山西省大同一中高考化学一轮复习 夯实基础 专题二十六《烃和卤代烃》课件.ppt

烃和卤代烃 1 以烷 烯 炔和芳香烃的代表物为例 比较它们在组成 结构和性质上的差异 2 了解天然气 石油液化气和汽油的主要成分及应用 3 了解卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与 其他有机物的相互联系 4 了解加成反应 取代反应和消去反应 5 举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作 用 回归教材 一 烃 1 烃的组成与结构 碳碳单键 呈链状 碳碳双键 呈链状 碳碳三键 呈链状 介于碳碳单键和双键之间一种独特的键 呈环状 续表 正四面体型 平面结构 线型结构 平面正六边形 2 烃的物理性质 气态 液态 固态 1 常温下含有1 4个碳原子的烃为 烃 随碳原子 数的增多 逐渐过渡到 升高 低 2 随着碳原子数的增多 沸点逐渐 同分异构体之 间 支链越多 沸点越 增大 小 3 随着碳原子数的增多 相对密度逐渐 密度均比水的 4 均 溶于水 难 3 烃的化学性质 2nco2 n 1 h2o ch3cl hcl 2nco2 2nh2o 褪色 点燃 续表 ch2 ch2 h2 ch2br ch2br ch3ch2oh 续表 2nco2 n 1 h2o ch2 ch2 h2c chcl 续表 2cnh2n 6 3n 3 o2 br2 ho no2 3h2 2nco2 n 3 h2o fe 烷烃分子中的碳氢键和单键的键能较高 在常温下很不活泼 与强酸 强碱 强氢化剂和还原剂等都不发生反应 只有在特殊条件 如光照或高温 下才发生某些化学反应 烷烃中的氢原子都可以被卤素单质取代 所以取代反应副产物较多 烯烃 炔烃中的碳碳化学键 碳碳三键较易断裂 较烷烃性质活泼 烯烃或炔烃使溴的四氯化碳溶液 酸性高锰酸钾溶液褪色的反应 常用于烯烃与烷烃或炔烃与烷烃的鉴别 4 烃的来源及应用 常压分馏 减压分馏 催化裂化 催化重整 液化 二 卤代烃 不 高 大 1 卤代烃 1 结构特点 卤素原子是卤代烃的官能团 c x之间的共用电子对偏向x 形成一个极性较强的共价键 分子中c x键易断裂 2 物理性质 常温下大多数呈液态或固态 溶于水 可溶于乙醚 苯 环己烷等多数有机溶剂 沸点 于相应的烃 且随着烃基中碳原子数的增加而升高 密度 于相应的烃 随分子中碳原子数增多而减小 随分子中卤素原子数的增多而增大 3 化学性质 取代反应 消去反应 1 实验原理 r x h2o r oh hx hx 2 卤代烃中卤素原子的检验 naoh naoh nax h2o hno3 naoh nano3 h2o agno3 nax agx nano3 2 实验步骤 取少量卤代烃 加入naoh溶液 加热煮沸 冷却 加入稀硝酸酸化 加入硝酸银溶液 3 实验说明 加热煮沸是为了加快水解反应的速率 因为不同的卤代烃水解难易程度不同 加入稀硝酸酸化 一是为了中和过量的naoh 防止naoh与agno3反应对实验产生影响 二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸 自主测评 1 下列说法正确的是 a 名称为2 乙基丙烷 b ch2 chch3不能发生取代反应c 新戊烷与br2发生一取代生成两种有机物d 2 甲基 1 3 丁二烯与br2的加成产物有3种解析 a正确名称为2 甲基丁烷 b也能发生取代反应 c项一取代产物只有一种 答案 d 2 下列对有机物结构或性质的描述 错误的是 a 将溴水加入苯中 溴水的颜色变浅 这是由于发生了加成反应b 苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同 是一种介于单键和双键之间的独特的键c 乙烷和丙烯的物质的量共1mol 完全燃烧生成3molh2od 一定条件下 cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应 解析 苯使溴水褪色是由于溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大 为萃取过程 a错误 苯不能使溴水发生加成反应 也不能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应 可证明苯分子中碳碳键的特殊性 b正确 乙烷的分子式为c2h6 丙烯的分子式为c3h6 故1mol二者混合物完全燃烧 可生成3molh2o c正确 光照条件下 cl2能够与苯环侧链的甲基发生取代反应 d正确 答案 a 3 2013年全国新课标 下列叙述中 错误的是 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 甲苯和氯气在光照下发生取代反应 反应的机理是甲基上的氢原子被氯原子所取代 答案 d 4 下列各组中的反应 属于同一反应类型的是 a 由溴丙烷水解制丙醇 由丙烯与水反应制丙醇b 由甲苯硝化制对硝基甲苯 由甲苯氧化制苯甲酸c 由氯代环己烷消去制环己烯 由丙烯加溴制1 2 二溴丙烷d 由乙酸和乙醇制乙酸乙酯 由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇 解析 由溴丙烷水解制丙醇为取代反应 由丙烯与水反应制丙醇为加成反应 a错误 由甲苯硝化制对硝基甲苯为硝化反应 取代反应 由甲苯氧化制苯甲酸为氧化反应 b错误 由氯代环己烷制环己烯为消去反应 由丙烯加溴制1 2 二溴丙烷为加成反应 c错误 由乙酸和乙醇制乙酸乙酯为酯化反应 取代反应 由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇为水解反应 取代反应 d正确 答案 d 5 要检验某溴乙烷的溴元素 正确的实验方法是 a 加入新制的氯水振荡 再加入少量ccl4 观察下层是否变为橙红色b 滴入硝酸银溶液 再加入稀硝酸呈酸性 观察有无浅黄色沉淀生成c 加入naoh溶液共热 冷却后加入agno3溶液 观察有无浅黄色沉淀生成d 加入naoh溶液共热 然后加入稀硝酸呈酸性 再滴入agno3溶液 观察有无浅黄色沉淀生成 解析 溴乙烷分子中虽然有溴原子 但它不溶于水 在水 中不能电离出br 所以溴乙烷不能直接与新制氯水或agno3溶液反应 选项a b错误 溴乙烷在naoh存在下可以发生水 应生成浅黄色的agbr沉淀来检验溴元素的存在 但注意在检验br 前还必须先中和溶液中的naoh 由上述分析可知 只有选项d正确 答案 d 解反应 并且生成物中有br 生成 这样可以通过ag 与br 反 重点一卤代烃的取代反应与消去反应1 卤代烃水解反应和消去反应的比较 2naoh hoch2 ch2oh 2nabr 2 反应规律 1 水解反应 所有卤代烃在naoh的水溶液中均能发生水解反应 多卤代烃水解可生成多元醇 如brch2ch2br 水 2 消去反应 与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子 或与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子但邻位碳原子上无氢原子 的卤代烃不能发生消去反应 如ch3cl 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 如 ch2 ch ch2 ch3 或 发生消去反应生成 ch3 ch ch ch3 的是 a ch3ch ch2与hcl加成b ch3ch2ch2cl在碱性溶液中水解c ch3ch2oh与浓硫酸混合加热d ch3chbrch2ch3与naoh醇溶液共热 解析 a项ch3ch ch2与hcl加成可能有两种产物 分别是 和ch3ch2ch2cl c项ch3ch2oh与 浓硫酸混合加热随温度不同产物也不同 可以生成乙醚 也可以生成乙烯 d项ch3chbrch2ch3发生消去反应也可得两种产物 ch2 ch ch2 ch3和ch3 ch ch ch3 答案 b 重点二 卤代烃在有机合成中的应用 结构 类型 性质 是有机化学重要的三角关系 典型的官能团 结构 发生典型的化学反应 类型 体现有机物典型的化学性质 性质 卤代烃是一种重要的有机合成试剂 由于卤代烃发生水解 或取代 反应可以生成醇 发生消去反应可以生成烯烃 炔烃等 可合成许多有机物 因此卤代烃在有机合成和有机推断中起着桥梁作用 应用最多的是卤代烃先转化为烯烃 烯烃和卤素单质加成生成二元卤代烃 再合成二元醇 二元醛 二元酸等 例2 已知水解聚马来酸酐 hpma 普遍在锅炉用水中做阻垢剂 按下图步骤可以从不饱和烃a合成hpma 1 写出结构简式 a c 2 反应 属于 反应 反应 属于 反应 填反 应类型 3 写出 的化学方程式 4 在上述合成路线中 有人提议略去 由c直接制得h而使实验简化 该建议 填 合理 或 不合理 理由是 解析 本题的突破点有两个 一是a为不饱和烃 二是分子的结构 从它们在框图中所在的位置来看 此题应采用正向 逆向思维相结合的方式来推理 由不饱和烃a与br2按1 1的关系进行反应 可知 为加成反应 b为卤代烃 而a的不饱和度可能大于1 由b生成c的条件可知 反应 应为卤代烃的水解反应 其实质为取代反应 c应为醇类物质 再由 c 可推得反应 为 加成反应 即c中应含有c c 由醇 oh的位置可知反应 所加成的br原子位于b分子的两端 再由 中含有4个碳原子逆推 a中也应含有4个碳原子 综合反应 的信息可知 a为1 3 丁二烯 ch2 ch ch ch2 b是a与br2发生1 4 加成的产物brch2 ch ch ch2br c为ho ch2 ch ch ch2 oh 依据以上结论由反应 顺推下去 可知f为 g为naooc ch ch coona h为hooc ch ch cooh i为 反应 的 方程式为 hooc ch ch cooh h2o 因上述生成物 含有c c 故可发生加聚反应生成聚合物 c4h2o3 n 若由c直接制h 即由ho ch2 ch ch ch2oh直接制hooc ch ch cooh 则 ch2oh在氧化为 cooh的过程中c c也要被氧化 从而使合成hpma的目的难以实现 而 步的操作 实际上是起了一个保护c c的作用 答案 1 ch2 ch ch ch2hoch2ch chch2oh 2 加成 取代 naoh hoch2 ch ch ch2oh 2nabr naoh 乙醇 hooc ch ch cooh hcl 3 ch2brch chch2br 2h2o hoch2 ch chch2oh 2hbr 或ch2brch chch2br 2naoh chhooc ch2clcooh h2o 4 不合理 因为在c hoch2ch ch ch2oh 直接氧 化为h hooc ch ch cooh 的过程中 c c可被氧化 有机化学方程式的正确书写 1 有机物书写的原则 1 分子式的书写一般按照c h o n s x的顺序排 列各元素 2 结构式的书写一定要将化学键连接到位 3 键线式上的一个拐点就代表一个碳原子 碳和其上的氢原子可以省略 其他的原子及所有官能团不能省略 4 结构式中所有原子及共价键不能省略 5 碳在有机化合物中是四价 一定要有四个键与它相连 2 有机化学方程式书写的原则 条件 简式 箭头 小 分子 1 条件 有机反应大部分为分子间反应 不如离子间反应快 一般反应时间较长 通常需要加热或应用催化剂以促进反应的进行 大多数有机反应常因条件不同而生成不同产物 2 简式 有机方程式中反应物和生成物必须写结构简式 由于有机物有着较为复杂的分子结构 有时用分子式并不能清楚地表明它所代表的物质是什么 还有些有机物它们虽然有着相同的分子组成 由于有同分异构体的存在 它们的分子结构不同 用分子式也不能把它们区分开来 因此 在书写有机化学反应的方程式时 有机物常用分子结构式或分子结构简式来表示 这一点也与无机化学方程式中的表示法不同 3 箭头 无机化学反应的化学方程式里 是用 把反应物和生成物联系起来的 在有机化学反应中 由于反应比较复杂 常有副反应发生 所以是用 把主要反应的反应物和生成物联系起来 这也是与无机物的化学方程式的书写方法上的一个不同 4 小分子 有机化学方程式同样遵循质量守恒定律 因此不要只注意生成的有机物 却漏掉了生成的小分子 3 有机方程式书写的常见错误 续表 续表 续表 续表 例3 2013年广东潮州调研 1 姜黄素具有抗突变和预 防肿瘤的作用 其合成路线如下 化合物 可以由以下合成路线获得 1 有机物v的名称为 其生成 的化学方程式为 注明反应条件 反应 中反应物的原子利用率为100 请写出该反应的化学方程式 2 已知有机物a的分子式为c5h10o 其核磁共振氢谱上有四个吸收峰 峰面积的比例为6 1 2 1 且可发生下列转化 其中b与e反应可生成有水果香味的有机化合物 b c的反应类型为 c d反应的化学方程式为 3 烷烃a只可能有三种一氯取代物b c和d c的结构 简式是 b和d分别与强碱的醇溶液共热 都只能得到有机化合物e 以上反应及b的进一步反应如下所示 写出下列物质间转化的化学方程式 b f f g d e 解析 1 乙烯与溴发生加成反应生成 ch2brch2br 名称为 1 2 二溴乙烷 卤代烃水解的条件是氢氧化钠溶液 加热 从结构变化看 该反应为i中的醛基被加成的反应 根据反应 特点逆推可知另一反应物结构简式为 2 a含有碳 氢 氧元素 a能被氧气氧化 也能和氢气发生反应 说明a中含有醛基 有机物a的分子式为c5h10o 其核磁共振氢谱上有四个吸收峰 说明a有四种类型的氢原子 峰面积的比例为6 1 2 1 由此得出a含有二个甲基 一个 醛基 一个亚甲基 一个 所以a是 a和氢气反应生成b 加热条件下 b醇和氢溴酸反应生 加热条件下 c和氢氧化钠 成c 的醇溶液发生消去反应生成d ch3ch ch3 ch2ch2br naoh ch2br ch2br 2naoh 答案 1 1 2 二溴乙烷ch2oh ch2oh 2nabr 2 取代反应 乙醇 ch3ch ch3 ch ch2 nabr h2o 3 ch3 3cch2ch2cl naoh ch3 3cch2ch2oh naclcu 醇 h2o 2 ch3 3cch2ch2oh o2 2 ch3 3cch2cho 2h2o ch3 3cchclch3 naoh ch3 3cch ch2 nacl 考点一 烃的结构与性质 1 下列说法正确的是 a 乙烯和乙烷都能发生加聚反应b 天然气和沼气的主要成分是甲烷c 用溴水鉴别苯和正己烷d 环己烷与己烯互为同分异构体 可向混合物中加入溴水除去己烯 解析 乙烯分子中含有碳碳双键 能发生加聚反应 而乙烷分子中不含不饱和键 不能发生加聚反应 a错误 天然气与沼气的主要成分为甲烷 b正确 苯和正己烷的密度都比水小 均可萃取溴水中的溴 无法鉴别两者 c错误 己烯与溴发生加成反应 生成的二溴代物能溶于环己烷中 不能达到目的 d错误 答案 b 2 下列说法正确的是 a 乙烯的结构简式可表示为ch2ch2b 苯 乙醇 乙酸都能发生取代反应c 甲烷可以与氯气反应 而乙烯不能与氯气反应d 液化石油气和天然气的主要成分都是甲烷解析 乙烯的结构简式应该为ch2 ch2 a错误 苯和液溴 三溴化铁作催化剂 浓硝酸 浓硫酸作催化剂 均可发