2019届一轮复习人教版烃和卤代烃学案

2019届一轮复习人教版烃和卤代烃学案

第2讲　烃和卤代烃 ‎【2019·备考】‎ 最新考纲：1.掌握烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的结构与性质。2.掌握卤代烃的结构与性质，以及与其他有机物的相互转化。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。‎ 考点一　烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质 ‎(频数：★☆☆　难度：★★☆)‎ ‎1．烷烃、烯烃、炔烃的组成、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 相对密度 随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，但密度均比水小 水溶性 均难溶于水 ‎3.脂肪烃的化学性质 ‎(1)烷烃的化学性质 ‎①取代反应 如乙烷和氯气生成一氯乙烷：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。‎ ‎②分解反应：CH4C＋2H2‎ ‎③燃烧反应 燃烧通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。‎ ‎(2)烯烃的化学性质 ‎①与酸性KMnO4溶液的反应 能使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化反应。‎ ‎②燃烧反应 燃烧通式为CnH2n＋O2nCO2＋nH2O。‎ ‎③加成反应 CH2==CH—CH3＋Br2―→。‎ CH2==CH—CH3＋H2O。‎ CH2==CH—CH==CH2＋2Br2―→。‎ CH2==CH—CH==CH2＋Br2―→‎ ‎ (1，4－加成)。‎ ‎④加聚反应 如nCH2===CH—CH3。‎ ‎(3)炔烃的化学性质 ‎①与酸性KMnO4溶液的反应 能使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化反应。如：‎ CH≡CHCO2(主要产物)。‎ ‎②燃烧反应 燃烧通式为CnH2n－2＋O2nCO2＋(n－1)H2O。‎ ‎③加成反应 CH≡CH＋H2CH2===CH2，‎ CH≡CH＋2H2CH3—CH3。‎ ‎④加聚反应 nCH≡CH。‎ 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色，二者褪色原理不相同。乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化反应，高锰酸钾将乙烯氧化成CO2，高锰酸钾被还原；乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是与单质溴发生了加成反应。‎ ‎1．(LK选修5·P115改编题)下列鉴别实验不能达到目的的是(　　)‎ A．用新制氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇与乙醛 B．用氢氧化钠溶液鉴别乙醇与乙酸 C．用溴水鉴别乙烷与乙炔 D．用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯与甲苯 解析　氢氧化钠与乙酸反应但没有明显实验现象，与乙醇不反应，因此不能用于鉴别乙醇与乙酸。‎ 答案　B ‎2．(RJ选修5·P362改编)请写出下列物质所含的官能团及所属哪种烃。‎ ‎(1)C2H4：________，________‎ ‎(2)C3H6：________，________‎ ‎(3)C5H12：________，________‎ ‎(4)C2H2：________，________‎ 答案　(1)碳碳双键　烯烃　(2)碳碳双键　烯烃　(3)无官能团　烷烃　(4)碳碳三键　炔烃 ‎3．(溯源题)(1)(2015·课标全国Ⅰ，38节选)‎ 异戊二烯分子中最多有________个原子共面，顺式聚异戊二烯的结构简式为______________________________。‎ ‎(2)(2015·北京理综，25)已知A为C3H4，请写出所属烃的种类________，其结构简式是________。‎ 答案　(1)11　‎ ‎(2)烃炔　CH≡C—CH3(或环烯烃)‎ 探源：本考题源于教材RJ选修5 P32，考查的是二烯烃的顺反异构及炔烃的通式、结构简式的书写。‎ 题组一　脂肪烃的结构与性质 ‎1．(2017·贵阳模拟)下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型的叙述正确的是(　　)‎ 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　烯烃中也可能含有碳氢饱和键和碳碳饱和键，A错；烯烃中的氢原子有可能发生取代反应，B错；环烷烃的通式是CnH2n，只有单烯链烃的通式才是CnH2n，C错。‎ 答案　D ‎2．(2018·安徽无为中学月考)在1.013×105 Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列说法正确的是(　　)‎ 物质名称 沸点/℃‎ 正丁烷CH3(CH2)2CH3‎ ‎－0.5‎ 正戊烷CH3(CH2)3CH3‎ ‎36.0‎ 异戊烷 ‎27.8‎ 新戊烷 ‎9.5‎ 正己烷CH3(CH2)4CH3‎ ‎69.0‎ A.在标准状况时，新戊烷是气体 B．在1.013×105 Pa、‎20 ℃‎时，C5H12都是液体 C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低 D．C5H12随支链的增加，沸点降低 解析　新戊烷的沸点是‎9.5 ℃‎，标准状况下是液体，‎20 ℃‎时是气体，A、B均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，C错误；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点逐渐降低，D正确。‎ 答案　D ‎3．(2018·河北正定中学期末)在通常情况下，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：戊烷＜戊烯 C．密度：苯＜水＜1，1，2，2－四溴乙烷 D．点燃时火焰明亮程度：乙烯＞乙烷 解析　本题考查有机物的性质比较。A项，烷烃的相对分子质量越大，物质的熔、沸点就越高，当相对分子质量相同时，支链越少，熔、沸点就越高，所以沸点：乙烷＜2－甲基丁烷＜戊烷，符合题意；B项，戊烷的同分异构体种类有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种；而戊烯在碳链结构与戊烷相同时，还存在由于碳碳双键位置不同而引起的异构，因此同分异构体种类：戊烷＜戊烯，不符合题意；C项，苯的密度比水小，1，1，2，2－四溴乙烷密度比水大，所以3种物质的密度关系是苯＜水＜1，1，2，2－四溴乙烷，不符合题意；D项，物质含碳量越高，点燃时火焰的明亮程度就越大，由于乙烯的含碳量比乙烷高，所以点燃时火焰的明亮程度：乙烯＞乙烷，不符合题意。‎ 答案　A 题组二　取代反应、加成反应和氧化反应的规律 ‎4．按要求填写下列空白 答案　(1)Cl2　加成反应 ‎(2) 　取代反应 ‎(3)Br2　加成反应 ‎5．某烃的分子式为C11H20，1 mol该烃在催化剂作用下可以吸收2 mol H2；用热的酸性KMnO4溶液氧化，得到丁酮(‎ ‎)、琥珀酸()和丙酮()三者的混合物。‎ 该烃的结构简式：_____________________________________________。‎ 答案　‎ ‎【反思归纳】‎ ‎1．结构决定性质 不同的碳碳键对有机物的性质有着不同的影响：‎ ‎(1)碳碳单键有稳定的化学性质，典型反应是取代反应；‎ ‎(2)碳碳双键中有一个化学键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应；‎ ‎(3)碳碳三键中有两个化学键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应；‎ ‎(4)苯的同系物支链易被酸性高锰酸钾溶液氧化，是因为苯环对取代基的影响。而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。‎ ‎2．烯烃、炔烃与酸性KMnO4溶液反应图解 考点二　芳香烃的结构与性质 ‎(频数：★☆☆　难度：★★☆)‎ ‎1．苯的同系物的同分异构体 以C8H10芳香烃为例 ‎2.苯的同系物与苯的性质比较 ‎(1)相同点 因都含有苯环 ‎(2)不同点 烷基对苯环有影响，所以苯的同系物比苯易发生取代反应；苯环对烷基也有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。‎ 完成下列有关苯的同系物的方程式：‎ ‎①硝化：‎ ‎；‎ ‎②卤代：；‎ ‎。‎ ‎③易氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色：‎ ‎（1）苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的规律：①苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，均能被酸性KMnO4氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。②并不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色，如就不能，原因是与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子。‎ ‎（2）苯的同系物卤代时，条件不同，取代位置不同：‎ ‎①在光照条件下，卤代反应发生在烷基上，记作“烷代光”。‎ ‎②在铁的催化作用下，卤代反应发生在苯环上，记作“苯代铁”。‎ ‎1．基础知识判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)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(　　)‎ ‎(2)甲苯与氯气光照条件下，主要产物是2，4－二氯甲苯(　　)‎ ‎(3)苯的二氯代物有三种(　　)‎ ‎(4)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(　　)‎ ‎(5)C2H2与的最简式相同(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√‎ ‎2．(RJ选修5·P401改编)某芳香烃的分子式是C8H10，它可能有的同分异构体共________种，其中________(写结构简式)在苯环上的一氯代物只有一种。‎ 答案　4　‎ ‎3．(溯源题)(2015·福建理综，32节选)肉桂酸是合成M的中间体，其一种合成路线如下：‎ 烃A的名称为________。步骤Ⅰ中B的产率往往偏低，其原因是________________________________________________________________。‎ 答案　甲苯　反应中还有一氯取代物和三氯取代物生成 探源：本考题源于教材RJ选修5 P38“二、苯的同系物”及苯环和烷基的相互作用。对反应条件对苯的同系物取代位置影响进行了考查。‎ 题组一　芳香烃的同分异构现象 ‎1．已知分子式为C12H12‎ 的物质A的结构简式如图所示，物质A苯环上二溴代物有9种同分异构体，由此推断物质A苯环上四溴代物的同分异构体数目为(　　)‎ A．9 B．10 ‎ C．11 D．12‎ 解析　物质A苯环上共有6个氢原子，故物质A苯环上四溴代物和二溴代物的数目相同。‎ 答案　A ‎2．下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是(　　)‎ 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 B．与互为同分异构体的芳香化合物有6种 C．含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3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　含3个碳原子的烷基有两种，甲苯苯环上的氢原子有3种，故产物有6种，A正确；B项中物质的分子式为C7H8O，与其互为同分异构体的芳香化合物中有1种醇(苯甲醇)、1种醚(苯甲醚)、3种酚(邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)，总共有5种，B错；含有5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，正戊烷、异戊烷和新戊烷，其一氯代物分别为3、4、1种，C正确；由菲的结构简式可以看出其结构中含有5种氢原子，可生成5种一硝基取代物，D正确。‎ 答案　B ‎【归纳总结】‎ 苯环位置上同分异构体数目的判断方法 ‎(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，等效氢任一原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质。在分析芳香烃的同分异构体数目时，除综合考虑苯环上基团的类别和个数及基团在苯环上的相对位置外，还要充分注意到分子的对称性和思维的有序性。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；在移动原子或原子团时要按照一定的顺序，有序思考，防止重复，避免遗漏，这样就能写全含有苯环的同分异构体。‎ ‎(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，这样就能写全含有苯环的同分异构体。‎ 题组二　芳香烃的性质及应用 ‎3．柠檬烯是一种食用香料，其结构简式如图所示。下列有关柠檬烯的分析正确的是(　　)‎ A．它的一氯代物有6种 B．它的分子中所有的碳原子一定在同一平面上 C．它和丁基苯()互为同分异构体 D．一定条件下，它分别可以发生加成、取代、氧化、还原等反应 解析　柠檬烯含有8种类型的氢原子，其一氯代物总共有8种，A错；柠檬烯中所有碳原子不可能在同一平面上，B错；柠檬烯的分子式为C10H16，而的分子式为C10H14，二者不互为同分异构体，C错。‎ 答案　D ‎4．异丙苯是一种重要的化工原料，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 解析　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。‎ 答案　C ‎5．苯的同系物中，有的侧链能被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成芳香酸，反应如下：‎ R、R′表示烷基或氢原子)‎ ‎(1)现有苯的同系物甲、乙，分子式都是C10H14，甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸，它的结构简式是________________________________________‎ ‎________________________________________________________________；‎ 乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸，则乙可能的结构有________种。‎ ‎(2)有机物丙也是苯的同系物，分子式也是C10H14，它的苯环上的一溴代物只有一种，试写出丙所有可能的结构简式____________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ 解析　能被氧化为芳香酸的苯的同系物都有一个共同点：侧链与苯环相连的碳原子上有氢原子，产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目，若苯的同系物能被氧化为分子式为C8H6O4‎ 的芳香酸(二元酸)，说明苯环上有两个侧链，可能是两个乙基，也可能是一个甲基和一个丙基，而丙基又有两种结构(—CH2CH2CH3和)，两个侧链在苯环上的位置又有邻位、间位和对位3种可能，故分子式为C10H14，有两个侧链的苯的同系物有3×3＝9种结构，分子式为C10H14的苯的同系物的苯环上的一溴代物只有一种，其苯环上可能只有2个相同侧链且位于对位，或4个相同的侧链。‎ ‎【反思归纳】‎ 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。‎ 考点三　卤代烃 ‎(频数：★★☆　难度：★☆☆)‎ ‎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)官能团是卤素原子。‎ ‎2．卤代烃的物理性质 ‎(1)沸点：比同碳原子数的烃沸点要高；‎ ‎(2)溶解性：水中难溶，有机溶剂中易溶；‎ ‎(3)密度：一般一氟代烃、一氯代烃比水小，其余比水大。‎ ‎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 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 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；R—CH2—X＋NaOHR—CH2OH＋NaX 相邻的两个碳原子间脱去小分子HX；‎ ‎＋NaOH＋NaX＋H2O 产生特征 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键的化合物 ‎(2)消去反应的规律 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(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：‎ ‎4．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CH3—CH==CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br；‎ ‎(2)取代反应 如乙烷与Cl2：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl；‎ 苯与Br2：；‎ C2H5OH与HBr：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O。‎ ‎1．(RJ选修5·P432改编)由1－溴丁烷和必要的无机试剂制取1，2－二溴丁烷，写出所需的化学方程式。‎ ‎2．(溯源题)(1)(2017·课标全国Ⅰ，36节选)(1)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的一种合成路线如下：‎ 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)[2014·课标Ⅱ，38(3)]化合物(A)可由环戊烷经三步反应合成：‎ XY(A)‎ 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________。‎ 答案　(1)‎ ‎(2)Cl2光照　＋NaOH＋NaCl　O2/Cu 探源：本高考题组源于教材RJ选修5 P40“溴乙烷与NaOH水溶液、醇溶液的反应”，对卤代烃的性质及在有机合成中的应用进行了考查。‎ 题组一　卤代烃的化学性质——取代反应和消去反应 ‎1．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　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，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。‎ 答案　D ‎2．有以下物质：①CH3Cl　②CH2Cl—CH2Cl ‎(1)能发生水解反应的有________；其中能生成二元醇的有________；(2)能发生消去反应的有________；(3)发生消去反应能生成炔烃的有________。‎ 答案　(1)①②③④⑤⑥　②　(2)②③　(3)②‎ ‎【易错警示】‎ ‎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。‎ 题组二　卤代烃在有机合成中的应用 ‎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)①的反应类型是________。‎ ‎③的反应类型是________。‎ ‎(3)反应④的化学方程式是________________________________________。‎ 解析　由反应①：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 ‎(3) ‎ ‎4．(2017·信阳校级月考)卤代烃在氢氧化钠存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应，其实质是带负电的原子团(如OH－等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子，如CH3CH2CH2Br＋OH－(NaOH)―→CH3CH2CH2OH＋Br－(NaBr)，又知RC≡CH与NaNH2可反应生成RC≡CNa。‎ 写出下列反应的化学方程式：‎ ‎(1)溴乙烷跟醋酸钠反应：_________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(2)碘甲烷、丙炔和NaNH2合成2－丁炔：___________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(3)由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚(CH3—O—CH2CH3)：___________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 解析　(1)由题干信息可知，带负电的原子团CH3COO－取代了卤代烃中的卤原子。‎ ‎(2)CH‎3C≡CH先和NaNH2反应生成CH‎3C≡CNa，然后CH‎3C≡CNa和CH3I反应，CH‎3C≡C—取代了碘甲烷中的I原子。‎ ‎(3)CH3CH2OH先和钠发生置换反应生成CH3CH2ONa，然后CH3CH2ONa中的CH3CH2O—取代了碘甲烷中的I原子，据此分析。‎ 答案　(1)CH3CH2Br＋CH3COONa―→NaBr＋CH3CH2OOCCH3‎ ‎(2)CH‎3C≡CH＋NaNH2―→CH‎3C≡CNa＋NH3、CH3I＋CH‎3C≡CNa―→CH‎3C≡CCH3＋NaI ‎(3)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑‎ CH3I＋CH3CH2ONa―→CH3OCH2CH3＋NaI ‎【归纳总结】‎ 卤代烃在有机合成中的作用 ‎1．联系烃和烃的衍生物的桥梁 ‎2．改变官能团的个数。如 ‎3．改变官能团的位置。如：‎ ‎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：‎ ‎ [试题分析]‎ ‎(2017·课标全国Ⅲ，36)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式为________。C的化学名称是________。‎ ‎(2)③的反应试剂和反应条件分别是________________________________，‎ 该反应的类型是________。‎ ‎(3)⑤的反应方程式为_____________________________________________。‎ 吡啶是一种有机碱，其作用是_____________________________________。‎ ‎(4)G的分子式为_______________________________________________。‎ ‎(5)H是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有________种。‎ ‎(6)4－甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚()制备4－甲氧基乙酰苯胺的合成路线_______________________________________________________________‎ ‎(其他试剂任选)。‎ 解题思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 我的答案：　　　　‎ 考查意图：有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题，掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系，充分利用题目提供的信息进行分析、判断。掌握同分异构体的类型有官能团异构、碳链异构、位置异构和空间异构四种基本类型；对于芳香化合物来说，在支链相同时，又由于它们在苯环的位置有邻位、间位、对位三种不同的情况而存在异构体。分子中含有几种不同位置的氢原子，就存在几种核磁共振氢谱，核磁共振氢谱峰的面积比就是各类氢原子的个数比。掌握其规律是判断同分异构体的种类及相应类别结构式的关键。本题难度适中。难度系数0.49。‎ 解题思路：(1)由反应①的条件、产物B的分子式及C的结构简式，可逆推出A为甲苯；C可看作甲苯中甲基中的三个氢原子全部被氟原子取代，故其化学名称为三氟甲(基)苯；‎ ‎(2)对比C与D的结构，可知反应③为苯环上的硝化反应，故反应试剂和反应条件分别是浓HNO3/浓H2SO4，加热，反应类型为取代反应；‎ ‎(3)对比E、G的结构，由G可倒推F的结构 ‎，然后根据取代反应的基本规律，可得反应方程式，吡啶是碱，可以消耗反应产物HCl；‎ ‎(4)G的分子式为C11H11O3N‎2F3；‎ ‎(5)当苯环上有三个不同的取代基时，先考虑两个取代基的异构，有邻、间、对三种异构体，然后分别在这三种异构体上找第三个取代基的位置，共有10种同分异构体(见下图，三种取代基分别用X、Y、Z表示)，除去G本身还有9种：‎ ‎(6)对比原料和产品的结构可知，首先要在苯环上引入硝基(类似流程③)，然后将硝基还原为氨基(类似流程④)，最后与反应得到4－甲氧基乙酰苯胺(类似流程⑤)。‎ 正确答案：(1) 　三氟甲苯 ‎(2)浓HNO3/浓H2SO4，加热　取代反应 吸收反应产生的HCl，提高反应转化率 ‎(4)C11H11O3N‎2F3‎ ‎(5)9‎ ‎(6) ‎ ‎[真题演练]‎ ‎1．(2016·北京理综，9)在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下：‎ 对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 苯 沸点/℃‎ ‎138‎ ‎144‎ ‎139‎ ‎80‎ 熔点/℃‎ ‎13‎ ‎－25‎ ‎－47‎ ‎6‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．该反应属于取代反应 B．甲苯的沸点高于‎144 ℃‎ C．用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来 D．从二甲苯混合物中，用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来 解析　‎ A项，甲苯生成二甲苯是甲苯苯环上的氢原子被甲基取代，属于取代反应，正确；B项，甲苯的相对分子质量介于二甲苯和苯之间，故沸点也介于二甲苯和苯的沸点之间即介于‎80 ℃‎和‎138 ℃‎之间，错误；C项，苯的沸点和二甲苯的沸点相差很大(大于‎30 ℃‎)，可用蒸馏的方法将苯从反应所得产物中首先分离出来，正确；D项，因对二甲苯的熔点较高，可用冷却结晶的方法从二甲苯混合物中将对二甲苯分离出来，正确。‎ 答案　B ‎2．(2015·上海化学，10)卤代烃的制备有多种方法，下列卤代烃不适合由相应的烃经卤代反应制得的是(　　)‎ 解析　可由环己烷发生取代反应产生。可由2，2－二甲基丙烷发生取代反应产生，可由与HCl发生取代反应产生，而不适合用与Cl2发生取代反应产生，C正确。可由2，2，3，3－四甲基丁烷发生取代反应产生。‎ 答案　C ‎3．(2017·课标全国Ⅰ，36)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的一种合成路线如下：‎ G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为__________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 答案　‎ ‎4．(2016·北京理综，25节选)功能高分子P的合成路线如下：‎ ‎(1)A的分子式是C7H8，其结构简式是________。‎ ‎(2)试剂a是________________。‎ ‎(3)反应③的化学方程式：________________________________________。‎ 答案　(1) ‎ ‎(2)浓HNO3和浓H2SO4‎ ‎(3) ‎ 揭秘：烃、卤代烃，特别是卤代烃是有机合成中的桥梁，在有机推断合成题中常考查卤代烃的性质，以考查考生对有机化合物的结构与性质进行综合分析和推理的能力。‎ 一、选择题 ‎1．下列关于常见有机物的说法中正确的是(　　)‎ A．等质量的乙烯和苯完全燃烧时，苯消耗的氧气多 B．苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应 C．用苯萃取溴水中的溴，分液时有机层从分液漏斗下端放出 D．乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液和溴水鉴别 解析　分子中氢的含量越高，等质量的烃完全燃烧消耗的氧气越多，根据最简式，C6H6→CH、C2H4→CH2，知乙烯耗氧多，A项错；苯可以燃烧，是氧化反应，B项错；苯的密度比水小，浮在水面上，故有机层应从上端倒出，C项错；D项中乙烯可以使酸性KMnO4溶液和溴水褪色，而甲烷与二者不反应，D正确。‎ 答案　D ‎2．(2018·西安期中)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：‎ 下列说法中不正确的是(　　)‎ A．乙苯的一氯代物共有3种不同结构 B．苯乙烯和氢气生成乙苯的反应属于加成反应 C．苯乙烯分子中所有原子有可能位于同一平面上 D．等质量的苯乙烯和聚苯乙烯燃烧耗氧量相同 答案　A ‎3．β－月桂烯的结构如图所示，一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有(　　)‎ A．2种 B．3种 C．4种 D．6种 解析　根据单烯烃和共轭二烯烃的性质可知有4种加成产物。‎ 答案　C ‎4．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　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、取代反应(或水解反应)，由对应的反应条件可知B项正确。‎ 答案　B ‎5．金刚烷(C10H16)的结构如图甲所示，它可以看成四个等同的六元环组成的空间构型。立方烷(C8H8)的结构如图乙所示。其中金刚烷的二氯代物和立方烷的六氯代物的同分异构体分别有(　　)‎ ‎ A．4种和1种 B．5种和3种 C．6种和3种 D．6种和4种 解析　金刚烷中氢原子有两种：、—CH2—，①若1个Cl取代上的H，另1个Cl可位于六元环的邻位、间位、对位，有3种；②‎ 若1个Cl取代—CH2—上的H，另1个Cl可位于同环的1号、3号碳位和异环的—CH2—位，有3种。立方烷的六氯代物与二氯代物的数目相同，两个Cl可以位于立方体的棱、面对角线和体对角线上，共有3种。‎ 答案　C ‎6．以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线为 ‎，下列说法错误的是(　　)‎ A．反应①为取代反应，反应条件为氯气、光照 B．反应②和反应④的反应条件均为NaOH的水溶液、加热 C.水解的离子方程式为 D.分子中所有碳原子一定在同一平面内 解析　反应②和反应④均为卤代烃的消去反应，反应条件为NaOH的醇溶液、加热，B说法错误。分子的空间结构可根据乙烯的结构进行分析，乙烯分子中六个原子在同一平面内，因此分子中所有碳原子一定在同一平面内，D说法正确。‎ 答案　B ‎7．某有机物结构简式为，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．1 mol该有机物在加热和催化剂作用下，最多能和4 mol H2反应 B．该有机物能使溴水褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色 C．该有机物遇硝酸银溶液产生白色沉淀 D．该有机物在一定条件下能发生消去反应或取代反应 解析　该有机物中含有一个苯环和一个碳碳双键，1 mol该有机物能与4 mol H2加成，A项正确；与苯环相连的碳原子、碳碳双键均能使酸性KMnO4溶液褪色，B项正确；有机物中的Cl为原子而非离子，不能与Ag＋‎ 产生沉淀，C项错误；分子中含有Cl原子，在NaOH溶液、加热条件下可以水解，且与Cl原子相连的邻位碳原子上有氢原子，在NaOH的醇溶液、加热条件下能发生消去反应，D项正确。‎ 答案　C ‎8．下列化合物中，既能发生水解反应，又能发生消去反应，且消去反应生成的烯烃不存在同分异构体的是(　　)‎ 解析　本题主要考查卤代烃发生消去反应和水解反应的条件及共价键断裂方式。题给四种物质均可发生水解反应。但是消去反应必须具备与卤素原子相连碳原子的邻位碳上有氢原子的条件才可发生，分析四种物质：A中只有一个碳原子，C中卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，所以A、C均不能发生消去反应；B、D既可以发生水解反应，又可以发生消去反应，其中B消去后只能生成一种烯烃，而D消去后可以得到两种烯烃、CH3CH==C(CH3)2。‎ 答案　B ‎9．(2017·成都诊断)下列各组有机物中，只需加入溴水就能一一鉴别的是(　　)‎ A．己烯、苯、四氯化碳 B．苯、己炔、己烯 C．己烷、苯、环己烷 D．甲苯、己烷、己烯 解析　己烯能使溴水褪色，苯、四氯化碳均能萃取溴水中的溴，苯比水的密度小，油状液体在上层，四氯化碳比水的密度大，油状液体在下层，A正确；己炔、己烯均能使溴水褪色，B错误；C项三种物质均比水的密度小，油状液体均在上层，C错误；同理D项中甲苯和己烷也无法鉴别。‎ 答案　A 二、非选择题 ‎10．已知：CH3—CH==CH2＋HBr―→CH3—CHBr—CH3(主要产物)，1 mol某烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O。该烃A在不同条件下能发生如下图所示的一系列变化。‎ ‎(1)A的化学式：________，A的结构简式：________。‎ ‎(2)上述反应中，①是________反应，⑦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D―→F反应的化学方程式__________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 解析　由1 mol A完全燃烧生成8 mol CO2、4 mol H2O可知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①④知A中必有双键。故A为。A与Br2加成得B：；A＋HBr―→D，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，则H为。‎ 答案　(1)C8H8　‎ ‎(2)加成　酯化(或取代)‎ ‎11．某含苯环的化合物A，其相对分子质量为104，碳的质量分数为92.3%。‎ ‎(1)A的分子式为_________________________________________________。‎ ‎(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为_______________________‎ ‎_______________________________________________________________，‎ 反应类型是________。‎ ‎(3)已知：。请写出A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应的化学方程式：________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(4)一定条件下，A与氢气反应，得到的化合物中碳的质量分数为85.7%，写出此化合物的结构简式：________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(5)在一定条件下，由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为________________________________________________________________。‎ 答案　(1)C8H8‎ ‎12．(2018·阜阳模拟)实验室里用乙醇和浓硫酸反应生成乙烯，乙烯再与溴反应制1，2－二溴乙烷。在制备过程中部分乙醇被浓硫酸氧化产生CO2、SO2，进而与Br2反应生成HBr等酸性气体。‎ 已知：CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O。‎ ‎(1)用下列仪器，以上述物质为原料制备1，2－二溴乙烷。如果气体流向为从左到右，正确的连接顺序是(短接口或橡皮管均已略去)：B经A①插入A中，D接A②；A③接________接________接________接________。‎ ‎(2)装置C的作用是_______________________________________________。‎ ‎(3)装置F中盛有10% NaOH溶液的作用是___________________________。‎ ‎(4)在反应管E中进行的主要反应的化学方程式为_______________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(5)处理上述实验后三颈烧瓶中废液的正确方法是___________________。‎ A．废液经冷却后倒入下水道中 B．废液经冷却后倒入空废液缸中 C．将水加入烧瓶中稀释后倒入空废液缸中 解析　(1)乙醇与浓硫酸共热‎170 ℃‎制取乙烯，由于浓硫酸有氧化性，而乙醇有还原性，二者容易发生氧化还原反应产生SO2、CO2‎ 等酸性气体，可以用碱性物质，如NaOH来吸收除去；产生的乙烯与溴水发生加成反应就产生了1，2－二溴乙烷。所以B经A①插入A中，D接A②；A③接C接F接E接G。‎ ‎(2)装置C的作用是作安全瓶，防止倒吸的发生。‎ ‎(3)装置F中盛有10% NaOH溶液的作用是除CO2、SO2等酸性气体。‎ ‎(4)在反应管E中进行的主要反应的化学方程式为CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br。‎ ‎(5)处理上述实验后三颈烧瓶中废液的正确方法是废液经冷却后倒入空废液缸中。‎ 答案　(1)C　F　E　G　(2)作安全瓶　(3)除CO2、SO2等酸性气体　(4)CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br　(5)B ‎13．顺丁橡胶、制备醇酸树脂的原料M以及杀菌剂N的合成路线如下：‎ ‎ (1)CH2==CH—CH==CH2的名称是____________________________。‎ ‎(2)反应Ⅰ的反应类型是________(选填字母)。‎ a．加聚反应 b．缩聚反应 ‎(3)顺式聚合物P的结构式是________(选填字母)。‎ ‎ ‎ ‎(4)A的相对分子质量为108。‎ ‎①反应Ⅱ的化学方程式是___________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎②1 mol B完全转化成M所消耗的H2的质量是________g。‎ ‎(5)反应Ⅲ的化学方程式是__________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(6)A的某些同分异构体在相同的反应条件下也能生成B和C，写出其中一种同分异构体的结构简式：____________________________________________‎ ‎____________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 解析　(1)根据系统命名法可知，其名称为1，3－丁二烯。‎ ‎(2)该有机物经反应Ⅰ生成顺式聚合物P，则反应Ⅰ为加聚反应。‎ ‎(3)顺式聚合物P分子中相同的原子或原子团位于双键的同一侧，故b项正确。‎ ‎(4)①A的相对分子质量为108，推导出其分子式为C8H12，结合题给已知信息ⅰ中加成反应(成环反应)原理，推测反应Ⅱ为2分子CH2==CH—CH==CH2在加热条件下发生加成反应(成环反应)，生成 (A)；②结合已知信息ⅱ中反应原理，在O3、Zn/H2O作用下，发生开环反应，生成 (B)和HCHO(C)，1 mol B含有3 mol —CHO，可与3 mol H2发生加成反应，消耗H2的质量为‎6 g。‎ ‎(5)由以上分析知C为甲醛，联系物质N的分子式，利用碳原子守恒可推知，反应Ⅲ为1 mol甲醛与2 mol 反应得到N，即可写出反应Ⅲ的化学方程式。‎ ‎(6)A的结构简式为，其同分异构体在O3、Zn/H2‎ O作用下，也能生成B和C，根据该反应的原理，一个碳碳双键被氧化为两个碳氧双键，逆向推理，将两个醛基重新合为一个碳碳双键，推出A的同分异构体的结构可能为或等。‎ 答案　(1)1，3－丁二烯　(2)a　(3)b ‎(6)或