高考化学人教版一轮复习教学案选修五有机化学基础烃和卤代烃

高考化学人教版一轮复习教学案选修五有机化学基础烃和卤代烃

第2节　烃和卤代烃 考纲点击 ‎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．能说出天然气、石油液化气、汽油的组成及应用。‎ ‎3．举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。‎ ‎4．认识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转化关系。‎ ‎5．根据有机化合物组成和结构的特点，认识加成反应、取代反应和消去反应。‎ 一、脂肪烃 ‎1．物理性质 ‎(1)水溶性：所有的烃__________溶于水，密度比水________。‎ ‎(2)熔沸点：‎ ‎①随碳原子个数增多、相对分子质量__________，熔沸点____________；‎ ‎②常温下呈气态的烃：碳原子≤4的烃(新戊烷除外，常温下为气态)。‎ ‎2．化学性质 ‎(1)可燃性：所有的烃均能在氧气中燃烧，点燃气态烃前要______________。纯净的甲烷、乙烯、乙炔都能在空气中安静地燃烧，放出大量热，但①CH4发出淡蓝色火焰；②乙烯发出明亮的火焰，有烟生成；③乙炔发出明亮的火焰，有浓烟生成。‎ 结论：烃燃烧时随着碳的质量分数增大，火焰越来越明亮，放出的烟越来越多。‎ ‎(2)烷烃：化学性质比较稳定，通常情况下不与溴水、酸性KMnO4溶液、强酸、强碱等反应；但在光照下能与氯气、溴蒸气发生取代反应。‎ ‎(3)烯烃、炔烃：分子中由于存在C===C、CC，通常情况下与溴水发生____________反应、与酸性KMnO4溶液发生____________反应。‎ 即时训练1 下列物质既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴水因化学反应而褪色的是________。‎ ‎①甲烷　②苯　③聚乙烯　④环己烯　⑤2丁炔　⑥环己烷　⑦溴乙烷　⑧甲苯 二、芳香烃 ‎1．苯的化学性质 写出下列反应的化学方程式：‎ ‎2．苯的同系物 ‎(1)概念 苯环上的氢原子被________基取代的产物，通式为________。‎ ‎(2)化学性质(以甲苯为例)‎ ‎①氧化反应：甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色。‎ ‎②取代反应(如生成TNT)：_________________________________________________。‎ 即时训练2 怎样鉴别苯、邻二甲苯、1–己烯？‎ 答：________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。‎ 特别提示：(1)判断同系物时，一定要理解同系物的概念，如苯的同系物应该符合有且只有一个苯环，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)注意苯与溴发生取代反应的条件及烯烃、炔烃与溴发生加成反应的条件。‎ 三、卤代烃 ‎1．物理性质 溴乙烷是无色液体，密度比水大。除去溴乙烷中少量乙醇的方法是加水充分振荡，静置分液(或多次水洗分液)。‎ ‎2．化学性质 注意溴乙烷与氢氧化钠反应的条件：‎ ‎(1)与乙醇溶液共热发生的是________反应，化学方程式：_______________________；‎ ‎(2)与水溶液共热发生的是________反应，化学方程式：_________________________。‎ ‎3．应用与危害 ‎(1)在日常生活中的应用：卤代烃还可以作溶剂、农药、制冷剂、灭火剂等。‎ ‎(2)主要危害：氟氯烃破坏__________。‎ 即时训练3由2氯丙烷制取少量的1,2–丙二醇()时，需要经过下列哪几步反应(　　)。‎ A．加成―→消去―→取代 B．消去―→加成―→水解 C．取代―→消去―→加成 D．消去―→加成―→消去 特别提示：卤代烃是发生取代还是消去反应，主要是看反应条件，记忆方法：“无醇成醇，有醇成烯。”‎ 一、苯及其同系物的化学性质及同分异构体的书写 ‎1．苯与其同系物的化学性质的区别 ‎(1)氯代反应(注意条件：光照或FeCl3作催化剂)‎ ‎(2)侧链对苯环的影响 甲基对苯环有影响，所以甲苯比苯易发生取代反应。苯主要发生一元取代，而甲苯能发生邻对位三元取代，如硝化反应，苯生成硝基苯，而甲苯生成1,3,5–三硝基甲苯。‎ ‎(3)苯环对侧链的影响 苯环对甲基有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化，而甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。‎ ‎2．含苯化合物的同分异构体 ‎(1)苯的氯代物：‎ ‎①苯的一氯代物只有1种：。‎ ‎②苯的二氯代物有邻、间、对3种：‎ ‎(2)苯的同系物及其氯代物：‎ ‎①甲苯(C7H8)不存在同分异构体。‎ ‎②分子式为C8H10的芳香烃同分异构体有4种：‎ ‎(3)甲苯的一氯代物的同分异构体有4种：‎ ‎【例1】 某烃的分子式为C10H14，它不能与溴水反应，但能使酸性高锰酸钾溶液褪色，分子结构中只有一个烷烃基，符合此条件的烃有________种；上述烃在光照条件下与氯气反应生成的一氯代物有________种；上述烃在FeCl3作催化剂的条件下与氯气反应生成的一氯代物有________种。‎ 二、卤代烃的化学性质 ‎1．反应条件对卤代烃反应产物的影响 ‎(1)在NaOH水溶液的条件下卤代烃发生水解反应：R—X＋NaOHROH＋NaX[来源:1ZXXK]‎ ‎(2)在NaOH醇溶液的条件下加热发生消去反应：RCH2CH2X＋NaOHRCH===CH2＋NaX＋H2O ‎(3)几点特殊说明：‎ ‎①所有卤代烃都可发生水解反应。‎ ‎②R—CHX2、R—CX3、R—CH===CHX等卤代烃水解的产物往往不是醇。‎ ‎③能发生消去反应的卤代烃，在结构上必须具备两个条件：一是分子中碳原子数≥2；二是与—X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子。‎ ‎④型卤代烃，发生消去反应生成R—CC—R。‎ ‎⑤不能发生消去反应的卤代烃有：‎ ‎2．卤代烃、卤素原子的检验 卤代烃不溶于水，不能电离出X－，卤代烃中卤素原子的检验步骤为：①将卤代烃与过量NaOH溶液混合，充分振荡；②向混合液中加入过量的稀硝酸酸化；③向混合液中加入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明卤代烃中含有氯原子；若有浅黄色沉淀生成，‎ 则证明卤代烃中含有溴原子；若出现黄色沉淀则证明卤代烃中含有碘原子。‎ ‎【例2－1】 能发生消去反应，生成物中存在同分异构体的是(　　)。‎ 方法归纳 在做这种类型的题时一定要抓住有机反应的断键、成键位置进行分析判断。‎ ‎【例2－2】 下图表示4溴环己烯所发生的4个不同反应。其中，产物只含有一种官能团的反应是(　　)。‎ A．①④ B．③④ C．②③ D．①②‎ ‎1．透明聚酯玻璃钢可用于制造导弹的雷达罩和宇航员使用的氧气瓶。制备它的一种配方中含有下列两种物质：‎ 填写下列空白：‎ ‎(1)淀粉通过下列转化可以得到乙(其中A～D均为有机物)：‎ 淀粉ABCD乙 A的分子式是__________，试剂X可以是________。‎ 利用上述信息，以苯、乙烯、氯化氢为原料经三步反应合成丙，其中属于取代反应的化学方程式是____________________________。‎ ‎2．金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)环戊二烯分子中最多有________个原子共平面。‎ ‎(2)金刚烷的分子式为________，其分子中的CH2基团有________个。[来源:1]‎ ‎(3)下图是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线：‎ 其中，反应①的产物名称是________，反应②的反应试剂和反应条件是____________，反应③的反应类型是________。‎ ‎(4)已知烯烃能发生如下反应：‎ ‎[来源:Zxxk.Com]‎ 请写出下列反应产物的结构简式：‎ ‎____________。‎ ‎(5)A是二聚环戊二烯的同分异构体，能使溴的四氯化碳溶液褪色，A经酸性高锰酸钾溶液加热氧化可以得到对苯二甲酸[提示：苯环上的烷基(—CH3，—CH2R，—CHR2)或烯基侧链经酸性高锰酸钾溶液氧化得羧基]，写出A所有可能的结构简式(不考虑立体异构)：‎ ‎______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎3．(2019上海化学，九)氯丁橡胶M是理想的电线电缆材料，工业上可由有机化工原料A或E制得，其合成路线如下图所示。‎ 已知：H‎2C===CH—CCH 由E二聚得到。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)A的名称是________，反应③的反应类型是________。‎ ‎(2)写出反应②的化学方程式________________。‎ ‎(3)为研究物质的芳香性，将E三聚、四聚成环状化合物，写出它们的结构简式______________。鉴别这两种环状化合物的试剂为________。‎ ‎(4)以下是由A制备工程塑料PBT的原料之一1,4丁二醇(BDO)的合成路线：‎ ABDO 写出上述由A制备BDO的化学反应方程式。‎ ‎4．已知：苯的同系物与卤素单质混合，在光照条件下，侧链上的氢原子易被卤素原子取代；在催化剂作用下，苯环上的氢原子易被卤素原子取代。已知醛类化合物之间能发生下列反应：‎ R—CHO＋R′—CH2—CHO α–溴代肉桂醛是一种抗菌、抗病毒的高效防霉、除臭剂，合成路线如下：‎ 请回答：‎ ‎(1)写出下列反应类型：‎ 反应②____________，反应⑤__________。‎ ‎(2)C的结构简式为______________________________________________________。‎ ‎(3)反应③的化学方程式为________________________________________________。‎ ‎(4)经反应⑦得到的有机产物除α溴代肉桂醛外，还有可能得到的有机物结构简式为(写出一种即可)__________________。‎ ‎(5)C的同分异构体中，苯环上只有一个取代基，且属于酯类的有6种，分别是 CH2COOCH3、COOCH2CH3、OOCCH2CH3、CH2OOCCH3、________、________。‎ ‎5．以石油裂解得到的乙烯和1,3–丁二烯为原料，经过下列反应合成高分子化合物H，该物质可用于制造以玻璃纤维为填料的增强塑料(俗称玻璃钢)。‎ 请按要求填空：‎ ‎(1)E用系统命名法命名为________。‎ 反应⑤的反应类型：________。‎ 物质G的分子式是_______________________________________________________。‎ ‎(2)反应②的化学方程式是__________________________________________________。‎ ‎(3)反应③、④中有一反应是与HCl加成，该反应是________(填反应编号)，设计这一步反应的目的是________________________，物质C的结构简式是__________________。‎ ‎6．已知：CH3—CH===CH2＋HBr―→(主要产物)，1 mol某烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O。该烃A在不同条件下能发生如下所示的一系列变化。‎ ‎(1)A的分子式：________，A的结构简式：________。‎ ‎(2)上述反应中，①是________反应，⑦是________反应。(填反应类型)‎ ‎(3)写出C、D、E、H物质的结构简式：‎ C__________，D__________，E__________，H__________。‎ ‎(4)写出D→F反应的化学方程式___________________________________________。‎ ‎7．(2019河南四校联考)聚酯纤维在服装、室内装饰和工业领域中有广泛应用。下图是合成某种聚酯纤维H的流程图。‎ 已知：A、D为烃，质谱图表明G的相对分子质量为166，其中含碳57.8%，含氢3.6%，其余为氧；G能与NaHCO3溶液反应且含有苯环；核磁共振氢谱表明E、G分子中均有两种类型的氢原子，且E分子中两种类型的氢原子的个数比为1∶1。‎ ‎(1)①、③的反应类型依次为________、________；‎ ‎(2)B的名称为____________，E的结构简式为____________；‎ ‎(3)写出下列化学方程式：[来源:Zxxk.Com]‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎⑥________________________________________________________________________；‎ ‎(4)F有多种同分异构体，写出同时符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：______ _____________________________________________________________________________。‎ a．含有苯环且苯环上只有2个取代基 b．能与NaOH溶液反应 c．在Cu催化下与O2反应的产物能发生银镜反应 ‎8．(2019河南洛阳统考)已知：RX＋MgRMgX(RX为卤代烃，X为卤族原子)，生成的卤代烃基镁与具有羰基结构的化合物(醛、酮等)发生反应，再水解就能合成各种指定结构的醇：‎ 现以2–丁烯和必要的无机物为原料合成一种分子式为C10H16O4的具有六元环的物质J，合成线路如下：(H的一氯代物只有3种)‎ 请按要求填空：‎ ‎(1)F的名称是________。‎ ‎(2)C＋D―→E的反应类型是________，F―→G的反应类型是________。‎ ‎(3)写出I―→J化学反应方程式：____________________________________________。‎ ‎(4)I和该二元酸除了能反应生成J外，还可以在一定条件下发生缩聚反应生成高聚物，试写出此髙聚物的结构简式：________________。‎ ‎(5)M为D的同分异构体且能发生银镜反应，写出所有M的结构简式______________，其中核磁共振氢谱中出现3组峰的物质与新制氢氧化铜悬浊液在煮沸条件下发生反应的方程式为________________________________________。‎ ‎9．(改编自2019课标全国理综)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：‎ ‎[来源:Z&xx&k.Com]‎ 已知以下信息：‎ ‎①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；‎ ‎②D可与银氨溶液反应生成银镜；‎ ‎③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)由B生成C的化学反应方程式为___________________________________，该反应的类型为__________；‎ ‎(2)D的结构简式为____________；‎ ‎(3)F的分子式为____________；‎ ‎(4)G的结构简式为____________。‎ ‎10．(2019福建理综，31)对二甲苯(英文名称pxylene，缩写为PX)是化学工业的重要原料。‎ ‎(1)写出PX的结构简式________。‎ ‎(2)PX可发生的反应有________、________(填反应类型)。‎ ‎(3)增塑剂(DEHP)存在如下图所示的转化关系，其中A是PX的一种同分异构体。‎ ‎①B的苯环上存在2种不同化学环境的氢原子，则B的结构简式是________。‎ ‎②D分子所含官能团是________(填名称)。‎ ‎③C分子有1个碳原子连接乙基和正丁基，DEHP的结构简式是________。‎ ‎(4)F是B的一种同分异构体，具有如下特征：‎ a．是苯的邻位二取代物；‎ b．遇FeCl3溶液显示特征颜色；‎ c．能与碳酸氢钠溶液反应。‎ 写出F与NaHCO3溶液反应的化学方程式____________________________________。‎ ‎11．(2019海南化学，18—Ⅱ)化合物A是合成天然橡胶的单体，分子式为C5H8。A的一系列反应如下(部分反应条件略去)：‎ 已知：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式为______，化学名称是______；‎ ‎(2)B的分子式为______；‎ ‎(3)②的反应方程式为__________________；‎ ‎(4)①和③的反应类型分别是______，______；‎ ‎(5)C为单溴代物，分子中有两个亚甲基，④的化学反应方程式为__________________ _________________________________________________________________________；‎ ‎(6)A的同分异构体中不含聚集双烯(C===C===C)结构单位的链状烃还有______种，写出其中互为立体异构体的化合物的结构简式__________________________。‎ ‎12．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)。‎ 参考答案 基础梳理整合 一、1.(1)均不　小 ‎(2)增大　升高 ‎2．(1)检验纯度 ‎(3)加成　氧化 即时训练1‎ 答案：④⑤‎ 即时训练2‎ 分别取少量三种上述液体少许放入小试管中，分别滴加溴水，振荡后静置，液体分层，上下层均为无色是1己烯，然后分别向另两支试管中加入酸性高锰酸钾溶液振荡后静置，高锰酸钾溶液褪色的是邻二甲苯，不褪色的是苯 三、2.(1)消去　CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O ‎(2)取代　CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr ‎3．臭氧层 即时训练3‎ B 核心归纳突破 ‎【例1】 答案：3　11　9‎ ‎【例2－1】 B　解析：卤代烃消去反应的生成物必为不饱和的化合物，生成物含有的消去反应必须具备2个条件：①主链碳原子至少为2个；②与—X相连的碳原子的相邻碳原子上必须具有氢原子。A、C两项只有1种，分别为CH2===CHCH3、。D项没有相邻碳原子，不能发生消去反应。B选项存在两种相邻的碳原子结构，生成物有2种，分别为。‎ ‎【例2－2】 B　解析：①发生氧化反应C===C键断裂，生成羧基，产物中含有—COOH和—Br；②发生水解反应，—Br被—OH取代，产物中含有—OH和C===C键；③发生消去反应，产物中只含有C===C键；④发生加成反应，产物中只含有—Br。‎ 演练巩固提升 ‎1．答案：(1)C6H12O6　Br2/CCl4(或其他合理答案)‎ ‎2．答案：(1)9　(2)C10H16　6　(3)氯代环戊烷　氢氧化钠乙醇溶液，加热　加成反应 ‎(4)‎ ‎(3) 、　溴水(或酸性高锰酸钾溶液，合理即可)‎ ‎4．答案：(1)取代(水解)反应　消去反应 ‎5．答案：(1)1,2-二溴乙烷　消去反应　C4H4O4‎ ‎(2) ‎ ‎(3)③　保护A分子中C===C不被氧化　HOOCCH2CHClCOOH ‎6．答案：(1)C8H8　‎ ‎(2)加成　酯化(或取代)‎ ‎7．答案：(1)加成反应　取代反应 ‎(2)1,2-二溴乙烷　ClCH2CH2Cl ‎(3)CH2BrCH2Br＋2NaOHCH2OHCH2OH＋2NaBr ‎8．答案：(1)3,4二甲基3己醇　(2)加成反应　消去反应 ‎9．答案：(1)ClCH3＋2Cl2 ClCHCl2＋2HCl　取代反应 ‎(2)ClCHO　(3)C7H4O3Na2　‎ ‎(4)HOCOOH ‎10．答案：(1)H‎3CCH3‎ ‎(2)取代反应　氧化反应(或其他合理答案)‎ ‎(3)①　‎ ‎②醛基 C2H5OH＋HBr ‎(6)6　‎ ‎12．答案：(1)取代　Br2/FeBr3(或Br2/Fe)‎ ‎(2)1,3,5-三甲苯