选修5 第二章 烃和卤代烃课件

第二章烃和卤代烃一、烷烃、烯烃、炔烃1.烷烃烯烃炔烃的组成、结构特点和通式单键CnH2n+2（n≥1）CnH2n（n≥2）CnH2n-2（n≥2）碳碳双键碳碳三键(2)脂肪烃物理性质的递变规律：1～4升高低增大小难3.化学性质(1)氧化反应:①燃烧:均能燃烧,点燃前要先_____,其燃烧的化学反应通式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O

_______________________________。②酸性高锰酸钾溶液褪色:烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是___________。点燃

验纯烯烃和炔烃(2)烷烃的取代反应:①取代反应：有机物分子中某些原子或原子团___________________________的反应。被其他原子或原子团所替代②烷烃的卤代反应：光照

卤素单质

1mol②烯烃、炔烃发生加成反应的化学方程式：CH2＝CH2+Br2

CH2Br－CH2Br

CH2＝CH2+HClCH3—CH2Cl

催化剂CH2＝CH2+H2OCH3—CH2OH催化剂加热、加压(4)烯烃的加聚反应:①乙烯的加聚反应___________________________________。②丙烯的加聚反应_____________________________________。5.天然气、液化石油气和汽油的主要成分及应用主要成分应用天然气_____燃料、化工原料液化石油气______________________燃料汽油__________________汽油发动机燃料甲烷丙烷、丁烷、丙烯、丁烯C5～C11的烃类混合物二、芳香烃1.苯的分子结构及性质(1)苯的结构：C6H6

碳碳单键

碳碳双键

正六边形(2)苯的物理性质:颜色状态气味密度水溶性熔沸点毒性___色___体特殊气味比水___不溶于水___有毒无液小低(3)苯的化学性质：2C6H6+15O212CO2+6H2O

点燃

2.苯的同系物(1)概念:苯环上的_______被_____取代的产物。通式为____________。CnH2n-6(n≥6)氢原子烷基①氧化反应:a.能够燃烧b.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液_____。②取代反应(以甲苯生成TNT的反应为例):_____________________________________________________褪色甲苯比苯更容易发生苯环上的取代反应,是由于甲基对苯环的影响所致。③加成反应(以甲苯与氢气的反应为例)_________________________________________三、卤代烃1.概念烃分子里的氢原子被_________取代后生成的产物。官能团为____,饱和一元卤代烃的通式为_______。卤素原子—XCnH2n-1X0000一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯

高

升高

难易小大2.物理性质(2)消去反应:①消去反应:有机化合物在一定条件下,_____________________________________________________________________________________的反应。②反应条件:_______________________③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为___________________________________________④用R—X表示卤代烃，消去反应的方程式为：________________________________________________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)化合物氢氧化钠乙醇溶液、加热CH3CH2Br+NaOHCH2＝CH2↑+NaBr+H2O

乙醇△R—CH2—CH2—X+NaOHR—CH＝CH2+NaX+H2O

乙醇△4.卤代烃在生产、生活中的作用(1)重要的有机化工原料，广泛应用于合成药物、农药、染料、香料等。(2)曾被广泛用作制冷剂、灭火剂、溶剂等。5.卤代烃对环境、健康产生的影响含氯、氟的卤代烷是造成臭氧空洞的主要原因。6.卤代烃的获取方法(1)取代反应:如乙烷与Cl2:___________________________。苯与Br2:______________________________。C2H5OH与HBr:__________________________。CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl光+Br2+HBrFeBr3

C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△

【思考辨析】1.烷烃光照条件下与溴水发生取代反应。()【分析】烷烃光照条件下与溴蒸气发生取代反应，但与溴水不反应。2.除去甲烷中的乙烯可将混合气体通过酸性高锰酸钾溶液。()【分析】乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生新的杂质CO2，所以不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯。3.裂化汽油可以萃取溴水中的溴。()【分析】裂化汽油中含有不饱和烃，可以与溴发生加成反应，所以裂化汽油不能萃取溴水中的溴。×××4.苯的邻二取代物不存在同分异构体。()【分析】苯环上的碳碳键完全相同，苯的6个氢原子处于相同化学环境，苯的邻二取代物只有一种。5.苯的同系物与溴在光照条件下取代发生在侧链上。()【分析】苯的同系物侧链是烷基，类似甲烷，光照条件下可与溴发生取代反应，若取代苯环上的氢原子则需要铁作催化剂。6.用硝酸银溶液和稀硝酸便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素。()【分析】卤代烃为非电解质，不能电离出卤素离子，需先加入氢氧化钠溶液水解产生卤素离子后才能用硝酸银溶液和稀硝酸检验。√√×考点1

烃类性质推断

1.熟记常见几种烃的结构特点和化学性质烃结构特点主要化学性质烷烃全是单键①氧化反应(能燃烧,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色)②取代反应③高温分解烯烃碳碳双键①氧化反应(能燃烧,能使酸性高锰酸钾溶液褪色)②加成反应③加聚反应烃结构特点主要化学性质炔烃碳碳三键①氧化反应(能燃烧,能使酸性高锰酸钾溶液褪色)②加成反应③加聚反应苯及其同系物苯环①氧化反应(能燃烧,部分苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色)②取代反应③加成反应2.结构决定性质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;(4)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。【高考警示】结构复杂的烃,性质具有多重性(1)某些复杂的烃含有多种结构,具有多种性质,如CH2＝CHCH3含碳碳双键具有烯烃的性质,连在双键碳原子上的甲基部分与烷烃结构类似,具有烷烃的性质,在光照条件下甲基上的氢可以被卤素取代。(2)某些烃中基团之间相互影响,使该烃具有一些特殊性质,如CH2＝CHCH＝CH2中的两个碳碳双键相互影响,CH2＝CHCH＝CH2不仅具有一般单烯烃所具有的性质,还可以与氢气或卤素发生1,4-加成反应。【典例1】(2012·大纲版全国卷改编)橙花醇具有玫瑰及苹果香气,可作为香料,其结构简式如下下列关于橙花醇的叙述,错误的是(

)A.橙花醇能发生加成反应B.橙花醇加聚可以生成多种产物C.1mol橙花醇在氧气中充分燃烧,需消耗470.4L氧气(标准状况)D.1mol橙花醇在室温下与溴的四氯化碳溶液反应,最多消耗240g溴【解题指南】解答本题注意以下2点:(1)分析给出的有机物的结构;(2)结合常见有机物的结构与性质,依据结构决定性质推断该有机物的性质。【解析】选D。橙花醇含有碳碳双键,可以发生加成反应,A项正确;B项,橙花醇中含有3个碳碳双键,用不同的双键加成,可以生成不同的高聚物,B项正确;根据橙花醇充分燃烧的关系式:C15H26O～21O2可知,1mol橙花醇在氧气中充分燃烧,需消耗470.4L氧气(标准状况),C项正确;1mol橙花醇中含有3mol碳碳双键,在室温下与溴的四氯化碳溶液反应,最多消耗3mol溴,即480g溴,D错误。【互动探究】(1)橙花醇能不能使酸性高锰酸钾溶液褪色?提示:能,橙花醇中含有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以橙花醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(2)在光照条件下,橙花醇能不能与氯气发生取代反应?提示:能,橙花醇中以单键相连的碳原子上的氢原子在光照条件下可以被氯原子取代。考点2卤代烃的水解反应和消去反应

1.卤代烃水解反应和消去反应比较反应类型取代反应(水解反应)消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式反应类型取代反应(水解反应)消去反应反应本质和通式卤代烃分子中—X被溶液中的—OH所取代，R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HX+NaOH+NaX+H2O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三键的不饱和化合物H2O△

醇△2.反应规律(1)水解反应:①所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应②多卤代烃水解可生成多元醇,如BrCH2CH2Br+2NaOH(2)消去反应：①两类卤代烃不能发生消去反应结构特点实例与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子CH3Cl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,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。例如:+NaOHCH2＝CH—CH2—CH3(或CH3—CH＝CH—CH3)+NaCl+H2O

型卤代烃,发生消去反应可以生成R—C≡C—R,如BrCH2CH2Br+2NaOHCH≡CH↑+2NaBr+2H2O

醇△△醇3.卤代烃在有机合成中的应用(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁：烃通过与卤素发生取代反应或加成反应转化为卤代烃，卤代烃碱性条件下水解转化为醇或酚，进一步可转化为醛、酮、酸、酯等；醇加热条件下与氢卤酸反应转化为卤代烃，卤代烃通过消去反应可转化为烃。(2)改变官能团的个数，如CH3CH2BrCH2＝CH2CH2BrCH2Br。(3)改变官能团位置，如CH2BrCH2CH2CH3CH2＝CHCH2CH3。(4)进行官能团保护，如烯烃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＝CH2CH3CH2BrCH2＝CH2。NaOH醇，△NaOH醇，△Br2HBrHBr醇，△NaOH【高考警示】(1)注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件，书写化学方程式时容易混淆。(2)烯烃与卤素或卤化氢加成可以去掉碳碳双键，卤代烃消去又会产生碳碳双键，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，而不是其他目的。(3)卤代烃是非电解质，检验卤素种类时，应先让其发生水解反应，然后用稀硝酸中和溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。容易忽视加硝酸中和碱这个环节。【典例2】已知X是二氢香豆素类化合物,是香料工业的重要化合物。X可以通过下列途径合成：请根据上图回答:(1)D中含有的官能团名称是

、

;反应①属于

反应;反应③属于

反应。(2)化合物B的结构简式为

或

。(3)反应⑤的化学方程式为

。(4)化合物F的分子式为C6H6O3,它具有酸性,F中只有2种等效氢原子。写出反应⑦的化学方程式:

_______________________【解题指南】解答本题时注意以下2点:(1)由特定的反应条件判断反应类型和产物;(2)由组成、结构特点和性质推断F的结构。【解析】根据CH2＝CHCOOH结合各步反应条件和流程图可推知:E(CH2＝CHCOONa)、D(CH2BrCH2COOH或CH3CHBrCOOH)、C(CH2BrCH2CHO或CH3CHBrCHO)、B(CH2BrCH2CH2OH或CH3CHBrCH2OH)、A(CH2＝CHCH2OH),对于第(4)问,根据题给条件,F为,结合题给条件推断反应类型、书写反应方程式。答案:(1)羧基溴原子取代氧化(2)CH2BrCH2CH2OH

CH3CHBrCH2OH(3)CH2BrCH2COOH+2NaOHCH2＝CHCOONa+NaBr+2H2O或CH3CHBrCOOH+2NaOHCH2＝CHCOONa+NaBr+2H2O(4)+2CH2＝CHCOOH+2H2O

乙醇△

乙醇△【互动探究】(1)C3H5Cl可由丙烯在一定条件下转化得到,该反应条件是?提示:对比丙烯(C3H6)与C3H5Cl可知发生的是取代反应,反应条件应为光照。(2)上述制备X的流程图中设置②⑤⑥步的目的是什么?提示:保护有机物中的碳碳双键。名称甲烷(CH4)乙烯(C2H4)乙炔(C2H2)苯(C6H6)空间结构

H—C≡C—H结构特点正四面体结构平面形结构直线形结构平面形结构键角109°28'120°180°120°【备选考点】原子共线、共面问题“3个四”1.四种典型有机物的结构2.四个基本规律(1)饱和碳原子为中心的四个价键上所连接的其他原子,与中心碳构成四面体结构,键角等于或接近109°28′。(2)具有结构的分子,以为中心,与相连的4个原子和中的两个碳原子,共6个原子在同一平面上,键角等于或接近120°。(3)具有—C≡C—结构的有机物分子,与三键上两个碳原子相连接的原子和三键中的两个碳原子,共4个原子在一条直线上。(4)苯环结构中的6个碳原子和连在苯环上的6个原子,共12个原子在一个平面上。3.四种常见连接(1)直线与平面连接:直线结构中如果有2个原子(或者一个共价键)与一个平面结构共用,则直线在这个平面上。如CH2＝CH—C≡CH,其结构式为,中间两个碳

原子既在乙烯平面上,又在乙炔直线上,所以该化合物中所有原子共平面。(2)平面与平面连接:如果两个平面结构通过单键相连,则由于单键可旋转,两个平面可能重合,也可能不重合。如苯乙烯分子中,共平面原子最多16个。(3)平面与立体结构连接:如果甲基与平面结构通过单键相连,则由于单键可以旋转,甲基的一个氢原子可能处于这个平面上。如丙烯分子()中,共面原子至少6个,最多7个。(4)直线、平面与立体结构连接:如图所示的大分子中共平面原子最多19个,分析时要注意两点:①观察大分子的结构,先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”,再将甲烷“正四面体”、乙烯“平面结构”、乙炔“直线形结构”和苯“平面结构”等分子构型知识迁移过来即可;②苯环以单键连接在1号不饱和碳原子上,不管单键如何旋转,2号和3号碳原子总是处于乙烯平面上。【高考警示】(1)苯环对位上的2个碳原子及与之相连的两个氢原子,这四原子在一条直线上。(2)碳原子上的氢原子被其他原子或原子团取代,键角变化较小,一般不会使“不共线变成共线”“不共平面变成共平面”。(3)判断共线共面问题,要注意看清题目是“一定共线(面)”还是“一定不共线(面)”或“不一定共线(面)”。【典例】(双选)(2013·海口模拟)下列关于的下列叙述中,正确的是(

)A.苯环侧链上的5个碳原子有可能都在一条直线上B.苯环侧链上的5个碳原子不可能都在一条直线上C.11个碳原子有可能在同一平面上D.11个碳原子不可能在同一平面上【解题指南】解答本题应注意以下2点:(1)将分解为已知结构的物质。(2)注意看清选项叙述的是“有可能”还是“不可能”。【解析】选B、C。苯环侧链可以看成是一个甲烷、一个乙烯、一个乙炔连接而成,5个碳原子不可能都在一条直线上;侧链上的5个碳原子在一个平面内,该平面与苯环平面以单键相连,两个平面可能重合,也可能不重合,11个碳原子有可能在同一平面上,也有可能不在同一个平面上。【变式训练】下列有机分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是(

)A.CH2＝CH—CNB.CH2＝CH—CH＝CH2C.D.【解析】选D。乙烯和苯都是平面型分子,所有原子都在同一平面内,A、B、C三种物质中分别可以看作乙烯分子中的一个氢原子分别被—CN、—CH＝CH2、苯环取代,所以所有原子仍有可能在同一平面内。而D中物质可以认为是CH4分子中的一个氢原子被取代,故所有原子不可能处于同一平面内。1.下列说法错误的是(

)A.(2012·福建高考)乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别B.(2012·山东高考)甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应C.(2011·天津高考)用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土吸收水果释放的乙烯,可达到水果保鲜的目的D.(2011·北京高考)用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy)的反应式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O催化剂

高温【解析】选B。A项,乙烯可以使溴的四氯化碳溶液褪色,甲烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色,用溴的四氯化碳溶液可以区分乙烯和甲烷,A项正确;B项,甲烷和Cl2的反应是取代反应,乙烯和Br2的反应为加成反应,B项错误;C项,乙烯对水果有催熟作用,乙烯中含有碳碳双键可被酸性高锰酸钾溶液氧化而吸收,用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土吸收水果释放的乙烯,可达到水果保鲜的目的,C项正确;D项,烃类物质为碳氢化合物,高温下发生燃烧反应CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,D项正确。催化剂

高温2.既可用于鉴别乙烷与乙烯,又可用于除去乙烷中的乙烯的方法是(

)A.通过足量的氢氧化钠溶液B.通过足量的溴水C.通过足量的酸性高锰酸钾溶液D.通过足量的浓盐酸【解析】选B。A项,因为NaOH溶液与乙烷和乙烯均不反应,故NaOH溶液既不能用于二者的鉴别,也不能用于除乙烷中的乙烯,A项错误;B项,CH2＝CH2+Br2CH2BrCH2Br,乙烷不能使溴水褪色,乙烯可以,且乙烯与溴水反应后生成CH2BrCH2Br为液体,不会形成新的杂质存在于乙烷中,故B项正确;C项,因乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应时,生成的CO2能成为新的杂质存在于乙烷中,故酸性高锰酸钾溶液只能用于二者的鉴别,不能用于除去乙烷中的乙烯杂质,C项错误;D项,浓盐酸与乙烷和乙烯都不反应,D项错误。3.某种单烯烃经氢化后得到的饱和烃是