2020年高考化学一轮总复习第十三章第40讲烃与卤代烃学案（含解析）.docx

第40讲烃与卤代烃一、烃的结构与性质1脂肪烃的结构和性质(1)烷烃、烯烃、炔烃的组成及结构特点(2)脂肪烃的物理性质(3)脂肪烃的化学性质氧化反应烷烃的卤代反应a反应条件：光照。b无机试剂：卤素单质，水溶液不反应。c产物：卤代烃HX(X为卤素原子)。d量的关系：取代1 mol氢原子，消耗1_mol卤素单质，如乙烷和氯气生成一氯乙烷：CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl。烯烃、炔烃的加成反应(写出有关反应方程式)a.b.c.烯烃、炔烃的加聚反应a丙烯的加聚反应方程式：nCH2=CHCH3。b乙炔的加聚反应方程式：nCHCHCH=CH。(4)脂肪烃的来源和用途2芳香烃的结构与性质(1)芳香烃芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃。稠环芳香烃：通过两个或多个苯环合并而形成的芳香烃叫做稠环芳香烃。稠环芳香烃最典型的代表物是萘。(2)苯及苯的同系物的结构及性质二、卤代烃的结构与性质1组成与结构(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。饱和一元卤代烃的通式为CnH2n1X。(2)官能团是X(F、Cl、Br、I)。2物理性质(1)通常情况下，除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少数为气体外，其余为液体或固体。(2)沸点比同碳原子数的烷烃沸点高；互为同系物的卤代烃，沸点随分子内碳原子数的增加而升高。(3)溶解性：水中难溶，有机溶剂中易溶。3化学性质(1)水解反应反应条件：强碱的水溶液，加热。C2H5Br与NaOH水溶液共热的反应方程式为C2H5BrNaOHC2H5OHNaBr。用RX表示卤代烃，其与NaOH水溶液共热的方程式为RXNaOHROHNaX。(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(如碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应。反应条件：强碱的醇溶液，加热。溴乙烷发生消去反应的化学方程式为(以与NaOH的醇溶液为例)C2H5BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O。用XCH2CH2X表示卤代烃，其与NaOH的醇溶液共热的化学方程式为2NaOHCHCH2NaX2H2O。4卤代烃的获取方法(1)取代反应如乙烷与Cl2：CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl；苯与Br2：；C2H5OH与HBr：C2H5OHHBrC2H5BrH2O。(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应CH3CH=CH2Br2CH3CHBrCH2Br；CHCHHClCH2=CHCl。5卤代烃对环境的影响含氯、氟的卤代烷是造成臭氧层空洞的主要原因。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，并指明错因。(1)烷烃同分异构体之间，支链越多，沸点越高。()错因：烷烃同分异构体之间，支链越多，熔、沸点越低，如熔、沸点：正戊烷异戊烷新戊烷。(2)顺2丁烯和反2丁烯均能使溴水褪色。()错因：_(3)某烃的分子式为C11H16，它不能与溴水反应，但能使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基，符合条件的烃有8种。()(4)甲苯与氯气光照条件下反应，主要产物是2,4二氯甲苯。()错因：光照条件下，甲苯与Cl2发生的是甲基上的取代反应，不是苯环上的取代反应。(5)所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应。()错因：CH3Br不能发生消去反应。(6)用AgNO3溶液和稀硝酸便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素。()错因：卤代烃在水溶液中不能电离产生X。(7)溴乙烷与NaOH的醇溶液反应，可生成乙醇。()错因：溴乙烷与NaOH的醇溶液反应，生成乙烯。2教材改编题(据人教选修五P43 T2)由1溴丁烷和必要的无机试剂制取1,2丁二醇，写出所需的化学方程式。_答案CH3CH2CH2CH2BrNaOHNaBrH2OCH3CH2CH=CH2考点脂肪烃的结构与性质典例1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三键的位置，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名师精讲(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。(2)不饱和烃的反应类型加成反应：分子中的碳碳双键或碳碳三键断裂，双键或三键两端的碳原子与其他原子或原子团结合。加聚反应：实质上是加成反应，与普通加成反应有所不同的是生成的产物为高分子化合物。氧化反应：烯烃在酸性KMnO4溶液的作用下，分子中的碳碳双键断开，双键碳原子上连有两个氢原子的被氧化成CO2，双键碳原子上连有一个氢原子的最终被氧化成羧酸，双键碳原子上无氢原子的被氧化成酮。具体的反应：(3)实验室制备C2H4时：酒精与浓硫酸的体积比为13；温度计的水银球插入反应混合液的液面下；反应温度迅速升至170 ；浓硫酸作催化剂和脱水剂。(4)实验室制备C2H2时不能使用启普发生器；为了得到比较平缓的乙炔气流，可用饱和食盐水代替水。1(2018安徽无为中学月考)在1.013105 Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列说法正确的是()A在标准状况时，新戊烷是气体B在1.013105 Pa、20 时，C5H12都是液体C烷烃随碳原子数的增加，沸点降低DC5H12随支链的增加，沸点降低答案D解析新戊烷的沸点是9.5 ，标准状况下是液体，20 时是气体，A、B均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，C错误；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点逐渐降低，D正确。21 mol某链烃最多可与2 mol H2发生加成反应生成化合物A，化合物A最多能与12 mol Cl2发生取代反应生成化合物B，则下列有关说法正确的是()A该烃分子内既有碳碳双键又有碳碳三键B该烃分子内碳原子数超过6C该烃能发生氧化反应和加聚反应D化合物B有3种同分异构体答案C解析由1 mol该烃最多可与2 mol H2发生加成反应，可知其不饱和度为2，该烃分子中有2个双键，或有1个三键，两者不能共同存在，故A错误；该烃含有的H原子数是8，不饱和度是2，故分子式为C5H8，含有碳原子数是5，故B错误；该烃含有双键或三键，能发生加成反应、氧化反应和加聚反应，故C正确；化合物A结构简式为CH3(CH2)3CH3或CH3CH2CH(CH3)2，故化合物B存在2种同分异构体，故D错误。考点芳香烃的结构与性质典例2二氧化碳和氢气按一定的体积比混合，在一定条件下可以制得烯烃，该技术已经成为节能减碳的有效途径之一。苯是一种重要的化工原料，下图是合成橡胶和TNT的路线。回答下列问题：(1)工业上从煤焦油提取苯的操作名称为_。(2)烯烃B的名称为_；E的结构简式为_。(3)写出反应类型：反应_；反应_。(4)写出反应的化学方程式：_。(5)D在一定条件下与足量H2反应后的产物，其一氯代物有_种。解析(1)苯溶解在煤焦油中，煤焦油中不同成分的沸点不同，故可通过分馏的方法得到苯。(5)D为，在一定条件下与足量H2反应生成，其环上一氯代物有4种，乙基上一氯代物有2种，共有6种。答案(1)分馏(2)乙烯CH2=CHCH=CH2(3)取代反应消去反应(5)6名师精讲(1)苯与溴单质要发生取代反应，必须用液溴，并且有合适的催化剂(如FeBr3)存在，而苯与溴水不能发生取代反应生成，只能将Br2从水中萃取出来。(2)侧链对苯环的影响：苯的同系物比苯更易发生苯环上的取代反应，苯主要发生一元取代，而苯的同系物能发生邻、对位取代，如苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热主要生成硝基苯，甲苯与浓硫酸、浓硝酸在一定条件下生成2,4，6三硝基甲苯(TNT)。在光照或催化剂条件下，苯的同系物发生卤代反应时，卤素原子取代氢的位置不同。(3)苯环对侧链的影响：烷烃不易被氧化，但苯环上的烷基易被氧化。苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色，而苯不能，用此法鉴别苯和苯的同系物；但并不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色，如，由于与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子，所以不能使酸性KMnO4溶液褪色。(4)芳香烃取代物数目判断的两种方法等效氢法“等效氢”就是在有机物分子中处于相同位置的氢原子，等效氢任一原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质。在分析芳香烃的同分异构体数目时，除综合考虑苯环上基团的类别和个数及基团在苯环上的相对位置外，还要充分注意到分子的对称性和思维的有序性。分子中完全对称的氢原子也是“等效氢”，其中引入一个新的原子或原子团时只能形成一种物质；在移动原子或原子团时要按照一定的顺序，有序思考，防止重复，避免遗漏，这样就能写全含有苯环的同分异构体。例如甲苯和乙苯在苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对)：定一(或定二)移一法在苯环上连有两个原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；苯环上连有三个原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第三个原子或原子团，这样就能写全含有苯环的同分异构体。例如二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体的写法与数目的判断：共有(2316)六种3下列各组物质用酸性KMnO4溶液和溴水都能区别的是()A苯和甲苯 B1己烯和二甲苯C苯和1己烯 D己烷和苯答案C解析A项，溴水不能区别苯和甲苯，不符合题意；B项，酸性KMnO4溶液不能区别1己烯和二甲苯，不符合题意；C项，1己烯可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯均不能，符合题意；D项，己烷和苯与溴水、酸性KMnO4溶液均不反应，不符合题意。4下列关于苯的叙述正确的是()A反应为取代反应，有机产物与水混合浮在上层B反应为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟C反应为取代反应，浓硫酸是反应物D反应中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应，是因为苯分子中含有三个碳碳双键答案B解析苯与液溴发生取代反应，生成溴苯，溴苯的密度比水大，且不溶于水，所以溴苯在下层，故A错误；苯能在空气中燃烧，发生氧化反应，燃烧时火焰明亮并带有浓烟，故B正确；苯能与浓硝酸发生硝化反应生成硝基苯，硝化反应为取代反应，浓硝酸是反应物，浓硫酸是催化剂，故C错误；苯分子中没有碳碳双键，而是一种介于单键和双键之间独特的键，故D错误。考点卤代烃的性质及卤代烃中卤素原子的检验典例3(2017海南高考)已知苯可以进行如下转化：回答下列问题：(1)反应的反应类型为_，化合物A的化学名称为_。(2)化合物B的结构简式为_，反应的反应类型为_。(3)如何仅用水鉴别苯和溴苯_。解析(1)反应为加成反应，生成A为，为环己烷。(2)环己烷在光照条件下与氯气发生氯代生成B ，B再发生消去反应生成(3)苯的密度比水小，溴苯的密度比水大，加入水，油层在上层的为苯，油层在下层的为溴苯。答案(1)加成反应环己烷(2) 消去反应(3)加入水，油层在上层的为苯，油层在下层的为溴苯名师精讲(1)卤代烃水解反应的规律反应条件：与强碱的水溶液共热。多元卤代烃水解可生成多元醇，如BrCH2CH2Br2NaOHHOCH2CH2OH2NaBr。卤代烃水解消耗NaOH的量n(卤素原子)n(NaOH)11。(2)卤代烃消去反应的规律反应条件：与强碱的醇溶液共热。三类不能发生消去反应的卤代烃a与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子，如CH3Cl。b与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子，但邻位碳原子上没有氢原子，如c苯环上的卤素原子不能发生消去反应，如。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：型卤代烃，发生消去反应可以生成RCCR，如BrCH2CH2Br2NaOHCHCH2NaBr2H2O。(3)检验卤代烃中卤素原子的方法RX检验卤代烃中的卤素原子时应注意：卤代烃均属于非电解质，不能电离出X，不能用AgNO3溶液直接检验卤素原子的存在。将卤代烃中的卤素原子转化为X，也可用卤代烃的消去反应。卤代烃发生消去反应的结构条件是。(4)卤代烃在有机合成中的应用是联系烃和烃的衍生物的桥梁。改变官能团的个数，如CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br。改变官能团位置，如CH2BrCH2CH2CH3CH2=CHCH2CH3。进行官能团保护，如烯烃中的碳碳双键易被氧化，常利用烯烃与卤化氢加成去掉碳碳双键，卤代烃消去又产生碳碳双键，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，如CH2=CHCH2OH5下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()C6H5Cl(CH3)2CHCH2Cl