高三化学一轮复习 第2单元 烃和卤代烃教师用书 苏教版选修

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺第二单元烃 和 卤 代 烃考纲定位1.掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。2.掌握卤代烃的结构与性质以及与其他有机物之间的相互转化。3.掌握加成反应、取代反应和消去反应等有机反应类型。考点1| 脂肪烃基础知识自查1烷烃、烯烃和炔烃的组成、结构特点和通式2脂肪烃的物理性质3脂肪烃的化学性质(1)烷烃的取代反应取代反应：有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。烷烃的卤代反应a反应条件：气态烷烃与气态卤素单质在光照下反应。b产物成分：多种卤代烃混合物(非纯净物)HX。c定量关系：即取代1 mol氢原子，消耗1_mol卤素单质生成1 mol HCl。(2)烯烃、炔烃的加成反应加成反应：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。烯烃、炔烃的加成反应(写出有关反应方程式) (3)加聚反应丙烯加聚反应方程式为。乙炔加聚反应方程式为nCHCHCH=CH。(4)二烯烃的加成反应和加聚反应加成反应(以1,3丁二烯为例)a1,2加成：CH2=CHCH=CH2Br2。b1,4加成：CH2=CHCH=CH2Br2。c完全加成：CH2=CHCH=CH22Br2。加聚反应：nCH2=CHCH=CH2。(5)脂肪烃的氧化反应烷烃烯烃炔烃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，带浓黑烟通入酸性KMnO4溶液不褪色褪色褪色考点多维探究角度1脂肪烃的组成、结构与性质1下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型的叙述正确的是() 【导学号：37742334】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烷烃的通式一定是CnH2n2，而烯烃的通式一定是CnH2nD烷烃与烯烃相比，发生加成反应的一定是烯烃DA项，烯烃可以含饱和键和不饱和键；B项，烯烃可以发生取代反应；C项，单烯烃的通式为CnH2n，多烯烃的通式不是CnH2n；D项，加成反应是不饱和烃的特征反应。2按要求填写下列空白(1)CH3CH=CH2()，反应类型：_；(2)CH3CH=CH2Cl2()HCl，反应类型：_；(3)CH2=CHCH=CH2()，反应类型：_；(4)()Br2，反应类型：_；(5)() ，反应类型：_。答案(1)Cl2加成反应(2) 取代反应(3)Br2加成反应(4)CH3CCH加成反应(5)nCH2=CHCl加聚反应(1)不同的碳碳键对有机物的性质有着不同的影响：碳碳单键有稳定的化学性质，典型反应是取代反应；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；碳碳叁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；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。(2)烯烃、炔烃与酸性KMnO4溶液反应图解角度2烷烃的取代反应与烯(炔)烃的加成反应3某气态烃1 mol能与2 mol HCl加成，所得的加成产物每摩尔又能与8 mol Cl2反应，最后得到一种只含C、Cl两种元素的化合物，则气态烃为() 【导学号：37742335】A丙烯B1丁炔 C丁烯D2甲基1,3丁二烯B根据加成与取代的定量关系可知气态烃为C4H6。4某烃结构式用键线式表示为，该烃与Br2加成时(物质的量之比为11)，所得的产物有()A3种B4种C5种D6种C当溴与发生1,2加成时，生成物有、；当溴与发生1,4加成时，生成物有、，显然所得产物有5种，选项C符合题意。5某烷烃的结构简式为。(1)用系统命名法命名该烃：_。(2)若该烷烃是由烯烃和1 mol H2加成得到的，则原烯烃的结构有_种。(不包括立体异构，下同)(3)若该烷烃是由炔烃和2 mol H2加成得到的，则原炔烃的结构有_种。(4)该烷烃在光照条件下与氯气反应，生成的一氯代烷最多有_种。解析(1)该烷烃中最长的碳链上有五个碳原子，属于戊烷，有两个取代基，故其名称为2,3二甲基戊烷。(2)只要是相邻的两个碳原子上都存在至少一个H，该位置就有可能是原来存在碳碳双键的位置，除去重复的结构，该烃分子中这样的位置一共有5处。(3)只要是相邻的两个碳原子上都存在至少两个H，该位置就有可能是原来存在碳碳叁键的位置，该烃分子中这样的位置一共有1处。(4)该烷烃分子中有6种等效氢原子，故与氯气反应生成的一氯代烷最多有6种。答案(1)2,3二甲基戊烷(2)5(3)1(4)6考点2| 芳香烃基础知识自查1芳香烃(1)芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃。(2)芳香烃在生产、生活中的作用：苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要的有机化工原料，苯还是一种重要的有机溶剂。(3)芳香烃对环境、健康产生影响：油漆、涂料、复合地板等装饰材料会挥发出苯等有毒有机物，秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾和香烟的烟雾中含有较多的芳香烃，对环境、健康产生不利影响。2苯和苯的同系物结构比较苯苯的同系物化学式C6H6通式CnH2n6(n6)结构特点苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊键空间构型为平面正六边形分子中含有一个苯环与苯环相连的基团为烷基3.苯和苯的同系物的主要化学性质苯的化学性质：易取代，能加成，难氧化；苯的同系物的化学性质：易取代，能加成，能氧化。(1)取代反应硝化反应a苯的硝化反应方程式：b甲苯的硝化反应方程式：上述反应中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，硝基苯是一种具有苦杏仁气味、密度比水大、不溶于水的油状液体，2,4,6三硝基甲苯俗称为梯恩梯(TNT)。卤代反应a苯与液溴的取代反应：b对二甲苯与液溴(FeBr3作催化剂)的取代反应，写出生成一溴代物的化学方程式：。c对二甲苯与氯气(光照条件)的取代反应，写出生成一氯代物的化学方程式：。苯的同系物与卤素单质发生取代反应时，反应条件不同，取代的位置不同，在光照条件下，苯环的侧链发生取代反应；在三卤化铁催化下，发生苯环上的取代反应。(2)加成反应a苯与氢气的加成反应：。b甲苯与氢气的加成反应：。(3)氧化反应苯和苯的同系物均可燃烧，苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，但苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色。甲苯被酸性KMnO4溶液氧化的反应表示为。考点多维探究角度1芳香烃的结构与同分异构体1已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转，某烃的结构简式如图所示，下列说法中正确的是()【导学号：37742336】A分子中至少有9个碳原子处于同一平面上B分子中至少有10个碳原子处于同一平面上C分子中至少有11个碳原子处于同一平面上D该烃属于苯的同系物C分析有机物的共线、共面问题要熟记常见有机化合物的空间构型，甲烷是正四面体型，乙烯和苯是平面形，乙炔是直线形，注意碳碳单键可以绕键轴自由旋转。甲基和苯环是通过碳碳单键相连，甲基中的C原子处于苯中原来H原子的位置，所以处于苯环所在的平面内，两个苯环通过碳碳单键相连，该碳碳单键两端的碳原子，既处于该苯环的平面中，又处于另一个苯环中原来H原子的位置，也处于另一个苯环所在的平面，如图所示，1、2、3、4、5、6号碳原子处于一条直线，再加上一个苯环，所以至少有11个碳原子共面，该有机物含有两个苯环，不是苯的同系物。2(2017日照模拟)二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体，可以用还原法制得三种二甲苯，它们的熔点分别如下：六种一溴二甲苯的熔点/234206213204214205对应还原二甲苯的熔点/135427542754由此可推断熔点为234 的分子的结构简式为_，熔点为54 的分子的结构简式为_。解析 的一溴代物有2种，的一溴代物有3种，的一溴代物有1种，故234 的分子的结构简式为，54 的分子的结构简式为。答案 有机物分子中原子空间构型的判断方法(1)直接连在饱和碳原子上的四个原子形成四面体形。(2)直接连在双键碳原子上的四个原子与双键两端的碳原子处在同一平面上。(3)直接连在三键碳原子上的两个原子与三键两端的碳原子处在同一直线上。(4)直接连在苯环上的六个原子与苯环上的六个碳原子处在同一平面上。注意：有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键，均可绕键轴自由旋转。角度2芳香烃的性质及其应用3异丙苯是一种重要的化工原料，下列关于异丙苯的说法不正确的是()【导学号：37742337】A异丙苯是苯的同系物B可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯C在光照条件下，异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有三种D在一定条件下能与氢气发生加成反应C在光照的条件下，主要发生侧链上的取代反应，可生成多种氯代物，包括一氯代物、二氯代物等。4苯并(a)芘是一种致癌物、致畸源及诱变剂，也是多环芳烃中毒性最大的一种强致癌物。苯并(a)芘的结构简式如图所示，下列有关苯并(a)芘的说法中不正确的是()A苯并(a)芘的分子式为C20H12，属于稠环芳香烃B苯并(a)芘与互为同分异构体C苯并(a)芘在一定条件下可以发生取代反应，但不能使酸性KMnO4溶液褪色D苯并(a)芘不易溶于水，易溶于苯、氯仿等有机溶剂B根据结构简式可得苯并(a)芘的分子式为C20H12，苯并(a)芘是由5个苯环形成的稠环芳香烃，A对；苯并(a)芘与分子式不同，不属于同分异构体，B错；苯并(a)芘分子中苯环上的氢原子在一定条件下可以发生取代反应，但不能使酸性KMnO4溶液褪色，C对；苯并(a)芘属于稠环芳香烃，是一种相对分子质量比较大的有机物，易溶于有机溶剂苯、氯仿等，不易溶于水，D对。正确理解苯的同系物中侧链和苯环的性质(1)侧链和苯环的性质：苯的同系物侧链为烷基，具有烷烃的性质，可与卤素单质在光照条件下发生取代反应；苯环具有苯的性质，可发生取代反应(硝化反应、卤代反应等)和加成反应(与H2加成)。(2)侧链和苯环的相互影响在苯的同系物中，苯环影响侧链，使侧链的反应活性增强，表现在侧链可被酸性KMnO4溶液氧化，而烷烃不能被氧化。侧链影响苯环，使苯环的反应活性增强，表现在苯环上的取代反应变得更容易，如苯的硝化反应温度是5060 ，而甲苯在约30 的温度下就能发生硝化反应，而且苯反应只得到一取代产物，而甲苯得到三取代产物。注意：具有结构的苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色，而苯不能，可用此性质鉴别苯与这些苯的同系物。角度3特殊烃的结构及性质5有机物的结构可用“键线式”表示，如：CH3CH=CHCH3可简写为，有机物X的键线式为，下列说法不正确的是() 【导学号：37742338】AX与溴的加成产物可能有3种BX能使酸性KMnO4溶液褪色CX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DY是X的同分异构体，且属于芳香烃，则Y的结构简式为CX与H2加成产物为，其一氯代物有2种。6(1)已知立方烷的键线式如图，则立方烷的分子式为_，一氯代物有_种，二氯代物有_种。(2)已知金刚烷的键线式如图，可以看作四个等同的六元环构成的空间构型。则金刚烷的分子式为_，一氯代物有_种，二氯代物有_种。答案(1)C8H813(2)C10H1626考点3| 卤代烃基础知识自查1卤代烃烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，官能团为X(Cl、Br、I)，饱和一元卤代烃的通式为CnH2n1X(n1)。2物理性质3化学性质(以1溴丙烷为例)(1)水解反应反应条件为强碱(如NaOH)水溶液、加热。在碱性(如NaOH溶液)条件下发生水解反应的化学方程式为。(2)消去反应概念：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(如双键或三键)化合物的反应。反应条件为强碱(如NaOH)的乙醇溶液、加热。在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应的化学方程式为。4卤代烃对环境的影响氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层，是造成臭氧空洞的主要原因。考点多维探究角度1卤代烃的水解与消去反应1(2017太原质检)在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示，则下列说法正确的是()A发生水解反应时，被破坏的键是和B发生消去反应时，被破坏的键是和C发生水解反应时，被破坏的键是和D发生消去反应时，被破坏的键是和BRCH2CH2X发生水解反应时，被破坏的键是；发生消去反应时，被破坏的键是和。2有以下物质：CH3ClCH2ClCH2Cl (1)能发生水解反应的有_(填序号，下同)，其中能生成二元醇的有_。(2)能发生消去反应的有_。(3)发生消去反应能生成炔烃的有_。(4)发生消去反应可得到_种烯烃。答案(1)(2)(3)(4)3卤代烃水解和消去反应比较反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式反应本质和通式卤代烃分子中X被水中的OH所取代，生成醇：RCH2XNaOHRCH2OHNaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HXNaOHNaXH2O产物特征引入OH，生成含OH的化合物消去HX，生成含碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物注意：卤代烃消去反应规律与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子或有邻位碳原子但无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。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。角度2卤代烃中卤素原子的检验3(2017玉溪模拟)下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物说法正确的是() 【导学号：37742339】A四种物质中分别加入氯水，均有红棕色液体生成B四种物质中加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成C四种物质中加入NaOH的醇溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成D乙发生消去反应得到两种烯烃B这四种有机物均不能与氯水反应，选项A不正确；B选项描述的是卤代烃中卤素原子的检验方法，操作正确，选项B正确；甲、丙和丁均不能发生消去反应，选项C不正确；乙发生消去反应只有一种产物，选项D不正确。4为了测定某饱和卤代烃的分子中卤素原子的种类和数目，可按下列步骤进行实验：回答下列问题：(1)加入AgNO3溶液时产生的沉淀为浅黄色，则此卤代烃中的卤素原子是_。(2)已知此卤代烃液体的密度是1.65 gmL1，其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的11.75倍，则每个此卤代烃分子中卤素原子的数目为_；此卤代烃的结构简式为_。解析(1)因加入AgNO3溶液时产生的沉淀为浅黄色，故卤代烃中卤素原子为溴原子。(2)溴代烃的质量为11.40 mL1.65 gmL118.81 g，摩尔质量为1611.75 gmol1188 gmol1。因此溴代烃的物质的量为0.1 mol。n(AgBr)0.2 mol。故每个卤代烃分子中溴原子数目为2，根据相对分子质量判断其分子式为C2H4Br2，其结构简式可能为CH2BrCH2Br或CH3CHBr2。答案(1)溴原子(2)2CH2BrCH2Br或CH3CHBr2卤代烃(RX)中卤素原子的检验方法RX角度3卤代烃在有机合成中的桥梁作用5(2014全国卷节选)立方烷()具有高度对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点，因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物I的一种合成路线： 回答下列问题：(1)C的结构简式为_，E的结构简式为_。(2)的反应类型为_，的反应类型为_。(3)在I的合成路线中，互为同分异构体的化合物是_(填化合物代号)。(4)I与碱石灰共热可转化为立方烷。立方烷的核磁共振氢谱中有_个峰。(5)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有_种。解析(4)立方烷的8个顶点各有1个H，完全相同，即只有1种H，故核磁共振氢谱中谱峰个数为1。(5)立方烷中有8个H，根据换元法，可知六硝基立方烷的种数与二硝基立方烷种数相同，而二硝基立方烷的结构共有3种，如下所示：故六硝基立方烷可能的结构也有3种。答案(1)(2)取代反应消去反应(3)G和H(4)1(5)3卤代烃在有机合成中的应用(1)卤代烃基联系烃和烃的衍生物的桥梁。(2)卤代烃能改变官能团的个数，如CH3CH2BrCH2=CH2Br2,CH2BrCH2Br。(3)卤代烃能改变官能团的位置，如CH2BrCH2CH2CH3CH2=CHCH2CH3(4)卤代烃能进行官能团的保护，如乙烯中的碳碳双键易被氧化，常采用以下两步保护碳碳双键，如CH2=CH2HBr,CH3CH2BrCH2=CH2。课堂小结反馈达标11全新理念探究高考明确考向1一个高考题，展示高考怎样考(2016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。2RCCHRCCCCRH2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)和的反应类型分别为_、_。(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31，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B(C8H10)与Cl2在光照条件下发生取代反应生成，则B的结构简式为。A与CH3CH2Cl在AlCl3、加热条件下反应生成 (B)，显然反应为取代反应，A的结构简式为。 (D)经Glaser反应得到E(C16H10)，结合Glaser反应原理(2RCCHRCCCCRH2)推知，E的结构简式为。(1)由上述分析可知，B的结构简式为。D的结构简式为，其化学名称为苯乙炔。(2)反应是苯与CH3CH2Cl的取代反应；反应中转化为，生成了碳碳叁键，故该反应为卤代烃的消去反应。(3)由上述分析可知，E的结构简式为。1个碳碳叁键需要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4 mol氢气。(4)化合物()可发生Glaser偶联反应生成聚合物，结合Glaser偶联反应的反应原理及原子守恒写出化学方程式： 。(5)芳香化合物F是C()的同分异构体，F需满足条件：.与C具有相同的分子构成，含有1个苯环和2个Cl原子；.分子中只有两种不同化学环境的氢，且数目比为31，说明分子结构存在对称性，分子中含有2个CH3，考虑苯环上取代基的