高考化学 第十一章 第二节 芳香烃 卤代烃课件 新人教版.ppt

第二节芳香烃卤代烃 一 芳香烃1 苯的分子结构及性质 1 结构 c6h6 碳碳单键 碳碳双键 平面正六边形 同一平面上 120 2 物理性质 3 化学性质 无 液 小 低 氧化 燃烧 现象 取代反应a 卤代反应 与br2反应 火焰明亮 产生浓烟 b 硝化反应其中浓硫酸的作用是 加成反应 催化剂和吸水剂 2 苯的同系物 1 概念 苯环上的 被 取代的产物 通式为 2 化学性质 以甲苯为例 氢原子 烷基 cnh2n 6 n 6 氧化 氧化反应 a 能够燃烧b 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液 取代反应 以甲苯生成tnt的反应为例 褪色 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 加成反应 以甲苯与氢气的反应为例 3 芳香烃 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 苯环 二 卤代烃1 概念烃分子里的氢原子被 取代后生成的产物 官能团为 饱和一元卤代烃的通式为 卤素原子 x cnh2n 1x 2 物理性质 一氯甲烷 氯乙烷 氯乙烯 高 升高 难 易 小 大 3 化学性质 1 水解反应 反应条件 c2h5br在碱性条件下水解的反应式为 用r x表示卤代烃 碱性条件下水解方程式为 ch3ch2br naohch3ch2oh nabr 氢氧化钠水溶液 加热 r x naohr oh nax 2 消去反应 消去反应 有机化合物在一定条件下 的反应 反应条件 溴乙烷发生消去反应的化学方程式为 用r x表示卤代烃 消去反应的方程式为 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 或三键 化合物 氢氧化钠乙醇溶液 加热 r ch2 ch2 x naohr ch ch2 nax h2o ch3ch2br naohch2 ch2 nabr h2o 4 卤代烃在生产 生活中的作用 1 重要的有机化工原料 广泛应用于合成药物 农药 染料 香料等 2 曾被广泛用作制冷剂 灭火剂 溶剂等 5 卤代烃对环境 健康产生的影响含氯 氟的卤代烷是造成臭氧空洞的主要原因 思考辨析 1 苯不能使溴水褪色 分析 苯可以萃取溴水中的溴而使溴水褪色 但不是化学反应 2 邻二甲苯沸点大于对二甲苯 分析 邻二甲苯分子间作用力大于对二甲苯 沸点 邻二甲苯大于对二甲苯 3 苯的邻二取代物不存在同分异构体 分析 苯环上的碳碳键完全相同 苯的6个氢原子处于相同化学环境 苯的邻二取代物只有一种 4 苯的同系物与溴在光照条件下取代发生在侧链上 分析 苯的同系物侧链是烷基 类似甲烷 光照条件下可与溴发生取代反应 若取代苯环上的氢原子则需要铁作催化剂 5 用硝酸银溶液和稀硝酸便可检验卤代烃中的氯 溴 碘元素 分析 卤代烃为非电解质 不能电离出卤素离子 需先加入氢氧化钠溶液水解产生卤素离子后才能用硝酸银溶液和稀硝酸检验 6 1molch3cooch2ch2br的水解产物只能与1molnaoh反应 分析 ch3cooch2ch2br水解生成ch3cooh hoch2ch2oh hbr 1molch3cooch2ch2br的水解产物能与2molnaoh反应 考点1原子共线 共面问题 3个四 1 四种典型有机物的结构 2 四个基本规律 1 饱和碳原子为中心的四个价键上所连接的其他原子 与中心碳构成四面体结构 键角等于或接近109 28 2 具有结构的分子 以为中心 与相连的4个原子和中的两个碳原子 共6个原子在同一平面上 键角等于或接近120 3 具有 c c 结构的有机物分子 与三键上两个碳原子相连接的原子和三键中的两个碳原子 共4个原子在一条直线上 4 苯环结构中的6个碳原子和连在苯环上的6个原子 共12个原子在一个平面上 3 四种常见连接 1 直线与平面连接 直线结构中如果有2个原子 或者一个共价键 与一个平面结构共用 则直线在这个平面上 如ch2 ch c ch 其结构式为 中间两个碳原子既在乙烯平面上 又在乙炔直线上 所以该化合物中所有原子共平面 2 平面与平面连接 如果两个平面结构通过单键相连 则由于单键可旋转 两个平面可能重合 也可能不重合 如苯乙烯分子中 共平面原子最多16个 3 平面与立体结构连接 如果甲基与平面结构通过单键相连 则由于单键可以旋转 甲基的一个氢原子可能处于这个平面上 如丙烯分子 中 共面原子至少6个 最多7个 4 直线 平面与立体结构连接 如图所示的大分子中共平面原子最多19个 分析时要注意两点 观察大分子的结构 先找出甲烷 乙烯 乙炔和苯分子的 影子 再将甲烷 正四面体 乙烯 平面结构 乙炔 直线形结构 和苯 平面结构 等分子构型知识迁移过来即可 苯环以单键连接在1号不饱和碳原子上 不管单键如何旋转 2号和3号碳原子总是处于乙烯平面上 高考警示 1 苯环对位上的2个碳原子及与之相连的两个氢原子 这四原子在一条直线上 2 碳原子上的氢原子被其他原子或原子团取代 键角变化较小 一般不会使 不共线变成共线 不共平面变成共平面 3 判断共线共面问题 要注意看清题目是 一定共线 面 还是 一定不共线 面 或 不一定共线 面 典例1 双选 2013 东丽区模拟 下列关于的下列叙述中 正确的是 a 苯环侧链上的5个碳原子有可能都在一条直线上b 苯环侧链上的5个碳原子不可能都在一条直线上c 11个碳原子有可能在同一平面上d 11个碳原子不可能在同一平面上 解题指南 解答本题应注意以下2点 1 将分解为已知结构的物质 2 注意看清选项叙述的是 有可能 还是 不可能 解析 选b c 苯环侧链可以看成是一个甲烷 一个乙烯 一个乙炔连接而成 5个碳原子不可能都在一条直线上 侧链上的5个碳原子在一个平面内 该平面与苯环平面以单键相连 两个平面可能重合 也可能不重合 11个碳原子有可能在同一平面上 也有可能不在同一个平面上 变式训练 下列有机分子中 所有的原子不可能处于同一平面的是 a ch2 ch cnb ch2 ch ch ch2c d 解析 选d 乙烯和苯都是平面型分子 所有原子都在同一平面内 a b c三种物质中分别可以看作乙烯分子中的一个氢原子分别被 cn ch ch2 苯环取代 所以所有原子仍有可能在同一平面内 而d中物质可以认为是ch4分子中的一个氢原子被取代 故所有原子不可能处于同一平面内 考点2卤代烃的化学性质 获取方法及在有机合成中的应用 1 卤代烃的化学性质 2 卤代烃的获取方法 1 通过不饱和烃与卤素单质 卤化氢等的加成反应 如ch3 ch ch2 br2ch3chbrch2brch3 ch ch2 hbrch ch hclch2 chcl 2 通过取代反应 如ch3ch3 cl2ch3ch2cl hclc2h5oh hbrc2h5br h2o 3 卤代烃在有机合成中的应用 1 联系烃和烃的衍生物的桥梁 烃通过与卤素发生取代反应或加成反应转化为卤代烃 卤代烃碱性条件下水解转化为醇或酚 进一步可转化为醛 酮 酸 酯等 醇加热条件下与氢卤酸反应转化为卤代烃 卤代烃通过消去反应可转化为烃 2 改变官能团的个数 如ch3ch2brch2 ch2ch2brch2br 3 改变官能团位置 如ch2brch2ch2ch3ch2 chch2ch3 4 进行官能团保护 如烯烃中的碳碳双键易被氧化 常采用以下两步保护碳碳双键 如ch2 ch2ch3ch2brch2 ch2 高考警示 1 在ch3ch2br水解反应或消去反应实验中 竖直玻璃管或长导管均起冷凝回流ch3ch2br的作用 提高原料利用率 2 r chx2 r cx3 等卤代烃水解的产物往往不是醇 因为一个碳原子上同时连接2个或3个 oh 或双键碳原子上连接 oh的有机物是不稳定的 一般会发生以下变化 典例2 2013 北京海淀区模拟 通常情况下 多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的 容易自动失水 生成碳氧双键的结构 下面是9种化合物的转变关系 1 化合物 是 它跟氯气发生反应的条件a是 2 化合物 跟 可在酸的催化下脱水生成化合物 的结构简式是 名称是 3 化合物 是重要的定香剂 香料工业上常用化合物 和 直接合成它 此反应的化学方程式是 解题指南 解答本题应注意以下2点 1 理解题给信息 迁移转化进行推断 2 借助框图 前后联系 结合反应条件推断相关物质 解析 与氯气反应生成 从 可以推断 为甲苯 判断该反应条件是光照 联系甲烷光照条件下的取代反应一般不会停留在一取代阶段 应为甲苯的一取代 三取代产物 再联系题给信息 多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的 容易自动失水 生成碳氧双键的结构 两个羟基连在同一个碳原子上 会失水变成醛或酮 三个羟基连在同一个碳原子上 会失水变成酸 答案 1 甲苯 或 光照 2 苯甲酸苯甲酯 或苯甲酸苄酯 3 互动探究 1 物质 与氯气在一定条件下反应生成 则反应条件是什么 提示 铁作催化剂 2 化合物 有多种同分异构体 其中一种能使fecl3溶液变紫色 能发生银镜反应 苯环上的一取代物只有2种 写出该有机物的结构简式 提示 该有机物属于酚类 含有醛基 苯环上一取代物仅两种 该物质为 备选考点 苯及其同系物化学性质的区别和同分异构体1 苯与苯的同系物化学性质的区别 1 甲基对苯环的影响 苯的同系物比苯更容易发生苯环上的取代反应 苯主要发生一元取代 而苯的同系物能发生邻 对位取代 如苯与浓硫酸 浓硝酸混合加热主要生成甲苯与浓硫酸 浓硝酸在一定条件下易生成2 4 6 三硝基甲苯 tnt 苯的同系物发生卤代反应时 在光照和催化剂条件下 卤素原子取代氢的位置不同 如 2 苯环对取代基的影响 烷烃不易被氧化 但苯环上的烷基易被氧化 苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色 而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化 用这个方法可以鉴别苯和苯的同系物 2 含苯环化合物同分异构体的书写苯的氯代物 1 苯的一氯代物只有一种 2 苯的二氯代物有3种 3 苯的同系物及其卤代物 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 高考警示 1 符合cnh2n 6 n 6 的物质可能是含有多个双键 三键或环的物质 不一定是苯或苯的同系物 2 并不是所有苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 如直接连在苯环上的碳原子上没有氢原子 这类苯的同系物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 典例 2013 广州模拟 已知 烷基苯在kmno4酸性溶液作用下 侧链被氧化成羧基 如 烷基苯在光照下与cl2反应生成氯苄 如 一个碳原子上同时连接两个羟基的有机物是不稳定的 有机物a g的转化关系如图所示 a是芳香族化合物 苯环上的一溴代物只有一种 1 写出生成b c d e f的反应类型 b c d e f 2 写出下列转化的化学方程式 a d b c 3 化合物f分子中一定有 个碳原子共平面 4 与e具有相同官能团的e的稳定的同分异构体的结构简式有 解题指南 解答本题注意以下2点 1 找准突破口 推出a的结构简式 2 注意已知的三个信息 结合流程图推出各物质 解析 该题的突破口是物质a a是芳香烃 分子式是c8h10 且苯环上的一溴代物只有一种 故a的结构简式是 根据转化关系图可知a转化成b属于氧化反应 b的结构简式是 则c为a转化成d属于取代反应 根据e bg和g的分子式可以推断d为e为g为环酯 化合物f为与苯环相连的原子与苯环在同一平面上 故f分子中一定有8个碳原子共平面 e为二元芳香醇 稳定的同类同分异构体除e外还有3种 答案 1 氧化反应取代反应 酯化反应 取代反应取代反应 水解反应 氧化反应 1 下列说法正确的是 a 溴乙烷在氢氧化钠醇溶液和加热条件下发生水解反应b 溴水和苯在铁催化下发生取代反应c 甲烷和溴蒸气在光照条件下发生取代反应d 甲苯和溴水发生加成反应 解析 选c a项 溴乙烷在氢氧化钠醇溶液和加热条件下发生消去反应 a项错误 b项 液溴和苯在铁催化下才能发生取代反应 b项错误 c项 烷烃和卤素光照条件下发生取代反应 c项正确 d项 甲苯和溴水不反应 d项错误 2 下列叙述正确的是 a 通常情况下 所有卤代烃都难溶于水 且都是密度比水大的液体b 所有卤代烃都是通过取代反应制得c 卤代烃不属于烃类d 卤代烃都可发生消去反应 解析 选c a项 通常情况下 少数卤代烃如一氯甲烷为气体 a项错误 b项 烯烃通过发生加成反应也可得到卤代烃 b项错误 c项 卤代烃含有卤素原子 不属于烃类 c项正确 d项 连卤素原子的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子的卤代烃才可发生消去反应 d项错误 3 下列烃中 一氯代物的同分异构体最少的是 a 对二甲苯b 间二甲苯c 邻二甲苯d 乙苯 解析 选a 一氯代物的同分异构体种数等于有机物中不同化学环境下氢原子种数 a有2种 b有4种 c有3种 d有5种 4 2013 济南模拟 由2 氯丙烷制备少量的1 2 丙二醇 时 需经过的反应是 a 加成 消去 取代b 消去 加成 取代c 取代 消去 加成d 消去 加成 消去 解析 选b 反应过程应为 5 2013 和平区模拟 某芳香烃a有如下转化 1 写出反应类型 反应 反应 2 写出结构简式 a e 3 写出化学反应方程式 反应 反应 解析 本题以有机物的相互转化为载体 考查学生对有机知识的综合运用及解决实际问题的能力 结合反应条件和已知物质的结构简式进行推断 涉及的反应条件只有第 步会使生成的有机物中增加一个碳 其他步骤只能使一些官能团发生变化 而不会使碳链发生变化 从反应 的生成物结构结合反应条件可推断相关物质分别是 a为b为 答案 1 加成反应加聚反应 1 下列说法错误的是 a 2009 江苏高考 对氯甲苯的结构简式为b 2011 北京高考 用溴水即可鉴别苯酚溶液 2 4 己二烯和甲苯c 2011 广东高考 溴乙烷与naoh乙醇溶液共热生成乙烯d 2011 浙江高考 硝基苯制备 实验中 将温度计插入水浴 但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触 解析 选a 对氯甲苯的结构简式应为a项错误 在苯酚溶液中滴入溴水 可产生白色沉淀 将2 4 己二烯与溴水混合并振荡 可使溴水褪色 将甲苯与溴水混合并振荡 静置 溶液发生分层现象 下层几乎无色 上层为橙红色 用溴水可以鉴别这三种物质 b项正确 溴乙烷在naoh乙醇溶液中共热发生消去反应生成乙烯 c项正确 烧杯底部温度高 测出的温度比烧杯中水的实际温度要高 烧杯壁的温度较低 测出的温度比烧杯中水的实际温度要低 温度计应插入水浴中 且不与烧杯底部和烧杯壁接触 d项正确 2 下列说法错误的是 a 2008 江苏高考 溴乙烷中滴入agno3溶液检验其中的溴元素 br ag agbr b 2011 新课标全国卷 用水可区分苯和溴苯c 2011 山东高考 甲烷和氯气反应生成一氯甲烷 苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同d 2011 山东高考 苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色 说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键 解析 选a 溴乙烷中滴入agno3溶液不反应 a项错误 苯和溴苯均不与水反应 也不溶于水 与水混合分层 在上层的为苯 在下层的为溴苯 b项正确 c项中二者均为取代反应 c项正确 乙烯中含碳碳双键能使溴的四氯化碳溶液褪色 苯中没有碳碳双键 不能使溴的四氯化碳溶液褪色 d项正确 3 2012 福建高考 对二甲苯 英文名称p xylene 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 存在如图所示的转化关系 其中a是px的一种同分异构体 b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 d分子所含官能团是 填名称 c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 解析 2 对二甲苯的结构简式为可以和卤素单质发生取代反应 可以和浓硝酸发生硝化反应 能够燃烧 能够被酸性高锰酸钾溶液氧化成同时也能与氢气在一定条件下发生加成反应 3 对二甲苯的同分异构体有 因为其氧化产物b分子中含有4个氧原子 说明其含2个 cooh 即a为或b为或因为b的苯环上存在2种不同化学环境的氢原子 所以b为邻苯二甲酸 a为邻二甲苯 c为醇 含乙基和正丁基 其结构简式为 cho可以发生银镜反应 4 f是邻苯二甲酸的同分异构体 能够与fecl3溶液发生显色反应 说明含酚羟基 能与碳酸氢钠溶液反应 说明含羧基 还差1个不饱和结构 应该为其结构简式为 答案 1 2 取代反应氧化反应 或其他合理答案 3 醛基 4 2012 新课标全国卷 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