与硫酸反应的产物HBr可能未完全反应，乙醇沸点低，加热时易挥发。

(5)浓硫酸可把Br氧化成单质Br2，除去Br2，可用具有还原性的亚硫酸钠溶液，故d正确；溴和溴乙烷均易挥发，故a错；b项可造成有机物不纯，故b错；溴和溴乙烷均易溶于四氯化碳，故c错；乙醇在浓硫酸存在条件下加热，可使分子内脱水生成乙烯，乙烯中因碳碳双键的存在而使酸性高锰酸钾溶液褪色。

－△

(6)产物中可能含单质溴，具有强氧化性，可腐蚀橡胶。

烃――→单烯烃――→二溴代烃――→二烯烃――→1,4-加成产物或1,2-加成产物。

消去加成消去加成