【优化方案】2016届高三化学一轮复习(教师文档)第9章有机化学基础(必修2+选修5)第2讲烃与卤代

1第二讲烃与卤代烃[考纲展示]1．以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。2.了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及应用。3.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。4.了解加成反应、取代反应和消去反应。5.能举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。考点一烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构和性质[学生用书P204]一、烷烃、烯烃、炔烃的组成与结构特点1．烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式2．典型代表物的分子组成与结构特点甲烷乙烯乙炔分子式CH4C2H4C2H2结构式H—C≡C—H结构简式CH4CH2===CH2HC≡CH2分子构型正四面体形平面形直线形3.烯烃的顺反异构(1)顺反异构及其存在条件由于碳碳双键不能旋转而导致分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象。存在条件：每个双键碳原子上连接了两个不同的原子或原子团。(2)两种结构形式顺式结构反式结构特点两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧实例二、烷烃、烯烃、炔烃的物理性质性质变化规律状态常温下有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态沸点随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低密度随着碳原子数的增多，密度逐渐增大，液态烃密度均比水小水溶性均难溶于水三、烷烃、烯烃、炔烃的化学性质1．氧化反应(1)均能燃烧，其充分燃烧时反应的化学反应通式为CxHy＋x＋y4O2――→点燃xCO2＋y2H2O。(2)被强氧化剂氧化，三类脂肪烃中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是烯烃和炔烃。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被其他原子或原子团所替代的反应。(2)烷烃的卤代反应3(3)甲烷跟氯气发生取代反应的化学方程式CH4＋Cl2――→光CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2――→光CH2Cl2＋HCl；CH2Cl2＋Cl2――→光CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2――→光CCl4＋HCl。3．烯烃、炔烃的加成反应(1)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。(2)烯烃、炔烃的加成反应4．烯烃、炔烃的加聚反应(1)乙烯的加聚反应：。(2)丙烯的加聚反应：。4(3)乙炔的加聚反应：。四、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甲烷燃料、化工原料液化石油气丙烷、丁烷、丙烯、丁烯燃料汽油C5～C11的烃类混合物汽油发动机燃料名师点拨烷烃与卤素单质的取代反应是分子中的氢原子逐步被取代，并且是各步反应同时进行，产物是烃的多种卤代物的混合物和卤化氢。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．既能发生取代反应，也能发生加成反应B．在浓硫酸催化下加热脱水，可以生成不止一种四烯烃C．1mo1橙花醇在氧气中充分燃烧，需消耗470.4L氧气(标准状况)D．1mo1橙花醇在室温下与溴的四氯化碳溶液反应，最多消耗240g溴[解析]A项，羟基可发生取代反应，碳碳双键可以发生加成反应，正确；B项，由结构简式可知，与羟基相连碳的邻碳上有不同种类的H原子，能生成的四烯烃有两种，正确；C项，橙花醇的分子式为C15H26O，消耗O2的量为(15＋264－12)mol×22.4L·mol－1＝470.4L，正确；D项，1mol橙花醇中含有3mol碳碳双键，故可与3molBr2发生加成反应，消耗溴的质量为3mol×160g·mol－1＝480g，错误。[答案]D1.(2015·陕西铜川高三一模)有8种物质：①乙烷；②乙烯；③乙炔；④苯；⑤5甲苯；⑥溴乙烷；⑦聚丙烯；⑧环己烯。其中既不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能与溴水反应使溴水褪色的是()A．①②③⑤B．④⑥⑦⑧C．①④⑥⑦D．②③⑤⑧解析：选C。甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色；乙烯、乙炔、环己烯既能使酸性KMnO4溶液褪色又能与溴水反应使溴水褪色；乙烷、苯、溴乙烷、聚丙烯既不能使酸性KMnO4溶液褪色也不能与溴水反应而使溴水褪色。1．(教材改编)下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型叙述正确的是()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CnH2n＋2，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解析：选D。烯烃中含有碳氢饱和键，也含有碳碳饱和键，A错；烯烃中的氢原子有可能发生取代反应，B错；环烷烃的通式是CnH2n，只有单烯链烃的通式才是CnH2n，C错。2．玫瑰的香味物质中包含苧烯，苧烯的键线式为。(1)1mol苧烯最多可以跟________molH2发生反应。(2)写出苧烯跟等物质的量的Br2发生加成反应所得产物的可能的结构：________________________(用键线式表示)。(3)有机物A是苧烯的同分异构体，分子中含有结构，A可能的结构为___________________________________________________________________________________________________________________________(用键线式表示)。解析：(1)苧烯分子中含有2个,1mol苧烯最多能与2molH2发生加成反应。(2)苧烯与等物质的量的溴加成，只能是其中的某一个双键发生加成。(3)A的分子中含有，则R为—C4H9，丁基有4种同分异构体，故A有4种结构。答案：(1)26(2)(3)反思归纳(1)书写取代反应化学方程式时，容易漏写次要产物，如甲烷取代反应中生成的氯化氢。(2)有机反应的反应条件非常重要，易错写或漏写而失分。(3)加聚反应形成的高分子化合物中，不饱和原子形成主链，其他原子或原子团则形成支链，容易将其他原子或原子团错写在主链上。考点二芳香烃的结构和性质一、苯的分子结构及性质1．苯的结构2．苯的物理性质颜色状态气味密度水溶性熔、沸点毒性无色液体特殊气味比水小不溶于水低有毒3.苯的化学性质7二、苯的同系物1．概念：苯环上的氢原子被烷基取代的产物。通式为CnH2n－6(n6)。2．化学性质(以甲苯为例)(1)氧化反应①能够燃烧；②能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(2)取代反应(以甲苯生成TNT的反应为例)：；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、芳香烃1．芳香烃8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、健康的影响油漆、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。名师点拨(1)判断同系物时，一定要紧扣同系物的概念，如苯的同系物应该符合只有一个苯环，其余全部是烷烃基的有机物，在分子组成上比苯多一个或若干个CH2原子团。(2)苯与液溴在FeBr3作催化剂的条件下发生反应，该反应不需要加热，且液溴不能换为溴水。柑橘中柠檬烯的结构可表示为，下列关于这种物质的说法中正确的是()A．与苯的结构相似，性质也相似B．可使溴的四氯化碳溶液褪色C．易发生取代反应，难发生加成反应D．该物质极易溶于水[解析]根据柠檬烯的结构可知，柠檬烯属于烃，故其不溶于水；其含有碳碳双键，故易与溴发生加成反应而使其褪色；与苯的结构不相似，故其性质与苯的也不相似。[答案]B2.(教材改编)以下物质中，既能使酸性KMnO4溶液褪色，又能使溴水因发生化学反应而褪色的是()①甲烷②苯③聚乙烯④聚乙炔⑤2­丁炔⑥环己烷⑦邻二甲苯⑧苯乙烯A．③④⑤⑧B．④⑤⑦⑧C．④⑤⑧D．③④⑤⑦⑧答案：C题组一芳香烃的结构、性质及应用91．有下列物质：①丙烷②苯③环己烷④丙炔⑤聚苯乙烯⑥环己烯⑦对二甲苯。(1)既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴的CCl4溶液褪色的是________(填序号)。(2)写出对二甲苯与足量的氢气发生反应的化学方程式：________________________。答案：(1)④⑥(2)2．异丙苯是一种重要的有机化工原料。根据题意完成下列填空：(1)由苯与2­丙醇反应制备异丙苯属于________反应；由异丙苯制备对溴异丙苯的反应试剂和反应条件为__________。(2)异丙苯有多种同分异构体，其中一溴代物最少的芳香烃的名称是____________________。(3)α­甲基苯乙烯()是生产耐热型ABS树脂的一种单体，工业上由异丙苯催化脱氢得到。写出由异丙苯制取该单体的另一种方法______________________________________________________________________(用化学反应方程式表示)。(4)耐热型ABS树脂由丙烯腈(CH2===CHCN)、1，3­丁二烯和α­甲基苯乙烯共聚生成，写出该树脂的结构简式________________________________________(不考虑单体比例)。解析：(1)由苯与2­丙醇()制备异丙苯属于取代反应，由异丙苯制备对溴异丙苯需要在苯环上的异丙基对位引入—Br，与苯的卤代反应条件相同，需用液溴在溴化铁(或铁)作催化剂条件下反应。(2)异丙苯的同分异构体中，结构对称的1，3，5­三甲苯中等效氢原子最少，故其一溴代物最少(共2种)。(3)由异丙苯制备α­甲基苯乙烯，首先对此二者结构进行对比，可以看出异丙苯中的变成了α­甲基苯乙烯中的，因此需要先卤代、后消去两步反应，即10(4)ABS树脂是由丙烯腈(CH2===CH—CN)、1,3­丁二烯和α­甲基苯乙烯在一定条件下加聚而成，反应的化学方程式为nCH2===CHCN＋nCH2===CH—CH===CH2＋答案：(1)取代Br2/FeBr3(或Br2/Fe)(2)1,3,5­三甲苯(3)；(4)(其他合理答案均可)题组二有机物分子中原子的共线、共面判断3．某烃的结构简式如图所示，则下列说法中正确的是()11A．该烃分子中至少有9个碳原子共面B．该烃分子中至少有10个碳原子共面C．该烃分子中至少有11个碳原子共面D．该烃属于苯的同系物解析：选C。确定一种有机物的空间结构要以甲烷、乙烯、乙炔、苯等典型有机物的结构为基点。题目所给的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很容易理解其空间结构特征。以该烃分子中左边的一个苯环为中心进行分析，此苯环上的6个碳原子与直接连在这个苯环上的2个甲基中的碳原子共面，另一个苯环中与左侧苯环直接相连的碳原子(设为①号)、①号碳原子的对位碳原子及其直接相连的甲基中的碳原子也在这个平面上，故共有11个碳原子必定在同一平面上。4．某有机物的结构简式如图所示：，请回答下列问题：(1)在同一直线上的原子有________个；(2)一定在同一平面上的原子有________个；(3)可能在同一平面上的原子最多有________个。解析：一个苯环决定12个原子共平面，碳碳三键决定4个原子共直线，羰基决定4个原子共平面，所以在同一直线上的原子有7个，一定在同一平面上的原子有16个，可能在同一平面上的原子最多有17个。答案：(1)7(2)16(3)17反思归纳有机物分子中原子共面、共线的判断方法(1)单键旋转思想：有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等均可旋转。但是碳碳双键和碳碳三键等不能旋转，对原子的空间结构具有“定格”作用，如(CH3)2C===C(CH3)C(CH3)===C(CH3)2，其结构简式也可写成：，该分子中至少有6个碳原子共面(连接两个平面的碳碳单键旋转，两平面不重合时)、至多有10个碳原子共面(连接两个平面的碳碳单键旋转，两平面重合时)。12(2)定平面规律：共平面的不在同一直线上的3个原子处于另一平面时，两平面必定重