复习题名师教学设计2

第二节

烃和卤代烃

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。(高频) 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。

脂肪烃

1．常见脂肪烃结构特点与分子通式

2．脂肪烃代表物——甲烷、乙烯、乙炔的组成和结构

名分结构式

结构简式

电子式

空

称

子式

间构型

正甲烷

四CH4

CH4

面体

乙C2H烯

4

CH2===CH2

平面形

乙C2H炔

2

直H—C≡C—H CH≡CH H∶C⋮⋮C∶H 线形

3.物理性质

性质

状态

变化规律

常温下含有__≤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

4.化学性质

(1)氧化反应

①燃烧：

均能燃烧，点燃前要先验纯，其(设化学式为CxHy)燃烧的化学反应通式为CxHy

点燃yy＋(x＋4)O2――→xCO2＋2H2O ②酸性高锰酸钾溶液褪色：

烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是烯烃和炔烃。

(2)烷烃的取代反应：

①取代反应：有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。

②烷烃的卤代反应：

③甲烷与氯气的取代反应：

反应的化学方程式为

光CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl 光CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl 光CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl 光CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl (3)烯烃、炔烃的加成反应：

①加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。

②烯烃、炔烃发生加成反应的化学方程式：

(4)加聚反应：

①乙烯的加聚反应：

②乙炔的加聚反应：

5．几种重要烃的用途

脂肪烃

甲烷

乙烯

乙炔

用途

燃料、化工原料

植物生长调节剂、化工原料

切割、焊接金属、化工原料

6.天然气、液化石油气和汽油的主要成分及应用

天然气

主要成分

甲烷

应用

燃料、化工原料

燃料

液化石油气

丙烷、丁烷、丙烯等

汽油

C6～C8的烃类混合物

汽油发动机燃料

芳香烃

1．苯

(1)苯的结构

(2)物理性质

颜色

状态

气味

毒性

溶解性

密度

熔沸点

无色

液体

有特殊气味

有毒

不溶于水

比水小

比水低

(3)化学性质

2．苯的同系物

(1)概念：苯环上的氢原子被烷基取代的产物。通式为CnH2n－6。

(2)化学性质(以甲苯为例) ①氧化反应：甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。

②取代反应：以甲苯生成TNT的化学方程式为例：

卤代烃——溴乙烷

1．分子结构

分子式：C2H5Br，结构简式：CH3CH2Br(或C2H5Br)，官能团：—Br。

2．物理性质

溴乙烷是无色液体，密度比水大。除去溴乙烷中少量乙醇的方法是加水充分振荡，静置分液(或多次水洗分液)。

3．化学性质

注意溴乙烷与氢氧化钠反应的条件：

乙醇(1)与乙醇溶液共热发生的是消去反应，化学方程式：CH3CH2Br＋NaOH――→△CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。

H2O(2)与水溶液共热发生的是取代反应，化学方程式：CH3CH2Br＋NaOH――→△CH3CH2OH＋NaBr。

4．应用与危害

(1)在日常生活中的应用：卤代烃还可以作溶剂、农药、制冷剂、灭火剂等。

(2)主要危害：氟氯烃破坏臭氧层。

1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)溴水既可以除去乙烷中的乙烯，也可以鉴别乙烷与乙烯(

) (2)高锰酸钾酸性溶液可以鉴别乙烯和乙炔(

) (3)乙烯、乙炔在常温常压下可以与氢气、HCl发生加成反应(

) (4)乙烯中的SO2气体可以用NaOH溶液除去(

) (5)天然气、沼气的主要成分均为甲烷(

) (6)石油液化气能使溴的四氯化碳溶液褪色(

) (7)汽油都能萃取溴水中的溴(

) (8)邻二甲苯沸点大于对二甲苯(

) (9)苯的邻二取代物不存在同分异构体(

) (10)1 mol CH3COOCH2CH2Br的水解产物只能与1 mol NaOH反应(

)

【答案】

(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)√

(6)√

(7)×

(8)√

(9)√

(10)×

2．苯和甲苯互为同系物，但其结构和性质有差异，甲苯的所有碳原子________(填“能”、“不能”，下同)在同一平面内，甲苯的所有原子________在同一平面内，二者中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是________。

【答案】

能

不能

甲苯

3．(1)溴乙烷与溴水混合振荡，静置的实验现象：

_____________________________________________________。

(2)由1-溴丙烷制取1，2­丙二醇过程中的化学方程式：

_____________________________________________________ _____________________________________________________ ____________________________________________________。

【答案】

(1)液体分层，上层颜色浅，下层颜色深

(2)

醇＋NaOH――→CH2===CH—CH3↑＋△NaBr＋H2O、CH2===CH—CH3＋Br2―→、

4个反应条件：

①卤代烃的水解反应的条件是NaOH水溶液加热；

②卤代烃的消去反应的条件是NaOH醇溶液加热，生成烯；

③烷烃和苯环侧链上烷基与卤素取代反应的条件为光照；

④苯环上的卤代反应条件是纯卤素单质和铁(FeX3)作催化剂。

4个重要反应类型：

取代反应、加成反应、氧化反应、消去反应。

4个分子的构型：

①甲烷为正四面体结构；②乙烯为平面形结构；③乙炔为直线形结构；④苯为平面正六边形结构。

9个化学方程式：

光照①CH3—CH3＋Cl2――→CH3—CH2Cl＋HCl；

②CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br；

催化剂③CH2===CH2＋H2O――→CH3CH2OH；

加热、加压催化剂④nCH2===CH2――→催化剂⑤CH≡CH＋HCl――→CH2===CHCl；

△；

⑥FeBr3＋Br2――→＋HBr；

⑦浓H2SO4＋HNO3――→△＋H2O；

水⑧C2H5Br＋NaOH――→C2H5OH＋NaBr；

△乙醇⑨C2H5Br＋NaOH――→CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。

△

1.烃的性质比较

试剂

变化现象

烃的性质比较与结构关系

溴的四液溴

溴水

氯化碳溶液

高锰酸钾酸性溶液

烃

不反应，液与溴蒸气在光照条件下发生取代反应

态烷烃与溴水可以发生萃取而使溴水层褪色

常温加成，褪色

不反应，溶解，不褪色

常温加成，褪色

常温加成，褪色

不反应，不褪色

烷烃

烯烃

常温加成，褪色

氧化，褪色

炔烃

常温加成，褪色

常温加成，褪色

氧化，褪色

不反苯

一般不反应，催化条件下可取代

不反应，发不反

生萃取而使应，互溴水层褪色

溶，不褪色

不反应，发生萃取而使溴水层褪色

不反应，互溶，不褪色

应

苯的同系物

光照条件下发生侧链上的取代，催化条件下发生苯环上的取代

氧化，褪色

2.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。

(2013·新课标全国卷Ⅱ)下列叙述中，错误的是(

) ．．A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60 ℃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2，4­二氯甲苯

【解析】

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CH2CH3；C项，乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成

；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。

【答案】

D

苯的同系物与卤素单质能发生两类取代反应：苯的同系物侧链为饱和碳原子，光照下与气态卤素单质发生与CH4类似的取代反应；在催化剂作用下，与液态卤素单质，发生与苯相似的苯环上取代反应。

考向1

烃的反应类型

1．(高考组合题)下列说法不正确的是(

) A．(2012·山东高考)甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应

B．(2012·新课标全国卷)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA

C．(2011·山东高考)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

D．(2011·山东高考)苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键

【解析】

A项中前者反应属于取代反应而后者属于加成反应，错误；乙烯

和环丁烷中的含碳量相等，n(C)＝2428 g×2812 g·mol－1＝2 mol，故混合气体含有的碳原子数为2NA，B项正确；C选项甲烷与氯气的反应、苯与硝酸的反应均属于取代反应，正确；D选项苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，可说明苯分子中无乙烯中的碳碳双键，正确。

【答案】

A 考向2

有机物的鉴别

2．下列鉴别方法不可行的是(

) A．用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯

B．用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳

C．用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯

D．用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷

【解析】

A、B、C均可鉴别：A中，乙醇溶于水，甲苯比水密度小，溴苯比水密度大；B中，乙醇、苯燃烧火焰有明显差别，而四氯化碳不燃烧；C中，乙醇溶于碳酸钠，乙酸与碳酸钠反应产生气泡，乙酸乙酯浮于溶液表面。

【答案】

D

有机物的共面、共线判断

1.各类有机物随键型不同、分子的空间结构各不相同，但也有一定的规律：

(1)饱和碳原子为中心的四个价键上所连接的其他原子，与中心碳构成正四面体结构，键角等于或接近109°28′。

(2)具有结构的分子，以为中心，与周围4个价键所连接的其他原子共处在同一平面上，键角等于120°。

(3)具有—C≡C—结构的有机物分子，与三键上两个碳原子相连接的其他原子共处在一条直线上。

(4)具有苯环结构的6个碳原子与周围直接相连接的其他原子共12个原子共处在一个平面上。

2．单键的旋转思想

有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等都可旋转。

3．规律

(1)任何两个直接相连的原子在同一直线上。

(2)三键两端原子及其直接相连的原子在同一直线上。

(3)在中学所学的有机物中，所有的原子一定共平面的有：

CH2===CH2、CH≡CH、C6H6、。

(2012·四川高考改编)已知为平面结构，则W(HOOC—CH===CH—CH===CH—COOH)分子中最多有________个原子在同一平面内。

【解析】

由题中信息可知与直接相连的原子在同一平面上，又知与直接相连的原子在同一平面上，而且碳碳单键可以旋转，因此W分子中所有原子有可能都处在同一平面上，即最多有16个原子在同一平面内。

【答案】

16

确定分子空间构型的方法

1．通常先确定一个面。如以苯环或为中心。

2．线面关系。利用碳碳单键的可旋转，从而确定线、面与中心平面的关系。

考向

判断共面、共线问题

3．(2011·海南高考)下列化合物的分子中，所有原子都处于同一平面的有(

) A．乙烷

C．氟苯

D．四氯乙烯

【解析】

A选项没有常说的平面结构，B选项中甲基有四面体空间结构，C选项氟原子代替苯中1个氢原子的位置仍共平面，D选项氯原子代替乙烯中氢原子的位置仍共平面。

【答案】

CD

1.卤代烃水解反应和消去反应比较

反应类型

反应条件

断键方式

相邻的两个碳原子间脱去小反应本质和通式

卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代生H2O成醇，R—CH2—X＋NaOH――→R—△CH2OH＋NaX 醇＋NaOH――→△分子HX

取代反应(水解反应) 消去反应

卤代烃的水解和消去反应

B．甲苯

强碱的水溶液、加热

强碱的醇溶液、加热

＋NaX＋H2O 产物特征

结论

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化合物

卤代烃在不同溶剂中发生不同类型的反应，生成不同的产物

2.反应规律

(1)水解反应

①所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应

②多卤代烃水解可生成多元醇，如

水BrCH2CH2Br＋2NaOH――→△(2)消去反应

①两类卤代烃不能发生消去反应

结构特点

与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子

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

＋2NaBr 实

例

CH3Cl

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：

醇＋NaOH――→

△CH2===CH—CH2—CH3(或CH3—CH===CH—CH3)＋NaCl＋H2O

③R—C≡C—R，如

型卤代烃，发生消去反应可以生成醇BrCH2CH2Br＋2NaOH――→CH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O △3．卤代烃在有机合成中的应用

(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁：烃通过与卤素发生取代反应或加成反应转化为卤代烃，卤代烃碱性条件下水解转化为醇或酚，进一步可转化为醛、酮、酸、酯等；醇加热条件下与氢卤酸反应转化为卤代烃，卤代烃通过消去反应可转化为烃。

(2)改变官能团的个数，如

NaOHBr2CH3CH2Br――→CH2===CH2――→CH2BrCH2Br。

醇，△(3)改变官能团位置，如

NaOHHBrCH2BrCH2CH2CH3――→CH2===CHCH2CH3――→CH3CHCH2CH3Br。

醇，△(4)进行官能团保护，如烯烃中的碳碳双键易被氧化，常采用以下两步保护碳HBrNaOH碳双键，如CH2===CH2――→CH3CH2Br――→CH2===CH2。

醇，△

(2013·新课标全国卷Ⅱ节选)化合物I(C11H12O3)是制备液晶材料的中间体之一，其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定条件下合成：

已知以下信息：

①A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢；

①B2H6②R—CH===CH2――→R—CH2CH2OH；

②H2O2/OH－③化合物F苯环上的一氯代物只有两种；

④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。

回答下列问题：

(1)A的化学名称为________。

(2)D的结构简式为

________。

(3)E的分子式为

________。

(4)F生成G的化学方程式为________________，该反应类型为________。

(5)I的结构简式为

________。

【解析】

(1)根据题给信息：A的核磁共振氢谱只有一种氢原子，结合A的分子式可推出其结构简式为，名称为2-甲基-2-氯丙烷。

(2)A在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应生成B，则B为，结合信息②可知C为

，D为

。

(3)D与Cu(OH)2悬浊液发生反应生成E，则E为，分子式为C4H8O2。

(4)根据题给信息③：化合物F苯环上的一氯代物只有两种，且分子式为C7H8O，写出其结构简式为，生成G的化学方程式为光照＋2Cl2――→＋2HCl，该反应为取代反应。

(5)结合信息④：发生水解反应，经酸化生成H，则H为，定条件下生成

在一和H2O，则I为

。

【答案】

(1)2-甲基-2-氯丙烷(或叔丁基氯)

(2)

(3)C4H8O2

(4)

光照＋2Cl2――→＋2HCl

取代反应

(5)

(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，然后用稀硝酸中和溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。容易忽视加硝酸中和碱这个环节。

考向1

卤代烃的两种重要反应

4．下列化合物一定条件下，既能发生消去反应，又能发生水解反应的是(

) A．CH3Cl B．

C．

D．

【解析】

A中只有一个碳原子，C、D中与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，所以A、C、D均不能发生消去反应。

【答案】

B 考向2

卤代烃在有机合成中的桥梁

5．(2012·上海高考)氯丁橡胶M是理想的电线电缆材料，工业上可由有机化工原料A或E制得，其合成路线如下图所示。

已知：H2C===CH—C≡CH由E二聚得到

完成下列填空：

(1)A的名称是_______，反应③的反应类型是_______。

(2)写出反应②的化学反应方程式________________________________。

(3)为研究物质的芳香性，将E三聚、四聚成环状化合物，写出它们的结构简式：_________。

鉴别这两个环状化合物的试剂为_________________________________。

(4)以下是由A制备工程塑料PB的原料之一1，4­丁二醇(BDO)的合成路线：

反应④反应⑤反应⑥A――→C4H6Cl2――→

――→BDO 写出上述由A制备BDO的化学反应方程式：_____________________。

【解析】

(1)由合成图和M的结构简式可知C为2-氯-1，3­丁二烯，反应③为加聚反应生成高分子；利用C的结构简式和A的分子式可知A为1，3­丁二烯。

(2)B为1，3­丁二烯与氯气发生1，2加成的产物，结合C的结构可知B→C为在碱的醇溶液中发生消去反应，由此可写出反应方程式。

(3)利用题中信息可知E为乙炔，故三聚环状产物为苯、四聚得到的环状产物为环辛四烯，鉴别苯与环辛四烯可用溴水(苯发生萃取而使溴水褪色，环辛四烯则与溴发生加成反应使溴水褪色)或酸性高锰酸钾溶液(苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，环辛四烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色)。

(4)由1，3­丁二烯制备1，4­丁二醇可以先与氯气发生1，4加成得，再在碱性条件下水解得

，最后加氢得1，4­丁二醇：CH2OHCH2—【答案】

(1)1，3­丁二烯

加聚反应

。

(2)

KOH/CH3OH――→

△＋HCl (3)

、

溴水(或高锰酸钾溶液，合理即可) △(4)CH2CHCHCH2＋Cl2――→

、

H2O＋2NaOH――→

△

＋2NaCl、

催化剂＋H2――→

卤代烃在有机合成中

“桥梁”作用的解题指导

(12分)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的分子式：________，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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

审题指导

信息①：1 mol A＋O2→8 mol CO2＋4H2O⇒A的分子式为C8H8。

加聚信息②：由A――→C⇒A中含有

⇒A的结构简式为。

信息③：由框图转化关系及反应条件⇒B为，C为

、D为

、E为、F

为

、H为

评分细则

。

(1)C8H8

(2)加成

酯化(或取代)(各1分，共2分)

(各2分，共4分) (3)

(各1分，共4分) (4)

水＋NaOH――→△

＋NaBr(2分) 思维建模

1．卤代烃在有机合成中的经典路线

(1)一元合成路线：

RCH===CH2→一卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯

(2)二元合成路线：

RCH===CH2→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯(链酯、环酯、聚酯)(R代表烃基或H) 2．卤代烃在有机合成中的应用

(1)在烃分子中引入官能团，如引入烃基、羧基；

(2)在有机合成中“桥梁”作用：

卤代烃a→消去→加成→卤代烃b→水解