选修5烃和卤代烃课件

第二章烃和卤代烃1.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构、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。一、烷烃、烯烃、炔烃1.烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式脂肪烃烷烃烯烃炔烃碳原子之间全部以单键结合的饱和链烃含有碳碳双键的不饱和链烃含有碳碳三键的不饱和链烃通式CnH2n+2(n≥1)通式CnH2n(n≥2)通式CnH2n-2(n≥2)3.化学性质(1)氧化反应①燃烧均能燃烧，其燃烧的化学反应通式为:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。②强氧化剂氧化三类脂肪烃中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是＿＿＿＿＿＿。烯烃和炔烃(2)烷烃的取代反应①取代反应有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。②烷烃的卤代反应光照卤素单质1mol③甲烷跟氯气的取代反应反应的化学方程式为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。CH4+Cl2CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HClCHCl3+Cl2CCl4+HCl光光光光＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿②烯烃、炔烃的加成反应CH2＝CH2+H2OCH3CH2OH乙烯Br2CH2＝CH2+Br2CH2BrCH2BrHClCH2＝CH2+HClCH3CH2Cl水催化剂加热加压CH≡CH+Br2CHBr＝CHBrCHBr＝CHBr+Br2CHBr2CHBr2CH≡CH+HClCH2＝CHClBr2HCl乙炔催化剂△二、苯及其同系物1.苯的分子结构及性质(1)苯的结构HHHHHHCCCCCC结构式结构简式:__________或__________成键特点:介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键空间构型：平面正六边形，所有原子在同一平面上分子式：C6H6(3)苯的化学性质2.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＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(2)化学性质(以甲苯为例)①氧化反应:甲苯能使＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿褪色。CnH2n-6(n≥6)酸性高锰酸钾溶液②取代反应:以甲苯生成TNT的化学方程式为例：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。三、卤代烃1.卤代烃(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被＿＿＿＿＿取代后生成的化合物。通式可表示为：R—X。(2)官能团是＿＿＿＿＿。2.卤代烃的物理性质(1)通常情况下，除＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等少数为气体外，其余为液体或固体。卤素原子卤素原子一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯(2)沸点:①比同碳原子数的烷烃分子沸点＿＿＿；②互为同系物的卤代烃，沸点随碳原子数的增加而＿＿＿。(3)溶解性:水中＿＿＿,有机溶剂中＿＿＿。(4)密度:一氟代烃、一氯代烃密度比水小,其余比水＿＿。要高升高难溶易溶大(2)消去反应:①消去反应:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等),而生成＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的化合物的反应。含不饱和键(如双键或三键)②溴乙烷的消去反应：_______________________________________。③R—CH2—CH2—X的消去反应：____________________________________________。CH3CH2Br+NaOHCH2＝CH2↑+NaBr+H2OR—CH2—CH2—X+NaOHR—CH＝CH2+NaX+H2O乙醇△乙醇△(2)不饱和烃的加成反应如丙烯与Br2、HBr：_________________________________；_______________________________________。乙炔与HCl:_______________________________。CH3—CH＝CH2+Br2CH3CHBrCH2BrCH3—CH＝CH2+HBrCH3—CH—CH3∣BrCH≡CH+HClCH2＝CHCl催化剂催化剂△链状烃的结构与性质(以甲烷、乙烯、乙炔为例)名称甲烷乙烯乙炔分子式CH4C2H4C2H2结构式H—C≡C—H结构简式CH4CH2＝CH2CH≡CH空间结构正四面体平面形直线形名称甲烷乙烯乙炔鉴别不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色【高考警示钟】(1)书写取代反应化学方程式时，容易漏写次要产物，如甲烷取代反应中生成的氯化氢。(2)有机反应的反应条件非常重要，易错写或漏写而失分。(3)加聚反应形成的高分子化合物中，不饱和原子形成主链，其他原子或原子团则形成支链，容易将其他原子或原子团错写在主链上。【典例1】图中A～J均为有机化合物，根据图中的信息(5)分子中含有两个碳碳双键，且两个双键之间有一个碳碳单键的烯烃与单烯烃可发生如下反应：则由E和A反应生成F的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(6)H中含有的官能团是＿＿＿＿＿，I中含有的官能团是＿＿＿＿＿。【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)由A所含元素以及一氯代物推断A的结构简式。(2)以给出的信息为依据书写要求的相似的化学方程式。【解析】A的分子式的确定：C原子数=≈6,H原子数=≈10,由此可知A的分子式为：C6H10。根据框图中A与B的关系及B的一氯代物仅有一种，可推出各物质的结构简式：在解答第(5)问时，关注含有两个碳碳双键的分子的变化，中间的单键形成了新的双键，两个碳碳双键两端的碳原子与单烯烃双键上的碳原子连在一起形成了新的单键，由此可知F为：。答案：(3)加成反应消去反应(6)溴(或—Br)羟基(或—OH)【互动探究】(1)A的直链无支链的同分异构体有几种？提示：直链无支链的同分异构体为在6个碳相连的碳架上加上两个双键或一个三键，因两个双键相连不稳定，故二烯烃有4种，炔烃有3种，共7种。(2)写出D到E的化学方程式。提示：卤代烃的水解反应和消去反应1.卤代烃水解反应和消去反应比较反应类型取代反应（水解反应）消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式—C—X+H—OH—C—C—

︱︱HX反应本质和通式卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代，生成醇，R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaXH2O△相邻的两个碳原子间脱去小分子HX+NaOH+NaX+H2O醇△反应类型取代反应（水解反应）消去反应产物特征引入—OH，生成含—OH的化合物消去HX，生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物2.反应规律(1)水解反应①所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应②多卤代烃水解可生成多元醇，如BrCH2CH2Br+2NaOHCH2OH+2NaBr∣CH2OH水△(2)消去反应①两类卤代烃不能发生消去反应结构特点实例与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子CH3Cl与卤素原子相连的碳有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子

②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。例如：【高考警示钟】(1)注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件，书写化学方程式时容易混淆。(2)烯烃与卤素或卤化氢加成可以去掉碳碳双键，卤代烃消去又会产生碳碳双键，有机合成中这两个反应组合使用，通常是为了保护碳碳双键，而不是其他目的。(3)卤代烃是非电解质，检验卤素种类时，应先让其发生水解反应，然后用稀硝酸中和溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。容易忽视加硝酸中和碱这个环节。【典例2】已知X是二氢香豆素类化合物,是香料工业的重要化合物。X可以通过下列途径合成：请根据上图回答:(1)D中含有的官能团名称是________、______________；反应①属于_______反应;反应③属于_______反应。(2)化合物B的结构简式为_______或_______。(3)反应⑤的化学方程式为_____________________。(4)化合物F的分子式为C6H6O3,它具有酸性，F中只有2种等效氢原子。写出反应⑦的化学方程式:_______________________________________________________________。【解题指南】解答本题时注意以下两点：(1)由特定的反应条件判断反应类型和产物；(2)由组成、结构特点和性质推断F的结构。【解析】根据CH2＝CHCOOH结合各步反应条件和流程图可推知：E(CH2＝CHCOONa)、D(CH2BrCH2COOH或CH3CHBrCOOH)、C(CH2BrCH2CHO或CH3CHBrCHO)、B(CH2BrCH2CH2OH或CH3CHBrCH2OH)、A(CH2＝CHCH2OH),对于第(4)问，根据题给条件，F为，结合题给条件推断反应类型、书写反应方程式。答案：(1)羧基溴原子取代氧化(2)CH2BrCH2CH2OHCH3CHBrCH2OH(3)CH2BrCH2COOH+2NaOHCH2＝CHCOONa+NaBr+2H2O或CH3CHBrCOOH+2NaOHCH2＝CHCOONa+NaBr+2H2O乙醇△乙醇△【互动探究】(1)C3H5Cl可由丙烯在一定条件下转化得到，该反应条件是？提示：对比丙烯(C3H6)与C3H5Cl可知发生的是取代反应，反应条件应为光照。(2)上述制备X的流程图中设置②⑤⑥步的目的是什么？提示：保护有机物中的碳碳双键。1.下列现象是因为发生取代反应的是()A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色B．乙烯使溴水褪色C．点燃乙炔出现黑烟D．甲烷与氯气的混合气体,光照一段时间后褪色【解析】选D。A项，是因为乙烯被酸性KMnO4溶液氧化；B项，是因为乙烯与溴发生了加成反应；C项，是因为乙炔与氧气发生氧化反应，不完全燃烧而产生黑烟；D项，是因为甲烷和Cl2发生取代反应,生成无色物质。2.CH4、C2H4、C2H2分别在足量O2中完全燃烧，以下说法不正确的是()A.等物质的量时CH4、C2H4燃烧生成的H2O一样多B.等质量时C2H2燃烧生成的CO2最多C.等物质的量时C2H2燃烧耗氧最少D.等质量时CH4燃烧耗氧最多【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)等物质的量的有机物完全燃烧生成水的量取决于有机物分子中氢原子的个数；(2)等质量时，烃分子中含氢的质量分数越大，耗氧量越大。【解析】选C。A项，等物质的量时燃烧生成的水的量取决于烃分子中氢原子的数目，CH4、C2H4中氢原子数相同，所以燃烧生成的水的量相同，A项正确；B项，等质量的有机物燃烧，生成的二氧化碳与有机物中含碳量成正比，三种物质中C2H2含碳量最高，等质量完全燃烧，生成二氧化碳最多，B项正确；C项，等物质的量的烃(设为CxHy)的耗氧量看越小，耗氧越少，甲烷耗氧最少，C项错误；D项，等质量的烃燃烧耗氧与烃中氢的质量分数成正比，氢的质量分数越高，耗氧越多，D项正确。3.(2012·合肥模拟)已知卤代烃可以和钠发生反应。例如溴乙烷与钠发生反应为：2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr，下列所给化合物中与钠反应不可能生成环丁烷的是()A.CH3CH2CH2CH2BrB.CH2BrCH2BrC.CH2Br2D.CH2BrCH2CH2CH2Br【解析】选A。参照溴乙烷与钠的反应，B、C、D与钠反应生成环丁烷的化学方程式分别为：2CH2BrCH2Br+4Na4NaBr+,4CH2Br2+8Na8NaBr+,CH2BrCH2CH2CH2Br+2Na2NaBr+。4.某有机物中碳和氢原子个数比为3∶4，不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍。在FeBr3存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。该有机物可能是()A.CH≡C—CH3B.C.CH2＝CHCH3D.【解析】选B。有机物中碳和氢原子个数比为3∶4，可排除C。又因其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍，则其相对分子质量为120，只有B和D符合。D在FeBr3存在时与溴反应，能生成四种一溴代物，B在FeBr3存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。(注意：FeBr3存在时苯与溴反应取代苯环上的氢原子)5．鲨鱼是世界上惟一不患癌症的动物，科学研究表明，鲨鱼体内含有一种角鲨烯，具有抗癌性。实验测得角鲨烯分子是链状结构，分子中含有30个碳原子且碳、氢元素质量比为7.2∶1，下列说法中不正确的是()A．角鲨烯分子式为C30H50B．角鲨烯完全加氢后为C30H60C．1mol角鲨烯最多可与6mol溴单质加成D．角鲨烯与分子式为C29H48的物质可能属于同系物【解析】选B。A项，角鲨烯分子是链状结构，分子中含有30个碳原子，可设其分子式为C30Hx,根据碳、氢元素质量比为7.2∶1，可求得x=50，角鲨烯分子式为C30H50，A项正确；B项，角鲨烯分子是链状结构，完全加氢后应生成烷烃，即应为C30H62，B项错误；C项，角鲨烯分子是链状结构，分子式为C30H50，所以1mol角鲨烯最多可与6mol溴单质加成，C项正确；D项，角鲨烯与C29H48相差一个CH2，可能属于同系物，D项正确。6.丁基橡胶可用于制造汽车内胎，合成丁基橡胶的一种单体A的分子式为C4H8，A氢化后得到2-甲基丙烷。完成下列填空：(1)A可以聚合，写出A的两种聚合方式(以化学方程式表示)。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(2)A与某烷发生烷基化反应生成分子式为C8H18的物质B，B的一卤代物只有4种，且碳链不对称。写出B的结构简式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(3)写出将A通入下列两种溶液后出现的现象。A通入溴水：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；A通入溴的四氯化碳溶液：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。【解题指南】解答本题时应注意：价键数守恒，包括C原子价键数为“4”、O原子价键数为“2”、H原子价键数为“1”，不可不足或超过。【解析】(1)根据A氢化后得到2-甲基丙烷，可知A为2-甲基-1-丙烯，其聚合方式可能有：(2)根据B的分子式为：C8H18，其一卤代物有4种，其结构简式为：(3)A通入溴水：红棕色褪去且溶液分层；A通入溴的四氯化碳溶液：红棕色褪去。答案：(2)(3)红棕色褪去且溶液分层红棕色褪去7．根据下面的反应路线及所给信息填空。(1)A的结构简式是＿＿＿＿,名称是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(2)①的反应类型是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，③的反应类型是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(3)反应④的化学方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。【解析】本题以有机物的合成为载体,考查学生对有机知识的综合运用及分析能力。由①可知A必为,反应①为取代反应；据③和④可知B为,反应③为加成反应,反应④为消去反应。依据产物和卤代烃消去反应的实质可书写反应方程式。答案：(1)环己烷(2)取代反应加成反应8.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。请回答下列问题：(1)A的结构简式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(2)H的结构简式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(3)B转化为F的反应属于＿＿＿＿反应(填反应类型名称)。(4)B转化为E的反应属于＿＿＿＿反应(填反应类型名称)。(5)写出下列物质间转化的化学方程式①B→F：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。②F→G：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。③D→E：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。【解题指南】解答本题时注意以下两点：(1)连羟基的碳原子上有2～3个氢原子的醇才能被氧化为醛，进一步被银氨溶液氧化为羧酸；(2)由反应条件判断反应类型。【解析】由C的结构简式是可推知烷烃A为，B、D应为中的一种，由于B水解产生的醇能氧化为酸，所以B为D为再结合流程图和反应条件推断相关物质，书写方程式和反应类型。答案：(1)(CH3)3CCH2CH3(2)(CH3)3CCH2COOH(3)取代(水解)(4)消去(5)①(CH3)3CCH2CH2Cl+NaOH(CH3)3CCH2CH2OH+NaCl②2(CH3)3CCH2CH2OH+O22(CH3)3CCH2CHO+2H2O③(CH3)3CCHClCH3+NaOH(CH3)3CCH＝CH2+NaCl+H2O【误区警示】解答该题易出现两个错误。一是混淆卤代烃水解反应和消去反应的条