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烃 卤代烃第二节烃卤代烃1.掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。2掌握卤代烃的结构与性质，以及卤代烃与其他烃和衍生物之间的相互转化。3了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。了解有机分子中官能团之间的相互影响。4根据信息能设计有机化合物的合成路线。考点(一)脂肪烃 【精讲精练快冲关】知能学通1结构特点与通式2典型代表物的组成与结构名称分子式结构式结构简式分子构型甲烷CH4CH4正四面体形乙烯C2H4CH2=CH2平面形乙炔C2H2直线形3物理性质4化学性质(1)烷烃、烯烃、炔烃的化学性质比较烷烃烯烃炔烃活动性较稳定较活泼较活泼取代反应能够与卤素取代加成反应不能发生能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子)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，有浓烟不与酸性KMnO4溶液反应能使酸性KMnO4溶液褪色加聚反应不能发生能发生鉴别不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色(2)书写下列化学方程式烷烃燃烧的通式：CnH2n2O2,nCO2(n1)H2O。单烯烃燃烧的通式：CnH2nO2nCO2nH2O。丙烯使溴的CCl4溶液褪色：乙烯与H2O的加成反应：。丙烯的加聚反应：炔烃燃烧的通式：CnH2n2O2nCO2(n1)H2O。乙炔和H2生成乙烷：乙炔和HCl生成氯乙烯：氯乙烯的加聚反应：CHCH2CHCH2与Br2 11加成可能的反应：题点练通1(2018全国卷)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺2.2戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是()A与环戊烯互为同分异构体B二氯代物超过两种C所有碳原子均处同一平面D生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2解析：选C环戊烯的结构简式为，与分子式相同且结构不同，互为同分异构体，A项正确；如、 都是螺2.2戊烷的二氯代物，B项正确；中每个碳原子都形成4个共价单键，这4个键呈四面体状分布，所有碳原子不可能处于同一平面，C项错误；螺2.2戊烷的分子式是C5H8，在理论上，1 mol C5H8与2 mol H2反应生成 1 mol C5H12，D项正确。2(2016全国卷)下列关于有机化合物的说法正确的是()A2甲基丁烷也称为异丁烷B由乙烯生成乙醇属于加成反应CC4H9Cl有3种同分异构体D油脂和蛋白质都属于高分子化合物解析：选BA项，2甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH3，也称为异戊烷，错误；B项，乙烯(CH2=CH2)分子中含有碳碳双键，在一定条件下，能与水发生加成反应生成乙醇(CH3CH2OH)，正确；C项，C4H9Cl由C4H9和Cl构成，而C4H9有4种不同的结构，分别为CH2CH2CH2CH3、CH2CH(CH3)2、CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)3，故C4H9Cl有4种同分异构体，错误；D项，蛋白质是有机高分子化合物，油脂不是高分子化合物，错误。3科学家在100 的低温下合成一种烃X，此分子的结构如图所示(图中的连线表示化学键)。下列说法正确的是()AX既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色BX是一种常温下能稳定存在的液态烃CX和乙烷类似，都容易发生取代反应D与乙炔互为同系物解析：选A观察该烃的球棍模型可知X的结构简式为，该烃分子中含有碳碳双键，A正确；由于是在低温下合成的，故该分子在常温下不能稳定存在，B错误；X分子中含有碳碳双键，易加成难取代，C错误；该烃的化学式为C5H4，不符合炔烃的分子式通式CnH2n2(n2)，D错误。4柠檬烯是一种食用香料，其结构简式为下列有关柠檬烯的分析正确的是()A柠檬烯的一氯代物有7种C柠檬烯的分子中所有的碳原子可能在同一个平面上D在一定条件下，柠檬烯可以发生加成、取代、氧代等反应解析：选D分子中有8种不同环境的H可被取代，因此一氯代物有8种，A错误；柠檬烯的分子式为C10H16，丁基苯的分子式为C10H14，二者分子式不同，不互为同分异构体，B错误；环状结构中单键上的C均为四面体构型，故所有碳原子不可能在同一个平面上，C错误；柠檬烯中含有碳碳双键，可发生加成、加聚、氧化反应，CH3在光照条件下可发生取代反应，D正确。考点(二)芳香烃 【点多面广精细研】1常见的芳香烃2苯及苯的同系物的组成、结构与性质苯苯的同系物化学式C6H6CnH2n6(通式，n6)结构特点苯环上的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的化学键；分子中所有原子一定(填“一定”或“不一定”)在同一平面内分子中含有一个苯环；与苯环相连的是烷烃基；与苯环直接相连的原子在苯环平面内，其他原子不一定(填“一定”或“不一定”)在同一平面内主要化学性质小题练微点1判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)标准状况下，22.4 L甲苯中含有4NA个CC单键()(2)苯和苯的同系物均能使酸性KMnO4溶液褪色()(3)苯乙烯和聚苯乙烯均能使溴水褪色()(4)某烃的分子式为C11H16，它不能与溴水反应，但能使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基，符合条件的烃有7种()(5)甲苯与氯气光照条件下反应，主要产物是2,4二氯甲苯()(6)苯的二氯化物有三种()(7)己烯中混有少量甲苯，先加入足量溴水，然后加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则证明己烯中混有甲苯()(8)乙炔和苯乙烯的最简式相同()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2有下列物质：丙烷苯环己烷丙炔聚苯乙烯环己烯对二甲苯。(1)既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴的CCl4溶液褪色的是_(填标号)。(2)写出对二甲苯与足量的氢气发生反应的化学方程式：_。答案：(1)3PX是纺织工业的基础原料，其结构简式为回答下列问题：(1)PX的分子式为_，名称为_，与乙苯互为_。(2)PX的一氯代物结构简式为_。(3)PX分子中处在同一平面上的原子数最多为_个。(4)PX与酸性KMnO4溶液反应生成的有机物结构简式及名称为_。答案：(1)C8H101,4二甲苯(或对二甲苯)同分异构体芳香烃的结构与性质1(2018全国卷)苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是()A与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应B能使酸性高锰酸钾溶液褪色C与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯D在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯解析：选C“铁粉”“液溴”是苯乙烯在苯环上发生溴代反应的条件，A项正确；含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项正确；与氯化氢的反应是发生在碳碳双键上的加成反应，产物是氯代苯乙烷，C项错误；含有碳碳双键，能发生加聚反应生成聚苯乙烯，D项正确。2(2017全国卷)化合物 (b)、(d)、(p)的分子式均为C6H6，下列说法正确的是()Ab的同分异构体只有d和p两种Bb、d、p的二氯代物均只有三种Cb、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应Db、d、p中只有b的所有原子处于同一平面解析：选D苯的同分异构体还有链状不饱和烃，如等，A项错误；d的二氯代物有6种，结构简式如下：、，B项错误；b为苯，p是环烷烃，属于饱和有机物，都不能与酸性高锰酸钾溶液反应，C项错误；只有苯分子中所有原子共平面，d、p中均有碳原子与其他四个原子形成共价单键，不能共平面，D项正确。3下列各组物质用酸性KMnO4溶液和溴水都能区别的是()A苯和甲苯B1己烯和二甲苯C苯和1己烯 D己烷和苯解析：选CA项，苯和甲苯均不与溴水反应，不符合题意；B项，1己烯和二甲苯都能被酸性KMnO4溶液氧化，不符合题意；C项，1己烯可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯均不能，符合题意；D项，己烷和苯与溴水、酸性KMnO4溶液均不反应，不符合题意。4TPE及其衍生物具有诱导发光特性，在光电材料等领域应用前景广阔。TPE的结构简式如图，下列关于TPE的说法正确的是()ATPE属于苯的同系物BTPE能发生加成反应，但不能发生取代反应CTPE与化合物互为同分异构体DTPE的一氯代物有3种解析：选D苯的同系物只有一个苯环，并且其侧链是烷基，A错误；TPE分子中有苯环和碳碳双键，能发生加成反应(如和氢气加成)，苯环上的氢原子能发生取代反应(如卤代、硝化反应)，B错误；TPE的分子式是C26H20，的分子式是C20H14，两者分子式不同，所以不是同分异构体，C错误；TPE分子中4个苯环是相同的，每个苯环上有3种氢原子，所以它有3种一氯代物，D正确。苯环与取代基的相互影响(1)甲基对苯环有影响，所以甲苯比苯易发生取代反应；苯环对甲基有影响，所以苯环上的甲基能被酸性KMnO4溶液氧化。与苯环相连的碳原子上有氢原子的苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色，而苯不能，可用此性质鉴别苯与某些苯的同系物。如加入酸性KMnO4溶液，若溶液褪色，则证明苯中混有甲苯。(2)苯的同系物发生卤代反应时，条件不同，取代的位置不同，一般光照条件下发生烷基上的取代，铁粉或FeBr3催化时，发生苯环上的取代。芳香烃同分异构体的判断5(2019济南模拟)某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但能使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基，符合条件的烃有()A2种B3种C4种 D5种解析：选B该烃的分子式为C10H14，符合分子通式CnH2n6，它不能使溴水褪色，但可以使酸性KMnO4溶液褪色，说明它是苯的同系物。因其分子中只含一个烷基，可推知此烷基为C4H9，它具有以下四种结构：CH2CH2CH2CH3、CH(CH3)CH2CH3、CH2CH(CH3)2、C(CH3)3，其中第种烷基与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子，不能发生侧链氧化，因此符合条件的烃只有3种。6(2019保定模拟)已知(异丙烯苯) (异丙苯)，下列说法错误的是()A该反应为加成反应B异丙苯的一氯代物共有6种C分子式为C9H12的苯的同系物的同分异构体共有8种D可用溴水鉴别异丙烯苯和异丙苯解析：选B异丙苯的一氯代物有5种：，B错误；分子式为C9H12的苯的同系物的同分异构体有共8种，C正确；碳碳双键可以与溴水发生反应使溴水褪色，D正确。7有机化合物9,10二甲基菲的结构如图所示，下列关于该物质的说法正确的是()A该物质的分子式为C16H12B该物质与甲苯互为同系物C该物质能与溴水发生取代反应和加成反应D该物质苯环上七氯代物的同分异构体有4种解析：选D根据结构简式可判断该物质的分子式为C16H14，A错误；该物质与甲苯的结构不相似，不互为同系物，B错误；该物质能与液溴发生取代反应，不存在碳碳双键或碳碳三键，不能与溴水发生加成反应，C错误；该物质苯环上有8个氢原子，所以苯环上七氯代物的同分异构体数目和一氯代物的同分异构体数目相等，由于结构对称，苯环上一氯代物的同分异构体数目是4种，所以苯环上七氯代物的同分异构体也有4种，D正确。8下列有关同分异构体数目的叙述中错误的是()A甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种BC8H10中有4种属于芳香烃的同分异构体C乙苯的同分异构体共有三种D菲的结构简式为它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物解析：选C甲苯苯环上有3种H原子，含3个碳原子的烷基有正丙基、异丙基2种，所以所得产物有326种，故A正确；分子式为C8H10的芳香烃，其不饱和度4，分子中含有1个苯环，故侧链为烷基，若有1个侧链，为CH2CH3，有1种，若有2个侧链，为2个CH3，有邻、间、对3种，符合条件的结构共有4种，故B正确；含有苯环的同分异构体二甲苯就有邻、间、对三种，若不含苯环，则种类更多，故C错误；为对称结构，有如图所示的5种H原子：，所以与硝酸反应可生成5种一硝基取代物，故D正确。9(1)甲苯苯环上的一个氢原子被相对分子质量为57的烃基取代，所得产物有_种。(2)已知二氯苯有3种同分异构体，则四氯苯的同分异构体数目有_种。(3)某芳香烃的分子式为 C8H10，它不能使溴水褪色，但能使酸性KMnO4溶液褪色，该有机物苯环上的一氯代物只有一种，则该烃的结构简式是_。解析：(1)49，即烃基为C4H9(丁基)，丁基有CH2CH2CH2CH3、四种，每种形成邻、间、对三种位置，取代产物共有4312种。(2)将苯的二氯取代物分子中的氢原子换成氯原子，将氯原子换成氢原子，可知苯的四氯取代物有3种。(3)该烃不能使溴水褪色，但能使酸性KMnO4溶液褪色，只能为苯的同系物，且苯环上只有一种氢原子。答案：(1)12(2)3(3) 归纳拓展1苯的同系物的同分异构体以C8H10芳香烃为例名称乙苯邻二甲苯间二甲苯对二甲苯结构简式2.判断芳香烃同分异构体数目(1)等效氢法“等效氢”就是在有机物分子中处于相同位置的氢原子，任一等效氢原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质；分子中完全对称的氢原子也是“等效氢”，其中引入一个新的原子或原子团时只能形成一种物质。例如甲苯和乙苯在苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对)：(2)定一(或定二)移一法在苯环上连有两个新的原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第三个原子或原子团，这样就能写全含有芳香环的同分异构体。例如二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体的写法与数目的判断：共有(2316)六种。考点(三)卤代烃 【点多面广精细研】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RX(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)卤代烃水解反应和消去反应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；RCH2XNaOHRCH2OHNaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HX；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)写出下列化学方程式(以CH3CH2Br为例)水解反应：CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr。消去反应：CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O。4卤代烃的获取方法(1)取代反应(写出化学方程式)如乙烷与Cl2：CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl；苯与Br2：C2H5OH与HBr：CH3CH2OHHBrC2H5BrH2O。(2)不饱和烃的加成反应如CH3CH=CH2Br2CH3CHBrCH2Br；CH3CH=CH2HBrCH3CHBrCH3；小题练微点1判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)卤代烃属于烃类物质()(2)卤代烃均可以发生取代、消去反应()(3)向溴乙烷中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成()答案：(1)(2)(3)2由1溴丁烷和必要的无机试剂制取1,2二溴丁烷。(1)请设计合成路线：_。(2)请写出相关反应的化学方程式并注明反应类型：_。答案：(1)BrCH2CH2CH2CH3CH2CHC2H5CH2BrCHBrCH2CH3(2)BrCH2CH2CH2CH3NaOHCH2CHCH2CH3NaBrH2O消去反应CH2CHCH2CH3Br2CH2BrCHBrCH2CH3加成反应3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)的反应类型是_。的反应类型是_。(3)反应的化学方程式是_。解析：由反应：A和Cl2在光照的条件下发生取代反应得可推知A为在NaOH的乙醇溶液、加热的条件下发生消去反应得在Br2的CCl4溶液中发生加成反应得B：的转化应是在NaOH的乙醇溶液、加热的条件下发生消去反应。答案：(1) 环己烷(2)取代反应加成反应卤代烃的性质及应用1.(2019济南联考)如图表示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()ABC D解析：选C据题意可知X为2证明溴乙烷中溴元素的存在，有下列几步，其正确的操作顺序是_(填标号)。加入硝酸银溶液加入氢氧化钠溶液加热加入蒸馏水加入稀硝酸至溶液呈酸性加入氢氧化钠醇溶液答案：(或)方法规律1消去反应规律消去反应：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)，而生成含不饱和键(如双键或三键)的化合物的反应。(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)同一卤代烃发生消去反应生成不同产物分析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：(3)卤代烃发生消去反应生成三键示例2卤代烃中卤素原子的检验方法(1)检验方法(2)注意事项加碱的目的是使不溶于水的非电解质卤代烃产生卤离子。加入AgNO3溶液之前一定要加过量稀硝酸的目的是中和多余的碱并提供酸性环境，防止OH的干扰。卤代烃在有机合成中的重要作用3.(1)(2017全国卷节选)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如图：已知：RCHOCH3CHORCH=CHCHOH2O；写出用环戊烷和2丁炔为原料制备化合物的合成路线_(其他试剂任选)。(2)(2015全国卷节选)已知：烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢；化合物B为单氯代烃；化合物C的分子式为C5H8。由B生成C的化学方程式为_。(3)(2014全国卷节选)化合物(A)可由环戊烷经三步反应合成：反应1的试剂与条件为_；反应2的化学方程式为_；反应3可用的试剂为_。(2)NaOHNaClH2O(3)Cl2/光照NaOHNaClO2/Cu(其他合理答案也可) 卤代烃在有机合成中的四大应用(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁(2)改变官能团的个数如CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br。(3)改变官能团的位置(4)进行官能团的保护如在氧化CH2=CHCH2OH的羟基时，碳碳双键易被氧化，常采用下列方法保护：(1)从左到右依次填写每步反应所属的(填字母)：a.取代反应，b.加成反应，c.消去反应，d.加聚反应。_；_；_；_；_；_。(2)写出、三步反应的化学方程式：_。_。_。点拨：卤代烃在NaOH的水溶液中一般能发生水解反应，水解反应中NaOH的用量n(RX)n(NaOH)11，答案：(1)abcbcb2(2017海南高考)已知苯可以进行如下转化：回答下列问题：(1)反应的反应类型为_，化合物A的化学名称为_。(2)化合物B的结构简式为_，反应的反应类型为_。(3)如何仅用水鉴别苯和_。注意卤代烃中卤素原子的检验卤代烃中卤素原子与AgNO3溶液不反应。水解反应一定可以检验，但消去反应不一定可以(有些卤代烃不能发生消去反应)。检验时一定不要忘记水解后先加HNO3酸化，再加AgNO3溶液。解析：(1)苯的分子式为C6H6，与氢气反应后生成A，A的分子式为C6H12，即此反应类型为加成反应，A的结构简式为此有机物为环己烷。(2)根据A和B分子式确定，A生成B发生取代反应，即B的结构简式为对比B和C的结构简式，去掉一个氯原子和氢原子，添加一个碳碳双键，BC发生消去反应。(3)苯为密度小于水且不溶于水的液体，溴苯是密度大于水，且不溶于水的液体，因此用水进行鉴别。答案：(1)加成反应环己烷(2) 消去反应(3)在试管中加入少量水，向其中滴入几滴苯或溴苯未知液体，若沉入水底，则该液体为溴苯，若浮在水面上，则该液体为苯3(2016全国卷节选)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：回答下列问题：(1)B的结构简式为_，D的化学名称为_。(2)和的反应类型分别为_、_。(3)E的结构简式为_。用1 mol E合成1,4二苯基丁烷，理念上需要消耗氢气_mol。(4)化合物也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为_。(5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为31，写出其中3种的结构简式_。解析：B(C8H10)与Cl2在光照条件下发生取代反应生成则B的结构简式为A与CH3CH2Cl在AlCl3、加热条件下反应生成显然反应为取代反应，A的结构简式为经Glaser反应得到E(C16H10)，结合Glaser反应原理推知，E的结构简式为(1)由上述分析可知，B的结构简式为D的结构简式为其化学名称为苯乙炔。(2)反应是苯与CH3CH2Cl的取代反应；反应中生成了碳碳三键，故该反应为卤代烃的消去反应。(3)由上述分析可知，E的结构简式为1个碳碳三键需要2分子氢气加成，则用1 mol 合成1,4二苯基丁烷，理论上需要消耗4 mol氢气。(4)化合物可发生Glaser偶联反应生成聚合物，结合Glaser偶联反应的反应原理及原子守恒写出化学方程式：(5)芳香化合物F是的同分异构体，F需满足条件：.与C具有相同的分子构成，含有1个苯环和2个Cl原子； .分子中只有两种不同化学环境的氢，且数目比为31，说明分子结构存在对称性，分子中含有2个CH3，考虑苯环上取代基的结构及相对位置关系，符合条件的F的结构简式有答案：(1) 苯乙炔(2)取代反应消去反应(3)CCCC4
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