2022高考化学一轮复习教案：第12章 第2讲 烃和卤代烃

第2课时　必备知识——烃和卤代烃

[基本概念]①苯的同系物；②芳香烃；③卤代烃；④加成反应；⑤消去反应；⑥水解反应；⑦加聚反应

[基本规律]①脂肪烃的结构与性质；②苯及其同系物的结构与性质；③卤代烃的消去反应及规律；④卤代烃的水解反应及规律

知识点1　脂肪烃的结构与性质

一、脂肪烃的组成、结构与物理性质

1．脂肪烃的组成、结构特点和通式

2.脂肪烃的物理性质

二、脂肪烃的化学性质

1．烷烃

(1)烷烃(CnH2n＋2)燃烧的通式为：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。

(2)烷烃代表物与氯气在光照下的卤代反应

①甲烷与氯气反应(只写一个方程式即可)：CH4＋2Cl2CH2Cl2＋2HCl。

②乙烷与氯气反应(只写一种方程式即可)：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。

2．烯烃和炔烃

 (1)概念

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加聚反应：即加成聚合反应，一些含有不饱和键(双键、三键、共轭双键)的化合物，在催化剂、引发剂等条件下，单体间相互加成形成高分子化合物的反应，其特点是无副产物。

(2)典型代表物的化学性质

3．乙烯和乙炔的实验室制法

三、脂肪烃的用途和来源

1．甲烷、乙烯和乙炔的用途

2.脂肪烃的来源

[通关1] (2021·黑龙江哈尔滨三中检测)

下列关于有机物(a)、(b)   、(c)的说法错误的是(　　)

A．a、b、c的分子式均为C8H8

B．b的所有原子可能处于同一平面

C．a、b、c都与乙烯互为同系物

D．a、b、c均能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色

C　 [由三种有机物的结构简式可知，其分子式均为C8H8，A项正确。b种含苯环和碳碳双键，且通过单键相连，由于单键可以旋转，故b中所有原子可能处于同一平面，B项正确。乙烯是链状单烯烃，a、b、c分子均含碳环，与乙烯不是同系物，C项错误。a、b、c分子中均含有碳碳双键，都能与溴水发生加成反应，都能被酸性KMnO4溶液氧化，故能使两种溶液褪色，D项正确。]

[通关3] (2021·河北石家庄二中检测)环辛四烯常用于制造合成纤维、染料、药物，其结构简式如图所示。下列有关它的说法正确的是(　　)

A．与苯乙烯、互为同分异构体

B．一氯代物有2种

C．1 mol该物质燃烧，最多可以消耗9 mol O2

D．常温下为液态，易溶于水

A　 [环辛四烯和苯乙烯、立方烷的分子式都是C8H8，且三者结构不同，互为同分异构体，A项正确；环辛四烯的一氯代物只有一种，B项错误；1 mol环辛四烯完全燃烧消耗10 mol氧气，C项错误；烃类物质都难溶于水，D项错误。]

[通关4] (2020·山东潍坊三模)甲、乙、丙三种机物的结构简式如下，下列说法正确的是(　　)

A．甲与溴水加成的产物只有两种

B．乙中所有碳原子共平面

C．丙的二氯代物有4种

D．丙的同分异构体中，属于炔烃的有4种

C　[甲分子含有2个碳碳双键，发生1，2­加成反应得到2种产物，发生1，4加成有1种产物，发生完全加成有1种产物，故可能得到4种产物，A项错误；乙中含有碳碳双键，与其直接相连的碳原子处于双键所在平面内，分子中不与双键相连的碳原子不在该平面内，B项错误；丙分子含有2种氢原子，两个Cl原子连在同一碳原子上有1种结构，连在两个碳原子上有3种结构，故其二氯代物有4种，C项正确；丙的分子式为C5H8，属于炔烃的同分异构体有3种，分别为HC≡CCH2CH2CH3、HC≡CCH(CH3)2、CH3C≡CCH2CH3，D项错误。]

知识点2　芳香烃的结构与性质

一、芳香烃

1．芳香烃的分类

苯的同系物是以苯为母体，可看作是苯的烷基取代物，苯及其同系物都符合通式CnH2n－6(n≥6)。

2．苯的同系物的同分异构体

二、苯

1．组成与结构

2．物理性质

3．化学性质

三、苯、苯的同系物的性质比较

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：

 [通关2] (2021·山东实验中学检测)某苯的同系物的分子式为C9H12，苯环上只含有一个取代基，则其与氢气完全加成后的产物的一氯代物有(不考虑立体异构)(　　)

A．11种　　　　　　　 B．12种

C．13种        D．14种

D　[b和d都属于芳香烃，p不是芳香烃，A错误；b的一氯代物有3种，d、p的一氯代物均有2种，B错误；p能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，b和d则不能，C错误；b含2个苯环，单键可以旋转，所有原子可能共平面，d为平面形结构，D正确。]

A　 [由该烃的结构简式可知，其分子式为C11H10，A错误；含有苯环、碳碳双键和碳碳三键，可发生苯环上的取代反应和加成反应，不饱和键发生加成反应和氧化反应，B正确；苯环、碳碳双键是平面形结构，且单键可以任意旋转，故该烃分子中所有碳原子可能在同一平面上，C正确；苯环、碳碳双键和碳碳三键都能与H2发生加成反应，1 mol 烃最多消耗6 mol H2，D正确。]

知识点3　卤代烃的结构与性质

1．卤代烃的概念

(1)卤代烃可看作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

3．卤代烃的化学性质

(1)水解反应和消去反应比较

(2)消去反应及反应规律

①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(如双键或三键)的化合物的反应。

②两类卤代烃不能发生消去反应

①不能直接向卤代烃中加入AgNO3溶液检验卤素的种类，二者不反应；②卤代烃水解液呈碱性，要先加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，根据沉淀颜色判断卤代烃中卤素的种类。

[通关1] (2021·河北承德一中检测)2­氯丁烷常用于有机合成等，有关2­氯丁烷的叙述正确的是(　　)

A．分子式为C4H8Cl2

B．与硝酸银溶液混合产生不溶于稀硝酸的白色沉淀

C．微溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂

D．与氢氧化钠、乙醇在加热条件下的消去反应有机产物只有一种

C　[2­氯丁烷分子中含有一个氯原子，分子式为C4H9Cl，A错误；2­氯丁烷不会电离出氯离子，不会与硝酸银溶液反应生成白色沉淀，B错误；2­氯丁烷在水中溶解度不大，但易溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂，C正确；2­氯丁烷发生消去反应可以生成两种烯烃，D错误。]

[通关2] (人教选修5·P43，1题改编)在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．发生水解反应时，被破坏的键是①和③

B．发生消去反应时，被破坏的键是①和④

C．发生水解反应时，被破坏的键是①

D．发生消去反应时，被破坏的键是②和③

C　[卤代烃的水解反应是卤素原子被羟基取代生成醇，只断①键；消去反应是卤代烃中卤素原子和卤素原子相连碳原子的邻位碳上的氢原子消去生成碳碳双键，断①③键。]

[通关3] (2020·天津和平区质检)下列有关化合物X的叙述正确的是(　　)

A．X分子能发生氧化、取代、消去反应

B．X分子只存在2个手性碳原子

C．X分子中含有五种官能团

D．1 mol X与足量NaOH溶液反应，最多消耗3 mol NaOH

A　 [X分子含有羟基，且邻位碳原子含有氢，故羟基能发生氧化反应、消去反应、取代反应(酯化反应)，A正确；连有4个不同基团的碳原子是手性碳原子，X分子含有3个手性碳原子，B错误；X分子含有4种官能团，分别为酯基、羟基、羰基、碳溴键，C错误；酯基和碳溴键能与NaOH溶液反应，醇羟基不能与NaOH反应，故1 mol X最多消耗2 mol NaOH，D错误。]

(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___________________________。

训练(五十五)　烃和卤代烃

1．(2018·海南卷，18－Ⅰ改编)下列氯代烃中，不能由烯烃与氯化氢加成直接得到的有(　　)

A．氯代环己烷　　　　　   B．3­甲基­3­氯戊烷

C．2­甲基­2­氯丙烷       D．2，2，3，3­四甲基­1­氯丁烷

D　[环己烯与HCl加成得到氯代环己烷，A正确；3­甲基­3­氯戊烷可由3­甲基­2­戊烯与HCl加成得到，B正确；2­甲基­2­氯丙烷可由2­甲基丙烯与HCl加成得到，C正确；D项中2号碳原子连接四个碳原子，且氯原子在1号碳上，故不可能是与氯化氢的加成产物，错误。]

D　[该物质在NaOH的醇溶液中不能发生反应，且卤代烃转化为醇类要在NaOH水溶液中发生水解反应，A项错误；该有机物中含有C—Br键，不能直接与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。]

4．(2021·山东日照校际联考)如图表示4­溴环己烯所发生的4个不同的反应。其中，产物只含有一种官能团的反应是(　　)

A．①④          B．③④

C．②③          D．①②

下列说法不正确的是(　　)

A．M、N和W均能发生氧化反应、加成反应和取代反应

B．M不能使溴水因发生化学反应而褪色

C．M与足量的H2反应后的产物的一氯代物有4种

D．W分子中的所有碳原子不可能在同一平面上

A．二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰且峰面积之比为3∶2

B．二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应

C．一定条件下，二者在NaOH溶液中均可发生取代反应

D．Q的一氯代物只有1种，P的一溴代物有2种

C　[Q中两个甲基上有6个等效氢原子，苯环上有2个等效氢原子，峰面积之比应为3∶1，A项错误；Q中苯环上的卤素原子无法发生消去反应，P中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上缺少氢原子，无法发生消去反应，B项错误；在适当条件下，卤素原子均可被—OH取代，C项正确；Q中苯环上的氢原子、甲基上的氢原子均可被氯原子取代，其一氯代物有2种，D项错误。]

7．(2020·湖南衡阳检测)最近我国科学家研制出了一种新型纳米电子学材料——石墨炔，其分子中只有碳原子，图中丁为它的结构片段。下列有关说法错误的是(　　)

A．甲中有12个原子共平面

B．丙的二氯代物有3种

C．1 mol丙最多可以和12 mol H2发生加成反应

D．石墨炔和金刚石、石墨、C60等互为同素异形体

C　[甲分子可看作苯分子中6个氢原子被6个Br原子取代生成，而苯分子是平面形结构，故甲分子中有12个原子共平面，A项正确；丙分子中只有—C≡CH上含有氢原子，只有1种氢原子，则其二氯代物有3种，B项正确；丙分子中含有1个苯环和6个—C≡C—键，故1 mol丙最多可以和15 mol H2发生加成反应，C项错误；石墨炔分子中只有碳原子，与金刚石、石墨、C60都是碳元素形成的单质，互为同素异形体，D项正确。]

8．(2021·辽宁辽阳检测)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

B　 [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，则分子中所有碳原子一定在同一平面内，D正确。]

9．(2021·吉林四平实验中学检测)盆烯是近年合成的一种有机物，它的分子结构可简化表示为(其中C、H原子已略去)。下列关于盆烯的说法中错误的是(　　)

A．盆烯是苯的一种同分异构体

B．盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上

C．盆烯是乙烯的一种同系物

D．盆烯在一定条件下可以发生加成反应

C　 [盆烯、苯的分子式均为C6H6，但分子结构不同，两者属于同分异构体，A正确；分子中含有4个连接3个碳原子的饱和碳原子，所以盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上，B正确； 盆烯含有一个碳碳双键且含有环，乙烯只含一个碳碳双键，两者的结构不相似，两者不是同系物，C错误；盆烯中含有碳碳双键可以发生加成反应，D正确。]

10．(2021·湖北省荆州中学检测)已知：三元轴烯(a)、四元轴烯(b)、五元轴烯(c)的最简式都与苯相同，下列说法不正确的是(　　)

A．三种物质都能发生加成反应

B．a、b分子中所有原子都在同一个平面上

C．a与互为同分异构体

D．a、b的一氯代物均只有一种，c的一氯代物有三种

D　[三种物质都有碳碳双键，都能发生加成反应，A正确；根据乙烯的结构特征，a、b分子中所有原子都在同一个平面上，B正确；a和的分子式均为C6H6，且二者结构不同，C正确；a、b、c都只有一种氢原子，其一氯代物均只有一种，D错误。]

11．(2021·河南信阳一中检测)下表是A、B、C、D、E五种有机物的有关信息：

根据表中信息回答下列问题：

(1)写出A使溴的四氯化碳溶液褪色的化学方程式：______________________。

(2)A与氢气发生加成反应后生成分子F，F的同系物的通式为CnH2n＋2。当n＝________时，这类有机物开始有同分异构体。

(3)B的分子式为________，写出在浓硫酸作用下，B与浓硝酸反应的化学方程式： ____________________________。

(4)D→A所加试剂及反应条件为______________；反应类型为___________。

(5)C与E反应能生成相对分子质量为100的酯，写出该反应的化学方程式：_________。

解析　A使溴的四氯化碳溶液褪色，含有不饱和键，结合其比例模型可知，A为CH2===CH2；A能与水在一定条件下反应生成C，C为CH3CH2OH；根据B的组成元素及其球棍模型知，B是苯；D由C、H、Br三种元素组成，相对分子质量为109，所以D是CH3CH2Br；E由C、H、O三种元素组成，E和C反应生成相对分子质量为100的酯，说明E含有羧基，结合E的球棍模型可知E为CH2===CHCOOH。

(1)CH2===CH2与溴的四氯化碳溶液反应化学方程式为CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br。

(2)A与氢气发生加成反应后生成物质F为乙烷，当烷烃中碳原子数目为4时开始出现同分异构体。

(4)D是CH3CH2Br，A是CH2===CH2，CH3CH2Br在NaOH醇溶液、加热条件下发生消去反应生成CH2===CH2。

12．(2021·河北省辛集中学检测)有机物F可用于制造香精，可利用下列路线合成。

(5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1，写出其中3种的结构简式：

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(6)写出用2­苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线：________________________________________________________________________

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