归纳与整理教学设计(第二课时)

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。

考纲要求

2、掌握卤代烃典型代表物的结构与性质以及它们与其他有机物的相互联系。

3、了解烃类及卤代烃的重要应用以及它们的合成方法。

4、了解加成反应、取代反应和消去反应。

一

烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质

基础巩固：

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________个碳原子的烃为气态，随碳原子数的增多，逐渐过渡到_______、_______ 沸点

随着碳原子数的增多，沸点逐渐_______；同分异构体中，支链越多，沸点越____ 相对密度

随着碳原子数的增多，相对密度逐渐_______，密度均比水的___ 水溶性

3.化学性质

(1)氧化反应

烷烃

烯烃

炔烃

均难溶于水

燃烧现象

燃烧火焰较明亮

燃烧火焰明亮，带黑烟

燃烧火焰很明亮，带浓黑烟

燃烧通式

酸性KMnO4溶液现象

(2)烷烃的取代反应

①取代反应

点燃yyCxHy＋x＋O2――→xCO2＋H2O 42不褪色

褪色

褪色

有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。

②烷烃的卤代反应

反应的化学方程式为：

③甲烷跟氯气的取代反应

反应的化学方程式为：

光CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl 光CH3Cl＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl 光CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl 光CHCl3＋Cl2――→CCl4＋HCl。

(3)烯烃、炔烃的加成反应

讨论交流：

1、CH3CH3与Cl2光照条件下反应可得到CH3CH2Cl，CH2＝CH2与HCl一定条件下反应也可得到CH3CH2Cl，哪种方法更适合用于工业上制取氯乙烷？为什么？

提示：CH2＝CH2与HCl反应为加成反应，产品纯度高，更适合用于工业上制取氯乙烷。

2、下列三种情况的褪色原理相同吗？

(1)CH4与Cl2混合光照后黄绿色褪去；

(2)丙烯与溴水作用溴水褪色；

(3)丙烯通入酸性高锰酸钾溶液褪色。

提示：三个反应的原理不相同。(1)发生的是取代反应，(2)发生的是加成反应，(3)发生的是氧化反应。

3、C4H10与Cl2光照时的一氯代物有几种？

提示：—C4H9有四种同分异构体，故C4H10的一氯代物有四种。

4、有下列物质①CH2===CH—CH3

②③CH3—CH2—CH2—CH3

④己烷。它们的沸点由低到高的顺序是什么？

提示：①②③④。

归纳点拨：

1．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。

典例1．下列关于有机化合物的叙述正确的是(

) 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．聚氯乙烯分子中含碳碳双键

D．烷烃与烯烃相比，发生加成反应的一定是烯烃

解析：烯烃中也可能含有碳氢饱和键和碳碳饱和键，A错；烯烃中的氢原子有可能发生取代反应，B错；聚氯乙烯分子中不含碳碳双键，C错。

答案：D 典例2．下列反应属于加成反应的是(

) A．乙烷与氯气在光照条件下的反应

B．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色

C．己烷与溴水混合振荡，静置后溴水层褪色

D．在催化剂作用下，乙烯和水反应生成乙醇

解析：乙烷在光照条件下与氯气发生取代反应；乙烯中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，为氧化反应；己烷与溴水不发生反应，溴水褪色的原因是发生了萃取，为物理变化；乙烯能够在一定条件下与水发生加成反应生成乙醇，D正确。

答案：D

典例3．下列有机物发生的反应属于加成反应的是(

) A．乙烯使KMnO4酸性溶液褪色

B．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色

C．乙烷和氯气混合，见光

D．用乙醇、乙酸与浓H2SO4混合加热

解析：乙烯使KMnO4酸性溶液褪色是氧化反应；乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色属于加成反应；乙烷和氯气混合见光发生取代反应；用乙醇、乙酸与浓H2SO4混合加热发生酯化反应，属于取代反应。

答案：B 典例4．按要求填写下列空白

(1)CH3CH===CH2＋__________―→________。

，反应类型：500～600 ℃(2)CH3CH===CH2＋Cl2――→________＋HCl，反应类型：________。

(3)CH2===CH—CH===CH2＋________―→

，反应类型：________。

(4)________＋Br2―→，反应类型：________________________。

酸性KMnO4溶液(5)CH3CH===CH2――――――→CH3COOH＋____________，反应类型：________________。

解析：(2)根据生成HCl可判断发生的是取代反应而不是加成反应。

(3)根据产物的结构可知发生的是1,4-加成反应。

(4)根据产物可知发生加成反应，去掉产物中的两个Br原子变为碳碳三键，可得反应物。

(5)根据产物判断发生了氧化反应。

答案：(1)Cl2

加成反应

(2)

取代反应

(3)Br2

加成反应

(4)CH3—C≡CH

加成反应

(5)CO2

氧化反应

归纳点拨：

烃常见反应类型的特点

(1)取代反应。特点：有上有下，包括卤代、硝化、水解、酯化等反应。

(2)加成反应。特点：只上不下，反应物中一般含有不饱和键，如碳碳双键等。

(3)加聚反应(加成聚合反应)。通过加成反应聚合成高分子化合物，除具有加成反应特点外，生成物必是高分子化合物。

典例5、25℃和101 kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72 mL，原混合烃中乙炔的体积分数为(

) A．12.5%

B．25%

C．50%

D．75% 解析：本题通过烃燃烧的规律，考查了差量法的计算方法。根据反应方程7点燃5点燃9式：C2H6＋O2=====2CO2＋3H2O、C2H2＋O2=====2CO2＋H2O、C3H6＋222点燃O2=====3CO2＋3H2O，结合差量法可知1体积的C2H6和C3H6完全燃烧气体体积都减小2.5体积，设C2H6和C3H6混合气体的体积为x，C2H2的体积为y，则有x＋y＝32 mL，2.5x＋1.5y＝72 mL，解之得：x＝24 mL、y＝8 mL，故C2H2的体积分数为25%。

答案：B 二、苯及其同系物

基础巩固：

1．苯的分子结构及性质

(1)苯的结构

(2)苯的物理性质

颜色

状态

气味

密度

水溶性

熔沸点

毒性

无色

液体

特殊气比水小

不溶于低

味

水

有毒

(3)苯的化学性质

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(n≥6)

。

(2)化学性质(以甲苯为例) ①氧化反应：甲苯能使酸性高锰酸钾溶液

褪色。

②取代反应：以甲苯生成TNT的化学方程式为例：

3．苯的同系物与苯的比较

化学式

结构特点

苯

C6H6

苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键

(1)能取代：

苯的同系物

CnH2n－6(通式：n＞6) 分子中含有一个苯环；与苯环相连的是烷烃基

主要化学

性质

4.芳香烃

分子中含有一个或多个苯环的碳氢化合物属于芳香烃。

讨论交流：

1：苯与溴水混合时能否发生取代反应？

提示：不能，苯与溴单质发生取代反应，必须用液溴，并且有合适的催化剂(如FeBr3)存在，苯与溴水不能发生取代反应生成中萃取出来。

2．己烯中混有少量甲苯，如何检验？

提示：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。

归纳点拨：

1．苯的氯代物的同分异构体

，只能将Br2从水(1)苯的一氯代物只有1种：(2)苯的二氯代物有3种：

。

。

2．甲苯的一氯代物的同分异构体有4种

。

典例1、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：

沸点/℃

熔点/℃

对二甲苯

138 13 邻二甲苯

144 －25 间二甲苯

139 －47 苯

80 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：A.甲苯变二甲苯是甲苯的苯环上的氢原子被甲基代替，属于取代反应，故A正确；B.甲苯的相对分子质量比二甲苯小，故沸点比二甲苯低，故B错误；C.苯的沸点与二甲苯的沸点相差较大，可以用蒸馏的方法分离，故C正确；D.因为对二甲苯的熔点最高，冷却后先形成固体析出，所以能用冷却结晶的方法分离出来，故D正确。

答案：B 典例2．下列说法正确的是(

) A．苯与甲苯互为同系物，均能使酸性KMnO4溶液褪色

B．化合物中一定有10个碳原子共平面

C．与苯互为同系物，等质量的与苯完

全燃烧消耗氧气的量相等

D．光照条件下，异丙苯氯代物有2种

解析：苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，A错；B中最多有10个碳原子共平面，错误；苯的同系物侧链为烷烃基，C错；光照条件下，异丙苯与Cl2发生侧链上的取代反应，生成2种一氯代物，D项正确。

答案：D 归纳点拨：

苯与苯的同系物化学性质的区别

(1)苯的同系物发生卤代反应时，条件不同，取代的位置不同，一般光照条件下发生烷基上的取代反应，铁粉或FeBr3催化时，发生苯环上的取代反应。

(2)烷烃不易被氧化，但苯环上的烷基易被氧化。大多数苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，可用此性质鉴别苯与苯的同系物。

典例3．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

与Cl2发生取代反应生成的一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：含3个碳原子的烷基有两种，甲苯苯环上的氢原子有邻位、间位、对位三种，A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一种醇(苯甲醇)、一种醚(苯甲醚)、三种酚(邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)，总共有5种，B错；含有5个碳原子的烷烃有三种同分异构体，正戊烷、异戊烷和新戊烷，其一氯代物分别为3、4、1种，C正确；由菲的结构简式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正确。

答案：B 三

卤代烃

基础巩固：

1．概念

烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。

2．结构特点

卤素原子是卤代烃的官能团。C—X之间的共用电子对偏向 卤素原子，形成一个极性较强的共价键，分子中 C—X

键易断裂。

3．分类

4．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取代反应：

H2OR—X＋NaOH――→R—OH＋NaX(R—代表烃基)；

△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、HX等)，而生成含不饱和键(如双键或三键)的化合物的反应。

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

强碱、醇R—CH2—X――→R—CH===CH2＋HX)；

△醇＋2NaOH――→CH≡CH↑＋2NaX＋2H2O。

△5．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

CH3—CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br；

催化剂CH3—CH===CH2＋HBr――→

催化剂CH≡CH＋HCl――→CH2===CHCl。

△(2)取代反应

光照如CH3CH3＋Cl2――→CH3CH2Cl＋HCl；

；

△C2H5OH＋HBr――→C2H5Br＋H2O。

6．检验卤代烃分子中卤素的方法

(1)实验方法

；

讨论交流：

1．实验室现有失去标签的溴乙烷、己烷各一瓶，如何鉴别？

提示：利用己烷密度小于水，溴乙烷密度大于水的性质鉴别。

2．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________(填序号)。

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

提示：②③⑤①或⑥③⑤①

归纳点拨：

卤代烃消去反应规律

(1)两类卤代烃不能发生消去反应

结构特点

实例

CH3Cl 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

(2)有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。如：

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

(3)

型卤代烃，发生消去反应可以生成R—C≡C—R，醇如BrCH2CH2Br＋2NaOH――→CH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O。

△

典例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

(

) A．CH3Cl

B．

C．

D．

解析

本题主要考查卤代烃发生消去反应和水解反应的条件及共价键的断裂方式。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

典例2．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

加成反应、取代反应、消去反应

反应条件

KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温

NaOH醇溶液/加热、常温、NaOH水溶液/加热

加热，KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热

NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热

B 消去反应、加成反应、取代反应

C 氧化反应、取代反应、消去反应

D 消去反应，加成反应、水解反应

解析：CH3CH2CH2Br―→CH3CH===CH2―→CH3CHXCH2X(X代表卤素原子)―→CH3CH(OH)CH2OH。依次发生消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应)，由对应的反应条件可知B项正确。

答案：B 归纳点拨：

卤代烃两类反应的机理

(1)在NaOH溶液(加热)中发生水解反应，断①处键。

(2)在NaOH的醇溶液(加热)中发生消去反应，断①②两处键。

典例3．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________。

③的反应类型是________。

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

解析：由反应①：Cl2在光照的条件下发生取代反应得，可推知A为反应得，，在NaOH的乙醇溶液、加热的条件下发生消去在Br2的CCl4溶液中发生加成反应得B：→的转化应是在NaOH的乙醇溶液、加热的条件下发生消去反应。

答案：(1)

环己烷

(2)取代反应

加成反应

(3)

归纳点拨：

卤代烃在有机合成中的四大应用

(1)联系烃和烃的衍生物的桥粱。

(2)改变官能团的个数。如

NaOHBr2CH3CH2Br――→CH2===CH2――→CH2BrCH2Br 醇，△(3)改变官能团的位置，如

NaOHHBrCH2BrCH2CH2CH3――→CH2===CHCH2CH3――→

醇，△CH3CHCH2CH3Br。

(4)进行官能团的保护。如乙烯中的碳碳双键易被氧化，常

采用以下两步HBrNaOH保护碳碳双键，CH2===CH2――→CH3CH2Br――→CH2===CH2。

醇，△

高考真题

1．(2016·高考海南卷)(双选)工业上可由乙苯生产苯乙烯：

＋H2下列说法正确的是(

) A．该反应的类型为消去反应

B．乙苯的同分异构体共有三种

C．可用溴的CCl4溶液鉴别乙苯和苯乙烯

D．乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数均为7 解析：A.反应C—C变为C===C，为消去反应，故A正确；B.乙苯的同分异构体可为二甲苯，有邻，间、对，若不为芳香烃，存在多种不饱和脂肪烃，故B错误；C.苯乙烯可与溴发生加成反应，溶液褪色，而乙苯不反应，可鉴别，故C正确；D.苯环和碳碳双键都为平面形，与苯环直接相连的原子在同一个平面上，则乙苯至少有7个碳原子共平面，可能有8个碳原子共平面，苯乙烯可能有8个碳原子共平面，故D错误。

答案：AC 2．(2016·高考全国丙卷)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。

催化剂2R—C≡C—H――→R—C≡C—C≡C—R＋H2

该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：

回答下列问题：

(1)B的结构简式为__________________，D 的化学名称为__________。

(2)①和③的反应类型分别为________、________。

(3)E的结构简式为________。用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气________mol。

(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为___________________________。

(5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1，写出其中3种的结构简式_______________________________。

(6)写出用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线___________。

解析：(1)A与氯乙烷发生取代反应生成B，则根据B分子式可知A是苯，B是苯乙烷，则B的结构简式为学名称为苯乙炔。

(2)①是苯环上氢原子被乙基取代，属于取代反应；③中产生碳碳三键，是卤代烃的消去反应。

；根据D的结构简式可知D的化(3)D发生已知信息的反应，因此E的结构简式为。1个碳碳三键需要2分子氢气加成，则用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气4 mol。

(4)根据原子信息可知化合物

()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物的化学方程式为

(5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为，结构简式为、

、

(6)根据已知信息以及乙醇的性质可知用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任浓硫酸选)制备化合物D的合成路线为CH2CH2OH――→

△