2023届新高考化学一轮复习(多选)鲁科版第九章第2课时　烃与卤代烃学案

第2课时烃与卤代烃1.能写出烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃的简单代表物的结构简式和名称,能写出烯烃、炔烃、卤代烃的官能团。2.能够列举各类烃和卤代烃的典型代表物的主要物理性质。3.能描述和分析烃的典型代表物的重要反应,能书写相应的化学方程式,能利用物质的主要性质进行鉴别。4.能从有机化合物及其性质的角度对有关能源、环境等实际问题进行分析、讨论和评价。烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质1.烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式(1)甲烷、乙烯、乙炔的组成和结构项目甲烷乙烯乙炔分子式CH4C2H4C2H2结构式H—C≡C—H结构简式CH4CH2CH2结构特点正四面体形①4个C—H键的长度和强度相同②夹角相等平面形①6个原子共平面②既有极性键又有非极性键③双键不能转动直线形4个原子共直线(2)烷烃、烯烃、炔烃的结构特点和通式2.脂肪烃的物理性质性质变化规律状态常温下含有1～4个碳原子的烃都是气态,随着碳原子数的增加,逐渐过渡到液态、固态(特例:新戊烷常温下为气体)沸点随着碳原子数的增加,沸点逐渐升高;同分异构体之间,支链越多,沸点越低相对密度随着碳原子数的增加,相对密度逐渐增大,密度均比水小水溶性均难溶于水3.脂肪烃的化学性质(1)甲烷的取代反应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甲烷的卤代反应实验操作实验现象a.色变浅:试管内气体的颜色逐渐变浅,最终变为无色b.出油滴,生白雾:试管内壁有油状液滴出现,同时试管中有少量白雾c.水上升:试管内液面逐渐上升无明显现象现象分析a.色变浅:说明氯气参与了反应,导致混合气体的黄绿色变浅b.出油滴:说明反应后有难溶于水的有机物生成c.生白雾:说明有HCl生成d.水上升:说明反应后气体体积减小而使水位上升甲烷与气态卤素单质需在光照下反应实验结论CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HClCHCl3+Cl2CCl4+HCl(2)乙烯、乙炔的加成反应①加成反应:有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物的反应。②乙烯、乙炔的加成反应示例(3)烷烃、烯烃、炔烃的化学性质比较项目烷烃烯烃炔烃活动性较稳定较活泼较活泼取代反应卤素单质/光照一定条件下可发生取代产物:多种卤代烃和HX加成反应不能发生H2X2、HX(X代表卤素原子)H2O、HCN等产物:烷烃产物:卤代烃用途:引入卤素原子产物:醇、腈类等用途:引入羟基等官能团氧化反应燃烧产生淡蓝色火焰燃烧火焰明亮,有黑烟燃烧火焰明亮,有浓烟通入酸性KMnO4溶液:不褪色(不反应)通入酸性KMnO4溶液:褪色加聚反应不能发生能发生鉴别加入溴水、酸性KMnO4溶液:不褪色加入溴水、酸性KMnO4溶液:褪色(4)烷烃、烯烃、炔烃的化学性质分类整理①燃烧a.烷烃燃烧的通式:CnH2n+2+3n+12O2nCO2+(n+1)H2b.单烯烃燃烧的通式:CnH2n+3n2O2nCO2+nH2Oc.单炔烃燃烧的通式:CnH2n-2+3n-12O2nCO2+(n-1)H②加成a.乙烯与H2O的加成反应:CH2CH2+H2OCH3—CH2—OH。b.丙烯使溴的CCl4溶液褪色:CH2CH—CH3+Br2。c.共轭二烯烃的加成反应CH2CH—CHCH2+2Br2;CH2CH—CHCH2+Br2(1,4-加成);CH2CH—CHCH2+Br2(1,2-加成)。d.乙炔和H2生成乙烷:。e.乙炔和HCl生成氯乙烯:。③加聚a.丙烯的加聚反应:nCH2CH—CH3。b.乙炔的加聚反应:。拓展:烯烃、炔烃与酸性KMnO4溶液反应。从结构理解有机物的性质的不同表现(1)碳碳单键有稳定的化学性质,典型反应是取代反应。(2)碳碳双键中一个π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π键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应。(5)脂肪烃的来源①脂肪烃来源于煤、石油、天然气等化石燃料的加工利用。②乙炔的实验室制法原理:CaC2+2H2OCa(OH)2+。装置如图:实验注意事项(1)制取乙炔的实验不能使用启普发生器或其他简易装置。(2)为了得到比较平缓的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水。[理解辨析]1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)1molCH4与1molCl2在光照条件下反应,生成1molCH3Cl气体。()(2)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色与使酸性KMnO4溶液褪色的原理相同。()(3)符合通式CnH2n的烃一定是烯烃。()(4)聚乙炔可发生加成反应。()(5)烯烃能发生加成反应,不能发生取代反应。()(6)1,3-丁二烯与溴单质的加成产物有2种。()解析:(1)甲烷与氯气发生取代反应时生成多种氯代物。(2)原理不同,前者发生的是加成反应,后者发生的是氧化反应。(3)环烷烃的通式也为CnH2n。(4)一般含有碳碳双键或三键的物质均能发生加成反应。(5)一定条件下,烯烃也可以发生取代反应,如丙烯与氯气在加热时可发生甲基上的取代反应。(6)可发生1,2-加成和1,4-加成、两个双键均加成反应,加成产物有3种。如考虑顺反异构则有更多种。答案:(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×2.想一想(1)制备一氯乙烷有以下两种方案:①乙烷和Cl2在光照条件下发生取代反应;②乙烯和HCl发生加成反应。采用哪种方案更好?原因是什么?提示:②更好;因为乙烯与HCl的加成反应产物只有一种,而乙烷与Cl2的取代反应产物是多种氯代烷的混合物。(2)如何区分两种无色气体CH4和C2H4?能否用酸性KMnO4溶液或H2除去CH4中混有的C2H4?提示:用酸性KMnO4溶液或溴水可鉴别甲烷(烷烃)和乙烯。不能用酸性KMnO4溶液或H2除去甲烷(烷烃)中混有的乙烯;因为酸性KMnO4溶液将乙烯最终氧化为CO2和H2O,引入了新的杂质气体,因此当甲烷中混有乙烯时,不能用酸性KMnO4溶液除去,也不能用乙烯与H2反应转化为乙烷除去,因为该反应的条件不易控制,且无法保证乙烯与H2能恰好完全反应,可用溴水除去CH4(或气态烷烃)中混有的C2H4。3.做一做按要求填写下列空格:(1)CH3CHCH2+

,反应类型:。

(2)CH3CHCH2+Cl2+HCl,反应类型:。

(3)CH2CH—CHCH2+

,反应类型:。

(4)+Br2,反应类型:。

(5)

,反应类型:。

答案:(1)Cl2加成反应(2)取代反应(3)Br2加成反应(4)CH3—C≡CH加成反应(5)nCH2CHCl加聚反应甲烷、乙烯、乙炔的结构与性质1.(双选)(2021·辽宁葫芦岛一模改编)下列关于有机物性质的叙述正确的是(AD)A.《格物粗谈》记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”文中的“气”是指乙烯B.甲烷的一氯代物只有一种,可证明甲烷为正四面体结构C.乙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的反应类型相同D.相同质量的乙炔与苯分别在足量的氧气中完全燃烧,消耗氧气的物质的量相同解析:有催熟作用的气体是乙烯,A正确;无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,还是平面正方形结构,CH3Cl都不存在同分异构体,甲烷的二氯代物只有一种可证明甲烷为正四面体结构,B错误;乙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,前者属于加成反应,后者属于氧化反应,C错误;由于乙炔和苯的最简式相同,所以当质量相同时,其耗氧量也相同,D正确。2.(2021·上海模拟)如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。下列说法正确的是(C)A.一段时间后,水中有油状液体出现,为CCl4B.经过几个小时的反应后,U形管右端的液面升高C.若最终无甲烷剩余,且生成了等物质的量的四种有机取代物,则氯气的转化率为62.5%D.若将U形管中水换成饱和食盐水,则可以看到有白色沉淀先产生后消失解析:油状液体还可能为CH2Cl2或CHCl3,甲烷的氯代物除了CH3Cl以外都是油状物,故A错误;CH4与Cl2发生反应,左边气体分子数减少,压强减小,导致U形管右端的液面下降,故B错误;假设甲烷的物质的量为x,则n(Cl2)=4x,n(CH3Cl)=x4,n(CH2Cl2)=x4,n(CHCl3)=x4,n(CCl4)=x4,则参与反应的Cl2的物质的量为x4+x4×2+x4×3+x脂肪烃的结构与性质3.(2021·山东淄博模拟)降冰片二烯类化合物是一类太阳能储能材料,降冰片二烯在紫外线照射下可以发生如图转化。下列说法错误的是(A)A.四环烷的一氯代物超过三种(不考虑立体异构)B.降冰片二烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.降冰片二烯与四环烷互为同分异构体D.降冰片二烯分子中位于同一平面的碳原子不超过4个解析:四环烷的一氯代物(不考虑立体异构)种数就是等效氢原子种数,四环烷中只有3种H,一氯代物只有3种,A错误;降冰片二烯的结构中存在碳碳双键,而碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;降冰片二烯与四环烷结构不同,而分子式均为C7H8,故两者互为同分异构体,C正确;根据乙烯分子是平面分子,与碳碳双键连接的碳原子在碳碳双键所在的平面上,所以降冰片二烯分子中位于同一平面的碳原子个数最多为4,D正确。4.经研究发现白蚁信息素有(A)、(B),家蚕的信息素为。试回答下列问题:(1)下列说法正确的是(填字母)。

A.信息素A、B互为同系物B.以上三种信息素均能使溴的四氯化碳溶液褪色C.信息素A、B互为同分异构体D.1mol家蚕信息素与1molBr2加成产物只有一种(2)用系统命名法命名:信息素A的名称为;信息素B与氢气加成产物的名称为。

(3)烯烃C是信息素A的一种同分异构体,C与足量氢气加成得到烷烃D,D的一氯代物只有2种,则D的结构简式为。

(4)写出信息素B与溴水发生反应的化学方程式:。答案:(1)AB(2)2,4-二甲基-1-庚烯2,6-二甲基辛烷(3)(4)烯烃、炔烃的加成和氧化反应规律5.某烃的结构用键线式表示为,该烃与Br2加成(物质的量之比为1∶1)时,所得的产物(不考虑立体异构)有(C)A.3种 B.4种 C.5种 D.6种解析:当溴与发生1,2-加成时,生成物有、、;当溴与发生1,4-加成时,生成物有、,则所得的产物有5种。6.烯烃或炔烃在酸性高锰酸钾溶液作用下,分子中的不饱和键完全断裂,此法可用于减短碳链。已知:烯烃被氧化的部位CH2RCH对应的氧化产物CO2RCOOH现有某烯烃与酸性KMnO4溶液作用后得到的氧化产物有CO2、乙二酸(HOOC—COOH)和丙酮(),则该烯烃的结构简式可能是(D)A.B.C.CH2CH—CHCHCH2CH3D.解析:根据表中提供的信息,可知该烯烃中含CH2、CH—CH、结构,则该烯烃为,故选D。芳香烃1.芳香烃(1)芳香烃:分子里含有一个或多个苯环的烃。(2)芳香烃的分类芳香化合物、芳香烃和苯及其同系物的关系可表示为如图:2.苯及其同系物的结构与性质(1)苯的结构与物理性质①结构简式:或,分子构型:平面正六边形。②物理性质:无色、有特殊气味的透明液体,易挥发,密度比水小,难溶于水。(2)苯及其同系物的性质对比项目苯苯的同系物化学式C6H6CnH2n-6(通式,n>6)主要化学性质取代反应①卤代反应:+Br2+HBr②硝化反应:+HNO3+H2O①卤代反应:+Br2+HBr;+Cl2+HCl②硝化反应:+3HNO3+3H2O对比结果:①稳定,能取代,类似饱和烃;②体现烷基对苯环有影响,苯的同系物比苯易发生取代反应与H2加成:+3H2与H2加成:+3H2对比结果:能加成,类似不饱和烃氧化反应难氧化,能燃烧,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色易氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色:对比结果:体现苯环对烷基有影响,苯环上的烃基能被酸性高锰酸钾溶液氧化与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时苯环上的烃基才能被酸性高锰酸钾溶液氧化,且无论链长短均被氧化为—COOH。3.芳香烃的用途及对环境的影响(1)芳香烃的用途: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。(2)芳香烃对环境的影响: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。[理解辨析]1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)可用酸性高锰酸钾溶液区别甲苯与环己烷。()(2)苯乙烯所有的原子一定在同一平面上。()(3)受甲基的影响,甲苯与浓硝酸反应易生成三硝基甲苯。()(4)往溴水中加入适量苯或甲苯,振荡、静置一段时间后,发现溴水层颜色变浅,原因是苯环与溴发生了加成反应。()(5)可用溴水鉴别己烯和甲苯。()(6)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应。()解析:(1)甲苯可使酸性KMnO4溶液褪色,环己烷不能。(2)苯平面与乙烯平面靠单键连接,单键可以旋转,因而所有原子不一定在同一平面上。(3)甲基使苯环活化,可以取代苯环上邻、对位三个氢原子。(4)苯或甲苯萃取了溴水中的溴,没有发生化学反应。(5)己烯可使溴水褪色,甲苯与溴水分层并萃取溴水中的溴。(6)苯能发生氧化反应,如在空气或氧气中燃烧。答案:(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×2.做一做有下列物质:①乙苯②环己烯③苯乙烯④对二甲苯⑤叔丁基苯[]回答下列问题。(1)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是(填序号,下同)。

(2)互为同系物的是。

(3)能使溴的四氯化碳溶液褪色的是。

(4)写出②、④分别被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物的结构简式:、。

答案:(1)①②③④(2)①⑤或④⑤(3)②③(4)HOOC(CH2)4COOH苯的性质的实验探究1.(2022·广东广州调研)实验室制备硝基苯的反应装置如图所示。下列实验操作或叙述不正确的是(D)A.试剂加入顺序:先加浓硝酸,再加浓硫酸,最后加入苯B.实验时水浴温度需控制在50～60℃C.仪器a的作用:冷凝回流苯和硝酸,提高原料的利用率D.反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品解析:混合时应先加浓硝酸,再加入浓硫酸,待冷却至室温后再加入苯,故A正确;制备硝基苯时温度应控制在50～60℃,故B正确;仪器a的作用为使挥发的苯和硝酸冷凝回流,提高了原料利用率,故C正确;仪器a为球形冷凝管,蒸馏需要的是直形冷凝管,故D不正确。2.(2021·山东枣庄二模)已知:MnO2+2NaBr+2H2SO4MnSO4+Na2SO4+Br2↑+2H2O,实验室利用如图所示的装置制备溴苯(部分夹持及加热装置已略去)。下列说法正确的是(B)A.可用乙醇作洗涤剂除去溴苯中溶解的少量Br2B.装置乙中进行水浴加热的目的是防止溴蒸气冷凝C.装置丙中的铁丝主要用于搅拌,使反应物充分混合D.装置丁中有淡黄色沉淀产生,证明苯与溴发生了取代反应解析:装置甲为题设条件的发生装置,装置乙中的浓硫酸用来吸收溴蒸气中的水,水浴加热是为防止溴蒸气冷凝,装置丙为制取溴苯的发生装置,装置丁用来吸收制取溴苯后挥发出来的溴化氢。除去溴苯中的溴应用氢氧化钠溶液,A错误;溴蒸气容易液化,所以需要通过水浴加热来防止其冷凝,B正确;装置丙为制取溴苯的发生装置,其中铁丝作该反应的催化剂,C错误;挥发的溴与生成的HBr均与硝酸银反应产生淡黄色沉淀溴化银,则丁中有淡黄色沉淀产生,不能证明苯与溴发生了取代反应,D错误。芳香烃的结构与性质3.(2021·山东泰安模拟)利用光敏剂QD制备2-环己基苯乙烯(c)的过程如图所示。下列有关说法正确的是(B)A.a不能使酸性KMnO4溶液褪色B.a、b、c都能发生加成、加聚反应C.c中所有原子共平面D.b、c互为同系物解析:a()中含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;a()、b()、c()都含有碳碳双键,具有烯烃的性质,可发生加成反应、加聚反应,B正确;c()含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,则所有原子不可能共平面,C错误;b()、c()的结构不相似,不互为同系物,D错误。4.(2021·四川南充月考)分子式为C7H8的某有机物,它能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能与溴水反应。该有机物在一定条件下与H2完全加成,其生成物的一氯代物的种类有(C)A.3种 B.4种 C.5种 D.6种解析:由分子式为C7H8的某有机物能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能与溴水反应可知,该烃为甲苯,一定条件下甲苯与H2完全加成生成甲基环己烷,甲基环己烷的结构简式为,由结构简式可知,甲基环己烷含有5种氢原子,其一氯代物有5种,故选C。芳香烃与其他有机物的转化5.下列是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出),有关叙述正确的是(B)A.反应①为取代反应,其产物可能是B.反应②的现象是火焰明亮并伴有浓烟C.反应③为取代反应,反应条件是50～60℃D.反应④是1mol甲苯与1molH2发生加成反应解析:氯气与甲苯在光照条件下取代甲基上的H,在催化剂条件下取代苯环上的H,故A错误;由于甲苯分子中碳含量非常高,故甲苯燃烧时,燃烧不充分,有浓烟,所以燃烧现象为火焰明亮并伴有浓烟,故B正确;甲苯与浓硝酸反应的条件是浓硫酸、50～60℃,故C错误;反应④是1mol甲苯与3molH2发生加成反应,故D错误。6.对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成。已知①苯环上的硝基可被还原为氨基:+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O,产物苯胺还原性强,易被氧化;②—CH3为邻、对位取代定位基,而—COOH为间位取代定位基。则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是(A)A.甲苯XY对氨基苯甲酸B.甲苯XY对氨基苯甲酸C.甲苯XY对氨基苯甲酸D.甲苯XY对氨基苯甲酸解析:由甲苯制取产物时,需发生硝化反应引入硝基,再还原得到氨基,将甲基氧化可得到羧基,但氨基易被氧化,故甲基氧化为羧基应在硝基还原前,否则生成的氨基也被氧化,故先将甲基氧化为羧基,再将硝基还原为氨基;—CH3为邻、对位取代定位基,而—COOH为间位取代定位基,产物中的氨基在羧基的对位,如果先将甲基氧化成羧基,发生硝化反应时,硝基在羧基的间位,所以先用—CH3的对位取代效果,在甲基的对位引入硝基,再将甲基氧化成羧基,最后将硝基还原成氨基,所以步骤为甲苯XY对氨基苯甲酸,A合理。煤、石油、天然气的综合应用1.煤的综合利用(1)煤的干馏:将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。(2)煤的气化:将煤转化为可燃性气体的过程,目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气,化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。(3)煤的液化①直接液化:煤+氢气液体燃料。②间接液化:煤+水水煤气甲醇等。2.石油的综合利用(1)石油的成分:由多种碳氢化合物组成的混合物,主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃。所含元素以C、H为主,还含有少量N、S、P、O等。(2)石油的加工方法过程目的分馏把原油中沸点不同的各组分进行分离的过程获得各种燃料用油裂化把相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃得到更多的汽油等轻质油裂解深度裂化,产物呈气态得到乙烯、丙烯、甲烷等化工原料催化重整使链状烃转化为环状烃得到苯、甲苯等化工原料3.天然气的综合利用(1)主要成分:CH4。(2)综合利用①清洁能源。②化工原料:合成氨和生产甲醇,合成两个或多个碳原子的有机化合物等。[理解辨析]判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物。()(2)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。()(3)煤的气化和液化都是化学变化。()(4)裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料。()(5)汽油与水互不相溶,可以用裂化汽油萃取溴水中的溴。()解析:(1)汽油也是混合物。(2)煤干馏分解的产物中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物,煤中不含这些物质。(5)裂化汽油含有不饱和烃,会与溴发生加成反应,不能萃取溴水中的溴。答案:(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×1.下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是(C)A.煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程B.煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程C.天然气除了作燃料之外,还可用于合成氨D.石油裂化和裂解的主要目的都是得到重要产品乙烯解析:将煤隔绝空气加强热使之分解的过程称为煤的干馏,故A错误;煤的气化是化学变化,故B错误;CH4可以转化为H2,用于合成氨,故C正确;石油裂化的目的是提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量,裂解的目的是获得乙烯、丙烯等化工原料,故D错误。2.(2021·辽宁沈阳模拟)某化学实验小组对煤进行干馏并检验其中部分产物,其装置(夹持装置已略)如图所示。下列说法错误的是(C)A.通过煤的干馏得到煤焦油,再分馏可以获得芳香烃B.取少量b装置水层中的液体于试管中,滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝C.c装置可检验产生的气体中一定含有H2SD.e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色解析:煤的干馏得到焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭等,分馏可得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烃,A正确;煤的干馏产物中有氨气生成,所以b装置水层中溶有氨气,显碱性,滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝,B正确;焦炉气中含有乙烯等,也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,不一定是硫化氢,C错误;焦炉气中含氢气、一氧化碳等还原性气体,可以还原氧化铜生成单质铜,e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色,D正确。卤代烃1.卤代烃的概念(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。(2)官能团是—X。2.卤代烃的物理性质3.卤代烃的化学性质(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、HX等),而生成含不饱和键的化合物的反应叫做消去反应。(2)卤代烃水解反应和消去反应的比较反应类型水解反应(取代反应)消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式通式+NaOH+NaX+NaOH+NaX+H2O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示例化学方程式(以CH3CH2Br为例)CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBrCH3CH2Br+NaOHCH2CH2↑+NaBr+H2O(1)能发生消去反应的卤代烃应具备连接卤素原子的碳原子的邻位碳原子上含有氢原子的结构,即。(2)有两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,卤代烃发生消去反应,可生成不同的产物。4.卤代烃的获取方法(1)取代反应可以通过烷烃、芳香烃、醇与卤素单质或卤化氢发生取代反应制得。如乙烷与Cl2:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;苯与Br2:+Br2+HBr;C2H5OH与HBr:CH3CH2OH+HBrC2H5Br+H2O。(2)不饱和烃的加成反应可以通过不饱和烃与卤素单质、卤化氢等发生加成反应制得。如CH3CHCH2+Br2CH3CHBrCH2BrCH3CHCH2+HBrCH3CHBrCH3+HClCH2CHCl5.卤代烃中所含卤素原子的检验卤代烃不能电离出X-,必须先将卤素原子X转化成X-,酸化后方可用AgNO3溶液来检验。[理解辨析]1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高。()(2)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热生成乙烯。()(3)在溴乙烷中加入AgNO3溶液,立即产生淡黄色沉淀。()(4)所有卤代烃都能够发生消去反应。()(5)卤代烃发生消去反应的产物有2种。()解析:(1)含C数相同的烃沸点低于卤代产物。(2)溴乙烷中与溴相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可以发生消去反应生成乙烯。(3)溴乙烷是共价化合物,只有在碱性条件下发生水解才能产生Br-。(4)与卤素原子相连的C原子的邻位C原子上没有氢原子的卤代烃不能发生消去反应。(5)该卤代烃有2种β-H,所以有2种消去方式,分别产生1-丁烯和2-丁烯。答案:(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√2.做一做有以下物质:①②CH3CH2CH2Br③CH3Br④CH3CHBrCH2CH3按要求填空:(1)上述物质中既能发生水解反应又能发生消去反应的是(填序号)。

(2)物质④发生消去反应的条件为,产物有

。

(3)由物质②制取1,2-丙二醇经历的反应类型有。

(4)检验物质③中含有溴元素的试剂有。

答案:(1)②④(2)氢氧化钠的醇溶液、加热CH2CHCH2CH3、CH3CHCHCH3、NaBr、H2O(3)消去反应、加成反应、水解反应(取代反应)(4)氢氧化钠水溶液、稀硝酸、硝酸银溶液卤代烃的两种重要反应1.(2021·安徽芜湖期中)下列化合物中既能发生水解反应又能发生消去反应,且消去后只生成一种不饱和化合物的是(B)A.CH3Cl B.C. D.解析:发生消去反应,要求卤素原子连接的碳原子的相邻碳原子上必须有氢原子,A、C不符合题意;符合消去反应条件,可生成两种不饱和烃,D不符合题意。2.(2021·安徽八校联考)用下列实验装置分别验证溴乙烷(沸点38.4℃)在不同条件下反应的产物和反应类型。实验Ⅰ:向圆底烧瓶中加入15mLNaOH水溶液;实验Ⅱ:向圆底烧瓶中加入15mL乙醇和2gNaOH。下列说法中错误的是(D)A.应采用水浴加热进行实验B.实验Ⅱ可用溴水代替酸性KMnO4溶液,同时省去装置②C.可用核磁共振氢谱检验实验Ⅰ中分离、提纯后的产物D.分别向实验Ⅰ、实验Ⅱ反应后溶液中加入AgNO3溶液,都会产生淡黄色沉淀解析:要验证溴乙烷在不同条件下发生的反应,由于溴乙烷的沸点是38.4℃,为防止由于加热温度过高导致反应物的挥发,实验时可通过水浴加热方式进行,A正确;在实验Ⅱ中溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应生成乙烯,通过试管②中的水可除去挥发出来的乙醇,生成的乙烯能够被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,能够与溴水发生加成反应而使溴水褪色,由于乙醇不能与溴水发生反应,故也可用溴水代替酸性KMnO4溶液,同时省去装置②,B正确;溴乙烷、NaOH的水溶液共热发生取代反应生成乙醇,结构简式是CH3CH2OH,分子中含有三种不同化学环境的H原子,个数比是3∶2∶1,可以用核磁共振氢谱检验实验Ⅰ中分离、提纯后的产物,C正确;NaOH会与AgNO3溶液反应产生AgOH白色沉淀,AgOH不稳性,会迅速分解为黑褐色Ag2O沉淀,对检验造成干扰,因此检验时应该先加入硝酸酸化,然后再加入AgNO3溶液进行检验,D错误。卤代烃在有机合成中的桥梁作用3.富马酸是酸味最强的固体酸之一,可用作食品添加剂。如图是合成富马酸的一种工艺路线。根据下面的反应路线及所给信息填空。(1)A的名称是。富马酸的结构简式为。

(2)②、③的反应类型是。

(3)反应④的化学方程式是。

答案:(1)环己烷HOOCCHCHCOOH(2)消去反应、加成反应(3)+2NaOH+2NaBr+2H2O卤代烃的“水解”与“消去”(1)卤代烃在碱性条件下发生取代反应还是消去反应,主要是看反应条件。记忆方法:“无醇成醇,有醇成烯”。(2)所有的卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应,而没有邻位碳原子的卤代烃或虽有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子的卤代烃均不能发生消去反应,不对称卤代烃的消去有多种可能的方式。1.(2021·河北卷,8)苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是(B)A.是苯的同系物B.分子中最多8个碳原子共平面C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)D.分子中含有4个碳碳双键解析:苯并降冰片烯与苯在组成上相差的不是n个CH2,结构上也不相似,故两者不互为同系物,A错误;由题给苯并降冰片烯的结构简式可知,苯环上的6个碳原子和与苯环相连的2个碳原子共平面,则该分子中最多8个碳原子共平面,B正确;苯并降冰片烯的结构对称,其分子中含有5种不同化学环境的氢原子,则其一氯代物有5种,C错误;苯环中含有的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间特殊的键,故1个苯并降冰片烯分子中含有1个碳碳双键,D错误。2.(2021·湖南卷,4)己二酸是一种重要的化工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条“绿色”