2020版高考化学（苏教版）一轮复习烃和卤代烃学案

2020版高考化学（苏教版）一轮复习烃和卤代烃学案

‎ 第二单元　烃和卤代烃 考纲定位 核心素养 ‎1.掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。‎ ‎2．掌握卤代烃的结构与性质以及它们之间的相互转化。掌握取代、加成、消去等有机反应类型。‎ ‎3．了解烃类的重要应用。‎ ‎4．了解有机化合物分子中官能团之间的相互影响。‎ ‎1.宏观辨识——从不同的角度认识烃和卤代烃的性质和应用。‎ ‎2．微观探析——从组成、结构探析烃、卤代烃的性质，形成“结构决定性质”的观念。‎ ‎3．科学探究——根据实验目的，设计烃、卤代烃的性质探究方案，并进行实验。‎ 考点一| 脂肪烃——烷烃、烯烃和炔烃 ‎1．脂肪烃的结构特点和分子通式 烃类 结构特点 组成通式 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以4条单键结合的饱和烃 CnH2n＋2(n≥1)‎ 烯烃 分子里含有碳碳双键的不饱和链烃 CnH2n(n≥2)‎ 炔烃 分子里含有碳碳叁键的不饱和链烃 CnH2n－2(n≥2)‎ ‎2．烯烃的顺反异构 ‎(1)顺反异构的含义：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。‎ ‎(2)存在顺反异构的条件：每个双键碳原子上连接了两个不同的原子或原子团。‎ ‎(3)两种异构形式 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 顺2丁烯 反2丁烯 ‎3．脂肪烃的物理性质 ‎4．脂肪烃的化学性质 ‎(1)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 a．反应条件：气态烷烃与气态卤素单质在光照下反应。‎ b．产物成分：多种卤代烃混合物(非纯净物)＋HX。‎ c．定量关系(以Cl2为例)：H～Cl2～HCl即取代1 mol氢原子，消耗1_molCl2生成1 mol HCl。‎ ‎(2)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、炔烃的加成示例 CH2===CH—CH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3。‎ CH2===CH—CH3＋H2O CH2===CH—CH===CH2＋Br2―→CH2BrCHBr—CH===CH2(1,2加成)，CH2===CH—CH===CH2＋Br2―→CH2Br—CH===CH—CH2Br(1,4加成)。‎ CH≡CH＋2Br2(足量)―→CHBr2—CHBr2。‎ ‎③烯烃、炔烃的加聚反应 nCH2===CH—CH3。‎ nCH≡CHCH===CH。‎ ‎(3)脂肪烃的氧化反应 烷烃 烯烃 炔烃 燃烧现象 燃烧火焰较明亮 燃烧火焰明亮，带黑烟 燃烧火焰很明亮，带浓黑烟 通入酸性KMnO4溶液 不褪色 褪色 褪色 考法1　脂肪烃的组成、结构与性质 ‎1．科学家在－100 ℃的低温下合成一种烃X，此分子的球棍模型如图所示(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 A　[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；该烃的分子式为C5H4‎ ‎，故等质量燃烧时，CH4的耗氧量较多，D错误。]‎ ‎2．某烃用键线式表示为，该烃与Br2加成时(物质的量之比为1∶1)，所得的产物有________种。‎ 解析：当Br2与发生加成时，生成物有 ‎，显然所得产物有5种。‎ 答案：5‎ 考法2　脂肪烃结构的确定 ‎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________种。(不包括立体异构，下同)‎ ‎(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。‎ 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。‎ 答案：(1)2,3二甲基戊烷　(2)5　(3)1　(4)6‎ ‎4．已知 ‎＋CH3COOH。‎ 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：‎ 考点二| 芳香烃 ‎1．芳香化合物的分类 ‎2．苯及苯的同系物的组成、结构特点 苯 苯的同系物 分子式 C6H6‎ 通式：CnH2n－6(n＞6)‎ 结构 特点 ‎①苯环上的碳碳键是介于C—C和C===C之间的一种独特的化学键 ‎②分子中所有原子一定(填“一定”或“不一定”，右同)在同一平面内 ‎①分子中含有一个苯环；与苯环相连的是烷基 ‎②与苯环直接相连的原子在苯环平面内，其他原子不一定在同一平面内 ‎3．苯的同系物与苯的性质比较 ‎(1)相同点——苯环性质 ‎(2)不同点 烷基对苯环有影响，所以苯的同系物比苯易发生取代反应；苯环对烷基也有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。‎ 完成下列有关苯的同系物的化学方程式：‎ ‎①硝化：＋3HNO3 ‎②卤代：＋Br2；‎ CH3＋Cl2CH2Cl＋HCl。‎ ‎③易氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色：‎ C2H5COOH。‎ 提醒：苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，就能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。‎ ‎4．苯的同系物的同分异构体 以C8H10为例，写出下列要求的芳香烃的结构简式 ‎(1)一个侧链：。‎ ‎(2)二个侧链：、。‎ 考法1　烃的共线、共面问题分析 ‎1．某有机物结构简式为 ‎，关于该有机物的空间构型的说法中正确的是(　　)‎ A．该分子中所有的碳原子均可能处于同一平面上 B．该分子中一定共面的碳原子数至少为8个 C．该分子中至少有9个碳原子处于同一条直线上 D．该分子中可能处于同一平面的原子总数最多为16个 B　[将此有机物中部分C原子按如图所示编号，，其中1、2、3、8号这4个碳原子不可能在同一平面上，故A错误；该分子中，碳碳叁键中的3、4号碳原子与双键中的5、6号碳原子一定在同一平面上，与3号碳原子相连的2号碳原子一定在这个平面内，与6号碳原子相连的苯环上的碳 原子以及其对位上的碳原子和7号碳原子一定在同一平面内，故在同一平面内的碳原子数最少是8个，故B正确；乙炔中所有原子共直线，故最多有4个碳原子在同一条直线上，故C错误；2、3、4、5、6、7号碳原子以及苯环所有的原子都可能在同一平面内，故可能处于同一平面的原子数大于16个，故D错误。]‎ ‎2．下列有机化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是 ‎(　　)‎ A．‎ B．HC≡C—CH3‎ C．‎ D．‎ D　[分子中的所有碳原子不可能处于同一平面。]‎ (1)直接连在饱和碳原子上的四个原子形成四面体形。 (2)直接连在双键碳原子上的四个原子与双键两端的碳原子处在同一平面上(6原子共面)。 (3)直接连在叁键碳原子上的两个原子与叁键两端的碳原子处在同一直线上(4原子共线)。 (4)直接连在苯环上的六个原子与苯环上的六个碳原子处在同一平面上(12原子共面)。 注意：①有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键，均可绕键轴自由旋转。 ‎②注意题目要求，如“碳原子”“所有原子”“可能”“一定”“至少”“最多”“共线”“共面”等限制要求。‎ 考法2　芳香烃的结构与性质 ‎3．(2019·怀化模拟)下图为有关甲苯的转化关系图：‎ 以下说法中正确的是(　　)‎ A．反应①为取代反应，反应③为加成反应 B．反应②的现象是火焰明亮并带有浓烟 C．反应④的产物所有原子在同一平面上 D．反应④中1 mol甲苯最多与3 mol H2发生加成反应，是因为甲苯分子中含有三个碳碳双键 B　[A项，①、③均为取代反应；B项，分子中含碳量高，燃烧火焰明亮并带有浓烟；C项，—CH3中四原子不会共面；D项，苯环中不含碳碳双键或单键。]‎ ‎4．(2019·邵阳模拟)有机物中碳原子和氢原子个数比为3∶4，不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍。在铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。该有机物可能是(　　)‎ A．CH≡C—CH3　　　 B．‎ C．CH2===CHCH3 D．‎ B　[该有机物不能与溴水反应，排除A、C；与溴发生取代生成两种一溴代物，确定B，排除D。]‎ 考点三| 卤代烃 ‎1．卤代烃的物理性质及对环境的影响 烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，官能团为—X(Cl、Br、I)，饱和一元卤代烃的通式为CnH2n＋1X(n≥1)。‎ ‎(1)物理性质 ‎(2)卤代烃对环境的影响 氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层，是造成臭氧空洞的主要原因。‎ ‎2．卤代烃的化学性质 ‎(1)水解反应 ‎①反应条件：氢氧化钠的水溶液、加热。‎ ‎②C2H5Br在碱性条件下水解的反应方程式为 C2H5Br＋NaOHC2H5OH＋NaBr。‎ ‎(2)消去反应 ‎①概念 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(如碳碳双键或碳碳叁键)化合物的反应。‎ ‎②反应条件：氢氧化钾的醇溶液、加热。‎ ‎③1溴丙烷发生消去反应的化学方程式为 CH3CH2CH2Br＋KOH↑＋KBr＋H2O＋KBr＋H2O。‎ ‎[深度归纳]　‎ ‎(1)卤代烃水解反应和消去反应比较 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 R—CH2OH＋NaX 相邻的两个碳原子间脱去小分子HX；＋NaOH ＋NaX＋H2O 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化合物 ‎　(2)卤代烃中所含卤素原子的检验 R—XR—OH NaX　　　　‎ ‎3．卤代烃的获取方法 ‎(1)取代反应 乙烷与Cl2的反应的化学方程式：‎ CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。‎ 苯与Br2的反应的化学方程式：‎ ‎。‎ C2H5OH与HBr的反应的化学方程式：‎ C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O。‎ ‎(2)不饱和烃的加成反应 丙烯与Br2、HBr的反应的化学方程式：‎ CH2===CHCH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3、‎ 或 CH3—CH2—CH2Br。‎ 乙炔与HCl制氯乙烯的化学方程式为 CH≡CH＋HClCH2===CHCl。‎ 考法1　卤代烃的性质及应用 ‎1．(2019·玉溪模拟)下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物说法正确的是(　　)‎ A．四种物质中分别加入氯水，均有红棕色液体生成 B．四种物质中加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成 C．四种物质中加入NaOH的醇溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成 D．乙发生消去反应得到两种烯烃 B　[这四种有机物均不能与氯水反应，A项不正确；B项描述的是卤代烃中卤素原子的检验方法，操作正确，B项正确；甲、丙和丁均不能发生消去反应，C项不正确；乙发生消去反应只有一种产物，D项不正确。]‎ ‎2．化合物X的分子式为C5H11Cl，用NaOH的醇溶液处理X，可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z，Y、Z经催化加氢后都可得到2甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是(　　)‎ A．CH3CH2CH2CH2CH2OH B　[由2甲基丁烷的结构可推知X的碳骨架结构为，从而推知有机物X的结构简式为或，则用NaOH的水溶液处理所得有机产物的结构简式可能是，故B正确。]‎ (1)与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子或有邻位碳原子但无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。 (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。‎ 考法2　卤代烃在有机合成中的桥梁作用 ‎3．现通过以下具体步骤由制取，即Cl eq o(――→,sup10(②))ABC ‎(1)从左到右依次填写每步反应所属的反应类型(填字母)：a.取代反应，b.加成反应，c.消去反应，d.加聚反应。‎ ‎①________；②________；③________；④________；‎ ‎⑤________；⑥________。‎ ‎(2)写出①、⑤、⑥三步反应的化学方程式：‎ ‎①_____________________________________________________。‎ ‎⑤_____________________________________________________。‎ ‎⑥_____________________________________________________。‎ 解析：由逆推得B为，由Cl和B可推得A为Cl，由和可推得C为，有机物确定后再解答每个问题。‎ 答案：(1)①a　②b　③c　④b　⑤c　⑥b ‎(2)①＋Cl2Cl＋HCl ‎⑤＋2NaOH＋2NaCl＋2H2O ‎⑥＋2Cl2 课堂反馈　真题体验 ‎1．(2017·全国卷Ⅰ，T36节选)写出用环戊烷和2丁炔为原料制备化合物的合成路线_____________________________________‎ ‎______________________________________________(其他试剂任选)。‎ ‎(已知)‎ 答案： ‎2．(2015·全国卷Ⅱ，节选)‎ 已知：‎ ‎①烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢 ‎②化合物B为单氯代烃；化合物C的分子式为C5H8‎ 由B生成C的化学方程式为__________________________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ 答案：—Cl＋NaOH＋NaCl＋H2O