高中化学 第二章 烃和卤代烃 微专题突破2 烃和卤代烃学案 新人教版选修5-新人教版高二选修5化学学

烃和卤代烃
[专题目标]
1．掌握烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的立体构型。

2．掌握卤代烃在有机合成中的作用。

[专题解读]
一、有机物分子中原子共线与共面的判断
1．以饱和碳原子为中心的4个价键上所连接的其他原子(为相同原子)与中心碳原子构成正四面体结构，键角为109°28′。

2．具有结构的有机物分子，双键上两个碳原子和与双键碳原子直接相连的其他原子共处在同一平面上，键角为120°。

3．具有结构的有机物分子，三键上两个碳原子和与三键碳原子直接相连的其他原子共处在一条直线上。

4．具有苯环结构的有机物分子，苯环上的6个碳原子和与苯环碳原子直接相连的其他6个原子(共12个原子)共处在同一平面上。

5．有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等都可以绕键铀旋转。

任何直接相连的两个原子在同一直线上。

6．在中学所学的有机物中，所有原子一定共平面的有
等。

下列关于分子结构的叙述中，正确的是( )
A．除苯环外的碳原子有可能都在一条直线上
B．除苯环外的碳原子一定都在一条直线上
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】该分子的空间结构可简单表示为
由图可知，直线l一定在平面N中，甲基上三个氢原子只有一个可能在这个平面内；同理，CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子，最多只有一个在碳碳双键决定的平面M中；平面M和平面N共用两个碳原子，可以通过旋转碳碳单键，使两平面重合，此时所有碳原子均在同一平面内，但仍至少有CHF2中的两个原子(不包括碳原子)和CH3中的两个原子(不包括碳原子)不在这个平面内。

要使苯环外的碳原子共直线，必须使双键部分键角为180°，但双键部分键角为120°，所以除苯环外的碳原子不可能共直线。

【答案】 D
下列关于的说法正确的是( ) A．所有碳原子可能共平面
B．除苯环外的碳原子共直线
C．最多只有4个碳原子共平面
D．最多只有3个碳原子共直线
【解析】为了便于说明，对分子中的碳原子编号如下：。

根据乙炔和苯的分子结构可知，C1、C2、C3、C4、C5共直线，而C5与其他4个原子成键，具有四面体结构，故C4、C5、C6不共直线。

根据乙烯的分子结构可知，C6、C7、C8也不共直线，故最多有5个碳原子共直线，B、D项错误。

C5、C6、C7、C8共平面，如图甲所示。

C1、C2、C5及苯环也共平面，如图乙所示。

通过旋转C5和C6之间的碳碳单键，可使平面α与平面β共面，故所有碳原子可能共平面，A项正确，C项错误。

【答案】 A
已知为平面结构，则W
分子中最多有________个原子在同一平面
内。

【解析】 由题给信息可知，与直接相连的原子在同一平面内，又知与
直接相连的原子在同一平面内，而且单键可以绕键轴旋转，因此W 分子中所有原子有可能都在同一平面内，即最多有16个原子在同一平面内。

【答案】 16
二、卤代烃在有机合成中的应用
在有机合成中，卤代烃具有重要的桥梁作用。

在有机合成中，常常先引入卤素原子，再将其转化为其他官能团。

1．引入卤素原子的方法 (1)加成法
①引入一个卤素原子
CH 2===CH 2＋HBr ――→催化剂△CH 3CH 2Br ； CH ≡CH ＋HCl ――→催化剂△CH 2===CHCl 。

②引入多个卤素原子
CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2Br —CH 2Br ； CH ≡CH ＋2Br 2―→CHBr 2—CHBr 2。

(2)取代法
一般情况下，对于苯的同系物来说，光照时发生苯环侧链上的取代反应，有Fe 粉做催化剂时发生苯环上的取代反应。

2．将卤素原子转化为其他官能团的方法 (1)通过水解反应引入OH 。

例如：
②由CH 3CH 2CH 2Br 制取CH 3CHOHCH 2OH ，其合成思路为CH 3CH 2CH 2Br ――→NaOH 醇溶液
△
CH 3CH===CH 2――→Br 2
(2)通过消去反应引入或。

例如：
②由CH 2===CH 2制取，其合成思路为
CH 2===CH 2――→Br 2CH 2Br —CH 2Br ――→NaOH 醇溶液
△。

(3)通过加成反应与消去反应改变官能团的位置。

例如： CH 3CH 2CH 2Cl ――→消去CH 3CH===CH 2――→
加成。

(4)增长碳链或构成碳环
卤代烃能与活泼金属反应，形成金属有机化合物，其中格氏试剂是有机合成中非常重要的试剂之一，它是通过卤代烃与镁(用醚做溶剂)作用得到的烃基卤化镁(RMgX)。

格氏试剂能与多种物质反应生成不同的有机物，其对应关系如下：
(1)化合物A(
)可由环戊烷经三步反应合成：
――→反应1X ――→反应2Y ――→
反应3
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________。

(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______________。

【解析】 (1)化合物A 可由
合成，合成路线为
――→Cl 2光照
――→NaOH H 2O ，△――→O 2
Cu ，△
，故反应1的试剂与条件为Cl 2、光照，反应3
可用的试剂为O 2、Cu 。

(2)
为氯代环戊烷。

反应②是卤代烃的消去反应，所用的试剂是NaOH 的乙醇溶
液，反应条件为加热。

反应③是碳碳双键与Br 2的加成反应。

【答案】(1)Cl2、光照
O2、Cu(其他合理答案也可)
(2)氯代环戊烷氢氧化钠的乙醇溶液、加热加成反应
已知CH3CH===CH2＋HBr―→CH3CHBrCH3。

1 mol 某芳香烃A完全燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O，该芳香烃A在不同条件下能发生如图所示的一系列变化：
(1)A的化学式为________，结构简式为________。

(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、G的结构简式：
C________________，D________________，
E________________，G________________。

(4)写出D→F的化学方程式：________________________________________________
________________________________________________________________________。

【解析】 1 mol芳香烃A完全燃烧后能生成8 mol CO2和4 mol H2O，则烃A的化学式为C8H8；因A为芳香烃，含苯环，故其结构简式为。

框图中各物质的转化关系如下：
【答案】(1)C8H8
(2)加成酯化(或取代)
2，3­二氢呋喃是一种抗肿瘤药物的中间体。

其合成路线如图所示： A ――→Br 2高温CH 2CHCH 2Br ――→Mg 乙醚CH 2CHCH 2MgBr ――→①试剂B ②H 3O
＋C(C 4H 8O)――→D
E(CH 2BrCHBrCH 2CH 2OH)
(1)写出A 、B 的结构简式：A________；B________。

(2)C→E 的反应类型是____________。

(3)写出E→F 的化学方程式：________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)H 与2，3­二氢呋喃互为同分异构体，能与溴发生加成反应，且含有—CHO ，写出一种满足上述条件的H 的结构简式：______________________。

(5)写出以1，3­丁二烯为原料制备2，3­二氢呋喃的合成路线流程图(无机试剂任选)。

已知：2CH 3CH 2OH ――→浓硫酸△CH 3CH 2OCH 2CH 3＋H 2O 。

合成路线流程图示例如下：
【解析】A与Br2在高温条件下反应生成CH2===CH―CH2Br，只引入1个Br原子，可知此反应是取代反应，则A为CH2===CHCH3；根据题给信息知，试剂B为HCHO；C物质为CH2===CH―CH2CH2OH；C→E显然是C与Br2发生了加成反应；E脱去一个HBr分子生成F；F发生消去反应生成。

【答案】(1)CH2===CHCH3HCHO
(2)加成反应
(3)CH2BrCHBrCH2CH2OH＋KOH＋KBr＋H2O
(4)CH3CH===CHCHO(或CH2===CHCH2CHO或
理答案也可)。