高考化学 一轮复习 有机化学基础 第2节 烃的卤代烃(必修2+选修5)

[对点练] (1)甲基环己烷可由甲苯与氢气
加成制得，则甲苯和甲基环己烷的一氯代物的同
分异构体数目分别为_____、______种。
(2)对三联苯是一种有机合成中间体，工业上
合成对三联苯的化学方程式为
对
三联苯的一氯取代物有________种。
(3)乙苯的一氯代物有____________种，试写 出其结构简式
[注意] (1)甲基对苯环有影响，所以甲苯比苯易发生 取代反应；因为苯环对甲基有影响，所以苯环上 的甲基能被酸性 KMnO4 溶液氧化。 (2)先加入足量溴水，然后加入酸性 KMnO4 溶 液，若溶液褪色，则证明苯中混有甲苯。
问题 芳香烃一卤代物数目的判断方法 (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，任一等效氢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。
反应
(2)CH2===CHCH3
CH3C≡CCH3( 或
CH3CH2C≡CH) CH2===CHC≡CH
角度一 脂肪烃的结构与命名 1．已知丙烷的分子结构可简写成键线式结构 。有机物 A 的键线式结构为 ，有机物 B 与等 物质的量的 H2 发生加成反应可得到有机物 A。下 列有关说法错误的是( )
第 2 节 烃和卤代烃 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 变化规律 质 常温下含有 1～4 个碳原子的烃 状 都是气态，随着碳原子数的增多， 态 逐渐过渡到 液态 、 固态
随着碳原子数的增多，沸点逐渐 沸点 升高 ；同分异构体之间，支链越
多，沸点 越低 随着碳原子数的增多，密度逐渐 密度
解析： X 分子中有三个碳碳双键，可能与 溴以 1∶1、1∶2、1∶3 三种物质的量之比发生加 成反应，得到三种产物，A 正确；有机物 X 中含 有碳碳双键，具有烯烃的性质，能被酸性 KMnO4 溶液氧化，使酸性 KMnO4 溶液褪色，B 正确；
X 和足量 H2 发生加成反应生成的 Z 的结构简
答案：C
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 与溴的加成产物可能有 3 种 B．X 能使酸性 KMnO4 溶液褪色 C．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 D．Y 是 X 的同分异构体，且属于芳香烃， 则 Y 的结构简式为
应而产生的是( ) A．乙烯使酸性 KMnO4 溶液褪色 B．苯通入溴水中，振荡后水层接近无色 C．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 D．甲烷与 Cl2 混合，光照一段时间后黄绿色
消失
解析： A 项，乙烯被酸性 KMnO4 溶液氧化 使溶液褪色；B 项，苯萃取溴水中的 Br2 使溴水褪 色；D 项，甲烷和 Cl2 发生取代反应生成无色物质； C 项，乙烯和 Br2 发生加成反应而使溴的四氯化碳 溶液褪色。
＋HBr
(3)难氧化，可燃烧，不能使酸性 KMnO4 溶液褪 色
苯的同系物的主要性质 (1)取代
①硝化：CH3＋3HNO3浓―H― △2S→O4
＋3H2O；
②卤代： ＋Br2―F―e→
＋HBr ；
＋Cl2―光 ―→
＋HCl
(2)加成
(3) 易 氧 化 ， 能 使 酸 性 KMnO4 溶 液 褪 色 酸性K―M―n→O4溶液
K―HM2―SnO→O44 CO2 (主要产物)。
②燃烧反应：燃烧通式为 CnH2n－2＋3n－ 2 1O2―点―燃→nCO2＋(n－1)H2O 。
③加成反应：
＋2H2催――△化→剂 CH3CH3， ＋2Br2―→ CHBr2CHBr2，
―H―ⓐC→l CH2CHCl―加ⓑ―聚→
，
反应ⓐ的化学方程式：
(3)只要是相邻的两个碳原子上都存在至少两 个 H，该位置就有可能是原来存在碳碳三键的位 置，该烃分子中这样的位置一共有 1 处。(4)该烷 烃分子中有 6 种不同化学环境的氢，故与氯气反 应生成的一氯代烷最多有 6 种。
答 案 ： (1)2,3-二 甲 基 戊 烷 (2)5 (3)1 (4)6
角度二 脂肪烃的结构与性质
(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)由于 CH2CHCHCH2 分子中两个碳碳双键 的相互影响，该物质发生加成反应时，有 1,2-加成 和 1,4-加成两种方式。
苯
化
学
C6H6
______________________________________ __________________________________。
答案：(1)4 5 (2)4 (3)5
角度一 芳香烃的同分异构体 1．(2016·安顺模拟)下列物质中，属于芳香烃 且一氯取代物有五种的是( )
解析： A 项中， ，共四种一氯取代物； B 项中， ，共三种一氯取代物；C 项中， ， 共五种一氯取代物；D 项不是芳香烃。
3.(2016·漳州模拟)下列现象因为发生加成反
应而产生的是( ) A．乙烯使酸性 KMnO4 溶液褪色 B．苯通入溴水中，振荡后水层接近无色 C．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 D．甲烷与 Cl2 混合，光照一段时间后黄绿色
消失
角度二 脂肪烃的结构与性质
3.(2016·漳州模拟)下列现象因为发生加成反
②燃烧反应：燃烧通式为
CnH2n＋32nO2―点―燃→nCO2＋nH2O
。
③加成反应：
―→ 催――△化→剂
， ，
＋2Br2―→
，
＋Br2―→
(1,4-加成)。
④加聚反应
如
催――化→剂
。
(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
(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 有芳香环的同分异构体。
例如二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体 的写法与数目的判断：共有 6(2＋3＋1＝6)种。
A．有机物 A 的一氯代物只有 4 种 B．用系统命名法命名有机物 A，名称为
三甲基戊烷 C．有机物 A 的分子式为 C8H18 D．B 的结构可能有 3 种，其中一种名称为 3,4,4-三甲基-2-戊烯
解析： 根据信息提示，A 的结构简式为
，其有 5 种不同化学环境的氢原子，所 以其一氯代物有 5 种；A 是 B 和等物质的量的 H2 加成后的产物，所以 B 可能的结构简式有三种：
式
苯的同系物 CnH2n－6(n>6)
结 苯环上的碳碳键是介于 ①分子中含有一个
构 碳碳单键 和 碳碳双键 苯环 ； 特 之间的一种独特的 ②与苯环相连的是烷
点 化学键
基
苯主要的化学性质
(1)取代 ①硝化： ＋HNO3浓―H△ ―2S→O4
＋H2O ；
②卤代： ＋Br2―F―e→ (2)加成： ＋3H2―N△―i→
(3)若该烷烃是由炔烃和 2 mol H2 加成得到 的，则原炔烃的结构有________种。
(4)该烷烃在光照条件下与氯气反应，生成的 一氯代烷最多有________种。
解析：(1)该烃中最长的碳链上有五个碳原子， 属于戊烷，有两个取代基，故其名称为 2,3-二甲基 戊烷。(2)只要是相邻的两个碳原子上都存在至少 一个 H，该位置就有可能是原来存在碳碳双键的 位置，除去重复的结构，该烃分子中这样的位置 一共有 5 处。
式为 ，根据对称性原则可知，Z 中共有 2 种类
型的氢原子，所以 Z 的一氯代物有 2 种，C 错误；
和 分子式相同，但结构不同，互为同分
异构体，且
属于芳香烃，D 正确。
答案：C
【归纳总结】 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)某单烯烃和氯气发生加成反应后，又能和 6 mol 氯气发生取代反应，则该烯烃的结构简式为 ____________ ； 若 是 单 炔 烃 ， 结 构 简 式 为 ____________；若是 2 mol 乙炔发生加成反应生 成链状的分子 C4H4，结构简式为____________。
答案：(1)①取代反应 ②加成反应 ③氧化
汽油发动 机燃料
问题 加成反应和取代反应的比较与应用
取代反应
加成反应
有机物分子
有机物分子中 中不饱和键两
的某些原子或 端的原子与其
概述 原子团被其他 他原子或原子
原子或原子团 团直接结合生
所代替的反应 成新的化合物
的反应
有上有下或断
一下一上(断了 只上不下或断一加二，从哪
一个化学键，下 里断从哪里加(断了一个化
特点 来一个原子或 学键，加上两个原子或原子
原子团，上去一 团，应该加在断键两端的不
个原子或原子
饱和碳原子上)
团)
反应前后 分子数目
一般相等
减少
[对点练] (1)标出下列三种情况的反应类型 ①CH4 与 Cl2 混 合 光 照 后 黄 绿 色 褪 去 ， ________________________________________。 ②丙烯与溴水作用使溴水褪色， ________________________________________。 ③丙烯通入酸性 KMnO4 溶液中溶液褪色， ____________________________________。
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 含有芳香环的同分异构体。
例如甲苯和乙苯在苯环上的一氯代物的同分 异构体分别都有三种(邻、间、对)：
(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 有芳香环的同分异构体。
答案：C
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
பைடு நூலகம்
互为同分异构体的芳香族化合物
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
增大 ，液态烃密度均比水 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的化学方程式为
CH3CH3＋Cl2―光―照→CH3CH2Cl＋HCl
。
②分解反应。 ③燃烧反应：燃烧通式为 CnH2n＋2＋3n＋ 2 1O2―点―燃→nCO2＋(n＋1)H2O。
＋HCl催―△ ―化→剂
。
反应ⓑ的化学方程式：
nCH2CHCl催――化→剂
。
反应ⓐ的化学方程式：
＋HCl催―△ ―化→剂
。
反应ⓑ的化学方程式：
nCH2CHCl催――化→剂
。
4．天然气、液化石油气和汽油的主要成分及应用
主要成分
应用
天然气 甲烷
燃料、 化工原料
液化石 丙烷、丁烷、丙烯、丁烯
油气
燃料
汽油 C5～C11 的烃类混合物
(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。 思考：利用酸性 KMnO4 溶液能否鉴别乙烷和 乙烯？能否除去乙烷中的乙烯杂质？
提示：酸性 KMnO4 溶液可鉴别乙烷和乙烯， 但不能用来除去乙烷中的乙烯，因为酸性 KMnO4 溶液可把乙烯氧化成 CO2 气体混入乙烷中，在除 去乙烯的同时，又引入了其他杂质。
，名称依次为 3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯、 3,4,4-三甲基-2-戊烯、3,4,4-三甲基-1-戊烯。
答案：A
2．某烷烃的结构简式为 (1) 用 系 统 命 名 法 命 名 该 烃 ： ________________。 (2)若该烷烃是由烯烃和 1 mol H2 加成得到 的，则原烯烃的结构有________种。(不包括立体 异构，下同)