第37课时烃和卤代烃课标版课标版 化学化学考试要点考试要点命题规律命题规律备考策略备考策略1.以烷烃、烯烃、炔烃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其应用。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.能举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。6.结合实际了解烃、卤代烃对环境和健康可能产生的影响,关注烃和卤代烃的安全使用问题。1.高考对本课时知识的考查主要有三方面:(1)烃的结构与性质;(2)烃的同分异构体;(3)通过卤代烃的取代、消去反应,考查反应条件对有机物反应类型的影响以及有机合成路线的设计。2.题型以有机综合题为主。难度适中或较难。如2015年广东理综,7T;2014年课标,38T;2014年海南单科,15T。复习备考中,要特别关注以下内容:(1)烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等代表物的性质;(2)卤代烃的重要性质。考纲导学考纲导学一、烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质一、烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质1.烷烃、烯烃、炔烃的结构特点和通式2.物理性质教材研读教材研读3.脂肪烃的化学性质(1)氧化反应烷烃烯烃炔烃燃烧现象火焰较明亮火焰明亮,带黑烟火焰明亮,带浓烈的黑烟燃烧通式CnHm+(n+)O2nCO2+H2O通入酸性KMnO4溶液不褪色不褪色褪色褪色褪色褪色(2)烷烃的取代反应(3)烯烃、炔烃的加成反应(4)烯烃的加聚反应a.乙烯的加聚反应nCH2CH2b.丙烯的加聚反应 CH2CH2自测自测1判断下列说法是否正确。(1)和是两种不同的物质,它们互为同分异构体。()(2)丙烷分子中的所有碳原子在同一条直线上。()(3)乙烯的结构简式可表示为CH2CH2。()(3)乙烯的结构简式可表示为CH2CH2。()(4)14gC2H4和C3H6的混合气体中所含碳原子的数目为NA。()(5)分子中最多有5个原子在同一条直线上。()(6)碳原子数不超过4的烃在常温下为气体。()(7)随着碳原子数的增多,烃的沸点逐渐升高。()(8)乙烯和乙炔可用酸性KMnO4溶液鉴别。()(9)聚丙烯可发生加成反应。()(10)烷烃的同分异构体之间,支链越多,沸点越高。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)自测自测2下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型叙述正确的是()A.烷烃只含有饱和键,烯烃只含有不饱和键B.烷烃不能发生加成反应,烯烃不能发生取代反应C.烷烃的通式一定是CnH2n+2,而烯烃的通式一定是CnH2nD.烷烃与烯烃相比,发生加成反应的一定是烯烃答案D烯烃中也含有饱和键,A错;烯烃有可能发生取代反应,B错;只有单烯链烃的通式才是CnH2n,C错。二、苯的同系物二、苯的同系物1.苯的同系物的特点有且只有一个苯环,侧链为烷烃基,分子组成符合通式CnH2n-6(n6)。2.苯的同系物与苯的性质比较自测自测3异丙苯是一种重要的有机化工原料,下列关于异丙苯的说法不正确的是()A.异丙苯是苯的同系物B.可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯C.在光照的条件下,异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有三种D.在一定条件下能与氢气发生加成反应答案C在光照的条件下,主要发生侧链上的取代反应,可生成多种氯代物,包括一氯代物、二氯代物等。自测自测4下列说法正确的是()A.苯与甲苯互为同系物,均能使酸性KMnO4溶液褪色B.化合物是苯的同系物C.与苯互为同系物,等质量的与苯完全燃烧消耗氧气的量相等D.光照条件下,异丙苯与Cl2发生取代反应生成的一氯代物有2种答案D苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,故A错;苯的同系物中只含有一个苯环,其余为烷烃基,故B、C错;光照条件下,异丙苯与Cl2发生侧链上的取代反应,生成2种一氯代物,D项正确。三、卤代烃三、卤代烃1.卤代烃的结构特点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。官能团是卤素原子。2.饱和卤代烃的性质(1)物理性质a.沸点:比同碳原子数的烷烃沸点要高;b.溶解性:难溶于水,易溶于大多数有机溶剂;c.密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。(2)化学性质a.水解反应RX+NaOH(R代表烃基)RCHXCH2X+2NaOHb.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),而生成含不饱和键的化合物的反应。RCH2CH2X+NaOHROH+NaXRCH(OH)CH2OH+2NaX+NaX+H2O+2NaOH3.卤代烃的获取方法(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应,如(2)取代反应CH3CHBrCH2Br如乙烷与Cl2反应:CH3CH3+Cl2苯与Br2反应:+Br2C2H5OH与HBr反应:C2H5OH+HBr4.卤代烃中卤素原子的检验(1)实验原理RX+NaOHROH+NaXHNO3+NaOHNaNO3+H2OAgNO3+NaXAgX+NaNO3CH3CH2Cl+HCl+HBrC2H5Br+H2O根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定是何种卤族元素(Cl、Br、I)。(2)实验步骤a.取少量卤代烃;b.加入NaOH水溶液;c.加热;d.冷却;e.加入稀HNO3酸化;f.加入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色。(3)实验说明加入稀硝酸酸化,一是为了中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应对实验产生干扰;二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。5.卤代烃对环境的污染氟氯烃会破坏臭氧层,是造成臭氧空洞的罪魁祸首。自测自测5由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH,依次(从左到右)发生反应的反应类型和反应条件都正确的是()选项反应类型反应条件A加成反应、取代反应、消去反应KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温B消去反应、加成反应、取代反应NaOH醇溶液/加热、常温、NaOH水溶液/加热C氧化反应、取代反应、消去反应加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热D消去反应、加成反应、水解反应NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热答案BCH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH3CHXCH2X(X代表卤素原子)CH3CH(OH)CH2OH,依次发生消去反应、加成反应、水解反应(取代反应),由对应的反应条件可知B项正确。自测自测6化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH的醇溶液处理X,可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理,则所得有机产物的结构简式可能是()A.CH3CH2CH2CH2CH2OHB.C.D.答案B由2-甲基丁烷的结构可推知X的碳骨架结构为,从而推知有机物X的结构简式为或,则用NaOH的水溶液处理所得有机产物的结构简式可能是、,B正确。考点一烃类物质的结构特点与性质考点一烃类物质的结构特点与性质考点突破考点突破反应类型实例氧化反应剧烈氧化(燃烧)现象:CH4,淡蓝色火焰;C2H4,明亮的火焰,并伴有黑烟;C2H2、C6H6,明亮火焰,产生浓烈黑烟被酸性KMnO4溶液氧化烯烃、炔烃、某些苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色催化氧化如取代反应烷烃卤代如CH4+Cl2CH3Cl+HCl苯及苯的同系物的卤代如+Br2+HBr+Cl2+HCl硝化如+H2O加成反应加氢如+H2加卤素单质如+Br2加水如+H2OC2H5OH加卤化氢如+HCl加聚反应如 CH2CH2易错警示(1)酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液都可以用来鉴别甲烷和乙烯,但除去甲烷中的乙烯通常用溴的四氯化碳溶液,不能用酸性KMnO4溶液,因为酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化成CO2,引入新的杂质。(2)根据燃烧现象可以鉴别甲烷、乙烯和乙炔。(3)取代反应一般有副产物生成,而加成反应一般无副产物生成,原子利用率达100%。(4)并不是所有苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,只有与苯环相连的碳原子上有氢原子的苯的同系物才能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(5)苯的性质可以概括为“易取代、难氧化、能加成”,而苯的同系物性质可以概括为“易取代、易氧化、能加成”。典例典例1(2015浙江理综,10,6分)下列说法不正确的是()A.己烷共有4种同分异构体,它们的熔点、沸点各不相同B.在一定条件下,苯与液溴、硝酸、硫酸作用生成溴苯、硝基苯、苯磺酸的反应都属于取代反应C.油脂皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油D.聚合物()可由单体CH3CHCH2和CH2CH2加聚制得答案A己烷共有5种同分异构体:CH3(CH2)4CH3、,A项不正确;B项正确;油脂的皂化反应是高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下的水解反应,C项正确;由该聚合物的链节可知其单体为CH2CH2和CH2,D项正确。1-1(2015安徽师大附中质检)在通常条件下,下列各组物质的性质排列不正确的是()A.沸点:乙烷戊烷2-甲基丁烷B.同分异构体种类数:戊烷戊烯C.密度:苯水乙烷答案AA项,应该为戊烷2-甲基丁烷乙烷;B项,同分异构体种类数:戊烷有三种,而戊烯的烯烃类同分异构体有五种,还有环烷烃类同分异构体,共超过五种;C项,1,1,2,2-四溴乙烷的密度大于水的密度而苯的密度小于水的密度;D项,点燃时火焰明亮程度取决于烃的含碳量,含碳量越高火焰越明亮。各类烃与液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液反应的比较液溴溴水溴的四氯化碳溶液酸性高锰酸钾溶液烷烃与溴蒸气在光照条件下发生取代反应不反应,液态烷烃与溴水可以发生萃取从而使溴水层褪色不反应,溶解,不褪色不反应,不褪色烯烃常温加成,褪色常温加成,褪色常温加成,褪色褪色炔烃常温加成,褪色常温加成,褪色常温加成,褪色褪色苯一般不反应,催化条件下可发生取代反应不反应,发生萃取而使溴水层褪色不反应,互溶,不褪色不反应苯的同系物光照条件下发生侧链上的取代,催化条件下发生苯环上的取代不反应,发生萃取而使溴水层褪色不反应,互溶,不褪色与苯环相连的碳原子上有氢原子的能使高锰酸钾溶液褪色考点二烃燃烧的规律考点二烃燃烧的规律1.气态烃完全燃烧前后气体体积的变化CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(1)燃烧后温度高于100时,水为气态:V=V后-V前=-1y=4时,V=0,体积不变。y4时,V0,体积增大。y4时,V0,体积减小。(2)燃烧后温度低于100,水为液态:V=V前-V后=1+,体积总是减小的。(3)无论水为气态,还是液态,燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关,而与烃分子中的碳原子数无关。2.有机物的组成与燃烧产物的关系(1)质量相同的烃CxHy,越大,则生成的CO2越多;若两种烃的相等,且烃的质量相同,则生成的CO2和H2O的量均相等。(2)碳的质量分数(C)相同的有机物(最简式可以相同也可以不同),只要总质量一定,以任意比例混合,完全燃烧后产生的CO2的量总是一个定值。(3)不同的有机物完全燃烧时,若生成的CO2和H2O的物质的量之比相同,则它们分子中碳原子与氢原子的原子个数比也相同。3.耗氧量大小比较(1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧,耗氧量与碳的百分含量和氢的百分含量有关。碳的百分含量越高,耗氧量越少,或y/x值越小,耗氧量越少。(2)等质量的烃,若最简式相同,完全燃烧耗氧量相同,且燃烧产物也相同。推广:最简式相同的烃无论以何种比例混合,只要总质量相同,耗氧量就相同。(3)等物质的量的烃完全燃烧时,耗氧量取决于(x+)值的大小。其值越大,耗氧量越多。(4)等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(烃的一种衍生物,如乙烯和乙醇)或加成产物的同分异构体完全燃烧时,耗氧量相同。典例典例2(2015辽宁沈阳月考)由两种气态烃组成的混合物,体积为10mL,与过量的氧气混合再充分燃烧,将生成物通过浓H2SO4气体体积减少15mL,再通过碱石灰气体体积又减少20mL(气体体积均为同温同压下)。混合烃的组成可能为()A.C2H4和C2H2B.C2H6和C2H4C.CH4和C2H4D.C4H10和C2H4答案A10mL该混合烃完全燃烧,生成二氧化碳20mL、水蒸气15mL,设烃的平均组成为CxHy,则根据C原子守恒有:10x=20,故x=2,根据H原子守恒有:10y=152,故y=3,即该烃的平均组成为C2H3,该烃可能为C2H4、C2H2组成的混合物。用平均分子式法解有机题时应把握以下几点:当两种或两种以上物质混合时,不论以何种比例混合,总存在一个平均值,解题时只要抓住这个平均值,就能避繁就简,迅速解题。平均值法的特点是“抓两头,看中间”,利用这一原理,可判断混合物的成分。2-1(2015广东中山月考)下列各组物质中,总质量一定时,不论以何种比例混合,完全燃烧生成水的质量为一恒量的是()A.CH4、C2H4B.C2H2、C.C4H10、C5H12D.、答案B观察选项B的分子式,它们的最简式相同,即含氢量相同,当总质量一定时,含氢元素的质量也一定,完全燃烧时生成水的质量也一定。而其他选项中两种烃的含氢量不同。考点三卤代烃的水解反应、消去反应及其在有机合成中的考点三卤代烃的水解反应、消去反应及其在有机合成中的应用应用1.卤代烃的水解反应和消去反应反应类型取代反应(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RCH2X+NaOHRCH2OH+NaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HX+NaOH+NaX+H2O产物特征引入OH,生成含OH的化合物生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物反应规律所有的卤代烃在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能发生消去反应的卤代烃,在结构上必须具备两个条件:一是分子中碳原子数大于或等于2;二是与X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子;若与卤素原子相连的碳原子有多个相邻碳原子,且都能消去氢原子时,产物不止一种;型卤代烃发生消去反应可生成2.卤代烃在有机合成中的应用(1)引入羟基RX+NaOHROH+NaX(2)引入不饱和键+HX(3)改变官能团位置通过卤代烃的消去反应获得烯烃,再通过烯烃与HX在一定条件下的加成反应,又得到卤代烃,但卤素原子的位置发生了变化。例如以1-溴丙烷为主要原料,选择相应试剂制取少量2-溴丙烷:CH3CH2CH2Br。(4)改变官能团的数目通过卤代烃的消去反应获得烯烃,再通过烯烃与卤素单质的加成反应得到二卤代烃。如以1-溴丙烷为主要原料,选择相应试剂制取少量1,2-二溴丙烷:CH3CH2CH2BrCH3CHCH2。(5)进行官能团保护如烯烃中的碳碳双键易被氧化,常采用以下两步保护碳碳双键:CH3CH2Br。(6)增长碳链或构成碳环卤代烃能与活泼金属反应,形成金属有机化合物。其中格氏试剂是有机合成中非常重要的试剂之一,它是通过卤代烃与镁(用醚作溶剂)作用得到的烃基卤化镁(RMgX)。3.卤代烃参与的有机合成中的经典路线(1)一元合成路线如:卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线如:链酯或环酯或聚酯(3)芳香化合物合成路线如:特别提醒卤代烃都能水解,碳原子上连着一个卤素原子的水解后得到醇,同一个碳原子上连着两个卤素原子的水解得到醛或酮。典例典例3(2015辽宁大连期中)从环己烷可制备1,4-环己二醇的二醋酸酯,有关反应流程如下(其中所有无机物都已略去):ABCD(其中有3步属于取代反应,2步属于消去反应,3步属于加成反应)试回答:(1)反应属于取代反应。(2)写出结构简式:B,C。(3)反应所用的试剂和条件是。答案(1)(2)(3)NaOH浓溶液、醇,加热解析在NaOH浓溶液、醇、加热条件下发生消去反应生成,与Cl2(不见光)发生反应生成,在NaOH浓溶液、醇、加热条件下发生消去反应生成。因C与醋酸反应,且最终得到,故可知C应为醇,可由水解得到,即,D为,D再与H2加成得到1,4-环己二醇的二醋酸酯。X的引入及消除通过烷烃、芳香烃与X2发生取代反应,烯烃、炔烃与X2、HX发生加成反应等途径可向有机物分子中引入X;而卤代烃的水解反应和消去反应均可以消除X原子。3-1已知:CH3CHCH2+HBrCH3CHBrCH3,1mol某烃A充分燃烧后可以得到8molCO2和4molH2O。该烃A在不同条件下能发生如图所示的一系列变化。回答下列问题:(1)A的分子式:,A的结构简式:。(2)上述反应中,是反应,是反应(填反应类型)。(3)写出C、D、E、H物质的结构简式:C.,D.,E.,H.。(4)写出DF反应的化学方程式:。答案(1)C8H8(2)加成酯化(或取代)(3)。(4)+NaOH+NaBr解析由1molA完全燃烧生成8molCO2、4molH2O可知,一分子A中N(C)=8,N(H)=8,分子式为C8H8,不饱和度为5,推测可能有苯环,由知A中必有碳碳双键,故A为。A与Br2加成得B为;A+HBrD,由信息知D为;F由D水解得到,F为;H是F和醋酸反应生成的酯,即