高中化学选修5之知识讲解_《烃和卤代烃》全章复习与巩固_提高

1、全章复习与巩固【学习目标】1、了解烷烃、烯烃、炔烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系；2、能以典型代表物为例，理解烷烃、烯烃、炔烃和卤代烃等有机化合物的化学性质；3、能根据有机化学反应原理，初步学习实验方案的设计、评价、优选并完成实验；4、在实践活动中，体会有机化合物在日常生活中的重要应用，同时关注有机物的合理使用。【知识网络】【要点梳理】要点一、有机物的结构与性质的关系1、有机物结构对物理性质的影响。组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高。相对分子质量相近或相同时，支链越多，熔点越低；在不考虑对称结构的分子式前提下，沸点也越低（结构对称的化合物的沸点一般比相同相对分子质量

2、的化合物高）。组成与结构不相似的物质，当相对分子质量相近或相同时，分子的极性越大，熔、沸点越高。有机物一般不溶于水，而易溶于有机溶剂。但当有机物分子的极性较大时，则可溶于水，如乙醇、乙醛、乙酸等均可溶于水。2、有机物的结构对化学性质的影响。有机物的性质由其分子结构决定，而官能团是决定有机物化学性质的主要因素，一般地，具有相同官能团的有机物具有相似的化学性质，有机物含有多个官能团时，也应具有多个官能团的性质。分子作为一个整体，组成的各原子或原子团之间存在着相互影响。尤其是相邻的原子或原子团之间的影响较大。如中，由于苯环对羟基（oh）的影响，使得的oh更活泼，表现出弱酸性；由于oh对苯环的影响，使

3、得的苯环上2，4，6位的氢原子更活泼，室温下就能与浓溴水发生取代反应，生成（三溴苯酚）白色沉淀。要点二、乙烷、乙烯、乙炔的结构和性质的比较结构、性质结构简式乙烷ch3ch3乙烯ch2ch2乙炔chch结构特点全部为单键；饱和链烃；正四面体型结构含碳碳双键；不饱和链烃；含碳碳三键；不饱和链烃；平面型分子，键角120直线型分子，键角180物理性质无色气体，难溶于水而易溶于有机溶剂，密度比水小化化学活动性稳定活泼活泼学取代反应光卤代性质加成反应氧化反应燃烧火焰较明亮不与酸性kmno4溶液反应能与h2、x2、hx、h2o、hcn等发生加成反应燃烧火焰明亮，带黑烟燃烧火焰很明亮，带浓黑烟使酸性kmno4

4、溶液褪色使酸性kmno4溶液褪色加聚反应不能反应能反应能反应鉴别不能使溴水褪色；不能使酸性能使溴水褪色；能使酸性kmno4溶液褪色kmno4溶液褪色各类烃与液溴、溴水、酸性kmno4溶液反应的比较物质类别烷烃烯烃炔烃苯苯的同系物液溴光照条件下取代加成加成一般不反应，催化下可取代一般不反应，催化下可取代溴水不反应，液态烷烃可将溴萃取褪色加成褪色加成褪色不反应，苯可将溴萃取褪色不反应，苯的同系物可将溴萃取褪色酸性kmno4溶液不反应氧化褪色氧化褪色不反应氧化褪色要点三、重要的有机化学反应熟练掌握本章中所学的取代、加成、消去、氧化和加聚等反应，包括反应条件、反应类型、方程式的书写、反应条件的选择等，

5、尤其是单体与加聚产物的相互推导，由以前的定性推断发展为定量计算，更应引起重视。反应类型定义举例（反应的化学方程式）加成反应ch2ch2+br2ch2brch2br取代反应有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应有机物分子中不饱和原子之间的部分化学键断开，不饱和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ch3ch2ohch2ch2+h2och3ch2br+naohch2ch2聚合反应消去反应由相对分子质量较小的化合物分子相互结合成相对分子质量较大的高分子的反应。聚合反应包括加聚反应和缩聚反应有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如h2o、hbr等），而生成不饱和

6、（含双键或三键）化合物的反应+nabr+h2o浓硫酸170乙醇d2ch3ch2oh+o22ch3cho+2h2o2ch3cho+o22ch3cooh氧化反应有机物得氧或失氢的反应常见的烃的相互转化关系图。cud催化剂d要点四、烃类的重要规律及其应用。1、等量的烃完全燃烧时耗氧量的计算。等物质的量的烃完全燃烧时耗氧量的计算。对于等物质的量（1mo1）的烃cxhy完全燃烧时，消耗氧气的物质的量为x+4mol，若x+的值越yy4大，消耗氧气的物质的量也越大。等质量的烃完全燃烧时耗氧量的计算。等质量的烃cxhy完全燃烧时，若烃分子中氢元素的质量分数越大，其耗氧量也越大。即若的值越大。则pco2+qh2

7、o（设已配平）设m、n、p、q为正整数，对mcxhy+no2，其中烃前配平化学计量数只有12co2+6h2o2c6h6+15o23co2+4h2oc3h8+5o2pco2+qh2o，若水为气体，则：对mcxhy+no2yx该烃完全燃烧时的耗氧量也越大。2、烃分子含氢原子数恒为偶数，其相对分子质量恒为偶数。应用：如果你求得的烃分子（烃基除外）所含h原子数为奇数或相对分子质量为奇数，则求算一定有错。请想一想：有机物cxhyoa、cxhyxa（x代表f、cl、br、i等卤素），其分子内的氢原子数、相对分子质量是奇数还是偶数？3、烃燃烧反应中烃前配平化学计量数的变化规律。点燃两种可能：非l即2。当y2

8、=偶数时，则m=1；当y2=奇数时，则m=2。如：配平c6h6和c3h8分别完全燃烧反应的方程式。因62=3（奇数），烃前配平化学计量数为2；因82=4（偶数），烃前配平化学计量数为1，可速得：点燃点燃4、燃烧前后气体体积大小变化规律。点燃当y=4时，反应前后体积相等；当y4时，反应后气体体积反应前气体体积：当y4时，反应后气体体积反应前气体体积。燃烧前后体积的变化只与h原子数有关。5、烃类混合物燃烧的耗氧量规律。最简式相同的有机物，无论以何种比例混合。只要混合物的质量一定，完全燃烧后生成的co2、h2o的量为定值，耗氧量也为定值。混合物总质量一定，只要含碳（或氢）的质量分数一定，生成co2（

9、或h2o）的量就相同，但耗氧量可能不同。【典型例题】类型一、烃的燃烧及有关计算例1（2015青岛模拟）下列各组物质中各有两组分，两组分各取1mol，在足量氧气中燃烧，两者耗氧量不相同的是（）。a乙烯和乙醇b乙炔和乙醛（ch3cho）c乙烷和乙酸甲酯（ch3cooch3）d乙醇和乙酸【思路点拨】比较相同物质的量的有机物燃烧时的耗氧量，可以先将其中的氧元素与c或h组合成不耗氧的co2或h2o，c、h原子个数不等时还可通过1个c原子与4个h原子耗氧量相等进行计算。【答案】dabc【解析】项可改写为c2h4和c2h4h2o；项可改写为c2h2和c2h2h2o；项可改写为c2h6和c2h6co2；a、b

10、、c三项中的两种物质耗氧量相同，只有d项中两种物质的耗氧量不同。【总结升华】本题重点考查了烃的燃烧规律和计算，是本章的重点，同时也是高考的热点，解题关键是熟练掌握化学式的不同写法和燃烧规律。举一反三：【变式1】某气态烃在密闭容器中与氧气混合完全燃烧，若燃烧前后容器压强保持不变(120)，则此气态烃是()ac2h6bc2h4cc2h2dc3h8【答案】b类型二、烃和卤代烃的结构及性质例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abcd【思路点拨】本题考查的是烯烃和卤代烃的性质及反应条件对有机反应产物的影响。注意所给物质的结构，根据题给条件确定发生反应的类型及产物

11、结构特点。【答案】c【解析】题目给出的反应物（4溴环己烯）中的碳碳双键会被中酸性高锰酸钾溶液氧化，产物中会含有两种官能团，不合题意；反应实质为碳碳双键与水的加成反应，产物中因为引入羟基所以会含有两种官能团，不合题意；反应是卤代烃的消去反应，生成物中只含有碳碳双键一种官能团；反应是不饱和有机化合物与hbr的加成反应，生成物中只含有“-br”一种官能团。所以只有c选项满足题意。【总结升华】本题考查了烯烃的化学性质：如双键能被氧化剂氧化、能与h2o加成、能与hx加成，以及卤代烃的化学性质：卤代烃的水解与消去的条件及产物；因此掌握常见官能团的化学性质是学好有机化学的关键。如果能在学习过程中从不同角度分

12、类整理、对比记忆，会使有机化学的知识树更牢固，并且解题速度也会相应有大幅提高。例3（2016上海高考）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br2/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的合成路线。(合成路线常用的表示方式为：)【思路点拨】本题考查有机物的推断与合成、有机反应类型、有机物官能团的性质等，熟练掌握官能团的性质与衍变，是对

13、有机化学基础的综合考查。【答案】（1）（2）加成(还原)、氧化、聚合、取代(酯化)、消去反应；（3）【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：c6h10，x的不饱和度=2；（由x与br2/ccl4发生加成反应产物为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：chcch(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

14、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，所以b的结构简式为：。（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ch2=c(ch3)ch2ch2cl；ch2=c(ch3)ch2ch2cl在氢氧化钠溶液、加热条件下发生取代(水解)反应生成ch2=c(ch3)ch2ch2oh；ch2=c(ch3)ch2ch2oh在催化剂、加热条件下与h2发生加成反应即可生成ch3ch(ch3)ch2ch2oh。【总结升华】常见的烃的相互转化关系图：举一反三：【变式1】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=c

15、h-ch=ch2c、d、【答案】dd【解析】a项，所有原子一定处于同一平面；b项所有原子可能处于同一平面，注意中间的碳碳单键可以旋转；c项所有原子可能处于同一平面，苯环与乙烯基间的单键可以旋转；项可通过甲基判断不可能在同一平面。【变式2】某液态烃，它不跟溴水反应，但能使kmno4酸性溶液褪色。将其0.5mol完全燃烧生成的co2通入含5molnaoh的溶液中，所得碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1:3。则该烃是()a、1-丁烯b、甲苯c、1,3-二甲苯d、2-甲基-3-乙基-2-戊烯【答案】c【解析】根据所给物质的性质判断，应该属于苯的同系物，排除ad；生成的co2通入naoh的溶液中，根据生

16、成产物的比例关系，判断出co2是4mol，即烃中所含c原子数是8个。类型三、有机实验1例41，2-二溴乙烷可做汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度是2.18gcm3，沸点131.4，熔点9.79，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用下图所示装置制备，2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）。【答案】（1）ch3ch2ohch2ch2+h2och2ch2+br2ch2brch2br填写下列空白：（1）写出本题中制备1，2-二溴乙烷的两个化学方程式：_。（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生

17、堵塞，请写出堵塞时瓶b中的现象：_。（3）容器c中naoh溶液的作用是_。（4）某学生在做此实验时，使用一定量的溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况超出许多，如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因。【思路点拨】本题的装置图中有两个制备装置，一是抽取乙烯，另一个是利用生成的乙烯制备1，2-二溴乙烷分别考查了乙烯的制备和加成反应的性质，注意安全瓶b在此处的作用。浓硫酸170c（2）b中水面会下降，玻璃管中的水面会上升，甚至溢出（3）除去乙烯中带出的酸性气体（或答除去co2、so2）（4）乙烯产生（或通过液溴）速度过快；实验过程中，乙醇和浓硫酸的混合液的温度没有迅速升至1

18、70（或写控温不当也可以）【解析】本题将两个有机制备实验联系起来综合组题。在考查一些典型有机反应的基础上着重考查考生灵活ch3ch2ohch2ch2+h2o运用所学知识以及分析实验结果得出正确结论的能力，并且将从平时学习中获得的观察能力和分析能力纳入这一实验试题中。此外，实验也考查了安全操作，题中装置生疏，好像很难，但一步一步地思考下去却不难对试题作出回答。（1）由乙醇在浓硫酸存在下制取乙烯，再由乙烯与溴反应制取1，2-二溴乙烷是两个很常见的有机反应，书写有关的化学方程式应当没有困难，但关键是要注意第一个化学方程式的反应温度以及有机物必须写结构简式。浓硫酸170cch2ch2+br2ch2br

19、ch2br（2）由于1，2-二溴乙烷的熔点为9.79，要注意试管d外的冷水温度如果低于此熔点，就会使得1，2-二溴乙烷在试管d中凝固，发生堵塞现象，使试管d和它前面的容器a和b中的乙烯因排不出去而造成压强增大，将安全瓶b内的水压入长玻璃管里，使玻璃管中水柱液面上升甚至溢出，当然与此同时瓶b内的水面当略有下降。（3）在乙醇在浓硫酸存在下制乙烯的反应中，除了可认为浓硫酸是脱水刑和催化剂外，浓硫酸还是一种强氧化剂。作为副反应，它还跟乙醇发生氧化还原反应，因而有so2、co2等副产物（酸性气体）生成。它们混入主产物乙烯中，因此瓶c内用naoh溶液洗涤乙烯气体是为了除去乙烯中带出的酸性气体（或答除去so

20、2、co2等）。（4）由乙醇和浓硫酸反应制乙烯，要求将温度迅速升至170，如果不能迅速升温，过多地停留在140左右，将会有较多的乙醚生成；若温度过高，则又可以使乙醇与浓硫酸发生氧化还原反应生成较多的酸性气体（so2、co2）等副产品，这些都会造成原料消耗过多。本实验中乙烯与溴的反应是气体和液体之间的反应。如果乙烯产生得过快，将会来不及充分反应，使乙烯白白逸出，这也会使原料的消耗增大。综上所述，本小题的答案可以概括为：乙烯产生（或通过液溴）速度过快：实验过程中，乙醇和浓硫酸的混合液的温度没有迅速升至170（或答控温不当也对）。【总结升华】本题容易出现的错误有三：一是方程式书写不规范，反应条件不正确；二是不了解安全瓶及其相关现象，不能将物理学中的压强知识迁移到化学实验中来；三是不能全面正确地回答出造成生成物产率不高的原因，反映出平时学习中不能严格要求，相关学科知识不能灵活运用，整体思维水平不高，缺乏创造性思维能力等，要引起注意。举一