归纳与整理教案3

过关一、烃和卤代烃的结构和性质

【归纳总结】

1.脂肪烃：

2.芳香烃：

3.卤代烃：

【题型过关】

例题1下列对有机物结构或性质的描述，错误的是(

) A．一定条件下，Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应

B．乙烷和丙烯的物质的量共1 mol，完全燃烧生成3 mol H2O C．用水可区分苯和溴苯

D．的一氯代物有4种

答案

D

解析

甲苯分子中苯环上的氢原子和甲基上的氢原子都可以发生取代反应，A正确；乙烷和丙烯的分子中都含有6个氢原子，无论任何种比例混合，1 mol 混合物完全燃烧生成3 mol H2O，B正确；苯和溴苯都不溶于水，苯的密度小于水，溴苯的密度大于水，则可以用水区别苯和溴苯，C正确；D中有机物的一氯代物有5种

例题2下列化学反应的产物中，存在同分异构体的是(

) ①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解

②甲苯在催化剂作用下与Cl2发生苯环上的取代反应③与NaOH的醇溶液共热反应④A．①② B．①③ C．③④ D．②③

答案

D

三种同分异构体；③中发生消去反应可得CH3CH===CHCH3或CH2===CHCH2CH3两种有机物；选项D与H2完全加成，只生成一种有机物

过关二、烃的燃烧规律

【归纳总结】

点燃

烃完全燃烧通式：CxHy＋(x＋y/4)O2――→xCO2＋(y/2)H2O

1．等物质的量的烃类物质(CxHy)完全燃烧的耗氧量与(x＋y/4)成正比。

2．同质量的有机物燃烧时耗氧量相同，则两者的关系为：同分异构体或最简式相同。

3．有机物完全燃烧时生成的CO2或H2O的物质的量一定，则有机物中碳原子或氢原子的个数一定；若混合物总物质的量一定，不论按何种比例混合，完全燃烧后生成的CO2或H2O的量保持不变，则混合物的各组分中碳或氢原子的个数相同。

4．燃烧前后气体体积的变化

(1)当温度高于100 ℃时(水为气态)：ΔV＝V(前)－V(后)＝1＋(x＋y/4)－(x＋y/2)＝1－解析

①中有机物水解只能得到CH3CH2CH2OH；②中可得在催化剂存在下与H2完全加成

y/4。若y<4，则ΔV＝1－y/4>0，反应后气体体积减小，如C2H2(实际上仅有C2H2)；若y＝4，则ΔV＝1－y/4＝0，反应前后气体体积不变，如CH4、C2H4、C3H4等；若y>4，则ΔV＝1－y/4<0，反应后气体体积增大，如C2H6、C3H8、C4H8等。可见，当温度高于100 ℃时，任何一种气态

烃完全燃烧，其反应前后气体体积的变化只与该烃所含的H原子数有关，而与C原子数无关。

(2)当温度低于100 ℃时(水为液态)：ΔV＝V(前)－V(后)＝1＋(x＋y/4)－x＝1＋y/4。因任何烃都有y>0，即ΔV＝1＋y/4>0，也就是说，当温度低于100 ℃时，任何气态烃完全燃烧后气体体积都会减小。

【题型过关】

例题3下列对于分子组成表示为CxHy的烷烃、烯烃、炔烃的有关说法中不正确的是(

) A．当x≤4时，均为气体(常温常压下) B．分子组成CxHy中y一定是偶数

C．分别完全燃烧1 mol该烃，耗氧量为x＋mol 4D．在密闭容器中完全燃烧CxHy，在150 ℃时测得的压强一定比燃烧前增大

答案

D

解析

碳原子数≤4的烷烃、烯烃、炔烃在常温常压下均为气态，A项正确。由于碳的四价原则，烃分子中的氢原子数一定为偶数，B项正确。分别完全燃烧1 mol CxHy，耗氧量为x＋mol，C项正确。150 ℃时完全燃烧得到的水为气态，反应前后气4体体积变化情况取决于分子中氢原子个数，若y＝4，则反应前后气体体积不变，压强不变；若y>4，则反应后气体体积增大，压强增大；若y<4，则反应后气体体积减小，压强减小，D项错误

例题4 在相同状况下，等物质的量的下列烃，分别在足量氧气中完全燃烧，消耗氧气最多的是__________，生成CO2最多的是__________；等质量的下列各烃，在足量氧气中完全燃烧，消耗氧气最多的是__________，生成CO2最多的是__________。

A．CH4

B．乙烷

C．苯

D．CH2===CH2

答案

C C A C

解析

等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧耗氧量的大小决定于(x＋y/4)的值，此值越大，耗氧量越多；生成的CO2取决于x的值，x值越大，产生的CO2越多。所以四种物质中苯耗氧量最多，且产生的CO2也最多。等质量的烃(CxHy)完全燃烧耗氧量的大小决定于y/x值(即含氢量)的大小，氢的含量越高即y/x越大，耗氧量越大；产生的CO2与含碳量有关，即含碳量越高，产生的CO2越多，或者说氢的含量越小即y/x越小，等质量的烃燃烧产生的CO2越多。将四种物质简化为CH4、CH3、CH、CH2，可知等质量时甲烷耗氧量最多，苯yy

产生CO2最多

过关三、卤代烃在有机合成中的应用

【归纳总结】

卤代烃分子中，由于卤原子(X)吸引电子的能力大于碳原子，碳原子和卤原子之间的共用电子对偏向卤原子一边，C—X键是极性键，当C—X键遇到其他的极性试剂时，在化学反应中容易断裂，卤原子被其他原子或原子团取代。所以卤代烃的化学性质比较活泼，能发生许多反应，例如取代反应、消去反应等，从而转化成其他类型的化合物。因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用。

1．卤代烃的生成方法

(1)取代法：

①一般情况下，烷烃与卤素在光照条件下反应。如：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl。

C6H5Br＋HBr。

②芳香烃与卤素在Fe催化条件下反应，卤原子取代氢原子。如：C6H6＋Br2③醇与氢卤酸加热时生成卤代烃。如：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O。

(2)加成法：通常不饱和烃与卤素或卤化氢在一定条件下发生加成反应，生成相应的一卤代烃或多卤代烃。如：CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br、CH≡CH＋2Br2―→CHBr2—CHBr2、CH2===CH2＋HBr―→CH3CH2Br、CH≡CH＋2HBr―→CH3CHBr2或CH2BrCH2Br。

2．卤代烃在有机合成中的应用

(1)引入羟基官能团制备醇或酚：由于一些卤代烃可以水解生成伯醇和仲醇，故在有机合成题中常用先生成卤代烃，再水解引入羟基的方法来增加羟基的数目。如1­丙醇―→1,2­丙二消去X2水解醇，思路是丙醇――→丙烯――→1,2­二卤代丙烷――→1,2­丙二醇。又如乙烯―→乙二醇等也是利用先生成卤代烃再水解得到醇的。

(2)在分子指定位置引入官能团：在有机反应中，反应物相同而条件不同，可得到不同的主产物。

(3)合成醛、羧酸或酯：通常情况下，多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键结构。利用这一原理，可用多卤代烃水解制备醛、羧酸或酯。如：

(4)合成环状物：利用卤代烃这个桥梁，可合成环状物。如环醚、环酯等。

(5)增加碳原子数：在有机合成中，利用卤代烃，可增加碳原子数。此类题可设计成信息题。

【题型过关】

例题5根据下面的反应路线及所给信息填空。

(1)A的结构简式是____________，名称是________。

(2)①的反应类型是______________；②的反应类型是______________。

(3)反应④的化学方程式是____________________________________________。

答案

(1)环己烷

(2)取代反应

消去反应

应生成烯烃，环己烯与Br2的四氯化碳溶液发生加成反应，生成

1,2­二溴环己烷，其消去两分子HBr得最终产物

解析

由A在光照条件下与Cl2反应生成一氯环己烷，联想到烷烃的取代，可确定A为环己烷，卤代烃在强碱的醇溶液中加热时发生消去反例题6 A、B、C、D1、D2均为有机化合物，请根据图示回答问题。

(1)直链有机化合物A的结构简式是______________________________________。

(2)①的反应类型是____________________。

(3)②的反应类型是__________________。

(4)③的反应类型是______________________。

答案

解析

(1)CH2CHCH3 A是丙烯，由A到B的变化是少了一个氢原子，多了一个氯原子，所以应(2)取代反应

是取代反应；C是B和溴反应的产物，从分子的组成来看，多了两个溴原(3)加成反应

子，应是加成反应；D1和D2是B和氯水反应的产物，从产物的组成来看应(4)加成反应

是一个碳原子上加了氯原子，而另一个碳原子上加了羟基，而位置有两种情况，所以加成产物有两种

【单元过关测试】

一、选择题（本小题共7小题，每题只有一个正确选项，每题6分，共42分）

1. 下列有机物中，不属于烃的衍生物的是(

) A．2. 四联苯 B．CH3CH2NO2 C．CH2===CHBr D．的一氯代物有(

)

A．3种 B．4种 C．5种 D．6种

3．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

4. β­月桂烯的结构如右图所示，一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有(

)

A．2种 B．3种 C．4种 D．6种

5. 下列有机物检验方法正确的是 (

) A．取少量卤代烃加NaOH水溶液共热，冷却，再加AgNO3溶液检验卤素原子存在

B．用KMnO4酸性溶液检验溴乙烷与NaOH醇溶液共热后的产物是否是乙烯

C．用溴水鉴别乙烯与乙炔

D．不能只用NaOH水溶液来鉴别一氯乙烷和三氯乙烷

6. 除去下列物质中的杂质(括号中为杂质)，采用的试剂和除杂方法错误的是(

) 选项

含杂质的物质

试剂

除杂方法

A B C D C2H4(SO2) C6H6(Br2) C6H5NO2(HNO3) C2H2(H2S) NaOH溶液

Fe粉

NaOH溶液

CuSO4溶液

洗气

蒸馏

分液

洗气

。有机物X的7. 有机物的结构可用“键线式”表示，如CH3—CH===CH—CH3可简写为键线式为。下列说法不正确的是(

) A．X的化学式C8H8

B．有机物Y是X的同分异构体，且属于芳香烃，则Y的结构简式为C．X能使KMnO4酸性溶液褪色

D．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

二、非选择题（本小题共4小题，共58分）

8. 溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应，生成不同的反应产物。某同学依据溴乙烷的性质，用如图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物，请你一起参与探究。

实验操作Ⅰ：在试管中加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液和5 mL溴乙烷，振荡。

实验操作Ⅱ：将试管固定后，水浴加热。

(1)用水浴加热而不直接用酒精灯加热的原因是_________________。

(2)观察到________________现象时，表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。

(3)鉴定生成物中乙醇的结构，可用的波谱是________________________。

(4)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应，在你设计的实验方案中，需要检验的是_________，检验的方法是____________________________。(需说明所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象)。

9. 分子的性质是由分子的结构决定的，通过对下列分子结构的观察并推测它的性质：

(1)苯基部分可发生________反应和__________反应。

(2)部分可发生__________反应和__________反应。

(3)写出此有机物形成的高分子化合物的结构简式_______________________________。

(4)试判断此有机物的—C(CH2Cl)3部分________(填“能”或“不能”)发生消去反应。

10. 有A、B两种烃，其相关信息如下表所示。

A B ①完全燃烧的产物中n(CO2n(H2O)＝；②28

①饱和链烃，通常情况下呈气态；②存在同分异构体；③二溴代物有3种

回答下列问题：

(1)烃A的最简式是________。

(2)烃A的结构简式是________________________________。

(3)烃B的3种二溴代物的结构简式为___________________。

(4)烃C为烃B的同系物，常温下为气态且只有1种一溴代物，则烃C的一溴代物的结构简式为________________________(填1种即可)。

11. 金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备：

请回答下列问题：

(1)环戊二烯分子中最多有________个原子共平面；

(2)金刚烷的分子式为________，其分子中的—CH2—基团有________个；

(3)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线：

其中，反应①的产物名称是________，反应②的反应试剂和反应条件是____________，反应③的反应类型是________；

(5)A是二聚环戊二烯的同分异构体，能使溴的四氯化碳溶液褪色，A经高锰酸钾酸性溶液加热氧化可以得到对苯二甲酸，写出A所有可能的结构简式(不考虑立体异构)：

______________。

答案与解析

选择题

题号

答案

解析

可看作甲苯分子中苯环上的一个氢原子被氯原1 D 子取代，CH3CH2NO2可看作CH3CH3分子中的一个氢原子被硝基取代，CH2===CHBr可看作CH2===CH2分子中的一个氢原子被溴原子取代，只有不属于烃的衍生物

推断有机物一氯代物的种数需要找中心对称线，四联苯是具有两条对2 C 称轴的物质，即，在其中的一部分上有几种不同的氢原子(包括对称轴上的氢原子)，就有几种一氯代物，四联苯有5种不同的氢原子，故有5种一氯代物

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3 D 生加成反应生成3，故可以在合适条件下与氢气发；C项，乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成Br—CH2—CH2—Br；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

根据β-月桂烯的结构，分子中存在共轭的二烯烃的结构，故与溴加4 C 成时有两种加成方式，即1,2-加成和1,4-加成，故一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物理论上可有4种

卤代烃水解后应先用稀HNO3酸化，否则NaOH和AgNO3会反应，影响5 D 实验的结果，A错；乙烯和乙炔均能使溴水褪色，所以溴水无法鉴别两者，C错；只用NaOH水溶液无法鉴别一氯乙烷和三氯乙烷中氯原子的多少，D正确

A项，混合气体通过NaOH溶液时，SO2和NaOH反应，而乙烯则不反

6

B 应；B项，加入Fe粉就相当于起了催化剂的作用，发生苯的溴代反应，达不到除杂的目的；C项，HNO3能和NaOH反应，而硝基苯不反应，故可除杂，又因为硝基苯不溶于水(密度大于水)，再进行分液即可；D项，H2S能和CuSO4反应：CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4，而C2H2则不反应，这样即可达到除杂的目的

由X的键线式结构可知其分子式为C8H8，与苯乙烯(7 D )互为同分异构体，X分子结构中含碳碳双键，能使KMnO4酸性溶液褪色；X与足量H2加成生成的环状饱和烃Z中只有两种不同位置的氢原子，其一氯代物有两种

非选择题

题号

答案

解析

(1)溴乙烷沸点低，温度过高会加快溴乙烷的挥发，用水浴加热可以使溶液受热均匀，便于控(1)溴乙烷沸点低，减少溴乙烷的损失

(2)静置后试管内溶液不分层

(3)红外光谱、核磁共振氢谱

8 (4)生成的气体

将生成的气体先通过盛有NaOH稀溶液的试管，再通入盛有溴水的试管，溴水褪色

制温度，减少溴乙烷的损失。(2)溴乙烷不溶于水，在溶液中会分层，如果完全水解后生成乙醇可以溶于水，溶液不会分层。(3)确定乙醇的结构，可以用红外光谱测定其中的化学键和官能团，用核磁共振氢谱确定其中氢原子的种类和数目。(4)溴乙烷发生消去反应会生成乙烯气体，水解反应生成乙醇，因此检验是否有乙烯气体生成即可以确定是否是消去反应，但要注意乙醇可以使KMnO4酸性溶液褪色，会对乙烯的检验产生干扰

(1)取代

加成

(2)加成

氧化

苯基部分有氢原子，可发生取代反应，同时苯基是不饱和的，可以发生加成反应；而

9 (3)

(4)不能

可以发生加成反应和氧化反应；—C(CH2Cl)3部分中心碳原子上没有氢原子，所以不能发生消去反应

(1)烃A完全燃烧的产物中n(CO2)：n(H2O)＝2：1，则烃A的最简式为CH。(2)因28

(2)

(3) 不可能为CH4、C2H6、C3H8，所以烃B为C4H10，其二溴代物有3种，则烃B的结构简式为10 、(4)CH3Br(或C2H5Br)

分别为、、

。它的3种二溴代物的结构简式。(4)烃B的同系物中常温下为气态的是CH4、C2H6、C3H8，C3H8有2种一溴代物，CH4、C2H6都只有1种一溴代物，分别为CH3Br、C2H5Br (1)9(2)C10H16

6(3)氯代环戊烷

氢氧化钠乙醇溶液，加热

加成反应

(1)根据乙烯的六个原子在同一平面上和甲烷的正四面体结构综合分析，环戊二烯分子中最多有9个原子处于同一平面。(2)观察得出金刚(4)

烷的分子式为C10H16，含有6个—CH2—基团。(3)环戊烷与氯气发生取代反应生成一氯环戊烷，11 一氯环戊烷在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生消去反应生成环戊烯，环戊烯与溴发生加成反应生成1,2­二溴环戊烷，1,2­二溴环戊烷在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生消去反应生成环戊二烯。(4)根据有机信息可得双键断裂引入醛基，因此二聚环戊二烯经过(4)题中反应后的产物

为。(5)二聚环戊二烯的分子式为C10H12，所以A的分子式为C10H12，不饱和度为5，其中苯环的不饱和度为4，结合其能使溴的四氯化碳溶液褪色，则还含有一个碳碳双键