2020届一轮复习苏教版第32讲烃　卤代烃学案

2020届一轮复习苏教版第32讲烃　卤代烃学案

第 32 讲 烃 卤代烃 考纲要求 掌握烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃的组成、结构特点和主要性质。 考点一 烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质 (一)烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式 (二)烃的物理性质变化规律 性质 变化规律 状态 常温下含有 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 相对密度 随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小 水溶性 均难溶于水 (三)脂肪烃的代表物及其性质 1.甲烷、乙烯、乙炔的结构和物理性质比较 烃的种类 甲烷 乙烯 乙炔 分子式 CH4 C2H4 C2H2 结构简式 CH2==CH2 CH≡CH 分子结 构特点 正四面体结构，键角为 109.5°，由极性键形成的 非极性分子 平面结构，键角为 120°，所 有原子处于同一平面内，非 极性分子 H—C≡C—H 直线形结构，键角为 180°，分子中所有的 原子均处于同一直线 上，非极性分子 物理性质 无色、无味的气体，极难 溶于水，密度比空气小 无色、稍有气味的气体，难 溶于水，密度比空气略小 纯乙炔是无色、无味 的气体，密度比空气 小，微溶于水 碳的质 量分数 75% 85.7% 92.3% 2.烷烃、烯烃、炔烃的化学性质 (1)烷烃的代表——甲烷 ①稳定性：与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。 ②燃烧反应：化学方程式为 CH4＋2O2――→点燃 CO2＋2H2O。 ③取代反应：在光照条件下与Cl2发生取代反应，第一步反应的方程式为CH4＋Cl2――→光照 CH3Cl ＋HCl，继续反应依次又生成了 CH2Cl2、CHCl3、CCl4。 (2)烯烃的代表——乙烯(CH2==CH2) 完成下列方程式： ①燃烧：CH2==CH2＋3O2――→点燃 2CO2＋2H2O。(火焰明亮且伴有黑烟) ② ③加聚反应：nCH2==CH2――→引发剂 CH2—CH2 (3)炔烃的代表——乙炔(CH≡CH) 完成下列方程式： ①燃烧 燃烧通式为 CnH2n－2＋3n－1 2 O2――→点燃 nCO2＋(n－1)H2O。 ②加成反应 如 CH≡CH＋H2――→催化剂 △ CH2==CH2； CH≡CH＋2H2――→催化剂 △ CH3—CH3。 ③加聚反应 如 nCH≡CH――→引发剂 CH==CH 。 3.乙烯和乙炔实验室制法 乙烯 乙炔 原理 CH3CH2OH――→浓 H2SO4 170 ℃ CH2==CH2↑＋ H2O CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋ HC≡CH↑ 反应装置 收集方法 排水集气法 排水集气法或向下排空气法 (1)符合通式 CnH2n＋2 的烃一定是烷烃(√) (2)丙烷分子中的碳原子在同一条直线上(×) (3)乙烯和乙炔可用酸性 KMnO4 溶液鉴别(×) (4)聚丙烯可发生加成反应(×) (5)烷烃同分异构体之间，支链越多，沸点越高(×) (6)顺-2-丁烯和反-2-丁烯均能使溴水褪色(√) (7)CH2==CHCH==CH2 与 Br2 发 生 加 成 反 应 生 成 Br—CH2CH==CHCH2—Br 和 2 种物质(×) 1.烃反应类型判断 (1)CH3CH==CH2＋________―→ ，反应类型：____________。 (2)CH3CH==CH2＋Cl2――→△ ____________＋HCl，反应类型：____________。 (3)CH2==CH—CH==CH2＋________―→ ，反应类型：___________。 (4)____________＋Br2―→ ，反应类型：____________。 (5)____________――→催化剂 ，反应类型：____________。 答案 (1)Cl2 加成反应 (2) 取代反应 (3)Br2 加成反应 (4)CH3—C≡CH 加成反应 (5)nCH2==CHCl 加聚反应 2.烯烃的氧化规律 某烃的分子式为 C11H20，1 mol 该烃在催化剂作用下可以吸收 2 mol H2；用热的酸性 KMnO4 溶液氧化，得到丁酮( )、琥珀酸( )和丙酮 ( )三者的混合物。 该烃的结构简式：___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 烯烃、炔烃与酸性 KMnO4 溶液反应图解 1.科学家在－100 ℃的低温下合成一种烃 X，此分子的结构如图所示(图中的连线表示化学 键)。下列说法正确的是 ( ) A.X 既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能使酸性 KMnO4 溶液褪色 B.X 是一种常温下能稳定存在的液态烃 C.X 和乙烷类似，都容易发生取代反应 D.充分燃烧等质量的 X 和甲烷，X 消耗氧气较多 答案 A 解析 观察该烃的球棍模型可知 X 的结构简式为 ，该烃分子中含有碳碳双键，A 正确；由于是在低温下合成的，故该分子在常温下不能稳定存在，B 错误；X 分子中含有碳 碳双键，易加成难取代，C 错误；该烃的化学式为 C5H4，故等质量燃烧时，CH4 的耗氧量较 多，D 错误。 2.(2019·西安模拟)有机物的结构可用“键线式”表示，如：CH3CH==CHCH3 可简写为 ， 有机物 X 的键线式为 ，下列说法不正确的是( ) A.X 与溴的加成产物可能有 3 种 B.X 能使酸性 KMnO4 溶液褪色 C.X 与足量的 H2 在一定条件下反应可生成环状的饱和烃 Z，Z 的一氯代物有 4 种 D.Y 是 X 的同分异构体，且属于芳香烃，则 Y 的结构简式为 答案 C 解析 X 分别与 1 分子 Br2、2 分子 Br2、3 分子 Br2 加成得到 3 种加成产物，A 项正确；X 与 足量 H2 加成后的产物中只有两种不等效氢原子，因而只有两种一氯取代物，C 项错误；Y 的 化学式为 C8H8，与 X 相同，D 项正确。 3.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___(不包括立体异构，下同)种。 (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。 答案 (1)2,3-二甲基戊烷 (2)5 (3)1 (4)6 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叁键的位置，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。 4.烯烃在化工生产过程中有重要意义。如图所示是以烯烃 A 为原料合成粘合剂 M 的路线图。 回答下列问题： (1)下列关于路线图中的有机物或转化关系的说法正确的是________(填字母)。 A.A 能发生加成反应、氧化反应、缩聚反应 B.B 的结构简式为 CH2ClCHClCH3 C.C 的分子式为 C4H5O3 D.M 的单体是 CH2==CHCOOCH3 和 (2)A 分子中所含官能团的名称是________，反应①的反应类型为________。 (3)设计步骤③⑤的目的是________________________________________________________， C 的名称为______________________。 (4)C 和 D 生成 M 的化学方程式为__________________________________________________。 答案 (1)D (2)碳碳双键 取代反应 (3)保护碳碳双键，防止被氧化 丙烯酸甲酯 (4)nCH2==CHCOOCH3＋ ――→一定条件 解析 A 为烯烃，分子式为 C3H6，其结构简式为 CH3CH==CH2；结合反应②的生成物为 CH2==CHCH2OH ， 及 反 应 ① 的 条 件 可 知 B 为 ClCH2CH==CH2 ； 生 成 D 的 反 应 物 为 CH2==CH—CN，由粘合剂 M 逆推可知 D 为 ，故 C 为 CH2==CHCOOCH3。 (1)CH3CH==CH2 可发生加成反应和氧化反应，不能发生缩聚反应，A 项错误；B 为 ClCH2CH==CH2，B 项错误；CH2==CHCOOCH3 的分子式为 C4H6O2，C 项错误。(2)A 为 CH3CH==CH2，其官能团为碳碳双键，反应①是甲基在光照条件下的取代反应。(3)反应③是 CH2==CHCH2OH 通过加成反应，使碳碳双键得以保护，防止后续加入酸性 KMnO4 溶液时被 氧化，待羟基被氧化后，再通过消去反应，得到原来的碳碳双键；C 为 CH2==CHCOOCH3， 其名称为丙烯酸甲酯。 (4)CH2==CHCOOCH3 与 通过加聚反应生成 。 考点二 芳香烃 1.芳香烃 (1) 分 类 芳 香 烃 苯及其同系物 通式：CnH2n－6n≥6 键的特点：苯环中含有介于碳碳单键 和碳碳双键之间的特殊的化学键 特征反应：能取代，难加成，侧链可被 酸性 KMnO4 溶液氧化与苯环相连 C 上含 H 其他芳香烃——苯乙烯 、 萘 、蒽 等 (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。 2.对比记忆苯及其同系物的结构与性质 苯 苯的同系物 化学式 C6H6 CnH2n－6(通式，n＞6) 结构 特点 苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和 碳碳双键之间的一种独特的化学键 ①分子中含有一个苯环 ②与苯环相连的是烷基 主要化 学性质 ①取代反应： a.硝化： ＋HNO3――→浓 H2SO4 △ ＋H2O b.卤代： ＋Br2――→FeBr3 ＋ HBr ②加成反应： ＋3H2――→Ni △ ③难氧化，可燃烧，不能使酸性 KMnO4 溶液褪色 ①取代反应：a.硝化： ＋ 3HNO3――→浓 H2SO4 △ ＋3H2O b.卤代： ＋Br2――→FeBr3 ＋ HBr ＋ Cl2――→光 ＋HCl ②加成反应：苯环加氢 ③易氧化，能使酸性 KMnO4 溶液褪色： ――→KMnO4 H＋ 3.苯的同系物的同分异构体 以 C8H10 芳香烃为例 名称 乙苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 结构 简式 CH2CH3 CH3CH3 CH3CH3 CH3CH3 (1)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 7 种( ) (2)甲苯与氯气光照条件下反应，主要产物是 2,4-二氯甲苯( ) (3)苯的二氯代物有三种( ) (4)己烯中混有少量甲苯，先加入足量溴水，然后加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则证 明己烯中混有甲苯( ) (5)C2H2 与 的最简式相同( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ 解 析 (1)C11H16 满 足 CnH2n － 6 ， 属 于 苯 的 同 系 物 ， 只 含 一 个 烷 基 ， 因 而 其 结 构 为 ，戊基有 8 种，其中 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色， 因而符合条件的同分异构体有 7 种。 (2)Cl2 与甲苯光照条件下发生取代反应，主要取代甲基上的氢原子。 (3)苯的二氯取代物有邻、间、对三种。 (4)己烯与足量溴发生加成反应后，碳碳双键变为单键，只有甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (5) 的化学式为 C8H8，最简式为“CH”。 有下列物质：①乙苯，②环己烯，③苯乙烯，④对二甲苯，⑤叔丁基苯[ ] 回答下列问题： (1)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是________。 (2)互为同系物的是________。 (3)能使溴的四氯化碳溶液褪色的是________。 (4) 写 出 ②④ 分 别 被 酸 性 高 锰 酸 钾 溶 液 氧 化 产 物 的 结 构 简 式 ： ________________ 、 ________________。 答案 (1)①②③④ (2)①⑤或④⑤ (3)②③ (4)HOOC(CH2)4COOH 1.异丙苯[ ]是一种重要的化工原料，下列关于异丙苯的说法不正确的是 ( ) A.异丙苯是苯的同系物 B.不能用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯 C.在光照条件下，异丙苯与 Cl2 发生取代反应生成的氯代物有三种 D.在一定条件下能与氢气发生加成反应 答案 BC 解析 在光照的条件下，主要发生侧链上的取代反应，可生成多种氯代物，包括一氯代物、 二氯代物等。 2.(2018·四川广安、眉山、内江、遂宁二诊)苯乙烯转化为乙苯的反应为 ＋ H2――→一定条件 ，下列相关分析正确的是( ) A.Ⅰ→Ⅱ属于取代反应 B.可用 CCl4 分离Ⅰ和Ⅱ的混合物 C.Ⅰ和Ⅱ都属于苯的同系物 D.可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ 答案 D 解析 Ⅰ→Ⅱ属于加成反应，A 项错误；Ⅰ和Ⅱ均为有机物，均溶于四氯化碳，不可用 CCl4 分离Ⅰ和Ⅱ的混合物，B 项错误；Ⅱ属于苯的同系物，但Ⅰ不属于苯的同系物，C 项错误； Ⅰ中碳碳双键可以与溴发生加成反应，但Ⅱ不能，可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ，D 项正确。 3.(2018·淮安调研)化合物 W、X、Y、Z 的分子式均为 C7H8，Z 的空间结构类似于篮子。下列 说法正确的是( ) A.化合物 W 的同分异构体只有 X、Y、Z B.X、Y、Z 可与酸性 KMnO4 溶液反应 C.1 mol X、1 mol Y 与足量 Br2/CCl4 溶液反应最多消耗 Br2 均为 2 mol D.Z 的一氯代物只有 3 种 答案 D 解析 甲苯还有链状结构的同分异构体，如 CH2==CH—CH==CH—CH2—C≡CH，A 项错误； Z 不能与酸性 KMnO4 溶液反应，B 项错误；1 mol X 与足量 Br2/CCl4 溶液反应最多消耗 2 mol Br2,1 mol Y 与足量 Br2/CCl4 溶液反应最多消耗 3 mol Br2，C 项错误；根据 Z 的结构知，Z 有 3 种类型的氢，其一氯代物有 3 种，D 项正确。 4.以含有某种官能团的芳香烃 C8H8 为主要原料合成药物 E 的流程(部分反应条件及产物略去) 如图： 已知： ――→HCN H＋ (R 和 R′是烃基或 H 原子)。 请根据流程图中的转化关系回答下列问题： (1)芳香烃 C8H8 的结构简式为________，名称为_______________________________________。 (2)反应②的反应类型为__________________________________________________________。 (3)B 中所含官能团的名称为________________________________________________。 (4)D 转化为 E 的化学方程式为_____________________________________________________， 该反应的反应类型为_____________________________________________________________。 答案 (1) 苯乙烯 (2)取代反应(或水解反应) (3)羰基 (4) ――→浓硫酸 △ ＋H2O 消去反应 解析 本题可以从前向后推导。由 C8H8(芳香烃)与 HBr 反应得到的物质的结构简式可推出 C8H8 的 结 构 简 式 为 ， 进 一 步 可 推 出 A 的 结 构 简 式 为 ，B 的结构简式为 ，结合已知信息知，C 的结构简式 为 ，则 D 的结构简式为 。 考点三 卤代烃 1.卤代烃的概念 (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。通式可表示为 R—X(其中 R—表示烃基)。 (2)官能团是卤素原子。 2.卤代烃的物理性质 (1)沸点：比同碳原子数的烃沸点要高； (2)溶解性：水中难溶，有机溶剂中易溶； (3)密度：一般一氟代烃、一氯代烃比水小，其余比水大。 3.卤代烃的化学性质 (1)卤代烃水解反应和消去反应的比较 反应类型 水解反应(取代反应) 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 反应本质和通式 卤代烃分子中—X 被水中 的—OH 所取代，生成醇； R—CH2—X＋ NaOH――→H2O △ R—CH2OH＋ NaX 相邻的两个碳原子间脱去小分子 HX； ＋ NaOH――→醇 △ ＋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叁 键的不饱和键的化合物 (2)消去反应的规律 消去反应：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(如双键或叁键)的化合物的反应。 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： ＋NaOH――→醇 △ CH2==CH—CH2—CH3(或 CH3—CH==CH—CH3)＋ NaCl＋H2O ③ 型卤代烃，发生消去反应可以生成 R—C≡C—R，如 BrCH2CH2Br＋ 2NaOH――→醇 △ CH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O 4.卤代烃的获取方法 (1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应 如 CH3—CH==CH2＋Br2――→CH3CHBrCH2Br； CH3—CH==CH2＋HBr――→催化剂 ； CH≡CH＋HCl――→催化剂 △ CH2==CHCl。 (2)取代反应 如乙烷与 Cl2：CH3CH3＋Cl2――→光照 CH3CH2Cl＋HCl； 苯与 Br2： ＋Br2――→FeBr3 ＋HBr； C2H5OH 与 HBr：C2H5OH＋HBr――→△ C2H5Br＋H2O。 (1)CH3CH2Cl 的沸点比 CH3CH3 的沸点高(√) (2)溴乙烷与 NaOH 的乙醇溶液共热生成乙烯(√) (3)在溴乙烷中加入 AgNO3 溶液，立即产生淡黄色沉淀(×) (4)取溴乙烷的水解液，向其中加入 AgNO3 溶液，可观察到淡黄色沉淀(×) (5)所有卤代烃都能够发生水解反应和消去反应(×) 以下物质中，按要求填空： ① ②CH3CH2CH2Br ③CH3Br ④CH3CHBrCH2CH3 (1)上述物质中既能发生水解反应又能发生消去反应的是________。 (2)物质④发生消去反应的条件为_________________________________________________， 产物有________________________________________________________________________。 (3)由物质②制取 1,2-丙二醇经历的反应类型有____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)检验物质③中含有溴元素的试剂有___________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)②④ (2)氢氧化钠的醇溶液，加热 CH2==CHCH2CH3、CH3CH==CHCH3、NaBr、H2O (3)消去反应、加成反应、水解反应 (4)氢氧化钠溶液、稀硝酸、硝酸银溶液 1.在卤代烃 RCH2CH2X 中化学键如图所示，则下列说法正确的是( ) A.发生水解反应时，被破坏的键是①和③ B.发生消去反应时，被破坏的键是①和④ C.发生水解反应时，被破坏的键是① D.发生消去反应时，被破坏的键是①和③ 答案 CD 解析 卤代烃水解反应是卤素原子被羟基取代生成醇，只断①键；消去反应是卤代烃中卤素 原子和卤素原子相连碳原子的邻位碳上的氢原子共同去掉，断①③键。 2.有两种有机物 Q( )与 P( )，下列有关它们的说法中正确的是( ) A.二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰且峰面积之比为 3∶2 B.二者在 NaOH 醇溶液中均可发生消去反应 C.一定条件下，二者在 NaOH 溶液中均可发生取代反应 D.Q 的一氯代物只有 1 种，P 的一溴代物有 2 种 答案 C 解析 Q 中两个甲基上有 6 个等效氢原子，苯环上有 2 个等效氢原子，峰面积之比应为 3∶1， A 项错误；Q 中苯环上的卤素原子无法发生消去反应，P 中与卤素原子相连碳原子的邻位碳 原子上缺少氢原子，无法发生消去反应，B 项错误；在适当条件下，卤素原子均可被—OH 取代，C 项正确；Q 中苯环上的氢原子、甲基上的氢原子均可被氯原子取代，其一氯代物有 2 种，D 项错误。 3.环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的结构，一直受到理论化学家的注意，其转化关系如图所示， 下列说法正确的是( ) A.b 分子中的所有原子都在同一平面上 B.p 可在氢氧化钠的乙醇溶液中加热生成烯烃 C.m 的同分异构体中属于芳香族化合物的共有 5 种(不考虑立体异构) D.①是加成反应，②是消去反应 答案 C 解析 b 分子中含有饱和碳原子，所以不可能所有原子都在同一平面上，A 项错误；p 分子β-C 原子上没有氢原子，所以不能发生消去反应，B 项错误；m 的同分异构体中属于芳香族化合 物的有 、 、 、 、 ，共 5 种，C 项正 确；b 分子中双键断裂，与：CBr2 结合，所以①属于加成反应，物质 p 为卤代烃，卤代烃发 生水解反应生成醇，同一个碳原子上连有两个羟基时不稳定，发生脱水反应，最终生成 m， 故②的反应类型先是取代反应后是消去反应，错误。 1．(2016·北京理综，9)在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔 点如下： 对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 苯 沸点/℃ 138 144 139 80 熔点/℃ 13 －25 －47 6 下列说法不正确的是( ) A．该反应属于取代反应 B．甲苯的沸点高于 144 ℃ C．用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来 D．从二甲苯混合物中，用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来 答案 B 解析 A 项，甲苯生成二甲苯是甲苯苯环上的氢原子被甲基取代，属于取代反应，正确；B 项，甲苯的相对分子质量介于二甲苯和苯之间，故沸点也介于二甲苯和苯的沸点之间，即介 于 80 ℃和 144 ℃之间，错误；C 项，苯的沸点和二甲苯的沸点相差很大(大于 30 ℃)，可用 蒸馏的方法将苯从反应所得产物中首先分离出来，正确；D 项，因对二甲苯的熔点较高，可 用冷却结晶的方法从二甲苯混合物中将对二甲苯分离出来，正确。 2．(2018·海南，18－Ⅰ改编)下列氯代烃中不能由烯烃与氯化氢加成直接得到的有( ) A．氯代环己烷 B．3-甲基-3-氯戊烷 C．2-甲基-2-氯丙烷 D．2,2,3,3-四甲基-1-氯丁烷 答案 D 解析 D 项中 2 号碳原子连接四个碳原子，且氯原子在 1 号碳上，故不可能是与氯化氢的加 成产物。 3．(2017·海南，15)已知苯可以进行如下转化： ←――Br2 Fe ――→H2 Pd/C A C6H12 ――→Cl2 hυ B C6H11Cl ――→NaOH/醇 △ 溴苯 苯 ① ② C 回答下列问题： (1)反应①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②的反应类型为________。 (3)如何仅用水鉴别苯和溴苯_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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 解析 (1)反应①为加成反应，生成 A( )，为环己烷。 (2)环己烷在光照条件下与氯气发生氯代反应生成 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。 4．[2018·北京，25(1)(2)(3)(4)(5)(6)]8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂，也是 重要的医药中间体。下图是 8-羟基喹啉的合成路线。 已知：ⅰ. ⅱ.同一个碳原子上连有 2 个羟基的分子不稳定。 (1)按官能团分类，A 的类别是________________。 (2)A→B 的化学方程式是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)C 可能的结构简式是________________。 (4)C→D 所需的试剂 a 是________________。 (5)D→E 的化学方程式是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)F→G 的反应类型是________________。 答案 (1)烯烃 (2)CH2==CHCH3＋Cl2――→高温 CH2==CHCH2Cl＋HCl (3)HOCH2CHClCH2Cl、ClCH2CH(OH)CH2Cl (4)NaOH，H2O (5)HOCH2CH(OH)CH2OH――→浓 H2SO4 △ CH2==CHCHO＋2H2O (6)取代反应 解析 (1)由题给合成路线可知，B 生成 C 为加成反应，则 B 分子中含有不饱和键，因此 A 中含有不饱和键，由 A 的分子式可知，A 的不饱和度为 1，即 A 为丙烯，属于烯烃。 (2)根据合成路线可知，在高温条件下，丙烯与氯气反应的化学方程式为 CH2==CHCH3＋ Cl2――→高温 CH2==CHCH2Cl＋HCl。 (3)CH2==CHCH2Cl 与 HOCl 发生加成反应的生成物可能是 HOCH2CHClCH2Cl，也可能是 ClCH2CH(OH)CH2Cl。 (4)根据 C 和 D 的分子式可推知，在该反应过程中 Cl 被羟基取代，因此试剂 a 为氢氧化钠的 水溶液。 (5)根据(3)和(4)的推断可知，D 的结构简式为 HOCH2CH(OH)CH2OH；由题给信息和分子式 可知，F 为苯酚，G 为 ，G 发生还原反应生成 J，则 J 的结构简式为 ；由 J 和 K 的结构简式可推出，E 的结构简式应为 CH2==CH—CHO，D→E 的化学方程式为 HOCH2CH(OH)CH2OH――→浓 H2SO4 △ CH2==CHCHO＋2H2O。 一、不定项选择题 1．下列关于烃的性质的描述中正确的是( ) A．实验室可用 H2 除去乙烷中的乙烯 B．在催化剂作用下，苯可以与溴水反应生成溴苯 C．乙烯的结构中含有碳碳双键，苯中不含碳碳双键，但二者均可发生加成反应 D．C2H6 与 Cl2 发生取代反应，C2H4 与 HCl 发生加成反应，均可得到纯净的 C2H5Cl 答案 C 解析 A 项，H2 也为气体，不易控制 H2 的量，过量的 H2 会混入乙烷中形成杂质，错误；B 项，在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，错误；C 项，乙烯和苯均可与氢气发生加成 反应，正确；D 项，C2H4 与 HCl 发生加成反应，可得到纯净的 C2H5Cl，C2H6 与 Cl2 发生取代 反应得不到纯净的 C2H5Cl，错误。 2．(2019·武汉高三模拟)由乙烯推测丙烯(CH2==CH—CH3)的结构或性质不正确的是( ) A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．能在空气中燃烧 C．能使溴水褪色 D．与 HCl 在一定条件下能加成只得到一种产物 答案 D 解析 丙烯与乙烯具有相同的官能团“ ”，具有与乙烯类似的化学性质，故 A、 B、C 正确；丙烯与 HCl 加成时产物有两种，故 D 不正确。 3．下列说法正确的是( ) A． 与 是同一种物质，说明苯分子中碳碳双键、碳碳单键交替排列 B．苯在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟，说明苯组成中含碳量较高 C.煤干馏得到的煤焦油可以分离出苯，苯是无色无味的液态烃 D.向 2 mL 苯中加入 1 mL 溴的四氯化碳溶液，振荡后静置，可观察到液体分层，上层呈橙红色 答案 B 解析 和 是同一种物质，说明苯分子中不是碳碳双键、碳碳单键交 替排列，A 项错误；苯的分子式为 C6H6，含碳量较高，不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟，B 项 正确；苯具有芳香气味，为液态烃，C 项错误；四氯化碳与苯互溶，向 2 mL 苯中加入 1 mL 溴的四氯化碳溶液，振荡后静置，液体不分层，D 项错误。 4.下列有关说法正确的是( ) A.CH3CH==CHCH3 分子中的 4 个碳原子可能在同一直线上 B.苯乙烯( )分子的所有原子可能在同一平面上 C.甲烷性质稳定，不能发生氧化反应 D. 的名称为 2,4-二甲基-3-乙基己烷 答案 B 解析 CH3CH==CHCH3 分子可看作是 CH2==CH2 中的 2 个氢原子被甲基取代，CH2==CH2 是 平面形结构，键角为 120°，4 个碳原子共面但不共线，故 CH3CH==CHCH3 分子中的 4 个碳原 子不可能在同一直线上，A 项错误；苯乙烯由苯基和乙烯基通过碳碳单键相连，苯基中与苯 环碳原子直接相连的原子共平面(联想苯的结构)，乙烯基中与碳碳双键直接相连的原子共平 面(联想乙烯的结构)，由于单键可以旋转，苯基的平面与乙烯基的平面可能共平面，则苯乙 烯分子中所有原子可能在同一平面上，B 项正确；甲烷可以燃烧，燃烧是氧化反应，C 项错 误； 的主链含有 6 个 C 原子，且有 2 条，此时应选择含支链较多的一条作为主链，然 后再根据编号原则进行编号，故正确的名称为 2,4-二甲基-3-乙基己烷，D 项正确。 5.有机物 M、N、Q 之间的转化关系为 ，下列说法正确的是( ) A.M 的同分异构体有 3 种(不考虑立体异构) B.N 分子中所有原子共平面 C.Q 的名称为异丁烷 D.M、N、Q 均能与溴水反应 答案 AC 解析 依题意，M、N、Q 的结构简式分别为 、 、 。 求 M 的同分异构体可以转化为求丁烷的一氯代物，丁烷有 2 种同分异构体：CH3CH2CH2CH3、 ，它们的一氯代物均有 2 种，故丁烷的一氯代物共有 4 种，除 M 外，还有 3 种，A 项正确；N 分子可以看成乙烯分子中的 2 个氢原子被甲基取代，乙烯分子中所有原 子共平面，甲烷分子中所有原子不可能共平面，所以 N 分子中所有原子不可能共平面，B 项 错误；Q 的名称是异丁烷，C 项正确；M、Q 不能与溴水反应，N 分子中含有碳碳双键，能 与 Br2 发生加成反应，D 项错误。 6.已知：三元轴烯 (a)、四元轴烯 (b)、五元轴烯 (c)的最简式都与苯相同， 下列说法不正确的是( ) A.三种物质都能发生加成反应 B.a、b 分子中所有原子都在同一个平面上 C.a 与 互为同分异构体 D.a、b 的一氯代物均只有一种，c 的一氯代物有三种 答案 D 解析 三种物质都有碳碳双键，都能发生加成反应，A 项正确；根据乙烯的结构特征，a、b 分子中所有原子都在同一个平面上，B 项正确；a 的分子式为 C6H6， 的分子式为 C6H6， 且二者结构不同，C 项正确；a、b、c 都只有一种氢原子，其一氯代物均只有一种，D 项错 误。 7.从溴乙烷制取 1,2-二溴乙烷，下列制备方案中最好的是( ) A.CH3CH2Br――――→NaOH 水溶液 △ CH3CH2OH――――――→浓硫酸，170 ℃ CH2==CH2――→Br2 CH2BrCH2Br B.CH3CH2Br――→Br2 CH2BrCH2Br C.CH3CH2Br―――――→NaOH 醇溶液 △ CH2==CH2――→HBr CH3CH2Br――→Br2 CH2BrCH2Br D.CH3CH2Br―――――→NaOH 醇溶液 △ CH2==CH2――→Br2 CH2BrCH2Br 答案 D 解析 本题考查卤代烃制取方案的设计。在有机合成中，理想合成方案有以下特点：①尽量 少的步骤；②选择生成副产物最少的反应原理；③试剂价廉；④实验安全；⑤符合环保要求。 在有机合成中引入卤原子或引入卤原子作中间产物，用加成反应，而不用取代反应，因为光 照下卤代反应产物无法控制，得到产品纯度低。A 项，发生三步反应，步骤多，产率低；B 项，溴与烷烃发生取代反应，是连续反应，不能控制产物种类，副产物多；C 项，步骤多， 且发生卤代反应难控制产物纯度；D 项，步骤少，产物纯度高。 二、非选择题 8.有甲、乙两种物质： 甲 乙 (1)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物，下同)： 甲――→一定条件 Ⅰ ――→一定条件 Ⅱ Y ――→一定条件 Ⅲ 乙 其中反应Ⅰ的反应类型是________________________________________________________， 反应Ⅱ的条件是________________，反应Ⅲ的化学方程式为_____________________________ ________________________________________________________________________(不需注 明反应条件)。 (2)下列物质不能与乙反应的是________(填字母)。 a.金属钠 b.溴水 c.碳酸钠溶液 d.乙酸 (3) 乙 有 多 种 同 分 异 构 体 ， 写 出 能 同 时 满 足 下 列 条 件 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 a.苯环上的一氯代物只有一种 b.遇 FeCl3 溶液显示紫色 c.含有两个甲基 答案 (1)取代反应 NaOH 的醇溶液，加热 ＋HCl―→ (2)bc (3) 、 解析 由甲转化为乙依次为α-H 的氯代，卤代烃水解，碳碳双键与 HCl 的加成反应。(3)能使 FeCl3 溶液显色，含有酚羟基，苯环上一氯取代物只有一种，因而苯环上的取代基应高度对称， 可写出如下两种结构： 。 9.从薄荷油中得到一种烃 A(C10H16)，与 A 相关反应如下： (1)H 的分子式为________。 (2)B 所含官能团的名称为________________。 (3)含两个—COOCH3 基团的 C 的同分异构体共有________种(不考虑立体异构)，其中核磁共 振氢谱呈现 2 个吸收峰的同分异构体的结构简式为 ________________________________________________________________________。 (4)D→E 的反应类型为____________。 (5)G 为含六元环的化合物，写出其结构简式：________________________________________。 (6)写出 E→F 的化学方程式：_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)C10H20 (2)羰基和羧基 (3)4 (4)取代反应 (5) (6) ＋2NaOH――→C2H5OH △ CH2==CHCOONa＋NaBr＋2H2O 10.A、E、F、G、H 的转化关系如图所示： 请回答下列问题： (1)链烃 A 有支链且只有一个官能团，其相对分子质量在 65～75 之间，1 mol A 完全燃烧消耗 7 mol 氧气，则 A 的结构简式是________________，名称是______________________。 (2)在特定催化剂作用下，A 与等物质的量的 H2 反应生成 E。由 E 转化为 F 的化学方程式是 ________________________________________________________________________。 (3)G 与金属钠反应能放出气体。由 G 转化为 H 的化学方程式是_______________________ ________________________________________________________________________。 (4)①的反应类型是____________；③的反应类型是____________。 (5)链烃 B 是 A 的同分异构体，分子中的所有碳原子共平面，其催化氢化产物为正戊烷，写 出 B 所有可能的结构简式：_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)CH≡CCH(CH3)2 3-甲基-1-丁炔 (2)CH2==CHCH(CH3)2＋Br2―→CH2BrCHBrCH(CH3)2 (3) H＋ △ ＋2H2O (4)加成反应(或还原反应) 取代反应 (5)CH3CH==CHCH==CH2、CH3CH2C≡CCH3 解析 (1)由“链烃 A 有支链且只有一个官能团，其相对分子质量在 65～75 之间，1 mol A 完 全燃烧消耗 7 mol 氧气”及合成路线图中 A 能发生加成反应可知 A 中含碳碳不饱和键，设 A 的分子式为 CxHy(x、y 均为正整数)，则 65＜12x＋y＜75，且 x＋y 4 ＝7，根据烃的组成，讨论 x、y 取值，x＝5，y＝8，故 A 为 C5H8，因链烃 A 有支链且只有一个官能团，故 A 的结构简 式是 CH≡CCH(CH3)2，其名称是 3-甲基-1-丁炔。 (2)在特定催化剂作用下，A 与等物质的量的 H2 反应生成 E，则 E 为 CH2==CHCH(CH3)2，由 E 转化为 F 的化学方程式是 CH2==CHCH(CH3)2＋Br2―→CH2BrCHBrCH(CH3)2。 (3)G 与金属钠反应能放出气体，G 的结构简式为 HOCH2CH(OH)CH(CH3)2，G 和丁二酸反应 生成 H，结合 H 的分子式知 H 的结构简式为 。 (4)①的反应类型是加成反应或还原反应；③的反应类型是取代反应。 (5)链烃 B 是 A 的同分异构体，其催化氢化产物为正戊烷，则 B 中不含支链，且含有一个碳 碳叁键或两个碳碳双键，根据乙烯和乙炔的结构，并结合分子中的所有碳原子共平面知，B 所有可能的结构简式是 CH3CH==CHCH==CH2、CH3CH2C≡CCH3。 11.有机物 F 可用于制造香精，可利用下列路线合成。 回答下列问题： (1) 分子中可能共面的原子最多有________个。 (2)物质 A 的名称是____________。 (3)物质 D 中含氧官能团的名称是____________。 (4)“反应④”的反应类型是________。 (5)写出“反应⑥”的化学方程式：__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)9 (2)2-甲基-1,2-二溴丁烷 (3)羧基 (4)消去反应 (5) ＋ 浓硫酸 △ ＋H2O 解 析 和 溴 发 生 的 是 加 成 反 应 ， 根 据 加 成 产 物 可 判 断 A 的 结 构 简 式 为 CH3CH2C(CH3)BrCH2Br ， 反 应 ② 是 水 解 反 应 ， 生 成 物 B 的 结 构 简 式 为 CH3CH2C(CH3)OHCH2OH。B 氧化得到 C，则 C 的结构简式为 CH3CH2C(CH3)OHCOOH。根 据 C 和 D 的分子式可判断，反应④是消去反应，则 D 的结构简式为 CH3CH==C(CH3)COOH， 反应⑤属于卤代烃的水解反应，则 E 的结构简式为 ，E 和 D 通过酯化反应 生成 F，则 F 的结构简式为 。 (1) 分子中的五个 C、双键上的两个 H、两个甲基上各有一个 H 可能共面，故可能共面的 原子最多有 9 个。 (2)A 为 CH3CH2C(CH3)BrCH2Br，其名称是 2-甲基-1,2-二溴丁烷。 12.苯佐卡因为白色结晶粉末，具有麻醉性，常用作伤口创面的镇痛剂。工业上通常使用甲苯 和淀粉为主要原料来生产苯佐卡因，合成路线如图所示： 已知： ⅰ.苯环上连有甲基时，再引入其他基团主要进入甲基的邻位或对位；苯环上连有羧基时，再 引入其他基团主要进入羧基的间位。 ⅱ. (有弱碱性，易被氧化)。 (1)反应①的化学方程式为__________________________________________________， 反应需要控制好温度的原因为__________________________________________________。 (2)产物 C 中官能团的名称为__________，判断淀粉是否水解完全可用________(填试剂名称) 检验。 (3)反应⑤的化学方程式为_____________________________________________________， 反应类型为__________。 (4)甲苯的二氯取代物结构有________种，其中核磁共振氢谱中显示 4 组峰，且峰面积之比为 1∶2∶2∶1 的结构简式为________________________________________________。 答案 (1) ＋HNO3(浓)――→浓 H2SO4 △ ＋H2O 防止硝酸受热分解且温度过高易生成三硝 基甲苯 (2)羟基、醛基 碘水 (3) ＋CH3CH2OH 浓 H2SO4 △ ＋H2O 取代(或酯化)反应 (4)10 解 析 由 信 息 ⅰ 可 知 甲 基 是 邻 对 位 取 代 基 、 羧 基 是 间 位 取 代 基 ， 再 由 的结构可知为先引入—NH2，再由信息ⅱ可知引入—NH2 必须引 入—NO2，且—NH2 需在最后一步还原，综合流程可知发生的反应依次为① ＋ HNO3(浓)――→浓硫酸 △ ＋H2O(取代反应)， ② ――――→KMnO4/H＋ ( 氧 化 反 应 ) ， ③(C6H10O5)n ＋ nH2O――→稀硫酸 △ nC6H12O6(水解反应，也属于取代反应)，④C6H10O6――→酒化酶 2C2H5OH＋2CO2↑， ⑤ ＋C2H5OH 浓硫酸 △ ＋H2O(酯化反应，也属于 取代反应)，⑥ ――→Fe/HCl (还原反应)。