高考化学大一轮专题复习 第七单元 有机化学 第33讲 烃 卤代烃课件.ppt

第33讲 烃卤代烃 考纲导视 基础反馈 1 判断正误 正确的画 错误的画 1 甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代 所得产物有6种 互为同分异构体的芳香族化合物有6种 3 含有5个碳原子的某饱和链烃 其一氯代物可能有3种 2 与 4 菲的结构简式为 它与硝酸反应 可生成5 种一硝基取代物 答案 1 2 3 4 2 苯的同系物卤代时 条件不同 取代位置不同 试举例 说明 答案 1 在光照条件下 卤代反应发生在侧链烷基上 记 作 烷代光 如 2 在铁的催化作用下 卤代反应发生在苯环上 记作 苯 代铁 如 3 卤代烃遇agno3溶液会产生卤化银沉淀吗 答案 不会 卤代烃分子中卤素原子与碳原子以共价键相 结合 属于非电解质 不能电离出卤素离子 考点一 烷烃 烯烃 炔烃 知识梳理 一 烷烃 烯烃 炔烃的组成 结构特点和通式 单键 碳碳双键 碳碳三键 cnh2n 2 n 1 cnh2n n 2 cnh2n 2 n 2 二 烯烃 碳碳双键 2 4 增大 1 分子中含有 的烃类叫烯烃 含 个碳原子的烯烃常温下呈气态 烯烃随着分子中碳原子数的递增 其沸点和密度都 2 组成和结构 cnh2n 含一个碳碳双键 乙烯的同系物通式可以表示为 n 2 其结构特点是分子中 为链烃 3 化学性质 乙烯 氧化 加成 加聚反应 能 烯烃的化学性质与 类似 可以发生 和 等 烯烃 使酸性kmno4溶液褪色 也能使溴水 或溴的ccl4溶液 褪色 c2h2 h c c h hc ch 同一直线 三 乙炔与炔烃1 乙炔 1 乙炔的组成与结构 分子式为 结构式为 结构简式为 乙炔分子中所有原子位于 上 2 乙炔的物理性质 乙炔俗称电石气 是无色无味的气体 微溶于水 易溶于有机溶剂 3 乙炔的化学性质 氧化反应 乙炔具有可燃性 在空气中燃烧的化学方程式为 燃烧时火焰明亮并伴有浓烟 注意乙炔点燃前需要 氧炔焰温度可达 以上 可用来焊接或切割金属 乙炔也能被酸性高锰酸钾溶液氧化 其通入酸性高锰酸钾 溶液中的现象是 检验纯度 3000 紫色褪去 褪色 ch3ch3 ch2 chcl 加成反应 乙炔能使溴的四氯化碳溶液 反应的化学方程式为ch ch 2br2 chbr2 chbr2 乙炔也能与 h2 hcl等发生加成反应 ch ch 2h2 ch ch hcl 4 乙炔的实验室制法 药品 和水 常用 代替水 反应原理 收集方法 由电石制得的乙炔中往往含有 等杂质 使混合气体通过盛有 溶液的洗气瓶可将杂质除去 电石 饱和食盐水 cac2 2h2o hc ch ca oh 2 排水集气法 h2s ph3 cuso4或naoh 2 炔烃 1 定义 分子中含有碳碳三键的一类脂肪烃叫做炔烃 乙 炔同系物的通式是 2 物理性质 同烷烃 烯烃类似 炔烃随着碳原子数的增 加 沸点升高 密度增大 但都小于水 3 化学性质 同乙炔类似 炔烃容易发生氧化反应和加成反应 能使溴的四氯化碳溶液和 褪色 酸性kmno4溶液 cnh2n 2 n 2 考点集训 例1 2016年贵州贵阳模拟 下列关于烷烃与烯烃的性质及 反应类型的叙述正确的是 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 烯烃除含不饱和键外 还含有c h饱和键 a错 烯烃除能发生加成反应外 还可发生取代反应 b错 烷烃通式一定为cnh2n 2 单烯烃通式为cnh2n 而二烯烃通式为cnh2n 2 c错 答案 d 归纳总结 结构决定性质 不同的碳碳键对有机物的性质有着不同的影响 1 碳碳单键有稳定的化学性质 典型反应是取代反应 2 碳碳双键中有一个化学键易断裂 典型反应是氧化反 应 加成反应和加聚反应 3 碳碳三键中有两个化学键易断裂 典型反应是氧化反 应 加成反应和加聚反应 4 苯的同系物支链易被酸性高锰酸钾溶液氧化 是因为苯环对取代基的影响 而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化 例2 有机物 中 同一平面上 碳原子最多的数目和同一直线上碳原子最多的数目分别为 a 11 4c 12 4 b 10 3d 13 4 解析 根据甲烷正四面体 乙烯平面形 乙炔直线形 苯平面六边形 以及三点确定一个平面 此有机物可以化成 从图中可以得出共线最多4个碳 原子 共面最多13个 答案 d 归纳总结 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 两平面不重合时 至多有10个碳原子共面 两平面重合时 2 定平面规律 共平面且不在同一直线上的3个原子处于另一平面时 两平面必定重叠 两平面内的所有原子必定共平面 3 定直线规律 直线形分子中有2个原子处于某一平面内 时 该分子中的所有原子也必在此平面内 在解决有机化合物分子中共面 共线问题的时候 要特别注意题目中的隐含条件和特殊规定 如题目中的 碳原子 所有原子 可能 一定 最少 最多 共线 和 共面 等在判断中的应用 例3 2016年上海卷 异戊二烯是重要的有机化工原料 其 结构简式为ch2 c ch3 ch ch2 完成下列填空 1 化合物x与异戊二烯具有相同的分子式 与br ccl4反应后得到3 甲基 1 1 2 2 四溴丁烷 x的结构简式为 2 异戊二烯的一种制备方法如下图所示 a能发生的反应有 填反应类型 b的结构简式为 3 设计一条由异戊二烯制得有机合成中间体 解析 1 由题意可知化合物x与异戊二烯的分子式相同 则x的分子式为 c5h8 x的不饱和度 2 x与br2 ccl4发生加成反应的产物为3 甲基 1 1 2 2 四溴丁烷 则x分子中存在碳碳三键 其结构简式为 ch cch ch3 2 2 a分子中存在碳碳双键能与h2o x2 h2 hx等发生加成反应 与h2的加成反应也属于还原反应 能被酸性高锰酸钾溶液氧化而发生氧化反应 能发生加聚反应 聚合反应 a分子中存在羟基能发生取代反应 酯化反应 和消去反应 将a与异戊二烯的结构简 式对比可知 a首先与h2发生加成反应生成 再发生消去反应即可得到异戊二烯 3 根据题意可知ch2 c ch3 ch ch2在一定条件下首先与hcl发生加成反应生成 ch3 2c chch2cl ch3 2c chch2cl在氢氧化钠溶液 加热条件下发生取代 水解 反应生成 ch3 2c chch2oh ch3 2c chch2oh在催化剂 加热条件下与h2发生加成反应即可生成目标产物 答案 1 2 加成 还原 氧化 聚合 取代 酯化 消去反应 考点二 苯及其同系物 知识梳理 1 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 n 6 2 化学性质 以甲苯为例 酸性kmno4溶液 氧化反应 甲苯能使 褪色 说明苯环对烷基的影响使其取代基易被氧化 取代反应 硝化反应 溴代反应 有铁作催化剂时 光照时 3h2o 2 芳香烃 苯环 1 芳香烃 分子里含有一个或多个 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 健康产生影响 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 考点集训 例4 下列各项中的反应原理相同的是 a 乙醇与浓硫酸共热140 170 均能脱去水分子b 甲苯 乙烯均能使酸性kmno4溶液褪色c 溴水中加入己烯或苯充分振荡 溴水层均褪色d 1 溴丙烷分别与koh水溶液 koh乙醇溶液共热 均生成kbr 解析 140 发生取代反应 生成乙醚 170 发生消去反应 生成乙烯 故a错误 甲苯 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 是被高锰酸钾氧化 原理相同 故b正确 加入己烯发生加成反应使溴水褪色 加入苯因萃取而使溴水褪色 故c错误 1 溴丙烷与氢氧化钾水溶液发生取代反应 与氢氧化钾醇溶液发生消去反应 故d错误 答案 b a 苯与浓硝酸 浓硫酸共热并保持55 60 反应生成硝基苯b 苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷c 乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1 2 二溴乙烷d 甲苯与氯气在光照下反应主要生成2 4 二氯甲苯 解析 苯在浓硫酸作催化剂以及55 60 水浴加热下 和浓硝酸发生取代反应生成硝基苯 a说法正确 苯乙烯中含有碳碳双键和苯环 都可以和氢气发生加成反应生成乙基环己烷 b说法正确 乙烯含有碳碳双键 可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1 2 二溴乙烷 c说法正确 甲苯和氯气在光照的条件下 氯原子取代甲基上的氢原子 d说法错误 答案 d 归纳总结 例6 已知c c单键可以绕键轴旋转 某烃的结构简式可 表示为 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 该烃苯环上的一氯代物只有一种c 分子中至少有10个碳原子处于同一平面上d 该烃是苯的同系物 解析 苯环是平面正六边形 分子中所有原子在一个平面上 相对位置上的碳原子在一条直线上 由于两个甲基分别取代苯分子的h原子 所以在苯分子这一个平面上 碳碳单键可以旋转 因此分子中碳原子最少有10个在这个平面上 a错误 c正确 该烃苯环上有两种不同位置的h原子 因此该烃的一氯代物有两种 b错误 由于该芳香烃含有两个苯环 不符合苯的同系物的分子式通式cnh2n 6 因此该烃不是苯的同系物 d错误 答案 c 方法技巧 判断芳香烃同分异构体数目的两种有效方法 1 等效氢法 等效氢 就是在有机物分子中处于相同位置的氢原子 等效氢任一原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质 分子中完全对称的氢原子也是 等效氢 其中引入一个新的原子或原子团时只能形成一种物质 例如甲苯和乙苯在苯环上的一氯代物的同分异构体分别都 有三种 邻 间 对 2 定一 或定二 移一法 在苯环上连有两个新的原子或原子团时 可固定一个移动另一个 从而写出邻 间 对三种异构体 苯环上连有三个新的原子或原子团时 可先固定两个原子或原子团 得到三种结构 再逐一插入第三个原子或原子团 例如二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体的写法与数目 的判断 共有 2 3 1 6 六种 考点三 卤代烃 知识梳理 1 组成和结构 卤素 烃分子中的氢原子被 原子取代后生成的化合物称为卤代烃 可用r x x f cl br i 表示 溴乙烷的分子式为c2h5br 结构式为 结构简式为 官能团为 ch3ch2br br 2 物理性质 1 溴乙烷是无色液体 沸点为38 4 密度比水 难溶于水 易溶于有机溶剂 2 卤代烃均不溶于水 但溶于大多数的有机溶剂 有的本身就是良好的有机溶剂 如ch2cl2 卤代烃的沸点比同碳原子数的烃 同类卤代烃的沸点随烃基中碳原子数的增加而 其中氟代甲烷和一氯甲烷是气体 其他卤代烃都是液体或固体 3 卤代烃的密度比同碳原子数的烃 一氟代烷 一 氯代烷的密度小于水 其他卤代烃的密度大于水 大 高 升高 大 3 化学性质 氢氧化钠溶液 加热 c x 1 水解反应 反应条件是 断裂 键 所有的卤代烃都能水解 溴乙烷水解的化学方程式为 2 消去反应 反应条件是 同时断裂 键 只有卤素原子直接与烃基结合 且 碳上有氢原子才能发生消去反应 溴乙烷发生消去反应的化学方程式为 氢氧化钠的乙醇溶液 加热 c x键与 碳上的c h 乙醇 nabr h2o ch3ch2br naoh ch2 ch2 3 卤代烃水解反应和消去反应的比较 4 卤代烃中卤素的检验 1 检验卤素原子的实验步骤 取少量卤代烃 加入 加热 冷却 加入硝酸银溶液 根据沉淀 agx 的颜色 白色 浅黄色 黄色 可确定是哪种卤族元素 氯 溴 碘 2 实验说明 加热是为了 因为不同的卤 代烃水解的难易程度不同 加入稀硝酸酸化的目的 防止naoh与agno3反应生成的黑褐色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 加快水解反应的速率 中和过量的naoh naoh溶液 加入稀硝酸酸化 3 量的关系 据r x nax agx 1mol一卤代烃可得到1mol卤化银 f除外 沉淀 常利用此量的关系来定量测定卤代烃分子中卤原子数目 5 用途 有些多卤代烃 如氟氯代烷 氟利昂 因其化学性质稳定 无毒 不燃烧 易挥发 易液化等 曾用作制冷剂 灭火剂 溶剂等 但含氯 溴的氟代烷由于对臭氧层有破坏作用而被禁止或限制使用 卤代烃常用作有机溶剂 如ch2cl2 koh醇溶液中加热不反应的是 考点集训 例7 2016 2017学年宁夏石嘴山三中月考 下列卤代烃在 c6h5cl ch3 2chch2cl ch3 3cch2cl chcl2 chbr2 ch2cl2 a b c 全部 d 解析 在koh醇溶液中加热 发生消去反应 要求卤素原子连接碳原子的相邻碳原子上必须有氢原子 不符合消去反应的条件 答案 a 例8 2015年甘肃兰州模拟 下列关于有机物的叙述 正确 的是 a 加浓溴水 然后过滤 可除去苯中混有的少量乙烯b 苯 溴水和铁粉混合可制成溴苯c 氨基酸 淀粉均属于高分子化合物d 已知甲苯苯环上的二氯取代物有6种 则甲苯苯环上的三氯取代物也有6种 解析 浓溴水会与乙烯发生加成反应 生成物能溶于苯中 不能分开 a项错误 苯与液溴在催化剂条件下发生反应 与溴水不反应 b项错误 氨基酸是小分子化合物 c项错误 甲苯苯环上的氢原子有5个 故甲苯的二氯取代物和三氯取代物的种类数相等 d项正确 答案 d 归纳总结 1 消去反应的发生条件 必须含有两个或两个以上的碳原子 与 oh或 x 相连的碳原子必须含有 h 2 与 oh或 x等官能团相连的碳原子定义为 c 与 c相邻 或直接相连 的所有碳原子都是 c 最多有3个 c 而与 c直接相连的氢原子都是 h 烃不适合由相应的烃经卤代反应制得的是 例9 2015年上海卷 卤代烃的制备有多种方法 下列卤代 解析 可由环己烷发生取代反应产生 a不符合题意 可由2 2 二甲基丙烷发生取代反应产生 b不符 合题意 可由 发生取代反应产生 而 不适合用 发生取代反应产生 c符合题意 可由2 2 3 3 四甲基丁烷发生取代反应产 生 d不符合题意 答案 c 例10 2015年湖北七市联考 某烃类化合物a的质谱图表明其相对分子质量为84 红外光谱表明分子中含有碳碳双键 核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢 1 a的结构简式为 2 a中的碳原子 填 是 或 不是 都处于同 一平面 3 在下图中 d1 d2互为同分异构体 e1 e2互为同分异 构体 反应 的化学方程式为 c的化学名称为 e2的结构简式是 的反应类型依次是 答案 1 2nacl 2h2o 2 是2 3 二甲基 1 3 丁二烯加成反应取代反应 3 归纳总结 常见的有机化学反应类型 1 常见的有机反应类型 有机反应规律性强 要记住一些常见反应的条件 体现性质的官能团以及反应后物质的结构特点 续表 续表 2 消去反应的发生条件及消去规律 1 消去反应的发生条件 必须含有两个或两个以上的碳原子 与 oh或 x 相连的碳原子必须含有 h 由消去反应发生的条件可知 以下三类卤代烃或醇不能发 生消去反应 a 只含一个碳原子的卤代烃或醇 甲烷的卤代烃和甲醇 例如 ch3cl ch2cl2 ch3oh等 b 与卤原子或羟基直接相连的碳原子无 h 例如 c 对于卤代芳香烃或酚类 虽然发生消去反应的两个条件都具备 但是苯环本身是一个稳定的结构 因此一般不能发生 消去反应 例如 典例 2016年北京昌平二模 聚芳酯 par 在航空航天等领 域具有广泛应用 如图是合成某聚芳酯的路线 1 a的结构简式为 2 b中含有的官能团名称是 3 反应 的反应类型是 4 d e的化学方程式为 5 下列关于f的描述正确的是 a 能与fecl3发生显色反应 b 与浓溴水 nahco3溶液都能发生反应c 能发生取代 加成 消去