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1、(新課改省份專版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 9.2 分類突破(1)烴與鹵代烴學(xué)案(含解析)
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)
名稱
分子式
結(jié)構(gòu)式
結(jié)構(gòu)簡式
分子構(gòu)型
甲烷
CH4
CH4
正四面體形
乙烯
C2H4
CH2===CH2
平面形
乙炔
C2H2
H—C≡C—H
CH≡CH
直線形
3.物理性質(zhì)
4.化學(xué)性質(zhì)
(1)烷烴的取代反應(yīng)
①取代反應(yīng):有機(jī)物分子中某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。
②烷烴的鹵代反應(yīng)
反應(yīng)條件
氣態(tài)烷烴與氣態(tài)鹵素單質(zhì)在光照下反應(yīng)
產(chǎn)物成分
多種鹵代烴
2、混合物(非純凈物)+HX
定量關(guān)系
(2)烯烴、炔烴的加成反應(yīng)
①加成反應(yīng):有機(jī)物分子中的不飽和碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)。
②烯烴、炔烴的加成反應(yīng)(寫出有關(guān)反應(yīng)方程式)
(3)加聚反應(yīng)
①丙烯加聚反應(yīng)方程式為
②乙炔加聚反應(yīng)方程式為
(4)二烯烴的加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)
①加成反應(yīng)
②加聚反應(yīng):nCH2===CH—CH===CH2CH2—CH===CH—CH2
(5)脂肪烴的氧化反應(yīng)
烷烴
烯烴
炔烴
燃
燒
現(xiàn)象
燃燒火焰
較明亮
燃燒火焰明
亮,帶黑煙
燃燒火焰很明亮,
帶濃黑煙
反應(yīng)
3、
方程式
①烷烴的燃燒通式:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O;
②單烯烴的燃燒通式:CnH2n+O2nCO2+nH2O
通入酸性
KMnO4溶液
不褪色
褪色
褪色
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1.根據(jù)下列烷烴的沸點(diǎn)推斷丙烷的沸點(diǎn)可能是( )
物質(zhì)
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸點(diǎn)
-162 ℃
-89 ℃
-1 ℃
+36 ℃
A.約-40 ℃ B.約-180 ℃
C.約-100 ℃ D.約+40 ℃
解析:選A 隨著分子中碳原子數(shù)的遞增,烷烴的沸點(diǎn)是依次遞增的,所以丙烷的沸點(diǎn)應(yīng)該介于乙烷和丁烷之間,即選項(xiàng)A正確。
2.下列分
4、析中正確的是( )
A.烷烴在任何情況下均不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑反應(yīng)
B.烷烴不能發(fā)生加成反應(yīng),烯烴不能發(fā)生取代反應(yīng)
C.常溫常壓下是氣態(tài)
D.烷烴與烯烴相比,發(fā)生加成反應(yīng)的一定是烯烴
解析:選D 烷烴可以與O2發(fā)生燃燒的氧化反應(yīng),A錯(cuò)誤;烯烴也能發(fā)生取代反應(yīng),B錯(cuò)誤;此物質(zhì)在常溫下為液態(tài),C錯(cuò)誤。
3.下列說法正確的是( )
A.乙烯使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色均屬于加成反應(yīng)
B.用乙醇與濃硫酸加熱至170 ℃制乙烯的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)
C.用重鉻酸鉀溶液檢驗(yàn)司機(jī)是否酒駕所發(fā)生的反應(yīng)屬于乙醇的氧化反應(yīng)
D.乙炔可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),苯不能與氫氣加成
解析:選C 乙烯
5、與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng),A錯(cuò)誤;用乙醇制乙烯發(fā)生的反應(yīng)為消去反應(yīng),B錯(cuò)誤;苯能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),D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
6、化學(xué)式為C5H4,不符合炔烴的分子式通式CnH2n-2(n≥2),D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)二 芳香烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.芳香烴
2.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)簡式
[提醒]?、俦降耐滴飳儆诜枷銦N,但芳香烴不一定是苯的同系物,因?yàn)榉枷銦N的范圍較廣,含一個(gè)苯環(huán)、多個(gè)苯環(huán)、稠環(huán)等的烴,都屬于芳香烴。
②只含一個(gè)苯環(huán)的烴也不一定是苯的同系物。如雖然只含一個(gè)苯環(huán),屬于芳香烴,但因其側(cè)鏈不是烷基,所以它們并不是苯的同系物。
3.苯的同系物與苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)比較
苯
苯的同系物
化學(xué)式
7、
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”,右同)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),其他原子不一定在同一平面內(nèi)
主要化學(xué)性質(zhì)
(1)能取代:
①硝化:
(2)能加成:
(3)可燃燒,難氧化,不能使酸性KMnO4溶液褪色
(1)能取代:
(2)能加成
(3)可燃燒,易氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色,
[提醒]?、偻榛鶎?duì)苯環(huán)有影響,所以苯的同系物比苯易發(fā)生取代反應(yīng);苯環(huán)
8、對(duì)烷基也有影響,所以苯環(huán)上的甲基能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。
②苯的同系物鹵代時(shí),條件不同,取代位置不同:
a.在光照條件下,鹵代反應(yīng)發(fā)生在烷基上,記作“烷代光”。
b.在鐵的催化作用下,鹵代反應(yīng)發(fā)生在苯環(huán)上,記作“苯代鐵”。
③苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化的規(guī)律:
a.苯的同系物或芳香烴側(cè)鏈為烴基時(shí),不管烴基碳原子數(shù)為多少,只要直接與苯環(huán)相連的碳原子上有氫原子,均能被酸性KMnO4氧化為羧基,且羧基直接與苯環(huán)相連。
b.并不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色,如就不能,原因是與苯環(huán)直接相連的碳原子上沒有氫原子。
1.石油的綜合利用
石油直接應(yīng)用的效益
9、非常低,一般不直接使用,而要加工成石油產(chǎn)品使用。石油加工的主要方法有石油的分餾、石油的裂化、石油的裂解、石油的催化重整等。
2.天然氣的綜合利用
(1)用作清潔燃料。
(2)用作化工原料(工業(yè)合成氨、生產(chǎn)甲醇、合成兩個(gè)或多個(gè)碳原子的有機(jī)化合物)。
3.煤的綜合利用
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1.(2019·西安八校聯(lián)考)下列描述正確的是( )
A.煤主要是由游離態(tài)的碳及少量無機(jī)物組成的混合物
B.石油的分餾、煤的液化和氣化均為物理變化
C.石油裂化的目的是提高汽油的產(chǎn)量
D.塑料、纖維和橡膠是利用化石燃料為原料的三大合成材料
解析:選C 煤的主要成分是含碳有機(jī)物,A項(xiàng)錯(cuò)誤
10、;石油的分餾是物理變化,煤的液化和氣化是化學(xué)變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;石油裂化的目的是提高優(yōu)質(zhì)、輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量,特別是汽油的產(chǎn)量,C項(xiàng)正確;三大合成材料是塑料、合成纖維和合成橡膠,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2018·浙江4月選考)下列說法正確的是( )
A.光照下,1 mol CH4最多能與4 mol Cl2發(fā)生取代反應(yīng),產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是CCl4
B.苯與濃硝酸和濃硫酸的混合液在一定條件下能發(fā)生取代反應(yīng)
C.甲烷和乙烯混合物可通過溴的四氯化碳溶液分離
D.乙烯和苯分子中均含獨(dú)立的碳碳雙鍵,都能與H2發(fā)生加成反應(yīng)
解析:選B A項(xiàng)產(chǎn)物中物質(zhì)的量最多的是HCl,錯(cuò)誤;C項(xiàng)中乙烯與溴發(fā)生加成反
11、應(yīng),不能用溴的四氯化碳溶液分離甲烷和乙烯的混合物,錯(cuò)誤;D項(xiàng)苯分子中無碳碳雙鍵,錯(cuò)誤。
3.(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)簡式是________________________________________________________________________。
解析:(1)=4……9,即烴基為—C4H
12、9(丁基),丁基有
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。
答案:(1)12 (2)3 (3)
知識(shí)點(diǎn)三 鹵代烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
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)消去反應(yīng)的規(guī)律
①兩類鹵代烴
13、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,但鄰位碳原子上無氫原子
②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:
③型鹵代烴,發(fā)生消去反應(yīng)可以生成R—C≡C—R,如
BrCH2CH2Br+2NaOHCH≡CH↑+2NaBr+2H2O
(2)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))
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)實(shí)質(zhì)
鹵代烴分子中—X被水中的—OH所取代,生成醇;
14、R—CH2—X+NaOH
R—CH2OH+NaX
相鄰的兩個(gè)碳原子間脫去小分子HX;
+NaOH—C===C—
+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
實(shí)例
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
CH3CH2Br+NaOHCH2===CH2↑+NaBr+H2O
4.鹵素原子的檢驗(yàn)
(1)檢驗(yàn)方法
(2)注意事項(xiàng)
①水解后不要遺漏加入稀HNO3中和的步驟。
②正確利用鹵化銀的顏色確定所含鹵素原子種類。
5.鹵代烴的獲取方法
(1)取代反應(yīng)(寫出化學(xué)方程式)
可以通過烷烴
15、、芳香烴、醇與鹵素單質(zhì)或鹵化氫發(fā)生取代反應(yīng)制得。
(2)不飽和烴的加成反應(yīng)
可以通過不飽和烴與鹵素單質(zhì)、鹵化氫等發(fā)生加成反應(yīng)制得。
6.鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用
(1)連接烴和烴的衍生物
(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
(4)進(jìn)行官能團(tuán)的保護(hù)
如在氧化CH2===CHCH2OH的羥基時(shí),碳碳雙鍵易被氧化,常采用下列方法保護(hù):
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1.①1-溴丙烷與2-溴丙烷分別和氫氧化鈉的醇溶液混合加熱;②1-溴丙烷與2-溴丙烷分別和氫氧化鈉的水溶液混合加熱,則下列說法正確的是( )
16、
A.①和②產(chǎn)物均不同 B.①和②產(chǎn)物均相同
C.①產(chǎn)物相同,②產(chǎn)物不同 D.①產(chǎn)物不同,②產(chǎn)物相同
解析:選C 1-溴丙烷與2-溴丙烷發(fā)生消去反應(yīng)產(chǎn)物均為丙烯;發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)前者產(chǎn)物是1-丙醇,后者產(chǎn)物是2-丙醇。
2.為了鑒定鹵代烴中所含有的鹵素原子,現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)操作步驟。正確的順序是( )
①加入AgNO3?、诩尤肷僭S鹵代烴試樣?、奂訜帷、芗尤? mL 4 mol·L-1 NaOH溶液?、菁尤? mL 4 mol·L-1 HNO3溶液
A.②④③① B.②④③⑤①
C.②⑤③①④ D.②⑤①③④
解析:選B 鑒定鹵代烴中所含有的鹵素原子,先②加入少許
17、鹵代烴試樣、再④加入5 mL 4 mol·L-1 NaOH溶液,然后③加熱,發(fā)生水解反應(yīng)生成鹵素離子,再⑤加入5 mL 4 mol·L-1 HNO3溶液,中和剩余的NaOH,以免產(chǎn)生干擾,最后①加入AgNO3,觀察沉淀及其顏色可確定鹵素原子。
3.有以下物質(zhì):①CH3Cl?、贑H2Cl—CH2Cl
(1)能發(fā)生水解反應(yīng)的有________,其中能生成二元醇的有________。
(2)能發(fā)生消去反應(yīng)的有________。
(3)發(fā)生消去反應(yīng)能生成炔烴的有________。
答案:(1)①②③④⑤?、凇?2)②③ (3)②
4.(2017·海南高考)已知苯可以進(jìn)行如下轉(zhuǎn)化:
18、
回答下列問題:
(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為________,化合物A的化學(xué)名稱為________。
(2)化合物B的結(jié)構(gòu)簡式為________,反應(yīng)②的反應(yīng)類型為________。
(3)如何僅用水鑒別苯和溴苯________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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)簡式為,對(duì)比B和C的結(jié)構(gòu)簡式,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
(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