(新課改省份專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九章 第二節(jié) 烴 鹵代烴學(xué)案(含解析)
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1、(新課改省份專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九章 第二節(jié) 烴 鹵代烴學(xué)案(含解析) 考點(diǎn)(一) 脂肪烴 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與通式 2.典型代表物的組成與結(jié)構(gòu) 分子式 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 球棍模型 比例模型 空間構(gòu)型 CH4 CH4 正四面體形 C2H4 CH2===CH2 平面形 C2H2 直線形 3.物理性質(zhì) 4.化學(xué)性質(zhì) (1)烷烴、烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)比較 烷烴 烯烴 炔烴 活動(dòng)性 較穩(wěn)定 較活潑 較活潑 取代反應(yīng) 能夠與鹵素取代 —
2、 加成反應(yīng) 不能發(fā)生 能與H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表鹵素原子) 氧化反應(yīng) 燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰 燃燒火焰明亮,有黑煙 燃燒火焰明亮,有濃煙 不與酸性KMnO4溶液反應(yīng) 能使酸性KMnO4溶液褪色 加聚反應(yīng) 不能發(fā)生 能發(fā)生 鑒別 不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色 能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色 (2)書(shū)寫(xiě)下列化學(xué)方程式 ①烷烴燃燒的通式: CnH2n+2+O2 nCO2+(n+1)H2O。 ②單烯烴燃燒的通式: CnH2n+O2nCO2+nH2O。 ③丙烯使溴的CCl4溶液褪色: 。 ④乙烯與H2O的加成反應(yīng): 。 ⑤丙
3、烯的加聚反應(yīng): 。 ⑥炔烴燃燒的通式: CnH2n-2+O2nCO2+(n-1)H2O。 ⑦乙炔和H2生成乙烷: +2H2CH3CH3。 ⑧乙炔和HCl生成氯乙烯: +HClCH2===CHCl。 ⑨氯乙烯的加聚反應(yīng): 。 ⑩CH2===CH—CH===CH2與Br2 1∶1加成可能的反應(yīng): 。 b.CH2===CH—CH===CH2+Br2―→Br—CH2—CH===CH—CH2—Br。 [題點(diǎn)練通] 1.(2018·全國(guó)卷Ⅰ)環(huán)之間共用一個(gè)碳原子的化合物稱為螺環(huán)化合物,螺[2.2]戊烷()是最簡(jiǎn)單的一種。下列關(guān)于該化合物的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.與環(huán)戊烯
4、互為同分異構(gòu)體 B.二氯代物超過(guò)兩種 C.所有碳原子均處同一平面 D.生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2 解析:選C 環(huán)戊烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,與分子式相同且結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體,A項(xiàng)正確;如、、 都是螺[2.2]戊烷的二氯代物,B項(xiàng)正確;中每個(gè)碳原子都形成4個(gè)共價(jià)單鍵,這4個(gè)鍵呈四面體狀分布,所有碳原子不可能處于同一平面,C項(xiàng)錯(cuò)誤;螺[2.2]戊烷的分子式是C5H8,在理論上,1 mol C5H8與2 mol H2反應(yīng)生成 1 mol C5H12,D項(xiàng)正確。 2.(2018·全國(guó)卷Ⅱ)實(shí)驗(yàn)室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。光照下反應(yīng)一段時(shí)間后,下列
5、裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是( ) 解析:選D 甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生反應(yīng):CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。黃綠色的氯氣參加反應(yīng),逐漸減少,生成無(wú)色的氣體,因此試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺;反應(yīng)生成的HCl極易溶于水,使試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,因此試管內(nèi)液面上升;生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均為無(wú)色油狀液體,附著在試管壁上,因此試管壁上出現(xiàn)油狀液滴;生成的HCl氣體遇到水蒸氣溶解生成鹽酸小液滴,形成白霧,因此試管中有少量白霧。 3.(2016·全國(guó)卷Ⅰ
6、)下列關(guān)于有機(jī)化合物的說(shuō)法正確的是( ) A.2-甲基丁烷也稱為異丁烷 B.由乙烯生成乙醇屬于加成反應(yīng) C.C4H9Cl有3種同分異構(gòu)體 D.油脂和蛋白質(zhì)都屬于高分子化合物 解析:選B A項(xiàng),2-甲基丁烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3)2CHCH2CH3,也稱為異戊烷,錯(cuò)誤;B項(xiàng),乙烯(CH2===CH2)分子中含有碳碳雙鍵,在一定條件下,能與水發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醇(CH3CH2OH),正確;C項(xiàng),C4H9Cl由—C4H9和—Cl構(gòu)成,而—C4H9有4種不同的結(jié)構(gòu),分別為—CH2CH2CH2CH3、—CH2CH(CH3)2、—CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)3,故C4H9Cl有4種
7、同分異構(gòu)體,錯(cuò)誤;D項(xiàng),蛋白質(zhì)是有機(jī)高分子化合物,油脂不是高分子化合物,錯(cuò)誤。 4.科學(xué)家在-100 ℃的低溫下合成一種烴X,此分子的結(jié)構(gòu)如圖所示(圖中的連線表示化學(xué)鍵)。下列說(shuō)法正確的是( ) A.X既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色 B.X是一種常溫下能穩(wěn)定存在的液態(tài)烴 C.X和乙烷類似,都容易發(fā)生取代反應(yīng) D.與乙炔互為同系物 解析:選A 觀察該烴的球棍模型可知X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,該烴分子中含有碳碳雙鍵,A正確;由于是在低溫下合成的,故該分子在常溫下不能穩(wěn)定存在,B錯(cuò)誤;X分子中含有碳碳雙鍵,易加成難取代,C錯(cuò)誤;該烴的化學(xué)式為C5H4,不符合炔烴的分
8、子式通式CnH2n-2(n≥2),D錯(cuò)誤。 5.檸檬烯是一種食用香料,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,下列有關(guān)檸檬烯的分析正確的是( ) A.檸檬烯的一氯代物有7種 B.檸檬烯和丁基苯()互為同分異構(gòu)體 C.檸檬烯的分子中所有的碳原子可能在同一個(gè)平面上 D.在一定條件下,檸檬烯可以發(fā)生加成、取代、氧代等反應(yīng) 解析:選D 分子中有8種不同環(huán)境的H可被取代,因此一氯代物有8種,A錯(cuò)誤;檸檬烯的分子式為C10H16,丁基苯的分子式為C10H14,二者分子式不同,不互為同分異構(gòu)體,B錯(cuò)誤;環(huán)狀結(jié)構(gòu)中單鍵上的C均為四面體構(gòu)型,故所有碳原子不可能在同一個(gè)平面上,C錯(cuò)誤;檸檬烯中含有碳碳雙鍵,可發(fā)生加成、加聚、
9、氧化反應(yīng),—CH3在光照條件下可發(fā)生取代反應(yīng),D正確。 考點(diǎn)(二) 芳香烴 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】 1.常見(jiàn)的芳香烴 2.苯 (1)組成和結(jié)構(gòu) 分子式 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 比例模型 空間構(gòu)型 C6H6 或 平面正六邊形 (2)物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 密度 水溶性 熔沸點(diǎn) 毒性 無(wú)色 液體 特殊氣味 比水小 難溶于水 低 有毒 3.苯及苯的同系物的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 苯 苯的同系物 化學(xué)式 C6H6 CnH2n-6(通式,n>6) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ①苯環(huán)上的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的
10、一種獨(dú)特的化學(xué)鍵; ②分子中所有原子一定(填“一定”或“不一定”)在同一平面內(nèi) ①分子中含有一個(gè)苯環(huán);與苯環(huán)相連的是烷烴基; ②與苯環(huán)直接相連的原子在苯環(huán)平面內(nèi),其他原子不一定(填“一定”或“不一定”)在同一平面內(nèi) 主要化學(xué)性質(zhì) (1)能取代: ①硝化: +HNO3+H2O; ②鹵代: +Br2 +HBr。 (2)能加成: +3H2。 (3)可燃燒,難氧化,不能使酸性KMnO4溶液褪色 (1)能取代: ①硝化: +3HNO3+3H2O; ②鹵代: +Br2+HBr; +Cl2+HCl。 (2)能加成。 (3)可燃燒,易氧化,能使酸性KMnO4溶液
11、褪色, [小題練微點(diǎn)] 1.判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L甲苯中含有4NA個(gè)C—C單鍵( ) (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)某烴的分子式為C11H16,它不能與溴水反應(yīng),但能使酸性KMnO4溶液褪色,分子結(jié)構(gòu)中只含有一個(gè)烷基,符合條件的烴有7種( ) (5)甲苯與氯氣光照條件下反應(yīng),主要產(chǎn)物是2,4-二氯甲苯( ) (6)苯的二氯化物有三種( ) (7)己烯中混有少量甲苯,先加入足量溴水,然后加入酸性高錳酸鉀溶液,若溶液褪色,
12、則證明己烯中混有甲苯( ) (8)乙炔和苯乙烯的最簡(jiǎn)式相同( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)√ 2.有下列物質(zhì):①丙烷?、诒健、郗h(huán)己烷?、鼙病、菥郾揭蚁、蕲h(huán)己烯?、邔?duì)二甲苯。 (1)既能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,又能使溴的CCl4溶液褪色的是________(填標(biāo)號(hào))。 (2)寫(xiě)出對(duì)二甲苯與足量的氫氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: ________________________________________________________________________。 答案:(1)④⑥ (2) 3.PX是紡織工
13、業(yè)的基礎(chǔ)原料,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,回答下列問(wèn)題: (1)PX的分子式為_(kāi)_______,名稱為_(kāi)___________,與乙苯互為_(kāi)___________。 (2)PX的一氯代物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)__________________________。 (3)PX分子中處在同一平面上的原子數(shù)最多為_(kāi)_______個(gè)。 (4)PX與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成的有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及名稱為_(kāi)_______________________。 答案:(1)C8H10 1,4-二甲苯(或?qū)Χ妆? 同分異構(gòu)體 (2) (3)14 (4) ;對(duì)苯二甲酸 1.(2018·全國(guó)卷Ⅲ)苯乙烯是重要的化工原
14、料。下列有關(guān)苯乙烯的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.與液溴混合后加入鐵粉可發(fā)生取代反應(yīng) B.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 C.與氯化氫反應(yīng)可以生成氯代苯乙烯 D.在催化劑存在下可以制得聚苯乙烯 解析:選C “鐵粉”“液溴”是苯乙烯()在苯環(huán)上發(fā)生溴代反應(yīng)的條件,A項(xiàng)正確;含有碳碳雙鍵,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,B項(xiàng)正確;與氯化氫的反應(yīng)是發(fā)生在碳碳雙鍵上的加成反應(yīng),產(chǎn)物是氯代苯乙烷,C項(xiàng)錯(cuò)誤;含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚苯乙烯,D項(xiàng)正確。 2.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)化合物 (b)、(d)、(p)的分子式均為C6H6,下列說(shuō)法正確的是( ) A.b的同分異構(gòu)體只有d和p兩種 B.b、
15、d、p的二氯代物均只有三種 C.b、d、p均可與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng) D.b、d、p中只有b的所有原子處于同一平面 解析:選D 苯的同分異構(gòu)體還有鏈狀不飽和烴,如、等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;d的二氯代物有6種,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下:、、、、、,B項(xiàng)錯(cuò)誤;b為苯,p是環(huán)烷烴,屬于飽和有機(jī)物,都不能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;只有苯分子中所有原子共平面,d、p中均有碳原子與其他四個(gè)原子形成共價(jià)單鍵,不能共平面,D項(xiàng)正確。 3.下列各組物質(zhì)用酸性KMnO4溶液和溴水都能區(qū)別的是( ) A.苯和甲苯 B.1-己烯和二甲苯 C.苯和1-己烯 D.己烷和苯 解析:選C
16、A項(xiàng),苯和甲苯均不與溴水反應(yīng),不符合題意;B項(xiàng),1-己烯和二甲苯都能被酸性KMnO4溶液氧化,不符合題意;C項(xiàng),1-己烯可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,而苯均不能,符合題意;D項(xiàng),己烷和苯與溴水、酸性KMnO4溶液均不反應(yīng),不符合題意。 4.TPE及其衍生物具有誘導(dǎo)發(fā)光特性,在光電材料等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。TPE的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖,下列關(guān)于TPE的說(shuō)法正確的是( ) A.TPE屬于苯的同系物 B.TPE能發(fā)生加成反應(yīng),但不能發(fā)生取代反應(yīng) C.TPE與化合物互為同分異構(gòu)體 D.TPE的一氯代物有3種 解析:選D 苯的同系物只有一個(gè)苯環(huán),并且其側(cè)鏈?zhǔn)峭榛?,A錯(cuò)誤;TPE分子中有苯環(huán)和
17、碳碳雙鍵,能發(fā)生加成反應(yīng)(如和氫氣加成),苯環(huán)上的氫原子能發(fā)生取代反應(yīng)(如鹵代、硝化反應(yīng)),B錯(cuò)誤;TPE的分子式是C26H20,的分子式是C20H14,兩者分子式不同,所以不是同分異構(gòu)體,C錯(cuò)誤;TPE分子中4個(gè)苯環(huán)是相同的,每個(gè)苯環(huán)上有3種氫原子,所以它有3種一氯代物,D正確。 苯環(huán)與取代基的相互影響 (1)甲基對(duì)苯環(huán)有影響,所以甲苯比苯易發(fā)生取代反應(yīng);苯環(huán)對(duì)甲基有影響,所以苯環(huán)上的甲基能被酸性KMnO4溶液氧化。與苯環(huán)相連的碳原子上有氫原子的苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能,可用此性質(zhì)鑒別苯與某些苯的同系物。如加入酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,則證明苯中混有甲苯
18、。 (2)苯的同系物發(fā)生鹵代反應(yīng)時(shí),條件不同,取代的位置不同,一般光照條件下發(fā)生烷基上的取代,鐵粉或FeBr3催化時(shí),發(fā)生苯環(huán)上的取代。 5.(2014·全國(guó)卷Ⅱ)四聯(lián)苯的一氯代物有( ) A.3種 B.4種 C.5種 D.6種 解析:選C 推斷有機(jī)物一氯代物的種數(shù)需要找中心對(duì)稱線,四聯(lián)苯是具有兩條對(duì)稱軸的物質(zhì),即,在其中的一部分上有幾種不同的氫原子(包括對(duì)稱軸上的氫原子),就有幾種一氯代物,四聯(lián)苯有5種不同的氫原子,故有5種一氯代物。 6.(2019·濟(jì)南模擬)某烴的分子式為C10H14,它不能使溴水褪色,但能使酸性KMnO4溶液褪色,分子結(jié)構(gòu)中只含有一個(gè)
19、烷基,符合條件的烴有( ) A.2種 B.3種 C.4種 D.5種 解析:選B 該烴的分子式為C10H14,符合分子通式CnH2n-6,它不能使溴水褪色,但可以使酸性KMnO4溶液褪色,說(shuō)明它是苯的同系物。因其分子中只含一個(gè)烷基,可推知此烷基為—C4H9,它具有以下四種結(jié)構(gòu):①—CH2CH2CH2CH3、②—CH(CH3)CH2CH3、③—CH2CH(CH3)2、④—C(CH3)3,其中第④種烷基與苯環(huán)直接相連的碳原子上沒(méi)有氫原子,不能發(fā)生側(cè)鏈氧化,因此符合條件的烴只有3種。 7.(2019·保定模擬)已知 (異丙烯苯) (異丙苯),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.該反應(yīng)為加成
20、反應(yīng) B.異丙苯的一氯代物共有6種 C.分子式為C9H12的苯的同系物的同分異構(gòu)體共有8種 D.可用溴水鑒別異丙烯苯和異丙苯 解析:選B 異丙苯的一氯代物有5種:,B錯(cuò)誤;分子式為C9H12的苯的同系物的同分異構(gòu)體有共8種,C正確;碳碳雙鍵可以與溴水發(fā)生反應(yīng)使溴水褪色,D正確。 8.有機(jī)化合物9,10-二甲基菲的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列關(guān)于該物質(zhì)的說(shuō)法正確的是( ) A.該物質(zhì)的分子式為C16H12 B.該物質(zhì)與甲苯互為同系物 C.該物質(zhì)能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng) D.該物質(zhì)苯環(huán)上七氯代物的同分異構(gòu)體有4種 解析:選D 根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可判斷該物質(zhì)的分子式為C16H14,A
21、錯(cuò)誤;該物質(zhì)與甲苯的結(jié)構(gòu)不相似,不互為同系物,B錯(cuò)誤;該物質(zhì)能與液溴發(fā)生取代反應(yīng),不存在碳碳雙鍵或碳碳三鍵,不能與溴水發(fā)生加成反應(yīng),C錯(cuò)誤;該物質(zhì)苯環(huán)上有8個(gè)氫原子,所以苯環(huán)上七氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目和一氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目相等,由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱,苯環(huán)上一氯代物的同分異構(gòu)體數(shù)目是4種,所以苯環(huán)上七氯代物的同分異構(gòu)體也有4種,D正確。 9.下列有關(guān)同分異構(gòu)體數(shù)目的敘述中錯(cuò)誤的是( ) A.甲苯苯環(huán)上的一個(gè)氫原子被含3個(gè)碳原子的烷基取代,所得產(chǎn)物有6種 B.C8H10中有4種屬于芳香烴的同分異構(gòu)體 C.乙苯的同分異構(gòu)體共有三種 D.菲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,它與硝酸反應(yīng)可生成5種一硝基取代物 解
22、析:選C 甲苯苯環(huán)上有3種H原子,含3個(gè)碳原子的烷基有正丙基、異丙基2種,所以所得產(chǎn)物有3×2=6種,故A正確;分子式為C8H10的芳香烴,其不飽和度==4,分子中含有1個(gè)苯環(huán),故側(cè)鏈為烷基,若有1個(gè)側(cè)鏈,為CH2CH3,有1種,若有2個(gè)側(cè)鏈,為2個(gè)—CH3,有鄰、間、對(duì)3種,符合條件的結(jié)構(gòu)共有4種,故B正確;含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體二甲苯就有鄰、間、對(duì)三種,若不含苯環(huán),則種類更多,故C錯(cuò)誤;為對(duì)稱結(jié)構(gòu),有如圖所示的5種H原子:,所以與硝酸反應(yīng)可生成5種一硝基取代物,故D正確。 10.(1)甲苯苯環(huán)上的一個(gè)氫原子被相對(duì)分子質(zhì)量為57的烴基取代,所得產(chǎn)物有________種。 (2)已知二氯苯有
23、3種同分異構(gòu)體,則四氯苯的同分異構(gòu)體數(shù)目有________種。 (3)某芳香烴的分子式為 C8H10,它不能使溴水褪色,但能使酸性KMnO4溶液褪色,該有機(jī)物苯環(huán)上的一氯代物只有一種,則該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________________。 解析:(1)=4……9,即烴基為—C4H9(丁基),丁基有—CH2CH2CH2CH3、四種,每種形成鄰、間、對(duì)三種位置,取代產(chǎn)物共有4×3=12種。(2)將苯的二氯取代物分子中的氫原子換成氯原子,將氯原子換成氫原子,可知苯的四氯取代物有3種。(3)該烴不能使溴水褪色,但能使酸性KMnO4溶液褪色,只能為苯的同系物,且苯環(huán)上只有一種氫原子。
24、 答案:(1)12 (2)3 (3) 1.苯的同系物的同分異構(gòu)體 以C8H10芳香烴為例 名稱 乙苯 鄰二甲苯 間二甲苯 對(duì)二甲苯 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 2.判斷芳香烴同分異構(gòu)體數(shù)目 (1)等效氫法 “等效氫”就是在有機(jī)物分子中處于相同位置的氫原子,任一等效氫原子若被相同取代基取代所得產(chǎn)物都屬于同一物質(zhì);分子中完全對(duì)稱的氫原子也是“等效氫”,其中引入一個(gè)新的原子或原子團(tuán)時(shí)只能形成一種物質(zhì)。 例如甲苯和乙苯在苯環(huán)上的一氯代物的同分異構(gòu)體分別都有三種(鄰、間、對(duì)): (2)定一(或定二)移一法 在苯環(huán)上連有兩個(gè)新的原子或原子團(tuán)時(shí),可固定一個(gè)移動(dòng)另一個(gè),從而
25、寫(xiě)出鄰、間、對(duì)三種異構(gòu)體;苯環(huán)上連有三個(gè)新的原子或原子團(tuán)時(shí),可先固定兩個(gè)原子或原子團(tuán),得到三種結(jié)構(gòu),再逐一插入第三個(gè)原子或原子團(tuán),這樣就能寫(xiě)全含有芳香環(huán)的同分異構(gòu)體。 例如二甲苯苯環(huán)上的一氯代物的同分異構(gòu)體的寫(xiě)法與數(shù)目的判斷: 共有(2+3+1=6)六種。 考點(diǎn)(三) 鹵代烴 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】 1.鹵代烴的概念 (1)鹵代烴是烴分子里的氫原子被鹵素原子取代后生成的化合物。通式可表示為R—X(其中R—表示烴基)。 (2)官能團(tuán)是—X。 2.鹵代烴的物理性質(zhì) 3.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì) (1)鹵代烴水解反應(yīng)和消去反應(yīng)比較 反應(yīng)類型 水解反應(yīng)(取代反應(yīng))
26、 消去反應(yīng) 反應(yīng)條件 強(qiáng)堿的水溶液、加熱 強(qiáng)堿的醇溶液、加熱 斷鍵方式 反應(yīng)本質(zhì) 和通式 鹵代烴分子中—X被水中的—OH所取代,生成醇; R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX 相鄰的兩個(gè)碳原子間脫去小分子HX; +NaOH+NaX+H2O 特征 引入—OH,生成含—OH的化合物 消去HX,生成含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的不飽和化合物 (2)寫(xiě)出下列化學(xué)方程式(以CH3CH2Br為例) ①水解反應(yīng): CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。 ②消去反應(yīng): CH3CH2Br+NaOHCH2===CH2↑+NaBr+H2O。 4.鹵
27、代烴的獲取方法 (1)取代反應(yīng)(寫(xiě)出化學(xué)方程式) 如乙烷與Cl2:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl; 苯與Br2:; C2H5OH與HBr:CH3CH2OH+HBrC2H5Br+H2O。 (2)不飽和烴的加成反應(yīng) 如CH3——CH===CH2+HBr―→CH3CHBrCH3; +HCl―→CH2===CHCl。 [小題練微點(diǎn)] 1.判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)鹵代烴屬于烴類物質(zhì)( ) (2)鹵代烴均可以發(fā)生取代、消去反應(yīng)( ) (3)向溴乙烷中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成( ) 答案:(1)× (2)× (3
28、)× 2.由1-溴丁烷和必要的無(wú)機(jī)試劑制取1,2-二溴丁烷。 (1)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合成路線:___________________________________________________。 (2)請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式并注明反應(yīng)類型: ________________________________________________________________________。 答案:(1)BrCH2CH2CH2CH3CH2===CHC2H5CH2BrCHBrCH2CH3 (2)BrCH2CH2CH2CH3+NaOHCH2===CHCH2CH3+NaBr+H2O 消去反應(yīng) C
29、H2===CHCH2CH3+Br2―→CH2BrCHBrCH2CH3 加成反應(yīng) 3.根據(jù)下面的反應(yīng)路線及所給信息填空。 (1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________,名稱是________。 (2)①的反應(yīng)類型是________。③的反應(yīng)類型是________。 (3)反應(yīng)④的化學(xué)方程式是______________________________________________。 解析:由反應(yīng)①:A和Cl2在光照的條件下發(fā)生取代反應(yīng)得,可推知A為,在NaOH的乙醇溶液、加熱的條件下發(fā)生消去反應(yīng)得,在Br2的CCl4溶液中發(fā)生加成反應(yīng)得B:。―→的轉(zhuǎn)化應(yīng)是在NaOH的乙醇溶液、加熱的條件
30、下發(fā)生消去反應(yīng)。 答案:(1) 環(huán)己烷 (2)取代反應(yīng) 加成反應(yīng) (3) +2NaOH+2NaBr+2H2O 1.(2019·濟(jì)南聯(lián)考)如圖表示4-溴環(huán)己烯所發(fā)生的4個(gè)不同反應(yīng),其中產(chǎn)物只含有一種官能團(tuán)的反應(yīng)是( ) A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 解析:選C 據(jù)題意可知X為,Y為或、Z為或、W為。 2.證明溴乙烷中溴元素的存在,有下列幾步,其正確的操作順序是________(填標(biāo)號(hào))。 ①加入硝酸銀溶液 ②加入氫氧化鈉溶液?、奂訜帷、芗尤胝麴s水?、菁尤胂∠跛嶂寥芤撼仕嵝浴、藜尤霘溲趸c醇溶液
31、 答案:②③⑤①(或⑥③⑤①) 1.消去反應(yīng)規(guī)律 消去反應(yīng):有機(jī)化合物在一定條件下,從一個(gè)分子中脫去一個(gè)或幾個(gè)小分子(如H2O、HBr等),而生成含不飽和鍵(如雙鍵或三鍵)的化合物的反應(yīng)。 (1)兩類鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 實(shí)例 與鹵素原子相連的碳沒(méi)有鄰位碳原子 CH3Cl 與鹵素原子相連的碳有鄰位碳原子,但鄰位碳原子上無(wú)氫原子 (2)同一鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)生成不同產(chǎn)物分析 有兩種或三種鄰位碳原子,且碳原子上均帶有氫原子時(shí),發(fā)生消去反應(yīng)可生成不同的產(chǎn)物。 例如: +NaOHCH2===CH—CH2—CH3 (或CH3—CH===CH—CH3)+NaCl
32、+H2O。 (3)鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)生成三鍵示例 型鹵代烴,發(fā)生消去反應(yīng)可以生成。 例如:BrCH2CH2Br+2NaOH↑+2NaBr+2H2O。 2.鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)方法 (1)檢驗(yàn)方法 (2)注意事項(xiàng) ①加堿的目的是使不溶于水的非電解質(zhì)鹵代烴產(chǎn)生鹵離子。 ②加入AgNO3溶液之前一定要加過(guò)量稀硝酸的目的是中和多余的堿并提供酸性環(huán)境,防止OH-的干擾。 3.(1)(2017·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)化合物H是一種有機(jī)光電材料中間體。實(shí)驗(yàn)室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如圖: 已知:①RCHO+CH3CHORCH===CHCHO+H2O; ②||+|||。
33、 寫(xiě)出用環(huán)戊烷和2-丁炔為原料制備化合物的合成路線_________________________________________________________________(其他試劑任選)。 (2)(2015·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選) 已知:①烴A的相對(duì)分子質(zhì)量為70,核磁共振氫譜顯示只有一種化學(xué)環(huán)境的氫; ②化合物B為單氯代烴;化合物C的分子式為C5H8。 由B生成C的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。 (3)(2014·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)化合物(A)可由環(huán)戊烷經(jīng)三步反應(yīng)合成: 反應(yīng)1的試劑與條件為_(kāi)_
34、______;反應(yīng)2的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________;反應(yīng)3可用的試劑為_(kāi)_______。 (2)+NaOH+NaCl+H2O (3)Cl2/光照?。玁aOH+NaCl O2/Cu(其他合理答案也可) 鹵代烴在有機(jī)合成中的四大應(yīng)用 (1)聯(lián)系烴和烴的衍生物的橋梁 如―→醛和羧酸。 (2)改變官能團(tuán)的個(gè)數(shù) 如CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br。 (3)改變官能團(tuán)的位置 如CH2BrCH2CH2CH3CH2===CHCH2CH3。 (4)進(jìn)行官能團(tuán)的保護(hù) 如在氧化CH2===CHCH2OH的羥
35、基時(shí),碳碳雙鍵易被氧化,常采用下列方法保護(hù): CH2===CHCH2OH?! ? 1.現(xiàn)通過(guò)以下具體步驟由制取,即ABC (1)從左到右依次填寫(xiě)每步反應(yīng)所屬的(填字母):a.取代反應(yīng),b.加成反應(yīng),c.消去反應(yīng),d.加聚反應(yīng)。 ①_______;②_______;③_______;④_______;⑤_______;⑥_______。 (2)寫(xiě)出①、⑤、⑥三步反應(yīng)的化學(xué)方程式: ①________________________________________________________________________。 ⑤____________________
36、____________________________________________________。 ⑥________________________________________________________________________。 點(diǎn)撥:鹵代烴在NaOH的水溶液中一般能發(fā)生水解反應(yīng),水解反應(yīng)中NaOH的用量n(R—X)∶n(NaOH)=1∶1,n()∶n(NaOH)=1∶2?! ? 解析:由逆推得B為,由和B可推得A為,由和可推得C為,有機(jī)物確定后再解答每個(gè)問(wèn)題。 答案:(1)①a?、赽 ③c?、躡?、輈?、辀 (2)①+Cl2+HCl ⑤+2NaO
37、H+2NaCl+2H2O ⑥+2Cl2 2.鹵代烴在氫氧化鈉存在的條件下水解,這是一個(gè)典型的取代反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是帶負(fù)電的原子團(tuán)(如OH-等陰離子)取代了鹵代烴中的鹵原子,如CH3CH2CH2Br+OH-(NaOH)―→CH3CH2CH2OH+Br-(NaBr),又知與NaNH2可反應(yīng)生成。 寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式: (1)溴乙烷跟醋酸鈉反應(yīng):___________________________________________________。 (2)碘甲烷、丙炔和NaNH2合成2-丁炔: _____________________________________。 (3)由碘甲烷
38、、無(wú)水乙醇和金屬鈉合成甲乙醚(CH3OCH2CH3): ________________________________________________________________________。 解析:(1)由題干信息可知,帶負(fù)電的原子團(tuán)CH3COO-取代了鹵代烴中的鹵原子。(2) 先和NaNH2反應(yīng)生成,然后和CH3I反應(yīng),取代了碘甲烷中的I原子。(3)CH3CH2OH先和鈉發(fā)生置換反應(yīng)生成CH3CH2ONa,然后CH3CH2ONa中的CH3CH2O—取代了碘甲烷中的I原子,據(jù)此分析。 答案:(1)CH3CH2Br+CH3COONa―→NaBr+CH3CH2OOCCH3 (2
39、) +NaNH2―→+NH3、 CH3I+―→+NaI (3)2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑、 CH3I+CH3CH2ONa―→CH3OCH2CH3+NaI 3.(2017·海南高考)已知苯可以進(jìn)行如下轉(zhuǎn)化: 回答下列問(wèn)題: (1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為_(kāi)_______,化合物A的化學(xué)名稱為_(kāi)_______。 (2)化合物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______,反應(yīng)②的反應(yīng)類型為_(kāi)_______。 (3)如何僅用水鑒別苯和_________________________________________。 注意鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn) ①鹵代烴中鹵素原
40、子與AgNO3溶液不反應(yīng)。 ②水解反應(yīng)一定可以檢驗(yàn),但消去反應(yīng)不一定可以(有些鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng))。 ③檢驗(yàn)時(shí)一定不要忘記水解后先加HNO3酸化,再加AgNO3溶液?! ? 解析:(1)苯的分子式為C6H6,與氫氣反應(yīng)后生成A,A的分子式為C6H12,即此反應(yīng)類型為加成反應(yīng),A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,此有機(jī)物為環(huán)己烷。(2)根據(jù)A和B分子式確定,A生成B發(fā)生取代反應(yīng),即B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,對(duì)比B和C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,去掉一個(gè)氯原子和氫原子,添加一個(gè)碳碳雙鍵,B―→C發(fā)生消去反應(yīng)。(3)苯為密度小于水且不溶于水的液體,溴苯是密度大于水,且不溶于水的液體,因此用水進(jìn)行鑒別。 答案:(1)加成反應(yīng) 環(huán)己烷
41、 (2) 消去反應(yīng) (3)在試管中加入少量水,向其中滴入幾滴苯或溴苯未知液體,若沉入水底,則該液體為溴苯,若浮在水面上,則該液體為苯 4.(2016·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選)端炔烴在催化劑存在下可發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),稱為Glaser反應(yīng)。 該反應(yīng)在研究新型發(fā)光材料、超分子化學(xué)等方面具有重要價(jià)值。下面是利用Glaser反應(yīng)制備化合物E的一種合成路線: 回答下列問(wèn)題: (1)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_____________,D的化學(xué)名稱為_(kāi)_______。 (2)①和③的反應(yīng)類型分別為_(kāi)_________、__________。 (3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_____________________
42、。用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理念上需要消耗氫氣________mol。 (4)化合物()也可發(fā)生Glaser偶聯(lián)反應(yīng)生成聚合物,該聚合反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________。 (5)芳香化合物F是C的同分異構(gòu)體,其分子中只有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫,數(shù)目比為3∶1,寫(xiě)出其中3種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________________________________________________。 解析:B(C8H10)與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成 (C),則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。A與C
43、H3CH2Cl在AlCl3、加熱條件下反應(yīng)生成 (B),顯然反應(yīng)①為取代反應(yīng),A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。 (D)經(jīng)④Glaser反應(yīng)得到E(C16H10),結(jié)合Glaser反應(yīng)原理(+H2)推知,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(1)由上述分析可知,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,其化學(xué)名稱為苯乙炔。(2)反應(yīng)①是苯與CH3CH2Cl的取代反應(yīng);反應(yīng)③中轉(zhuǎn)化為,生成了碳碳三鍵,故該反應(yīng)為鹵代烴的消去反應(yīng)。(3)由上述分析可知,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。1個(gè)碳碳三鍵需要2分子氫氣加成,則用1 mol E()合成1,4-二苯基丁烷,理論上需要消耗4 mol氫氣。(4)化合物()可發(fā)生Glaser偶聯(lián)反應(yīng)生成聚合物,結(jié)合Glaser偶聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)原理及原子守恒寫(xiě)出化學(xué)方程式: +(n-1)H2。(5)芳香化合物F是C()的同分異構(gòu)體,F(xiàn)需滿足條件:ⅰ.與C具有相同的分子構(gòu)成,含有1個(gè)苯環(huán)和2個(gè)Cl原子; ⅱ.分子中只有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫,且數(shù)目比為3∶1,說(shuō)明分子結(jié)構(gòu)存在對(duì)稱性,分子中含有2個(gè)—CH3,考慮苯環(huán)上取代基的結(jié)構(gòu)及相對(duì)位置關(guān)系,符合條件的F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有等。 答案:(1) 苯乙炔 (2)取代反應(yīng) 消去反應(yīng) (3) 4 (4) +(n-1)H2 (5) (任選三種)
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