复习题优秀教案

第二章

烃和卤代烃（复习题）

教学目标：

1.能从化学键的角度探析有机反应的实质，理解有机物分子中基团之间相互影响的本质，能辨识有机物的官能团与反应类型之间的关系，能辨识常见有机物分子的空间构型。

2.能通过模型假设、证据推理等认识甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的空间构型，在此基础上能认识复杂分子中原子间的位置关系。

教学重点：

1.各类烃的结构与性质和卤代烃在有机合成中的应用

2.常见的有机基本反应类型

教学难点：

1.有机物分子中的原子共线、共面问题的分析

2.卤代烃在有机合成中的应用

教学方法：讨论法、变式训练、归纳法

一、各类烃的结构与性质

例1有四种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯。符合下列各题要求的分别是：

(1)不能与溴水和酸性KMnO4溶液反应，但在铁屑作用下能与液溴反应的是________，生成物的名称是________，反应的化学方程式为___________________________________，

此反应属于________反应。

(2)不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应的是__________________________________。

(3)能与溴水和酸性KMnO4溶液反应的是__________。

(4)不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是__________。

解析

己烯、己烷、苯、甲苯四种物质中，既能和溴水反应，又能和KMnO4酸性溶液反应的只有己烯；均不能反应的为己烷和苯；不能与溴水反应但能被KMnO4酸性溶液氧化的是甲苯；苯在铁屑的作用下能与液溴发生取代反应生成溴苯。

【考点】常见烃类结构与性质的综合

【题点】常见烃类结构性质的综合

【易错点辨析】

(1)苯及其同系物使溴水褪色是萃取过程，没有发生化学反应；苯及其同系物只能与纯卤素单质发生取代反应。

(2)苯的同系物在光照时取代的是侧链烷基上的氢原子，铁粉作催化剂时取代的是苯环上的氢原子。

(3)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但苯的同系物一般能被氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色。

变式1

下列各组物质用酸性高锰酸钾溶液和溴水都能区别的是(

) A．苯和甲苯 C．苯和1-己烯 B．1-己烯和二甲苯

D．己烷和苯

解析

被区别的两种物质，它们与酸性高锰酸钾溶液或溴水混合必有不同现象或者一个有现象，一个没有现象。A中物质只能用酸性高锰酸钾溶液区别，甲苯因被氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，加入溴水两者的现象都是溶液分层，上层颜色较深；B项，分别向1-己烯和二甲苯中加入酸性高锰酸钾溶液，溶液都褪色，但1-己烯与Br2反应而使溴水褪色，二甲苯中加入溴水，萃取后溶液分层，上层颜色较深；C中1-己烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不反应，1-己烯与Br2反应使溴水褪色，苯与溴水发生萃取，上层颜色较深；D中苯和己烷与酸性高锰酸钾溶液均不反应，与溴水都发生萃取，且都是上层颜色较深。

【考点】几种重要烃结构与性质的综合

【题点】几种重要烃性质的综合

二、有机物分子中的原子共线、共面问题的分析

例2下列关于 A．所有碳原子可能共平面

B．除苯环外的碳原子共直线

C．最多只有4个碳原子共平面

D．最多只有3个碳原子共直线

解析

为了便于说明，对分子中的碳原子编号如下：

根据乙炔和苯的结构知，C1、C2、C3、C4、C5共直线，而C5与其他4个原子成键，具有四面体结构，故C4、C5、C6不共直线。根据乙烯的结构知，C6、C7、C8也不共直线，故最多有5个碳原子共直线，B、D项错误。C5、C6、C7、C8共平面，如图所示。

的说法正确的是（

）

C1、C2、C5及苯环也共平面，如图所示。

通过旋转C5和C6之间的碳碳单键，可使平面α与平面β共面，故所有碳原子可能共平面，A项正确，C项错误。

【考点】芳香烃及芳香族化合物的综合考查

【题点】共线共面问题分析

【思路与方法】

解答有机物分子中原子共面、共线问题的基本思路

先将被分析对象分解成下述几种常用的结构模板，最后综合分析不同结构间的交叉关系确定结果。

(1)明确三类结构模板

结构

四面体形

平面形

直线形

a—C≡C—b：

模板

5个原子构成四面体，有3个原子共面

(2)对照模板确定共线、共面原子数目

需要结合相关的几何知识进行分析：如不共线的任意三点可确定一个平面；一条直线与某平面有两个交点时，则这条直线上的所有点都在相应的平面内；同时要注意问题中的限定性词语(如最多、至少)。

6个原子共面；12个原子共面

4个原子共直线；苯环上处于对角位置的4个原子共直线

变式2

分子中，在同一平面上的碳原子至少有(

) A．7个 B．8个 C．9个 D．14个

解析

苯环是平面正六边形结构，分子中12个原子共平面，且处于对角位置的4个原子共直线。分析的结构时，容易受苯环书写形式的局限而认为至少有8个碳原子共平面，实质上4、7、8、11四个碳原子共直线，至少有9个碳原子共平面。两个苯环所确定的平面可以绕7号碳原子和8号碳原子之间的碳碳单键旋转，若两平面重合，则所有的碳原子均在同一平面上，最多有14个碳原子共平面。

【考点】芳香烃及芳香族化合物的综合考查

【题点】共线共面问题分析

三、有机物不饱和度的计算及应用

例3分子式为C5H7Cl的有机物其结构不可能是(

) A．含1个双键的环状有机物

B．含2个双键的直链有机物

C．只含1个双键的直链有机物

D．含1个三键的直链有机物

解析

把Cl原子看成H原子，可知C5H7Cl的不饱和度为＝2，一个双键的不饱和度为1，一个三键的不饱和度为2，一个环的不饱和度为1，据此判断C错误。

【考点】几种重要烃结构与性质的综合

【题点】几种重要烃结构的综合

【提炼方法】

不饱和度的计算与应用

(1)不饱和度的一般计算方法

①规定烷烃Ω＝0(所有原子均已饱和)，每增加一个双键或每形成一个环氢原子数就减少2个，不饱和度就增加1。如CH2==CH2、的Ω分别为1、4。

②已知有机物的分子式为CnHm或CnHmOx，则其Ω＝。已知有机物键线式，则Ω＝双键数＋环数＋三键数×2。

(2)不饱和度的应用

①应用不饱和度求有机物的化学式。对于结构较复杂的有机物，碳、氧原子数较为直观，而氢原子数往往不易确定，应用不饱和度可顺利求出有机物的化学式。

②用不饱和度判断和书写同分异构体。互为同分异构体的两种有机物化学式相同，则它们的不饱和度也必然相同，因此，利用不饱和度可迅速判断同分异构体和书写同分异构体。

变式3

已知链式炔碳C300经过适当处理可得含多个—C≡C—(不含物C300H298，则C300H298分子中—C≡C—的个数为(

) A．70 B．72 C．74 D．76 解析

经计算该链状分子的不饱和度为(300×2＋2－298)÷2＝152，而碳碳三键的不饱和度为2，则该分子中含有碳碳三键的个数为152÷2＝76。

【考点】几种重要烃结构与性质的综合

【题点】几种重要烃结构的综合

四、烃类的燃烧规律

例4下列说法正确的是(

) A．某有机物燃烧只生成CO2和H2O，且二者物质的量相等，则此有机物的组成为CnH2n

B．一种烃在足量的氧气中燃烧并通过浓硫酸，减少的总体积就是生成的水蒸气的体积

C．某气态烃CxHy与足量O2恰好完全反应，如果反应前后气体体积不变(温度大于100 ℃)，则y＝4；若体积减少，则y>4；否则y<4 D．相同质量的烃完全燃烧，消耗O2越多，则烃中含H量越高

)的链状化合

解析

有机物燃烧只生成CO2和H2O，则该有机物中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素，A项不正确；烃在足量的氧气中燃烧，产生的气体体积也可能比燃烧前的气体体积小，B项不正确；

CxHy＋(x＋)O2―→xCO2＋H2O

体积变化ΔV

1 L (x＋)L x L L (－1)L 如果反应前后气体体积不变，则y＝4；若体积减少，则y<4；若体积增加，则y>4，C项不正确；相同质量的烃完全燃烧，含H量越高，耗氧量越多，D项正确。

【考点】烷烃的化学性质

【题点】烷烃的燃烧规律及有关计算

【归纳总结】

烃类燃烧的三个规律及应用

(1)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，其耗氧量的大小取决于x＋的值，其值越大，耗氧量越多。

(2)等质量的烃完全燃烧，其耗氧量的大小取决于该烃分子中氢的质量分数，其值越大，耗氧量越多。

(3)实验式(最简式)相同的烃，不论它们以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时所消耗的氧气以及燃烧生成的CO2和H2O的量均为定值。

(4)燃烧规律的应用

①若反应前后的温度保持在100 ℃以上，则气态烃完全燃烧前后气体的体积变化为

CxHy＋(x＋)O2―→xCO2＋H2O

ΔV

1 x＋ x －1 故反应前后气体体积的变化与氢原子数y有关。

当y＝4，反应前后体积相等；

当y>4，反应后气体体积>反应前气体体积；

当y<4，反应后气体体积<反应前气体体积。

②若反应前后的温度低于100℃，此时气体的体积一定是减小的，减少的体积为

ΔV＝1＋，也与氢原子数有关。

变式4 下列各组烃的混合物，只要总质量一定，无论按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都是恒量的是(

) A．C2H2、C2H4 C．C3H8、C3H6 B．C2H4、C4H6

D．C6H6、C2H2

解析

满足题设条件的两种烃必须含碳的质量分数相同，即两种烃的最简式(实验式) 相同。

【考点】几种重要烃结构与性质的综合

【题点】烃的燃烧规律及有关计算

五、卤代烃在有机合成中的应用

例5

根据下面的反应路线及所给信息填空。

A(一氯环己烷) 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A可知，为A发生取代反应的产物，所以A为环己烷()，又分子中含有双键，故可与Br2的CCl4溶液发生加成反应而生成B，反应方程式为＋Br2―→，比较B与的结构可知，B应发生消去反应而得到＋2H2O。

化学方程式为＋2NaOH―→＋2NaBr【考点】卤代烃结构与性质的综合考查

【题点】卤代烃性质的综合考查

【思维启迪】

结合卤代烃在不同条件下官能团的转化，从本质上理解有机反应类型与有机物分子结构特点之间的关系，促进“宏观辨识与微观探析”化学学科素养的发展。

【方法规律】

卤代烃在有机物的制备和合成中的应用

(1)通过卤代烃的消去反应可形成碳碳双键或三键，再通过加成反应引入其他原子或基团，从而得到新的有机物。

(2)可以通过卤代烃与活泼金属等的反应实现碳链的增长(如R—X＋2Na＋R′—X―→R—R′＋2NaX，常以已知条件给出)，得到新的有机物。

(3)卤代烃经取代反应能得到醇，再由醇又可以得到其他类别的有机物。

变式5

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。

C的化学名称是______________________________________________________；

反应⑤的化学方程式为_________________________________________________；

E2的结构简式是______________________________________________________；

④、⑥的反应类型依次__________、__________。

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C()，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。

六、常见的有机基本反应类型

例6下列反应中，属于有机氧化反应的有__________(填序号，下同)，属于取代反应的有________，属于加成反应的有__________，属于加聚反应的有__________。

①C2H5OH＋3O2―→2CO2＋3H2O ②2FeCl2＋Cl2==2FeCl3

③CH2==CH2＋HCl―→CH3CH2Cl ④CH3CH2OH―→CH2==CH2↑＋H2O ⑤

⑥ ⑦3CH≡CH―→ (苯)

⑧nCH≡CH―→-[-CH==CH-]n-(有导电性) ⑨

解析

①为燃烧反应，属于氧化反应；②是无机反应，属于化合反应不是加成反应；

③是加成反应；④不属于上述任意一种反应类型；⑤⑦⑧⑨都是只进不出，但⑤⑦生成了小分子，属于加成反应，⑧⑨生成了高分子，属于加聚反应；⑥是有进有出，属于取代反应。

【考点】几种重要烃结构与性质的综合

【题点】几种重要烃性质的综合

【方法规律】

有机基本反应类型的理解与判断

(1)从反应物类别判断

烷烃、芳香烃、卤代烃能发生取代反应。

(2)从产物判断

生成物中有不饱和物质或产物的不饱和度增大，一定发生消去反应；生成物中的不饱和物质变成饱和物质或不饱和度减小，一定发生加成反应。

(3)从反应形式判断

两种物质互换原子或原子团，一定发生取代反应；物质由“多”变“少”，一定发生加成反应；物质由“少”变“多”，一般发生消去反应。

变式6已知：R—CH==CH2―→R—CH2—CH2Br，

则由2-溴丙烷制取少量的1-丙醇(CH3CH2CH2OH)时，需要经过的各反应分别为(

) A．加成→消去→取代 C．消去→加成→取代 B．取代→消去→加成

D．取代→加成→消去

＋

解析

要制取1-丙醇，应先使2-溴丙烷发生消去反应制得丙烯：NaOH―→CH3—CH==CH2＋NaBr＋H2O；再由丙烯与HBr发生加成反应得到1-溴丙烷：CH3—CH==CH2―→CH3CH2CH2Br；最后由1-溴丙烷水解得到产物1-丙醇：CH3CH2CH2Br＋NaOH―→CH3CH2CH2OH＋NaBr，故答案为C。

【考点】卤代烃结构与性质的综合

【题点】卤代烃性质的综合

课堂小结：

本节课复习题课从六个方面对烃和卤代烃的知识进行了学习，这六个方面分别是: 1.各类烃的结构与性质; 2.有机物分子中的原子共线、共面问题的分析;

3.有机物不饱和度的计算及应用; 4.烃类的燃烧规律; 5.卤代烃在有机合成中的应用; 6.常见的有机基本反应类型。