选修5 第二章

第二章 烃和卤代烃

第一节 脂肪烃

基本概念：脂肪烃―链状烃（烷烃，烯烃，炔烃等）和脂环烃（环烷烃等）的统称。 规律：不含苯环的烃（芳香烃）。 一、烷烃（C n H 2n+2）和（单）烯烃（C n H 2n ） 烷烃和烯烃的比较

当不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时，通常氢加到含氢较多的不饱和碳原子一侧。称马氏规则。

聚合反应： nCH 2=CH2

催化剂

－[CH2-CH 2]n －（聚乙烯）高聚物

聚合反应中的加聚反应（加成聚合）

顺反异构：这种由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象。 例如： 顺－2－丁烯 反－2－丁烯

炔烃：分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃。物理性质的递变规律类似于烷烃、烯烃。

乙炔：物性－无色、无味的气体，微溶于水、易溶于有机溶剂。

结构－C 2H 2 H-C C-H 直线型 （实验）乙炔的实验室制备 原理：CaC 2

+2H2O

Ca(OH)2+C2H 2↑

电石＋食盐水（饱和）－为了得到平稳的乙炔气流。 装置：分液漏斗，烧瓶，铁架台，试管。

CuSO 4溶液 Br 2/CCl4 KMnO 4/H+

乙炔 －>点燃 除杂（H 2S 和PH 3） 橙红色 紫色

有关方程式：

H 2S ＋ CuSO 4

+ H2SO 4 CH + Br2 其余的性质： CH=CH ＋ HCl CH=CH ＋ H 22C 2H 2+5O2

CH 2=CHCl nCH 2=CHCl CH 2=CH2 CH 2=CH2＋H 24CO 2+2H2O

－[CH 2－CHCl]－n 聚氯乙烯 CH 3－CH 3

CHBr=CHBr CHBr=CHBr +Br2

CHBr 2－CHBr 2

炔烃化学性质：类似乙炔－易发生加成、氧化反应。能使溴的四氯化碳和高锰酸钾溶液褪色。

烷烃、烯烃和炔烃 1．概念及通式

（1）烷烃：分子中碳原子之间以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合的饱和烃，其通式为：CnH2n ＋2（n ≥l ）。

（2）烯烃：分子里含有碳碳双键的不饱和链烃，分子通式为：CnH2n （n ≥2）。 （3）炔烃：分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃，分子通式为：CnH2n －2（n ≥2）。 2．物理性质

（1）状态：常温下含有1～4个碳原子的烃为气态烃，随碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态。

（2）沸点：①随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高。 ②同分异构体之间，支链越多，沸点越低。

（3）相对密度：随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水的小。 （4）在水中的溶解性：均难溶于水。 3．化学性质

（1）均易燃烧，燃烧的化学反应通式为：

（2）烷烃难被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化，在光照条件下易和卤素单质发生取代反应。

（3）烯烃和炔烃易被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化，易发生加成反应和加聚反应。 四、脂肪烃的来源及其应用：

1. 烷烃一氯取代物的同分异构体判断。分析：根据结构的对称性分析等位氢的种类。 2. 同质量烃燃烧，生成CO 2最多的是？耗氧量多的是？ 分析：①同质量的烃燃烧即分析C ％，越大，CO 2越多；

②同物质的量的烃燃烧即分析CxHy 中的X ，越大，CO 2越多。 ①同物质的量的烃完全燃烧时，消耗氧气的物质的量为X+Y/4

②等质量的烃完全燃烧时CxHy, 烃分子中氢元素的质量分数越大，其耗氧量也

越大，即Y/X的值越大，则该烃完全燃烧时的耗氧量也越大。

等质量的下列烃完全燃烧时，消耗氧气的量最多的是（）CH4，C2H4，C3H4，C6H6 3．顺－2－丁烯与反－2－丁烯的加氢产物是相同的，即顺反异构只可能出现在具有碳碳双键的有机物中。

练： 链烃分子C 200H 200最多含有多少个碳碳三键？ 4．同质量混合烃的燃烧，判断产生的CO 2的量。

分析：烯烃的含碳量全部相等。含碳量比较：烷烃

分析：（1）等质量的时候，体积最大的为：摩尔质量最小的。 （2）等质量完全燃烧，耗氧量最大的为：含氢量最大的。 （3）等质量完全燃烧，生成CO 2最多的为：含碳量最大的。 （4）等质量完全燃烧，生成水最多的为：含氢量最大的。 复习苯的化学性质：完成下列方程式并注明反应类型。

1、 苯的燃烧： 2、苯+Br2： 3、苯+浓硝酸： 4：苯＋氢气： 苯还属于脂肪烃吗？它属于哪一大类烃？芳香烃。

芳香烃：分子中含有一个或多个苯环的烃。最简单的芳香烃是？苯。即只是一个苯环。

应。

4、苯的同系物

1）概念：苯环上的氢原子被烷基取代的产物。通式为：C n H 2n －6（n ≥6）。 （2）化学性质（以甲苯为例）

①氧化反应：甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，说明苯环对烷基的影响使其取代基易被氧化。

②取代反应a ．苯的同系物的硝化反应

b ．苯的同系物可发生溴代反应 有铁作催化剂时：

苯和甲苯的性质相比，你发现了什么？你认为原因是什么？

甲苯的化学性质更活泼，苯环对甲基有影响（被酸性高锰酸钾溶液氧化）；

甲基对苯环有一定影响（活化了苯环，与硝酸反应邻对位都可以发生取代）

芳香烃是苯的同系物，对吗？苯的同系物是芳香烃，对吗？

苯和苯的同系物不能让溴水褪色，对吗？错，能萃取褪色，不能因为化学反应褪色。

苯的同系物能让高锰酸钾褪色，对吗？

1． 苯的同系物C 8H 10的同分异构体共（ ）种。

2． 甲苯的一氯代物的同分异构体有（ ）种，苯的二氯代物有3种 3． 怎样区分己烷、1－己烯和邻二甲苯三种物质？ 五、卤代烃

卤代烃的结构特点：卤素原子是卤代烃的官能团。C —X 之间的共用电子对偏向X 形成一个极性较强的共价键, 分子中C —X 键易断裂。 2．卤代烃的物理性质

（1）溶解性：不溶于水，易溶于大多数有机溶剂。

（2）状态、密度：CH 3Cl 常温下呈气态，C 2H 5Br 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4常温下呈液态且密度> （填“>”或“

卤

代

烃

的

化

学

性

质

：

以

溴

乙

烷

为

例

。

实验：验证NaBr

用氯仿代替溴乙烷做取代反应的实验。

CH 3CH 2－Br ＋ NaOH CH 2 ＝

CH

＋ NaBr ＋H 2O 消去反应

反应原理：

HBr ＋ NaOH ＝＝ NaBr ＋H 2O

（概念）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（如水、

卤化氢等），而生成含不饱和键化合物的反应。

（小结）卤代烃的取代反应通式：

卤代烃的消去反应：与连接卤素原子相邻的碳原子上必须有氢原子。否则不发生

2．检验卤代烃分子中卤素的方法（X 表示卤素原子）

（1）实验原理

（2）实验步骤：①取少量卤代烃；②加入NaOH 溶液；③加热煮沸；④冷却；⑤加入稀硝酸酸化；⑥加入硝酸银溶液；⑦根据沉淀（AgX ）的颜色（白色、浅黄色、黄色）可确定卤族元素（氯、溴、碘）。

（3）实验说明：①加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解的难易程度不同。

②加入稀HNO 3酸化的目的：中和过量的NaOH ，防止NaOH 与AgNO 3反应生成的棕黑色Ag 2O 沉淀干扰对实验现象的观察；检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。

（4）量的关系：据R —X ～NaX ～AgX,1 mol一卤代烃可得到1 mol卤化银（除F 外）沉淀，常利用此量的关系来定量测定卤代烃。

12．已知烯烃在不同条件下与卤化氢的加成反应的方向不同。

用方程式完成下列制备：

（1）由1－溴丁烷制备2－溴丁烷

（2）由（CH 3）2CHCH=CH2分两步转变为（CH 3）2CHCH 2CH 2OH 。 （3）以2－氯丙烷合成1，2－丙二醇 简单计算题：

20L 氧气中充分燃烧4.0L 乙烷，反应后气体的体积为多少？如将生成的气体通入足量石灰

水中，剩余气体为多少？

一种气中完全燃烧，生成2体积的CO2和2.4体积的水蒸气（标况下），混合气体中烷烃和

烯烃的体积比为( ) 气态烯烃和气态烷烃，他们分子里的碳原子数相等，1体积这两种组成的混合气体在氧

与乙炔具有相同的碳、氢百分含量，但既不是同系物又不是同分异构体的是( )

A. 丙炔

B. 环丁烷

C. 甲苯

D. 苯

3．已知卤代烃可以和钠发生反应，例如溴乙烷与钠发生反应为：

−→ CH 3CH 2CH 2CH 3 + 2NaBr 2CH 3CH 2Br + 2Na−

应用这一反应，下列所给化合物中可以与钠合成环丁烷的是 ( )

A.CH 3Br B. CH2BrCH 2CH 2CH 2Br C.CH 2BrCH 2Br D. CH3CH 2CH 2CH 2Br

某烃的分子式为C 8H 10，不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO 4溶液褪色，则此烃的结构有 A.2种

B.3种

C.4种

D.5种

属于苯的同系物是 （ ） A ．

B．

C ． D．

10．某烃结构式如下：

－C≡C－CH ＝CH －CH 3，有关其结构说法正确的是: （ ）

A. 所有原子可能在同一平面上 B. 所有原子可能在同一条直线上 C. 所有碳原子可能在同一平面上 D. 所有氢原子可能在同一平面上 8．

与等物质的量的Br 2发生加成反应，生成的产物是 (

)

7环己烯，有八种物质：①甲烷、②苯、③聚乙烯、④聚异戊二烯、⑤2－丁炔、⑥环己烷、○

既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴水因反应而褪色的是（ ） A ．③④⑤⑧ B.④⑤⑦ C.④⑤ D.③④⑤⑦⑧

化学反应2CH 3CH 2OH CH 3CH 2OCH 2CH 3+H2O 类型是 ( )

A ．取代反应 B ．酯化反应 C ．消去反应 Ｄ．聚合反应

在有机物：①CH 3CH 3、②CH 2＝CH 2、③CH 3CH 2C ≡CH 、④CH 3C ≡CCH 3、⑤C 2H 6、 ⑥CH 3CH ＝CH 2

中，一定互为同系物的是 ，一定互为同是 。

1mol 某烃A 和1 mol 苯完全燃烧，在相同条件下，生成CO 2体积相同，烃A 比苯多消耗1mol

O 2，若A 分子结构中无支链或侧链 ，则：

(1)若A 为环状化合物，它能与等物质的量的Br 2发生加成反应，则A 的结

构简式为 ；

(2)若A 为链状烯烃，1mol A最多可和2mol Br2发生加成反应且A 与等物质的量的Br 2加成后的可能产物只有2种，则A 的结构简式为 。

已知：(X代表卤素原子，R 代表烃基) （12分）

利用上述信息，按以下步骤从已略去

)

合成。(部分试剂和反应条件

请回答下列问题：

(1)分别写出B 、D 的结构简式：B____ 、D_ ____ __。

(2)反应①～⑦中属于消去反应的是____ _____。(填数字代号) (3)如果不考虑⑥、⑦反应，对于反应⑤，得到的E 可能的结构简式为：

_ 。3

−→D 反应的化学方程式(有机物写结构简式，并注明反应条件) (4)试写出C −

常温下，一种烷烃A 和一种单烯烃B 组成混合气体，A 或B 分子最多只有4个碳原子，且B

分子的碳原子数比A 分子多。1. 将1L 改混合气体充分燃烧，在同温同压下得到2.5LCO2气体。试推断1. 原混合气体中A 和B 所有可能的组合及体积比。

2. 120°C 时取1L 改混合气体与9了氧气混合，充分燃烧后，当恢复到120°C 和燃烧前的压强时，体积增大6.25%.试通过计算确定A 和B 的分子式。

25°C 和101Kpa 时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32ML ，与过量氧气混合并完全燃烧，

除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72ML, 原混合烃中乙炔的体积分数为（ ）。 某同学设计如右图装置制取少量溴苯，请回答下列问题：

（1）写出实验室制取溴苯的化学方程式：_________________________。 （2）上述反应发生后，在锥形瓶中加入硝酸银溶液观察到的现象是_______________，这一现象能否说明溴和苯发生了取代反应（填“能”或“不能”）___ __ __，理由是___ _。 （3）反应后得到的溴苯中溶有少量苯、溴、三溴苯、溴化铁和溴化氢等杂质，欲除去上述杂质，得到无水溴苯的合理实验操作步骤可设计为（分液操作已略去）：①水洗②碱洗③水洗④__ ___⑤_ _____。 （4）上述操作②碱洗的主要目的是（填序号）______。

A ．除三溴苯和溴化氢 B ．除溴化铁和三溴苯 C ．除溴和溴化氢 D ．除苯和溴 用示意图中的装置进行A 、B 、C ，3组实验，在a 、b 、c 中加入的试剂如表中所示。填写表中空格。