高考第一轮复习――烃和卤代烃

第1页版权所有不得复制年级高三学科化学版本人教新课标版课程标题高考第一轮复习——烃和卤代烃编稿老师刘学超一校黄楠二校林卉审核张美玲一、考纲要求1.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构和性质上的差异。2.了解卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与其他有机物的相互联系。3.了解加成反应、取代反应和消去反应。4.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。二、考题规律烃是有机化合物的基础知识，在高考命题中主要有两种出题方式：一是独立性较强的内容，即以烃类知识单独命题，如烃的代表物的分子结构和性质，烃的燃烧规律，同分异构体的书写，有关知识技能在新情境中的迁移应用等。二是烃类的基础知识与烃的衍生物的知识相结合，出现在综合性试题中。卤代烃是近几年高考关注的热点内容之一，在高考试题中，与生活、生产、环保、科技密切相关的试题有增加的趋势，常在信息迁移类试题及综合题目中考查。三、考向预测预计高考的重点是几种烃的代表物的分子结构及性质，利用燃烧规律对有机物分子的分子组成和结构式进行推断。取代反应、加成反应、消去反应这些重要反应类型的本质、原理以及在新情境中的应用。有关分子式、结构简式的相互推导，同分异构体的书写，也是我们需要关注的重要知识。一、烃和卤代烃：第2页版权所有不得复制（1）烷烃：分子中碳原子之间以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合的饱和烃，其通式为：)1(22nHCnn。（2）烯烃：分子里含有碳碳双键的不饱和链烃，分子通式为：)2(2nHCnn。（3）炔烃：分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃，分子通式为：)2(22nHCnn。（1）状态：常温下含有1～4个碳原子的烃为气态烃，随碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态。（2）沸点：①随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高。②同分异构体之间，支链越多，沸点越低。（3）相对密度：随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水的小。（4）在水中的溶解性：均难溶于水。（1）均易燃烧，燃烧的化学反应通式为：OHyxOyxHCyx2222CO)4(点燃（2）烷烃难被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化，在光照条件下易和卤素单质发生取代反应。（3）烯烃和炔烃易被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化，易发生加成反应和加聚反应。链烃概念及通式物理性质化学性质第3页版权所有不得复制第4页版权所有不得复制二、重要的实验1.甲烷化学药品：无水醋酸钠、碱石灰仪器装置：固固加热型反应方程式：CH3COONa＋NaOHNa2CO3＋CH4↑收集方法：可用排水法或向下排空气法注意点：要求药品无水、氧化钙起吸水作用与降低氢氧化钠的碱性。2.乙烯化学药品：无水乙醇（酒精）、浓硫酸仪器装置：液液加热型反应方程式：注意点：（1）浓硫酸：催化剂、脱水剂。（2）加碎瓷片，防止暴沸。（3）温度要快速升至170℃，但不能太高。（4）用温度计指示反应温度，温度计的水银球在液面以下，不要接触到烧瓶底部！3.乙炔化学药品：电石、水（或饱和食盐水）第5页版权所有不得复制仪器装置：固液不加热型反应方程式：CaC2＋2H2O→Ca（OH）2＋C2H2↑注意点及杂质净化：（1）由于反应大量放热及生成浆状物，故不能用启普发生器（2）水要慢慢滴加，可用饱和食盐水以减缓反应速率（3）制取时在导气管口附近塞入少量棉花，防止产生的泡沫涌入导管。（4）气体中常混有磷化氢、硫化氢，可通过硫酸铜、氢氧化钠溶液除去，常用排水法收集4.溴苯化学药品：苯、液溴（纯溴）、还原铁粉仪器装置：反应方程式：C6H6＋Br2（纯）C6H5Br＋HBr↑注意点：（1）长导管的作用是冷凝回流、导气（2）锥形瓶中导管末端不插入液面以下目的：HBr极易溶于水，会发生倒吸现象（3）实验后得到的褐色液体是什么？如何才能得到无色的溴苯？溶有Br2的溴苯、用NaOH溶液洗5.卤代烃中卤素原子的检验方法（1）实验原理：R—X＋H2OR—OH＋HX（2）实验步骤：①取少量卤代烃；②加入NaOH溶液；③加热煮沸；④冷却；⑤加入稀硝酸酸化；⑥加入硝酸银溶液；⑦根据沉淀（AgX）的颜色（白色、浅黄色、黄色）可确定卤族元素（氯、溴、碘）。（3）实验说明：①加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解的难易程度不同。②加入稀HNO3酸化的目的：中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应生成的棕黑色Ag2O沉淀干扰对实验现象的观察；检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。三、卤代烃——有机合成的桥梁第6页版权所有不得复制1.有机物分子结构中引入卤原子2.有机物分子结构中消去卤原子：3.卤代烃在有机合成中的应用（1）官能团的引入和转化：①引入羟基：R—XROH；②引入碳碳不饱和键：通过对烃和卤代烃的复习，现在请同学们完成下列转化聚焦热点1：烃的性质例1甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净干燥的甲烷，最好依次通过盛有何种试剂的洗气瓶（）A.澄清石灰水，浓H2SO4B.KMnO4酸性溶液，浓H2SO4第7页版权所有不得复制C.溴水，浓H2SO4D.浓H2SO4，KMnO4酸性溶液分析：题目中要求得到纯净干燥的CH4，则浓H2SO4必是干燥剂，用来除去水蒸气，应放在后面，故排除D；又因为CH4与C2H4都不能与澄清石灰水反应，所以A也错误；KMnO4酸性溶液能氧化乙烯，得到CO2，在除去乙烯的同时，引入了新杂质，方法不可取，B错误，所以只有C符合除杂本意。答案：C点评：这道题目要明确对烯烃被KMnO4酸性溶液氧化后的产物的判断。KMnO4酸性溶液能氧化乙烯得到CO2，所以使CH4混有了新的杂质。例2一种大分子烃类化合物，其分子式被测定为C175H352，但该烃类化合物的其他情况尚不知晓。下列对该烃类化合物可能情况的叙述，不．正确的是（）A.C175H352中可能含有较多烃基B.C175H352不能使KMnO4酸性溶液褪色C.C175H352不属于高分子化合物D.C175H352的一氯代物有352种分析：C175H352符合CnH2n＋2的通式，属于烷烃，故不能使KMnO4酸性溶液褪色，由于分子中原子数目较多，可能存在较多烃基，由于其存在较多的同分异构体，故其一氯代物的种类大于352。虽然分子中原子数目较多，但与高分子化合物比较，相对分子质量距离10000还是相差甚远，不属于高分子化合物。答案：D点评：解决这道题目的关键是要判断该物质的所属类型。这要从各类物质的通式来判断。例3某烃A0.2mol在氧气中完全燃烧后，生成CO2和H2O各1.2mol。试回答：（1）烃A的分子式为________。（2）若取一定量的烃A完全燃烧后，生成CO2和H2O各3mol，则有________g烃A参加了反应，燃烧时消耗标准状况下的氧气________L。（3）若烃A不能使溴水褪色，但在一定条件下能与氯气发生取代反应，其一氯取代物只有一种，则烃A的结构简式为____________。（4）若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下，与H2加成，其加成产物经测定分子中含有4个甲基，写出一种烃A可能有的结构简式为______________。分析：（1）由题意知，0.2mol烃A中含碳原子和氢原子的物质的量分别为1.2mol和2.4mol，即分子式为C6H12。（2）由题意知，反应的烃A为0.5mol，质量为42g，消耗氧气4.5mol，体积为100.8L。（3）由题意知，烃A不含不饱和键，能发生取代反应但不符合烷烃通式，则为环烷烃，其一氯取代物只有一种，那么烃A的结构对称，得出烃A为。（4）由题意知，烃A含有一个碳碳双键，与H2的加成产物含有4个甲基，即烃A为（CH3）3CCH=CH2或CH2=C（CH3）CH（CH3）2或（CH3）2C=C（CH3）2。答案：（1）C6H12（2）42100.8（3）（4）（CH3）3CCH=CH2[或CH2=C（CH3）CH（CH3）2或（CH3）2C=C（CH3）2]点评：这道题目首先确定分子式，然后根据物质的性质确定物质的结构。聚焦热点2：苯及其同系物的性质例1下列有关芳香烃的说法正确的是（）第8页版权所有不得复制A.具有芳香气味的烃B.分子里含有苯环的各种有机物的总称C.苯和苯的同系物的总称D.分子里含有一个或多个苯环的烃分析：分子里含有苯环的各种有机物应为芳香族化合物；苯及苯的同系物属于芳香烃。答案：D点评：这里要明确的概念是：苯的同系物、芳香烃和芳香族化合物。例2已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转，对于结构简式为如下图所示的烃，下列说法中正确的是（）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分析：要判断A、B、C三个选项的正确与否，必须弄清题给分子的空间结构。题给分子看起来比较复杂，若能从苯的空间结构特征入手分析就容易理解其空间结构特征。分析这一分子的空间结构时易受题给结构简式的迷惑，若将题给分子表示为如图所示，就容易将“一个苯环必定有12个原子共平面”的特征推广到此题题给分子中。以分子中的左边的苯环为中心分析，这个苯环上的6个碳原子、直接连接在这个苯环上的2个甲基中的碳原子、另一个苯环中在虚线上的3个碳原子，共有11个碳原子必定在同一平面。答案：C点评：分子的共线共面问题是以甲烷、乙烯、乙炔和苯为基础来发展的。同时要注意碳碳单键是可以旋转的。例3实验探究：通过实验事实的验证与讨论，认识苯的结构。提出问题：苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗？（1）提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从苯的凯库勒结构看，分子中含有碳碳双键，所以，苯一定能使________________________褪色。（2）实验验证：①苯不能使________________________褪色。②经科学测定，苯分子里6个碳原子之间的键________（填“相同”或“不同”）；6个碳原子和6个氢原子在________上。（3）结论：苯的结构式中的键跟烯烃中的双键______（填“相同”或“不相同”），苯的性质没有表现出不饱和性，结构稳定，说明苯分子________（填“同于”或“不同于”）一般的碳碳单、双键交替的环状结构。（4）应用：为了表示苯分子的结构特点，结构简式用________表示，用凯库勒式表示苯分子的结构是不确切的。分析：若苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构，就应该具有碳碳双键的典型反应：能与Br2加成，使溴水褪色，能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应使其褪色。第9页版权所有不得复制答案：（1）KMnO4酸性溶液或溴水（2）①KMnO4酸性溶液或溴水②相同同一平面（3）不相同不同于（4）点评：对苯的学习要抓住苯的结构和化学键的特点。苯分子的碳碳键是介于碳碳单、双键之间的一种特殊的化学键，所以它的化学性质与烷烃和烯烃不同。聚焦热点3：卤代烃的性质例1下列说法正确的是（）A.卤代烃水解后的有机产物一定为醇B.卤代烃水解后只能生成一元醇C.卤代烃与AgNO3溶液反应生成卤化银D.C3H7Cl水解后的产物中可能含有两种不同的醇分析：Br水解后的产物为酚，A错误。二卤代烃水解后可以生成二元醇，B错误。卤代烃不能电离出卤素离子，不能与Ag＋反应，C错误。C3H7Cl有两种同分异构体：CH3CH2CH2Cl、，水解后可得到两种不同的醇。答案：D点评：卤代烃发生水解和消去反应的条件是不同的。当然也要注意并不是所有的卤代烃都发生消去反应，但都能发生水解反应。例21-氯丙烷和2-氯丙烷分别在NaOH的乙醇溶液中加热反应，下列说法正确的是（）A.生成的产物相同B.生成的产物不同C.C—H键断裂的位置相同D.C—Cl键断裂的位置相同分析：答案：A点评：这道题目很好地考查了卤代烃的消去反应的断键部位。希望同学们能进一步地区别理解卤代烃发生消去反应的条件。例3要检验溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是（）A.加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现B.滴入AgNO3溶液再加入稀硝酸，观察有无浅黄色沉淀生成C.加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入A