高中化学奥赛有机第四讲烷烃

1、学习必备欢迎下载一、烷烃（一）烷烃的组成和结构烷烃的通式为 CnH 2n+2，其分子中各元素原子间均以单键即 键相结合，其中的碳原子均为 sp3 杂化形式。由于单键可以旋转，所以烷烃的异构有碳架异构和构象异构。烷烃从结构上看，没有官能团存在，因而在一般条件下它是很稳定的。只有在特殊条件下，例如光照和强热情况下，烷烃才能发生变化。这些变化包括碳链上的氢原子被取代，碳碳键断裂，氧化或燃烧。（二） 烷烃的化学反应：1、取代反应卤素反应的活性次序为：F2 >Cl 2 > Br 2 > I 2对于同一烷烃 , 不同级别的氢原子被取代的难易程度也不是相同的。大量的实验证明叔氢原子最容易被

2、取代，伯氢原子最难被取代。卤代反应 机理 ：实验证明，甲烷的卤代反应机理为游离基链反应，这种反应的特点是反应过程中形成一个活泼的原子或游离基。其反应过程如下：（ 3）链终止：随着反应的进行，甲烷迅速消耗，游离基的浓度不断增加，游离基与游离基之间发生碰撞结合生成分子的机会就会增加。Cl? + Cl ?Cl 2 CH 3? + CH 3?CH3CH3 CH3? + Cl ?CH 3Cl2、热裂反应500CH 4 + CH 2=CHCH 3CH3CH2 CH2CH3CH 3CH 3 + CH 2=CH 2CH 2=CHCH 2CH3 + H 23、异构化反应CH 3CH 2CH 2CH 3AlCl

3、3CH3CHCH 3加热、加压CH34、氧化反应：烷烃很容易燃烧，燃烧时发出光并放出大量的热，生成CO2 和 H2O。点燃CO2+2H2O+ 热量CH4 + 2O2烷烃的制取学习必备欢迎下载一 .偶联反应1.Wurtz （武慈）合成法：只能制备对称的烷烃R R，即 R 相同。2.卤代烷与二烷基铜锂的偶联科瑞（） - 郝思（ H.House）反应3.格式（ V.Grignard ）试剂法4.柯尔伯法（ Kolbe） H.Kolbe （ 1818-1884 ）于 1849 年将高浓度的羧酸钠盐或钾盐溶液进行电解，在阴极产生烷烃。2 R CO2Na + 2H 2O电 解R R +2CO2 +2NaO

4、H + H 2(K)阳极阴 极六个碳以上的脂肪酸用Kolbe 法合成，烷烃产率较好。二 .还原反应1.烯烃的氢化2.卤代烷的还原（ 1） .格氏（ Grignard ）试剂的水解（ 2）用金属和酸还原复习题 :6. 按系统命名法（IUPAC 命名法）为下面的化合物选出正确名称：(CH 3)2 CHCH(CH 2CH 3)(CH 2CH2 CH3 )A3异丙基己烷B2甲基3丙基戊烷C乙基异丙基丙基甲烷C3乙基丙烷E2甲基3乙基己烷11.写出符合下列条件的烷烃构造式，并用系统命名法命名之。（ 1）只含有伯氢原子的最简单烷烃。 （ 3）含有一个季碳原子的已烷。（ 4）只含有伯氢和仲氢原子的己烷。12

5、.某脂肪烃A 的相对分子质量是156，在 CCl 4 溶液中与Br 2 不起反应。但在光照条件下Br 2可以跟 A 起取代反应。取代产物的相对分子质量是235 的只有两种：产量较多的一种是较少的一种是C。另外，还可以得到相对分子质量是314 的产物多种。B，产量（ 1）写出 A 、 B 、C 的结构式。（ 2）相对分子质量是 314 的有多少种？试写出它们的结构简式。学习必备欢迎下载13某烃能与 Br 2 反应生成 3 种一溴代物。 8.6g 烃进行溴代反应完全转化成一溴代物时，将放出的气体通入 500mL 0.2mol/L 的氢氧化钠溶液，恰好完全中和。该烃不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。

6、请写出该烃可能的结构简式和名称。14.一个碳原子上如果连有 3 个氢原子，则这样的氢原子称为伯氢，如果只连有 2 个氢原子，则这样的氢称为仲氢，例如： CH 3 中的氢原子为伯氢， CH2 中的氢原子为仲氢。已知在烷烃中伯氢和仲氢被取代的活性因反应的条件不同而不同。在高温下伯氢与仲氢被取代的活性相等，则可以称之活性比为 1 1。请回答下列问题：（ 1）已知丙烷在高温下与氯气发生取代反应，反应式如下：则在一氯代丙烷中1氯丙烷在产物中的占有率为（ 2）常温下丙烷也能与氯气发生取代反应，反应式如下：；则在常温下伯氢和仲氢的相对活性比为。15.烃与卤素发生取代反应的难易程度与烃分子中氢的类型有关。伯（

7、CH 3），仲（ CH2），叔（ CH ）三种氢原子的活性比为1 3.8 5，如果控制条件使丙烷发生一氯代反应，则所得产物中 CH 3CH 2CH 2Cl 占全部一氯代物分子总量的百分含量是多少?16.将 2甲基丁烷进行一氯化反应，已知其四种一氯化产物和相应的百分含量如下：(CH 3)2CHCH 2CH 3 Cl 2光 (CH 3)2CHCH 2CH2Cl27.1%23.1%36.2%13.6%试推算伯、仲、叔氢原子被氯取代的活性比。17.正丁烷分别进行氯化和溴化，其产物的组成很不一样，试解释之。Cl 2CH3CH2CH2CH2Cl （ 28%） CH 3CHClCH 2CH3 （72%）CH

8、3CH2CH2 CH3Br2CH3CH2CH2 CH3CH3CH2CH2CH2Br （ 2%） CH3CHBrCH 2CH 3（ 98%）19.1994 年 10 月 12 日，瑞典皇家科学院宣布授予美国南加利福尼亚大学有机化学家乔治·安德鲁·欧拉（ George·Andrew ·Olah ）教授 1994 年度诺贝尔化学奖，以表彰他在碳正离子化学研究方面所作的贡献。（ 1） 1962 年，欧拉和他的同事们把(CH 3)3CF 溶于过量的 SbF5 介质中，获得理想的结果，它们之间反应的化学方程式是， SbF5属于类化合物，其理由是。（ 2）欧拉对碳正离

9、子的贡献不仅在于实验方面，更重要的是他在1972 年提出系统的碳正离子新概念。 CH 3、CH5两类碳正离子的结构中，中心碳原子分别采取、_杂化方式。试分别画出它们的结构式。（ 3）在 (C6H 5)3C 碳正离子中，除了键外，还存在键，它可表示为，形成此种键型的条件是。20.碳正离子例如，等，是有机合成的重要中间体。欧拉因在此领域中CH 3，CH5，(CH 3)3C的卓越研究成就而荣获1994 年诺贝尔化学奖。碳正离子CH5 可以通过 CH 3 在“超强酸”中再获得一个 H 而得到， CH 5失去 H 2 可得到 CH 3。（ 1） CH3 是反应性很强的正离子，是缺电子的，其电子式是学习必

10、备欢迎下载（ 2） CH3 中 4 个原子是共平面的，其中三个键角相等，则此键角是3(CH3 3在NaOH的水溶液中反应将得到电中性的有机分子，其结构简式是_（ ）)C（4）(CH 3)3C去掉 H后将生成电中性的有机物，其结构简式是21自由基又称游离基，是含有未配对电子的原子、分子或基团。大多数自由基很不稳定，只能作为活性中间体瞬间存在，寿命很短，如丁烷受热分解产生三种活性很高的自由基：活泼自由基可诱发自由基起加成反应、加聚反应、取代反应、氧化还原反应。这些反应在有机工业、石油化工和高分子工业等方面得到广泛应用。（1）写出自由基CH3CH2·的电子式；若 CH 3CH 2·

11、;失去一个电子，则称为碳正离子，该碳正离子的电子式为。（ 2)自由基反应一般是在光和热条件下进行，如烷烃与氯气的取代为自由基取代。已知烷烃中碳原子上的氢原子越少，所形成的自由基越稳定，试完成下列方程式：CH3光照（主要产物） HClCH 3 Cl 2（ 3）不对称烯烃在过氧化物存在下，与HBr 发生游离基加成反应，其反应历程是：R CHCH 2 Br · R CHCH 2 BrRCH CH 2Br HBr R CH CH 2Br Br ·试分两步将 (CH 3)2 CHCH CH2 转变为 (CH 3)2CH2CH2CH2OH 的反应方程式。（ 4）有机物中共价键断裂时，

12、若成键的一对电子平均分给两个原子或原子团， 则形成自由基；若成键电子全分给某原子或原子团，则形成碳正离子。已知 CH3四个原子共平面，键角相等，键角应是。和 NaOH 水溶液反应生成电中性有机分子，该分子结构简式，此物质(CH 3)3C能否发生消去反应。CC(AD)DDE(CD)CB11（ 1）2,2二甲基丙烷；2甲基丁烷；2,2二甲基丁烷；（ 4） CH 3CH 2CH 2CH2CH2CH3 己烷12.（ 1） A ：B：C：（2） 6（3）13.CH3CH2CH2CH2CH2CH3正己烷2， 2二甲基丁烷14（ 1） Na2CO3 0.105mol ； NaHCO 3 0.094mol（

13、2） C3H8 0.44； C4H 10 0.56（ 3） 20.06%学习必备欢迎下载（ 4）此液化灶燃料的利用率较低，能量损失较大。建议：在农村要改革低效炉灶，推广使用节能炉灶，将散发的热量用于加热水等；在城市要实行热电并供（如火力发电站）等；在生产中要利用科学技术改良热机性能，充分利用气体带走的内能（如热电并供、高温气体的循环使用热交换等），合理开发常规能源（煤、石油、天然气等），大力开发新能源（核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等）。15. （ 1） 75%（ 2） 1 4 16.44.1%17. 1 4 5.119.（1）(CH 3)3CF SbF5 (CH最强的路易斯酸SbF5 中的中心原子有4d 空轨道， 能3)3CSbF6接受其它物质的孤电子对。（2） sp2sp3（3）大 键（离域 键）18参与成键的原子必须处于同一平面，即中心原子只能采取19sp 或 sp2 杂化类型；每个参与成键的原子提供一个p 轨道，若中心原子采取sp 杂化时，有时也可以提供两个p 轨道，各产轨道间必须互相平行，以保证这些 p 轨道最大程度的重叠； 参与成键的 p 轨道所提供的p 电子数