2018届高考一轮复习人教版有机化合物烃与卤代烃学案(20)

2018届高考一轮复习人教版有机化合物烃与卤代烃学案(20)

第二讲　烃与卤代烃 ‎[2017高考导航]‎ 考纲要求 真题统计 命题趋势 ‎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．能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。‎ ‎3．了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用。‎ ‎4．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。‎ ‎5．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。‎ ‎6．了解加成反应、取代反应和消去反应。‎ ‎7．结合实际了解某些烃或卤代烃对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。‎ ‎2015，卷Ⅰ 38T(2)(4)；‎ ‎2015，卷Ⅱ 38T(2)(3)；‎ ‎2014，卷Ⅰ 38T(1)(2)；‎ ‎2014，卷Ⅱ 7T(C)、38T(2)(3)；‎ ‎2013，卷Ⅰ 8T(BCD)、38T(3)；‎ ‎2013，卷Ⅱ 8T、38T(4)‎ 高考对本部分的考查主要有三方面：(1)卤代烃的主要性质及在有机合成中的桥梁作用；(2)以新型材料和药品为载体考查烃的性质；(3)综合考查烃、卤代烃的结构，同分异构体分析，反应类型的判断，结构简式、名称的书写。预计2017年高考中卤代烃的结构和性质仍然是考查的热点和重点，有可能将定量和定性问题结合起来考查，要特别关注烃和卤代烃在有机合成路线设计中的应用。‎ 考点一　烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构和性质[学生用书P218]‎ 一、烷烃、烯烃、炔烃的组成和结构特点 ‎1．烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式 ‎2．典型代表物的分子组成与结构特点 甲烷 乙烯 乙炔 分子式 CH4‎ C2H4‎ C2H2‎ 结构式 H—C≡C—H 结构简式 CH4‎ CH2===CH2‎ HC≡CH 分子构型 正四面体形 平面形 直线形 ‎3.烯烃的顺反异构 ‎(1)顺反异构及其存在条件 概念：由于碳碳双键不能旋转而导致分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象。‎ 存在条件：每个双键碳原子上连接了两个不同的原子或原子团。‎ ‎(2)两种结构形式 顺式结构 反式结构 特点 两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧 两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧 实例 二、烷烃、烯烃、炔烃的物理性质 性质 变化规律 状态 常温下有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态 沸点 随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低 密度 随着碳原子数的增多，密度逐渐增大，液态烃密度均比水小 水溶性 均难溶于水 三、烷烃、烯烃、炔烃的化学性质 ‎1．氧化反应 ‎(1)均能燃烧，其充分燃烧时反应的通式为CxHy＋O2xCO2＋H2O。‎ ‎(2)被强氧化剂氧化，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 ‎3．烯烃、炔烃的加成反应 ‎(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)烯烃、炔烃的加成反应(填化学方程式)‎ ‎4．烯烃、炔烃的加聚反应(填化学方程式)‎ ‎(1)乙烯的加聚反应：。‎ ‎(2)丙烯的加聚反应：。‎ ‎(3)乙炔的加聚反应：。‎ 四、天然气、液化石油气和汽油的主要成分及其应用 主要成分 应用 天然气 甲烷 燃料、化工原料 液化石油气 丙烷、丁烷、丙烯、丁烯 燃料 汽油 C5～C11的烃类混合物 汽油发动机燃料 五、常见烃分子的共面问题 在常见烃中，甲烷是正四面体构型，乙烯是平面构型，乙炔是直线构型，苯分子是平面构型，其中6个碳原子形成正六边形。‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)(2014·高考全国卷Ⅱ，7－C)用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果的过程发生了化学反应。(　　)‎ ‎(2)(2014·高考大纲卷)用饱和食盐水替代水跟电石反应，可以减缓乙炔的产生速率。(　　)‎ ‎(3)(2014·高考山东卷)CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl，CH2CH2＋HCl―→CH3CH2Cl均为取代反应。(　　)‎ 解析：(1)高锰酸钾可与水果释放出的乙烯反应，达到保鲜水果的目的，正确；(3)前者为取代反应，后者为加成反应，错误。‎ 答案：(1)√　(2)√　(3)×‎ ‎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CnH2n D．烷烃与烯烃相比，发生加成反应的一定是烯烃 解析：选D。烯烃中一定含有碳氢饱和键，可能含有碳碳饱和键，A错；烯烃中的氢原子有可能发生取代反应，B错；烯烃中只有单烯链烃的通式才是CnH2n，C错。‎ 名师点拨 烷烃与卤素单质的取代反应是分子中的氢原子逐步被取代，并且是各步反应同时进行，产物是烃的多种卤代物的混合物和卤化氢。‎ ‎　(2016·铜川高三一模)有8种物质：①乙烷；②乙烯；③乙炔；④苯；⑤甲苯；⑥溴乙烷；⑦聚丙烯；⑧环己烯。其中既不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能与溴水反应使溴水褪色的是(　　)‎ A．①②③⑤　　　　　　　 B．④⑥⑦⑧‎ C．①④⑥⑦ D．②③⑤⑧‎ ‎[解析]　甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色；乙烯、乙炔、环己烯既能使酸性KMnO4溶液褪色又能与溴水反应使溴水褪色；乙烷、苯、溴乙烷、聚丙烯既不能使酸性KMnO4溶液褪色也不能与溴水反应而使溴水褪色。‎ ‎[答案]　C 有下列物质：①CH3CH2CH3　②CH3—CH===CH2‎ ‎③乙炔　④聚乙烯。其中能使溴水褪色的有哪些？能使酸性KMnO4溶液褪色的有哪些？既能发生取代反应又能发生加成反应的又有哪些？‎ 答案：能使溴水褪色的有②③；能使酸性KMnO4溶液褪色的有②③；既能发生取代反应又能发生加成反应的只有②。‎ 熟记脂肪烃的结构特点和主要化学性质 结构特点 主要化学性质 烷烃 全是单键 ‎①氧化反应(能燃烧，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色) ‎ ‎②取代反应 ‎③高温分解 烯烃 碳碳双键 ‎①氧化反应(能燃烧，能使酸性高锰酸钾溶液褪色)‎ ‎ ②加成反应 ‎③加聚反应 炔烃 碳碳三键 ‎①氧化反应(能燃烧，能使酸性高锰酸钾溶液褪色) ‎ ‎②加成反应 ‎③加聚反应 题组一　烃分子结构中的共线、共面问题 ‎1.有关分子结构的下列叙述中，正确的是(　　)‎ A.除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上 B.所有的原子都在同一平面上 C.12个碳原子不可能都在同一平面上 D.12个碳原子有可能都在同一平面上 解析：选D。本题主要考查苯环、碳碳双键、碳碳三键的空间结构。按照结构特点，其空间结构可简单表示为下图所示：‎ 由图形可以看到，直线l一定在平面N中，甲基上3个氢只有一个可能在这个平面内；CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子，最多只有一个在双键决定的平面M中；平面M和平面N一定共用两个碳原子，可以通过旋转碳碳单键使两平面重合，此时仍有CHF2中的两个原子和CH3中的两个氢原子不在这个平面内。烯烃中双键碳形成的键角为120°，由图知苯环以外的碳不可能共直线。‎ ‎2.在①丙烯、②氯乙烯、③苯和④甲苯四种有机化合物中，分子内所有原子均在同一平面上的是(　　)‎ A.①② 　　　　　　　　 B．②③‎ C.③④ D．②④‎ 解析：选B。在丙烯和甲苯分子中，—CH3是一个空间立体结构(与甲烷类似)，这四个原子不在同一平面上，氯乙烯和乙烯相似，是六原子共面结构，苯是十二原子共面结构。‎ 题组二　脂肪烃的性质 ‎3.下图是制备和研究乙炔性质的实验装置图。下列说法不正确的是(　　)‎ A.制备乙炔的反应原理是CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑‎ B.c的作用是除去影响后续实验的杂质 C.d中的有机产物与AgNO3溶液混合能产生沉淀 D.e中的现象说明乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化 解析：A项，实验室用电石水解法制备乙炔，即CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑；B项，硫酸铜溶液可以除去乙炔中的硫化氢等杂质；C项，乙炔与溴水发生加成反应生成1，1，2，2‎ 四溴乙烷，不含Br－，故其不能与AgNO3溶液反应产生沉淀；D项，乙炔分子中含有碳碳三键，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化。‎ ‎4.A～E都是有机化合物，这些物质的转化关系如下图：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)已知标准状况下‎1.12 L有机物B完全燃烧生成‎6.6 g二氧化碳和‎2.7 g水；而且B与氢气的相对密度为21，则B的分子式为________。‎ ‎(2)A为溴代烃，那么A的结构简式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)B生成C选用的最佳条件是________。‎ a．溴水 b．溴蒸气 c．溴的四氯化碳溶液 d．溴化氢 ‎(4)写出C生成D的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)除E外，E的同分异构体还有________种，其中分子中不含甲基的同分异构体的结构简式为________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)C3H6　(2)CH3CH2CH2Br(或CH3CHBrCH3)　(3)c　(4)CH3CHBrCH2BrCH‎3C≡CH＋2HBr ‎(5)3　BrCH2CH2CH2Br ‎(1)解决烃分子共面构型问题时，要注意运用常见分子甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的构型进行组合。某构型中的氢原子被其他原子替代时，该位置不变。在“一定共面”或“最多共面”原子数的问题上，要注意单键可以旋转带来的影响。‎ ‎(2)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。‎ 考点二　芳香烃的结构和性质[学生用书P220]‎ 一、苯 ‎1．苯的结构 ‎2．苯的物理性质 颜色 状态 气味 密度 水溶性 熔、沸点 毒性 无色 液体 特殊气味 比水小 不溶于水 低 有毒 ‎3.苯的化学性质(填化学方程式)‎ ‎ ‎ ‎(3)氧化反应 二、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CnH2n－6(n>6)。‎ ‎2．化学性质(以甲苯为例)‎ ‎(1)氧化反应 ‎①能够燃烧；‎ ‎②能使酸性高锰酸钾溶液褪色。‎ ‎(2)取代反应(以甲苯生成TNT的反应为例)：‎ ‎；‎ ‎(填化学方程式，下同)‎ 甲苯比苯更容易发生苯环上的取代反应，是由于甲基对苯环的影响所致。‎ ‎(3)加成反应(以甲苯与氢气的反应为例)：‎ ‎。‎ 三、芳香烃 ‎1．芳香烃 分子里含有一个或多个苯环的烃。‎ ‎2．芳香烃在生产、生活中的作用 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。‎ ‎3．芳香烃对环境、健康的影响 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。‎ ‎1．有下列物质：①丙烷　②苯　③环己烷　④丙炔　⑤聚苯乙烯　⑥环己烯　⑦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________(填序号)。‎ ‎(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)④⑥‎ ‎(2) ‎ ‎2．(2016·湖南六校联考)下列对有机物结构或性质的描述，错误的是(　　)‎ A．将溴水加入苯中，溴水的颜色变浅，这是由于发生了加成反应 B．苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键 C．乙烷和丙烯的物质的量共1 mol，其混合物完全燃烧生成3 mol H2O D．一定条件下，Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应 解析：选A。将溴水加入苯中，由于溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大，故发生萃取使溴水的水层颜色变浅，是物理变化，A项错误；苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键，而是存在一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，B项正确；乙烷和丙烯的每个分子中都含有6个氢原子，1 mol混合物中含6 mol氢原子，完全燃烧生成3 mol H2O，C项正确；苯环上的氢原子在催化剂作用下能被氯原子取代，苯环侧链的烃基氢原子在光照时可被氯原子取代，D项正确。‎ 名师点拨 ‎(1)在判断苯的同系物时，一定要紧扣同系物的概念，苯的同系物应该符合只有一个苯环，其余全部是烷烃基的有机物，在分子组成上比苯多一个或若干个CH2原子团。‎ ‎(2)注意苯的取代反应条件：苯与液溴在FeBr3作催化剂的条件下发生反应，该反应不需要加热，且液溴不能换为溴水。‎ ‎　有机物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质的不同。下列事实不能说明上述观点的是(　　)‎ A．苯酚能跟NaOH溶液反应，乙醇不能与NaOH溶液反应 B．乙烯能发生加成反应，乙烷不能发生加成反应 C．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．苯与硝酸在50～‎60 ℃‎时发生取代反应，甲苯与硝酸在‎30 ℃‎ 时就能发生取代反应 ‎[解析]　苯酚能跟NaOH溶液反应，乙醇不能与NaOH溶液反应，说明苯环的影响使酚羟基上的氢更活泼；甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯环的影响使侧链甲基易被氧化；甲苯与硝酸反应更容易，说明甲基的影响使苯环上的氢变得活泼易被取代。‎ ‎[答案]　B 苯与苯的同系物化学性质的区别 ‎(1)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作催化时发生苯环上的取代。‎ ‎(2)烷烃不易被氧化，但苯环上的烷基易被氧化。大多数的苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，可用此性质鉴别苯与苯的同系物。‎ 题组一　芳香烃的结构、性质及应用 ‎1．柑橘中柠檬烯的结构可表示为，下列关于这种物质的说法中正确的是(　　)‎ A．与苯的结构相似，性质也相似 B．可使溴的四氯化碳溶液褪色 C．易发生取代反应，难发生加成反应 D．该物质极易溶于水 解析：选B。根据柠檬烯的结构可知，柠檬烯属于烃，故其不溶于水；其含有碳碳双键，故易与溴发生加成反应而使其褪色；与苯的结构不相似，故其性质与苯的也不相似。‎ ‎2．某有机物中碳原子和氢原子个数比为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。在铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。该有机物可能是(　　)‎ A．CHCCH3　　　　 B．H3CC2H5‎ C．CH2CHCH3 D．CH‎3C2H5‎ 解析：选B。因该有机物不能与溴水反应却能使酸性KMnO4 溶液褪色，所以排除A、C；又因铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物，说明苯环上的一溴代物有两种，只能是B，而D中苯环上的一溴代物有四种。‎ 题组二　芳香烃及其卤代物的同分异构体 ‎3．下列物质中，属于芳香烃且一氯取代物有5种的是(　　)‎ 解析：选C。A项有4种一氯取代物；B项有3种一氯取代物；C项有5种一氯取代物；D项不属于芳香烃。‎ ‎4．已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为，物质A苯环上的二溴代物有9种同分异构体，由此推断物质A苯环上的四溴代物的同分异构体的数目有(　　)‎ A．9种 B．10种 C．11种 D．12种 答案：A 常见芳香烃及其卤代物的同分异构体 ‎1．苯的同系物的同分异构体 ‎(1)甲苯(C7H8)不存在同分异构体。‎ ‎(2)分子式为C8H10的芳香烃同分异构体有4种：‎ ‎2．苯的氯代物的同分异构体 ‎(1)苯的一氯代物只有1种：‎ ‎(2)苯的二氯代物有3种：‎ ‎3．甲苯的一氯代物的同分异构体 ‎ ‎ 考点三　卤代烃的结构和性质[学生用书P222]‎ 一、卤代烃的组成与结构 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)，官能团是卤素原子。‎ 二、卤代烃的物理性质 ‎1．沸点 ‎(1)比相同碳原子数的烷烃沸点高，如沸点：CH3CH2Cl>CH3CH3；‎ ‎(2)同系物的沸点随碳原子数的增加而升高，如沸点：CH3CH2CH2Cl>CH3CH2Cl。‎ ‎2．溶解性：水中难溶，有机溶剂中可溶。‎ ‎3．密度：一般一氟代烃、一氯代烃密度比水小，其余密度比水大。‎ 三、饱和卤代烃的化学性质 ‎1．水解反应 ‎(1)反应条件：氢氧化钠水溶液，加热。‎ ‎(2)溴乙烷在碱性条件下水解的化学方程式为 C2H5Br＋NaOHC2H5OH＋NaBr。‎ ‎2．消去反应 ‎(1)概念：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(如碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应。‎ ‎(2)卤代烃发生消去反应的条件：氢氧化钠的乙醇溶液，加热。‎ ‎(3)溴乙烷发生消去反应的化学方程式为 C2H5Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。‎ 四、卤代烃的水解反应与消去反应的比较 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 反应本质和通式 卤代烃分子中—X被溶液中的—OH所取代，R—X＋NaOH R—OH＋NaX 相邻的两个碳原子间脱去小分子HX，‎ ‎＋NaOH ‎＋NaX＋H2O 或＋2NaOH ‎—C≡C—＋2NaX＋2H2O 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 五、卤代烃的水解反应与消去反应的反应规律 ‎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。‎ ‎2．消去反应 ‎(1)两类卤代烃不能发生消去反应 结构 特点 与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子 与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子 实例 CH3Cl ‎(2)与卤素原子相连的碳原子有两种或三种邻位碳原子，且邻位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：‎ CH2===CH—CH2—CH3(或CH3—CH===CH—CH3)＋NaCl＋H2O。　‎ 六、卤代烃的获取方法 ‎1．取代反应 如乙烷与Cl2的反应(填化学方程式，下同)：‎ CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl；‎ 苯与Br2的反应：‎ ‎；‎ C2H5OH与HBr的反应：‎ C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O。‎ ‎2．不饱和烃的加成反应 如丙烯与Br2、HBr的反应：‎ CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CHBr—CH2Br；‎ 乙炔与HCl的反应：‎ CH≡CH＋HClCH2===CHCl。‎ ‎1．(2016·湖北百所重点中学联考)3氯戊烷是一种有机合成中间体，下列有关3氯戊烷的叙述正确的是(　　)‎ A．3氯戊烷的分子式为C6H9Cl3‎ B．3氯戊烷属于烷烃 C．3氯戊烷的一溴代物共有3种 D．3氯戊烷的同分异构体共有6种 解析：选C。A项，3氯戊烷的分子式为C5H11Cl，错误；B项，3氯戊烷属于卤代烃，不属于烷烃，错误；C项，3氯戊烷的一溴代物共有3种，正确；D项，3氯戊烷的同分异构体有7种，错误。‎ ‎2．下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线：‎ 其中，反应①的产物名称是________，反应②的反应试剂和反应条件是______________________，反应③的反应类型是________。‎ 答案：氯代环戊烷　氢氧化钠的乙醇溶液，加热　加成反应 名师点拨 ‎(1)卤代烃的水解反应实质是可逆反应，为了促使正反应进行得较完全，水解时一定要加入可溶性强碱并加热，加强碱可与水解生成的卤化氢发生中和反应，减小生成物浓度，使平衡右移，加热可提高水解反应的速率。‎ ‎(2)卤代烃分子中的卤素原子不能电离出卤素离子，所以要鉴别卤代烃中的卤素，应先使卤代烃发生碱性水解反应，然后再用稀硝酸中和过量的碱，最后加入AgNO3溶液，根据生成沉淀的颜色判断卤素的种类。‎ ‎(3)卤代烃是发生水解反应还是消去反应，主要看反应条件——“无醇成醇，有醇成烯”。‎ ‎　(2014·高考海南卷)卤代烃在生产生活中具有广泛的应用，回答下列问题：‎ ‎(1)多氯代甲烷常作为有机溶剂，其分子结构为正四面体的是________，工业上分离这些多氯代物的方法是________。‎ ‎(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂，写出其所有同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(不考虑立体异构)。‎ ‎(3)聚氯乙烯是生活中常用的塑料，工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下：‎ 反应①的化学方程式为________________________________________________________________________，‎ 反应类型为________，反应②的反应类型为________。‎ ‎[解析]　(1)甲烷的结构是正四面体，所以只有当甲烷的4个H原子全部被Cl原子取代生成四氯化碳时，其结构才是正四面体；多氯代物的组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，物质的沸点逐渐升高，可以利用它们之间沸点的差异，采取蒸馏(分馏)法进行分离。‎ ‎(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)的同分异构体就是F、Cl、Br三种原子之间互换位置，则可以写出三种同分异构体：。‎ ‎(3)乙烯(H‎2C===CH2)生成1，2二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是加成反应，化学方程式为H‎2C===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl，1，2二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)生成氯乙烯(CH2===CHCl)属于卤代烃的消去反应。‎ ‎[答案]　(1)四氯化碳　分馏 ‎(2)CHFClCF2Br、CHFBrCF2Cl、CFClBrCHF2‎ ‎(3)H‎2C===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl　加成反应　消去反应 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____________(填序号)。‎ ‎①加入硝酸银溶液　②加入氢氧化钠溶液　③加热　④加入蒸馏水　⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性　⑥加入氢氧化钠醇溶液 解析：由于溴乙烷不能电离出Br－，可使溴乙烷在碱性条件下发生水解反应(或溴乙烷的消去反应)得到Br－，向反应后的溶液中加入AgNO3溶液，根据生成的淡黄色沉淀，可以确定溴乙烷中含有溴原子。需要说明的是溴乙烷水解(或消去)需在碱性条件下进行，加入AgNO3溶液之前需加入稀硝酸酸化，否则溶液中的OH－会干扰Br－的检验。‎ 答案：②③⑤①(或⑥③⑤①)‎ ‎(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，然后用稀硝酸中和使溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。在做题时容易忽视加硝酸中和碱这个环节。‎ ‎ ‎ 题组一　卤代烃的性质及制备 ‎1．(2016·怀化高三调研)某有机物的结构简式为，下列关于该物质的说法中正确的是(　　)‎ A．该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类 B．该物质能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀 C．该物质可以发生消去反应 D．该物质可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 解析：选D。该物质在NaOH的水溶液中，可以发生水解反应，其中—Br被—OH取代，A项错误；该物质中的溴原子必须水解生成Br－，才能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀，B项错误；该有机物分子中与溴原子相连的碳原子的邻位碳上没有H原子，不能发生消去反应，C项错误；该物质含有碳碳双键，可与Br2发生加成反应，D项正确。‎ ‎2．从溴乙烷制取1，2二溴乙烷，下列制备方案中最好的是(　　)‎ A．CH3CH2BrCH3CH2OHCH2===CH2CH2BrCH2Br B．CH3CH2BrCH2BrCH2Br C．CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br D．CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br 解析：选D。本题考查卤代烃制取方案的设计。在有机合成中，理想合成方案有以下特点：①尽量少的步骤；②选择生成副产物最少的反应原理；③试剂价廉；④实验安全；⑤符合环保要求。在有机合成中引入卤原子或引入卤原子作中间产物，一般用加成反应，而不用取代反应，因为光照下卤代反应产物无法控制，得到产品纯度低。A项，发生三步反应，步骤多，产率低；B项，溴与烷烃发生取代反应是连续反应，不能控制产物种类，副产物多；C项，步骤多，且发生卤代反应难控制产物纯度；D项，步骤少，产物纯度高。‎ 题组二　卤代烃在有机合成中的“桥梁”作用 ‎3．由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH，依次(从左至右)发生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 解析：选B。先设计出由CH3CH2CH2Br到 CH3CH(OH)CH2OH的流程图，再看反应类型。‎ CH3CH2CH2Br―→CH3CH===CH2―→CH3CHXCH2X(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。‎ ‎4．已知：R—CH===CH2＋HX―→CHRXCH3‎ A、B、C、D、E有如下转化关系：‎ 其中A、B分别是化学式为C3H7Cl的两种同分异构体。根据图中各物质的转化关系，填写下列空白：‎ ‎(1)A、B、C、D、E的结构简式：‎ A________________、B________________、C________________、D________________、E________________。‎ ‎(2)完成下列反应的化学方程式：‎ ‎①A―→E________________________________________________________________________；‎ ‎②B―→D________________________________________________________________________；‎ ‎③C―→E________________________________________________________________________。‎ 解析：C3H7Cl的两种同分异构体分别为CH3CH2CH2Cl和，由图中的转化关系可知E为丙烯(CH3CH===CH2)。根据题目信息可知B为 ‎，即A为CH3CH2CH2Cl，进一步推知C为CH3CH2CH2OH，D为。‎ 答案：(1)CH3CH2CH2Cl　‎ CH3CH2CH2OH　　CH3CH===CH2‎ ‎(2)①CH3CH2CH2Cl＋NaOHCH3—CH===CH2↑＋NaCl＋H2O ‎②CH3CHClCH3＋NaOHCH3CHOHCH3＋NaCl ‎③CH3CH2CH2OHCH3—CH===CH2↑＋H2O 卤代烃在有机合成中的应用 ‎(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁 烃通过与卤素发生取代反应或加成反应转化为卤代烃，‎ 卤代烃在碱性条件下水解转化为醇或酚，进一步可转化为醛、酮、羧酸、酯等；醇在加热条件下与氢卤酸反应转化为卤代烃，卤代烃通过消去反应可转化为烃。‎ ‎(2)改变官能团的个数 如CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br。‎ ‎(3)改变官能团位置 如CH2BrCH2CH2CH3 ‎ ‎ ‎(4)保护官能团 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：CH2===CH2CH3CH2BrCH2===CH2。 ‎ 一、选择题 ‎1．下列实验操作中正确的是(　　)‎ A．制取溴苯：将铁屑、溴水、苯混合加热 B．实验室制取硝基苯：先加入浓硫酸，再加苯，最后滴入浓硝酸 C．鉴别乙烯和苯：向乙烯和苯中分别滴入酸性KMnO4溶液，振荡，观察是否褪色 D．检验卤代烃中的卤原子：加入NaOH溶液共热，再加AgNO3溶液，观察沉淀颜色 解析：选C。A中应是液溴；B中应把苯加到冷却的混酸中，防止苯的挥发；D中检验卤代烃中的卤原子时，加入AgNO3 溶液之前，要先加入稀HNO3中和未反应完的NaOH。‎ ‎2．(2016·合肥高三模拟)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＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列所给化合物中与钠反应不可能生成环丁烷的是(　　)‎ A．CH3CH2CH2CH2Br　　 B．CH2BrCH2Br C．CH2Br2 D．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＋4Na―→4NaBr＋(环丁烷)，4CH2Br2＋8Na―→8NaBr＋(环丁烷)，CH2BrCH2CH2CH2Br＋2Na―→2NaBr＋(环丁烷)。‎ ‎3．下列说法中不正确的是(　　)‎ A．1 mol CH≡CH可以与Br2发生加成反应，消耗2 mol Br2‎ B．苯的邻位二元取代物只有一种可以说明苯分子不具有碳碳单键和碳碳双键的交替结构 C．甲苯()中所有原子都在同一平面内 D．己烷的沸点高于2甲基戊烷 解析：选C。由CH≡CH＋2Br2―→CHBr2CHBr2，1 mol CH≡CH可以与2 mol Br2发生加成反应，‎ A正确；若苯为碳碳单键和碳碳双键的交替结构，则苯的邻位二元取代物有两种结构，B正确；苯环上的原子与甲基中的一个碳原子和一个氢原子可处在同一个平面内，甲基的另外两个氢原子不可能在这个平面上，故所有原子不可能都在同一平面内，C不正确；己烷与2甲基戊烷的分子式相同，支链越多，沸点越低，D正确。‎ ‎4．有机物的结构可用键线式表示，如CH3CH===CHCH3可简写为，有机物X的键线式为，下列说法不正确的是(　　)‎ A．X的化学式为C8H8‎ B．有机物Y是X的同分异构体，且属于芳香烃，则Y的结构简式为 C．X能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z，Z的一氯代物有4种 解析：选D。由X的键线式结构可知其分子式为C8H8，与苯乙烯()互为同分异构体，X分子中含碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，X与足量H2加成生成的环状饱和烃Z中只有2种不同位置的氢原子，故其一氯代物有2种。‎ ‎5.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(　　)‎ 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是一种常温下能稳定存在的液态烃 C．X和乙烷类似，都容易发生取代反应 D．充分燃烧等质量的X和甲烷，X消耗氧气较多 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；该烃的分子式为C5H4，故等质量燃烧时，CH4的耗氧量较多，D错误。‎ ‎6．(2016·贵阳监测考试)1氯丙烷与强碱的醇溶液共热后，生成的产物再与溴水反应，得到一种有机物A，A的同分异构体(包括A)共有(　　)‎ A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 解析：选B。1氯丙烷与强碱的醇溶液共热后发生消去反应生成丙烯，丙烯与溴水发生加成反应生成1，2二溴丙烷，即分子式为C3H6Br2，该有机物可以看成是C3H8中的两个氢原子被两个溴原子取代。碳链上的三个碳中，两个溴原子取代一个碳上的氢原子，有2种结构：CH3—CH2—CHBr2、CH3—CBr2—CH3；分别取代两个碳上的氢原子，有2种结构：CH2Br—CH2—CH2Br、CH2Br—CHBr—CH3，共有4种结构。‎ ‎7．下图表示3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(　　)‎ A．①② B．②③‎ C．③④ D．①④‎ 解析：选C。反应①，双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化，双键所连碳原子被氧化为羧基，该反应产物中含羧基、溴原子两种官能团；反应②为卤代烃的水解反应，溴原子在题目所给条件下发生水解，溴原子被羟基取代，羟基连同原有的双键，共两种官能团；反应③为卤代烃的消去反应，生成小分子HBr和双键，故产物中只有碳碳双键一种官能团；反应④为双键的加成反应，在碳环上加一个溴原子，产物中只有溴原子一种官能团。‎ ‎8．(2016·合肥高三调研)下列反应的产物中，有的有同分异构体，有的没有同分异构体，其中一定不存在同分异构体的反应是(　　)‎ A．异戊二烯()与等物质的量的Br2发生加成反应 B．2氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去HCl分子的反应 C．甲苯在一定条件下发生硝化反应生成一硝基甲苯的反应 D．邻羟基苯甲酸与NaHCO3溶液反应 解析：选D。A项中1，4加成产物与1，2加成产物是同分异构体关系；B项中消去产物有1丁烯和2丁烯，二者是同分异构体关系；C项中可生成邻硝基甲苯，也可生成对硝基甲苯，二者是同分异构体关系；D项中只生成邻羟基苯甲酸钠。‎ ‎9．分子组成为C9H12的苯的同系物，已知苯环上只有一个取代基，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该有机物不能发生加成反应，但能发生取代反应 B．该有机物不能使酸性KMnO4溶液褪色，但能与溴水反应使其褪色 C．该有机物分子中的所有原子可能在同一平面上 D．该有机物的一溴代物最多有6种同分异构体 解析：选D。A项，苯环可发生加成反应，错误；B项，苯的同系物可使酸性KMnO4溶液褪色，不能与溴水反应使其褪色，错误；C项，由于侧链为烷烃基(—C3H7)，故所有原子不可能共平面，错误；D项，结构为的有机物有6种一溴代物，结构为的有机物有5种一溴代物，正确。‎ 二、非选择题 ‎10．(2016·上海师大附中模拟)下列是八种环状的烃类物质：‎ ‎(1)互为同系物的有________和________(填名称，下同)，互为同分异构体的有________和________、________和________(可以不填满，也可以再补充)。‎ ‎(2)正四面体烷的二氯取代产物有________种；立方烷的二氯取代产物有________种；金刚烷的一氯取代产物有________种。‎ ‎(3)写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式(举两例)并用系统命名法命名：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)同系物指结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，因此环己烷与环辛烷互为同系物；同分异构体指分子式相同，结构不同的化合物，因此苯与棱晶烷(分子式均为C6H6)，环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体。(2)正四面体烷结构对称，只有一种氢原子，故二氯代物只有1种；立方烷分子中只有一种氢原子，但其二氯代物有3种，分别为；金刚烷分子中有两种氢原子，故其一氯代物有2种。(3)符合条件的可为，一氯代物分别为 答案：(1)环己烷　环辛烷　苯　棱晶烷　环辛四烯 立方烷 ‎11．异丙苯[]是一种重要的有机化工原料。根据题意完成下列填空：‎ ‎(1)由苯与2丙醇反应制备异丙苯属于________反应；由异丙苯制备对溴异丙苯的反应试剂和反应条件为________。‎ ‎(2)异丙苯有多种同分异构体，其中一溴代物最少的芳香烃的名称是________________。‎ ‎(3)α甲基苯乙烯()是生产耐热型ABS树脂的一种单体，工业上由异丙苯催化脱氢得到。写出由异丙苯制取该单体的另一种方法：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(用化学反应方程式表示)。‎ 解析：(1)由苯与2丙醇()制备异丙苯属于取代反应；由异丙苯制备对溴异丙苯需要在苯环上的异丙基对位引入—Br，与苯的卤代反应条件相同，需用液溴在溴化铁(或铁)作催化剂条件下反应。‎ ‎(2)异丙苯的同分异构体中，结构对称的1，3，5三甲苯中等效氢原子最少，故其一溴代物最少(共2种)。‎ ‎(3)由异丙苯制备α甲基苯乙烯，首先对此二者结构进行对比，可以看出异丙苯中的变成了α甲基苯乙烯中的，因此需要先卤代、后消去两步反应，即 答案：(1)取代　Br2/FeBr3(或Br2/Fe)‎ ‎(2)1，3，5三甲苯 ‎12．(2016·南京质检)某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。‎ ‎(1)A的结构简式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)A中的碳原子是否都处于同一平面？________(填“是”或“不是”)。‎ ‎(3)B、C、D与A互为同分异构体，核磁共振氢谱表明B中只有一种类型的氢；C与乙烯互为同系物，且分子中所有的碳原子不可能处于同一平面内；D的核磁共振氢谱表明分子中有三种类型的氢，D与氢气反应后的生成物中所有碳原子均可以处在同一平面内。‎ ‎①B的结构简式为______________；‎ ‎②C的结构可能有________种，C的结构简式为____________________(若有多种只需要写出一种即可)；‎ ‎③D的结构简式为________________，区别D与戊烯的方法是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据分子中含有碳碳双键及其相对分子质量可计算烃的分子式为C6H12，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢，可以确定烯烃的结构简式。(3)核磁共振氢谱表明B中只有一种类型的氢，且与A互为同分异构体，B为环己烷。C与乙烯互为同系物，且分子中所有的碳原子不可能处于同一平面内，即饱和碳中最少有1个碳原子上连接3个碳原子，即符合C的要求的结构有5种。D的核磁共振氢谱表明分子中有三种类型的氢，D与氢气反应后的生成物中所有碳原子均可以处在同一平面内，说明烯烃中不能有支链，符合D要求的只有一种。‎ 答案：(1) ‎ ‎(2)是　(3)①②5　CH3CHCHCH(CH3)2‎ 或CH2CHCH(CH3)CH2CH3‎ 或CH2CHCH2CH(CH3)2‎ 或(CH3)2CH(CH3)CCH2‎ 或(CH3)3CCHCH2(任选一种即可)‎ ‎③CH3CH2CHCHCH2CH3　测定核磁共振氢谱 ‎13．(2016·武汉调研)有机化合物A经李比希法测得其中含C为72.0%、H为6.67%，其余为氧，用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。A的一种同分异构体E可用作茉莉、白兰、夜来香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合成路线如下：‎ 请填空：‎ ‎(1)A的分子式为________。‎ ‎(2)E的结构简式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)反应②③的反应类型分别为____________、________________________________________________________________________。‎ ‎(4)写出反应①的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________。‎ ‎(5)写出反应④的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________。‎ ‎(6)D的芳香族同分异构体有________种，其中核磁共振氢谱的峰面积之比为1∶2∶2∶3的所有同分异构体的结构简式为________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据A的相对分子质量及各元素的质量分数可知，A的分子式是C9H10O2。(2)乙醇催化氧化得到B(CH3CHO)，B催化氧化得到C(CH3COOH)，Cl与NaOH的水溶液发生取代反应生成D(OH)，C 与D在浓硫酸作用下发生酯化反应生成E和水，所以E的结构简式为OOCCH3。(3)反应②为氧化反应，反应③为取代反应。(4)反应①的化学方程式是2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。(5)反应④的化学方程式是Cl＋NaOHOH＋NaCl。(6)苯甲醇的芳香族同分异构体有4种，其中核磁共振氢谱的峰面积之比为1∶2∶2∶3的同分异构体的结构简式是HOCH3、OCH3。‎ 答案：(1)C9H10O2　(2) OOCCH3　(3)氧化反应　取代反应　(4)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O　(5) Cl＋NaOHOH＋NaCl　(6)4　、‎