2023新教材高考化学一轮第九章有机化学基础第32讲烃和卤代烃课件

第32讲　烃和卤代烃\n考点一考点二考点三高考真题演练随堂过关训练考点四考点五\n考点一\n考点一　烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质必备知识梳理·夯实学科基础1.甲烷、乙烯、乙炔的结构与性质比较(1)分子结构甲烷乙烯乙炔结构式________________________结构简式CH4CH2===CH2________分子构型________________________H—C≡C—HCH≡CH正四面体形平面形直线形\n(2)物理性质甲烷乙烯乙炔颜色无色无色无色气味无味稍有气味无味状态气体气体气体密度比空气____比空气略____比空气略____小小小\n(3)化学性质甲烷乙烯乙炔氧化燃烧现象________火焰火焰明亮，有________火焰明亮，有________高锰酸钾现象________________________应用检验是否含有或—C≡C—淡蓝色黑烟浓烟不褪色褪色褪色\n取代与纯净的卤素单质在________条件下生成卤代烷与卤化氢不反应不反应加成不反应可与卤素、卤化氢、氢气等发生加成反应＝＝(X：卤素单质、氢气或卤化氢等)光照\n2．烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式单键CnH2n＋2(n≥1)碳碳双键CnH2n(n≥2)碳碳三键CnH2n－2(n≥2)\n3．脂肪烃的物理性质性质变化规律状态常温下含有________个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到________、________沸点随着碳原子数的增多，沸点逐渐________；同分异构体之间，支链越多，沸点________相对密度随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小水溶性均难溶于水1～4液态固态升高越低\n4.脂肪烃的化学性质(1)烷烃的取代反应①取代反应：有机物分子中某些原子(或原子团)被其他_____所替代的反应。②烷烃的卤代反应a．反应条件：气态烷烃与气态卤素单质在______下反应。b．产物成分：多种卤代烃混合物(非纯净物)＋HX。c．定量关系：，即取代1mol氢原子，消耗________卤素单质生成1molHX。原子光照1mol\n(2)烯烃、炔烃的加成反应①加成反应：有机物分子中的___________与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物的反应。②烯烃、炔烃的加成反应(写出有关反应的化学方程式)不饱和碳原子CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2BrCH2===CH2＋HClCH3CH2Cl\nCH≡CH＋Br2―→Br—CH===CH—Br\n(3)加聚反应①丙烯加聚反应的化学方程式为_______________________________。②乙烯加聚反应的化学方程式为\n(4)二烯烃的加成反应和加聚反应①加成反应②加聚反应：nCH2===CH—CH===CH2_______________。\n(5)脂肪烃的氧化反应烷烃烯烃炔烃燃烧现象燃烧火焰较明亮燃烧火焰明亮，带黑烟燃烧火焰很明亮，带浓黑烟通入酸性KMnO4溶液________________________不褪色褪色褪色\n5.乙炔、乙烯的实验室制备乙烯乙炔原理CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2OCaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋HCCH↑反应装置收集方法排水集气法排水集气法或向下排空气法\n微点拨(1)乙烯的制备中要迅速升温到170℃，以减少副产物乙醚的生成；乙炔的制备中，杂质气体H2S等可用CuSO4溶液除去。(2)烯烃、炔烃被酸性KMnO4溶液氧化产物规律\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)符合通式CnH2n的烃一定是烯烃()错因：_______________________________________________。(2)丙烷分子中的碳原子在同一条直线上()错因：_______________________________________________。(3)聚乙炔可发生加成反应()错因：_______________________________________________。(4)取代反应仅指有机物分子里的氢原子被其他原子或原子团所代替的反应()错因：_______________________________________________。(5)乙烯使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色的反应类型相同()错因：_______________________________________________。×烯烃、环烷烃的通式均为CnH2n×碳原子呈锯齿排列√×取代反应是指有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应×乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是氧化还原反应，使溴水褪色是与溴的加成反应\n(6)烯烃能发生加成反应，不能发生取代反应()错因：_______________________________________________。(7)1，3丁二烯与溴单质的加成产物有2种()错因：_______________________________________________。(8)通入氢气可以除去乙烷中混有的少量乙烯()错因：_______________________________________________。(9)实验室制乙炔时，用饱和食盐水代替水，是为了减缓电石与水的反应速率()错因：_______________________________________________。×丙烯与氯气在加热时可发生甲基上的取代反应×可发生1，2加成；1，4加成，两个双键均加成，加成产物有3种×常温下氢气与乙烯不反应，一定条件下氢气可以和乙烯发生加成反应生成乙烷，但二者的比例必须为1∶1√\n题组强化训练·形成关键能力题组一甲烷、乙烯、乙炔的结构与性质1．下列说法正确的是()A．甲烷分子的空间填充模型为，其二氯取代物有2种结构B．苯和乙烯都能使溴水褪色，其褪色原理相同C．相同质量的乙炔与苯分别在足量的氧气中完全燃烧，消耗氧气的物质的量相同D．在一定条件下，苯与氯气生成氯苯的反应类型是加成反应解析：A项，由于甲烷是正四面体结构，所以它的二氯取代物只有一种；B项，苯使溴水褪色是因为萃取，而乙烯使溴水褪色是因为发生加成反应；C项，由于乙炔和苯的最简式相同，所以当质量相同时，其耗氧量也相同；D项，苯与氯气反应生成氯苯，发生取代反应。答案：C\n2.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是()答案：D\n解析：甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，故黄绿色的氯气减少，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现无色油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。综合上述现象，答案选D项。\n题组二烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质3．液化气的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述不正确的是()A．是直链烃，但分子中3个碳原子不在一条直线上B.在光照条件下能够与氯气发生取代反应C．丙烷比丁烷易液化D．1mol丙烷完全燃烧消耗5molO2解析：A项，C3H8是直链烃，但其中的碳原子为饱和碳原子，与之相连的四个原子形成四面体结构，故分子中3个碳原子不在一条直线上，正确；B项，C3H8在光照时能够与Cl2发生取代反应，正确；C项，丁烷比丙烷易液化，错误；D项，1mol丙烷完全燃烧消耗5molO2，正确。答案：C\n4.桶烯结构简式如图所示，有关说法不正确的是()A．桶烯分子中所有的碳原子杂化类型均为sp2杂化B．桶烯在一定条件下能发生加聚反应C．桶烯与苯乙烯(C6H5CH===CH2)互为同分异构体D．桶烯中的一个氢原子被氯原子取代，所得产物有2种解析：桶烯相当于甲烷中的三个氢原子被碳碳双键取代，甲烷是四面体结构，所以桶烯中所有碳原子不可能都是sp2杂化，A错误；桶烯中含有碳碳双键，所以在一定条件下能发生加聚反应，B正确；桶烯和苯乙烯的分子式相同都是C8H8，但桶烯和苯乙烯的结构不同，所以是同分异构体，C正确；桶烯是对称结构，有2种等效氢，D正确。答案：A\n5．含有一个三键的炔烃，氢化后的产物结构简式为此炔烃可能的结构简式有()A．1种B．2种C．3种D．4种解析：根据炔烃与H2加成反应的原理可知，烷烃分子中相邻碳原子上均带2个氢原子的碳原子间才可以形成碳碳三键，由烷烃的结构简式可知，该烷烃有如所示的3个位置可以形成碳碳三键，其中1、2两位置相同，故该炔烃共有2种。答案：B\n题组三脂肪烃与其他有机物的转化6．[2022·江西萍乡二模改编]如图①②③三种物质的分子式均为C9H12。下列说法正确的是()A.①和③都能使Br2的CCl4溶液或酸性KMnO4溶液褪色B．等物质的量的①与②分别与足量的H2反应，消耗的H2一样多C．③能发生取代反应、加成反应和氧化反应D．①苯环上的二氯代物有7种答案：C\n解析：③含有碳碳双键，可发生加成反应和氧化反应，故可使Br2的CCl4溶液或酸性KMnO4溶液褪色；①可发生氧化反应，使酸性KMnO4溶液褪色，但不与Br2反应且与CCl4互溶，故不能使Br2的CCl4溶液褪色，A错误。①分子中含有1个苯环，1mol①与足量的H2完全反应消耗3molH2，②分子中含有4个碳碳双键，1mol②与足量的H2完全反应消耗4molH2，B错误。③分子中含有碳碳双键和碳碳单键，可发生取代反应、加成反应和氧化反应，C正确。①苯环上的二氯代物有6种，分别为，(数字代表另一个氯原子的位置)，D错误。\n7．烯烃在化工生产过程中有重要意义。如图所示是以烯烃A为原料合成粘合剂M的路线图。回答下列问题：(1)下列关于路线图中的有机物或转化关系的说法正确的是________(填字母)。A．A能发生加成反应、氧化反应、缩聚反应B．B的结构简式为CH2ClCHClCH3C．C的分子式为C4H5O3D．M的单体是CH2===CHCOOCH3和D\n(2)A分子中所含官能团的名称是__________，反应①的反应类型为________。(3)设计步骤③⑤的目的是_________________________________，C的名称为________。(4)C和D生成M的化学方程式为________________________________。碳碳双键取代反应保护碳碳双键，防止被氧化丙烯酸甲酯\n解析：A为烯烃，分子式为C3H6，其结构简式为CH3CH===CH2；结合反应②的生成物为CH2===CHCH2OH，及反应①的条件可知B为ClCH2CH===CH2；生成D的反应物为CH2===CH—CN，由粘合剂M逆推可知D为，故C为CH2===CHCOOCH3。(1)CH3CH===CH2可发生加成反应和氧化反应，不能发生缩聚反应，A项错误；B为ClCH2CH===CH2，B项错误；的分子式为C4H6O2，C项错误。\n(2)A为CH3CH===CH2，其官能团为碳碳双键，反应①是甲基在光照条件下的取代反应。(3)反应③是CH2===CHCH2OH通过加成反应，使碳碳双键得以保护，防止后续加入酸性KMnO4溶液时被氧化，待羟基被氧化后，再通过消去反应，得到原来的碳碳双键；C为CH2===CHCOOCH3，其名称为丙烯酸甲酯。(4)CH2===CHCOOCH3与通过加聚反应生成。\n考点二\n必备知识梳理·夯实学科基础1.芳香烃分子里含有一个或多个_____的烃。苯环\n2．苯的结构与物理性质(1)结构简式：____________，分子构型：____________。(2)物理性质：____色，有特殊气味的透明液体，易挥发，密度比水____，____溶于水。平面正六边形无小难\n3．苯的同系物与苯的结构和性质比较苯苯的同系物化学式C6H6CnH2n－6(通式，n>6)结构特点①苯环上的碳碳键是介于________和________之间的一种独特的化学键②分子中所有原子一定在同一平面内①分子中含有一个________；与苯环相连的是________基②与苯环直接相连的原子在苯环平面内，其他原子不一定在同一平面内单键双键苯环烷烃\n主要化学性质(1)能取代：①硝化：________________②卤代：______________(2)能加成：(3)可燃烧，难氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色(1)能取代：①硝化：_________②卤代：____________________________________(2)能加成(3)可燃烧，易氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色________________\n特别提醒(1)苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响应注意的两点①苯环影响侧链，使侧链烃基性质活泼而被氧化。苯的同系物被氧化时，不论它的侧链长短如何，如果侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，则该侧链烃基通常被氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。②侧链对苯环的影响，使苯环上侧链邻、对位上的H原子变得活泼。甲苯与硝酸反应时，生成三硝基甲苯，而苯与硝酸反应主要生成硝基苯。(2)不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色，如就不能使酸性KMnO4溶液褪色，原因是与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子。\n4.苯的同系物的同分异构体以C8H10芳香烃为例\n微点拨①苯的同系物属于芳香烃，但芳香烃不一定是苯的同系物，因为芳香烃的范围较广，含一个苯环、多个苯环、稠环等的烃，都属于芳香烃。②只含一个苯环的烃也不一定是苯的同系物。如：虽然只含一个苯环，属于芳香烃，但因其侧链不是烷基，所以它们并不是苯的同系物。\n5．芳香烃的用途及对环境的影响(1)芳香烃的用途苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要的有机化工原料，苯还是一种重要的有机溶剂。(2)芳香烃对环境的影响油漆、涂料、复合地板等装饰材料会挥发出苯等有毒有机物，秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾和香烟的烟雾中含有较多的芳香烃，对环境、健康产生不利影响。\n微点拨有机化合物中大π键理论初探在多原子间形成的多电子的π键称为大π键，可表示为。其中a表示为平行的p轨道数，b表示在平行p轨道中的电子总数。分子内形成大π键后能量降低，变得更稳定。(1)1，3丁二烯：其结构为，每个C均以sp2杂化轨道形成σ键骨架结构(平面结构)。每个C原子均余下一个没有参与杂化的p轨道垂直于该平面并相互平行，肩并肩重叠在一起形成大π键，可表示为。\n(2)苯：其结构为，每个C均以sp2杂化轨道形成σ键骨架结构，每个C原子均余下一个未参与杂化的p轨道，肩并肩重叠在一起形成环状大π键，可表示为。苯分子的结构简式中的“○”表示环状大π键。(3)酚类物质：如酸性为什么比醇强？由于侧链羟基中的O原子上的孤对电子和苯环大π键部分重叠，酚中的O—H的电子云整体向苯环移动，使O—H键长增大，键能减小，更易断裂，所以酸性比醇更强。(4)芳香卤代烃：芳香卤代烃()为什么难以发生取代和消去反应？由于卤素原子上的孤对电子和苯环大π键部分重叠，使C—X键结合得更紧密难以断裂，所以难以发生取代反应。同时，消去反应会破坏原来苯环内稳定的大π键，故也难以发生消去反应。\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)苯不具有典型的双键所具有的加成反应的性质，故不可能发生加成反应()错因：___________________________________________________。(2)可用酸性高锰酸钾溶液区别甲苯与环己烷()错因：___________________________________________________。(3)苯乙烯所有的原子一定在同一平面上()错因：___________________________________________________。(4)受甲基的影响，甲苯与浓硝酸反应易生成三硝基甲苯()错因：___________________________________________________。(5)甲苯能使溴水层褪色的原因是溴与苯环发生了取代反应()错因：___________________________________________________。×苯在一定条件下能与氢气发生加成反应√×苯平面与乙烯平面靠单键连接，平面可以绕轴旋转，因而所有原子不一定在同一平面上√×甲苯与溴水不能发生取代反应\n(6)苯的同系物、芳香烃、芳香化合物中都含有苯环，是官能团()错因：___________________________________________________。(7)符合CnH2n－6(n≥6)通式的烃一定是苯及其同系物()错因：___________________________________________________。(8)苯的一氯代物只有一种结构，说明苯分子中的碳碳键完全相同，不存在单双键交替排列的形式()错因：___________________________________________________。(9)乙烯、乙炔和苯都属于不饱和烃，所以它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色()错因：___________________________________________________。(10)相同物质的量的苯和甲苯与氢气完全加成时消耗的氢气的量相同()错因：___________________________________________________。×苯环、苯基均不是官能团×符合通式CnH2n－6(n>6)的不一定是苯及其同系物，苯及其同系物一定符合通式×苯的邻二氯代物只有一种结构，说明苯分子中的碳碳键完全相同，不存在单双键交替排列的形式×苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色√\n(11)苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色()错因：___________________________________________________。(12)甲苯在一定条件下与硝酸反应生成2，4，6三硝基甲苯，说明苯环对甲基产生了影响()错因：___________________________________________________。×苯的同系物中只有与苯环相连的碳原子上有氢原子的才能使酸性高锰酸钾溶液褪色×甲苯在一定条件下与硝酸反应生成2，4，6－三硝基甲苯，说明甲基对苯环产生了影响\n题组强化训练·形成关键能力题组一苯及其同系物的结构与性质1．对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成。已知①苯环上的硝基可被还原为氨基：产物苯胺还原性强，易被氧化；②—CH3为邻、对位取代定位基，而—COOH为间位取代定位基。则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是()A．甲苯XY对氨基苯甲酸B.甲苯XY对氨基苯甲酸C．甲苯XY对氨基苯甲酸D．甲苯XY对氨基苯甲酸答案：A\n解析：由甲苯制取产物时，需发生硝化反应引入硝基，再还原得到氨基，将甲基氧化才得到羧基；但氨基易被氧化，故甲基氧化为羧基应在硝基还原前，否则生成的氨基也被氧化，故先将甲基氧化为羧基，再将硝基还原为氨基；—CH3为邻、对位取代定位基；而—COOH为间位取代定位基，产物中的氨基在羧基的对位，如果先氧化甲基成羧基，发生硝化反应时，硝基在羧基的间位，所以先用—CH3的对位取代效果，在甲基的对位引入硝基，再将甲基氧化成羧基，最后将硝基还原成氨基，所以步骤为甲苯XY对氨基苯甲酸，即合理选项为A。\nA．仅①②③B．仅④⑤⑥⑦C．仅①⑤D．①②③④⑤⑥⑦答案：B\n解析：根据题给两个反应信息，得出结论：光照条件下，是在侧链上发生取代反应；在FeBr3的催化作用下，是在苯环上发生取代反应。所以在FeBr3的催化作用下，甲苯与溴只能发生苯环上的取代反应，产物可能为：④⑤⑥⑦。\n题组二芳香烃同分异构体的判断3．碳原子数为12且只有两个侧链的苯的同系物的同分异构体数目为()A．42种B．45种C．48种D．60种解析：碳原子数为12，其中苯环含有6个C，则支链含有6个C，6个碳原子可以分为1和5、2和4、3和3，甲基只有1种，戊基有8种，苯的2个取代基可以是邻位、间位和对位，此时共有1×8×3＝24种；乙基只有1种，丁基有4种，苯的2个取代基可以是邻位、间位和对位，此时共有1×4×3＝12种；丙基有2种，两个丙基的组合有3种，苯的2个取代基可以是邻位、间位和对位，此时共有9种，所以二取代苯的同分异构体共有24＋12＋9＝45种。答案：B\n4．下列有关同分异构体数目的叙述中，正确的是()A．甲苯苯环上的一个氢原子被含4个碳原子的烷基取代，所得产物有12种B．等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应得到9种产物C．已知二氯苯有3种同分异构体，则四氯苯的同分异构体的数目为6种D．苯乙烯和氢气完全加成的产物的一溴取代物有5种答案：A\n解析：4个碳原子的烷基存在四种同分异构体，分别为正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；甲苯苯环上的H原子种类有3种，所以分别有3种同分异构体，故所得产物有12种，故A正确；乙烷的一氯取代物有1种，二氯取代物有2种，三氯取代物有2种，四氯取代物有2种(与二溴取代物个数相同)，五氯取代物有1种(与一溴取代物个数相同)，六氯取代物1种，所以氯代产物总共有9种，含有氯化氢，所以产物为10种，故B错误；由于苯环含有6个H原子，二氯苯与四氯苯的同分异构体数目相同，若二氯苯有3种同分异构体，则四氯苯的同分异构体的数目为3种，故C错误；乙基环己烷中氢原子的种类有6种，所以乙基环己烷中与氯气发生取代反应时，生成的一溴代物有6种，故D错误。\n考点三\n必备知识梳理·夯实学科基础1.煤的综合利用(1)煤的干馏：把煤________________使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的____________变化过程。隔绝空气加强热物理、化学\n(2)煤的气化将煤转化为____________的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为__________________________________。(3)煤的液化①________液化：煤＋氢气催化剂,高温、高压液体燃料。②________液化：煤＋水水煤气甲醇等。可燃性气体C＋H2O(g)CO＋H2直接间接\n2．石油的综合利用(1)石油的成分：由多种____________组成的混合物，主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃。所含元素以________为主，还含有少量N、S、P、O等。(2)石油的加工方法过程目的分馏把原油中沸点不同的各组分进行分离的过程获得各种燃料用油裂化把相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃得到更多的汽油等轻质油裂解深度裂化，产物呈气态得到乙烯、丙烯、甲烷等化工原料碳氢化合物C、H\n3.天然气的综合利用\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物()错因：_______________________________________(2)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物()错因：_______________________________________(3)煤的气化和液化都是化学变化()错因：_______________________________________(4)聚乙烯、聚氯乙烯的单体属于烯烃()错因：_______________________________________(5)裂化的目的是得到轻质油，裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料()错因：_______________________________________×汽油也是多种烃的混合物×煤干馏分解的产物中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，煤中不含这三种物质√×聚氯乙烯的单体氯乙烯含有氯元素，不属于烃√\n题组强化训练·形成关键能力1.下列关于石油和石油化工的说法正确的是()A．石油是由各种碳氢化合物组成的纯净物B．石油分馏得到的各馏分是由各种碳氢化合物组成的纯净物C．石油裂解和裂化的主要目的都是为了得到重要产品乙烯D．实验室里，在氧化铝粉末的作用下，用石蜡可以制出汽油解析：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，故A错误；石油分馏得到的各个馏分为烃类物质的混合物，故B错误；裂化和裂解都是由一种大分子的烃在高温无氧条件下变成小分子烃的复杂分解反应的过程，石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量，裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯等加工原料，故C错误。答案：D\n2．下列说法不正确的是()A.石油是由烃组成的混合物B．①主要发生物理变化C．②是石油的裂化、裂解D．③属于取代反应解析：①为石油的分馏，发生物理变化，B项正确；由石油分馏产品获得气态烃乙烯需经过石油的裂化和裂解，C项正确；由乙烯制得1，2－二溴乙烷的反应为CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br，属于加成反应，D项错误。答案：D\n3．有关煤的综合利用如图所示。下列说法错误的是()A．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程B．条件a为Cl2/光照C．反应②为置换反应D．B为甲醇或乙酸时，反应③原子利用率均可达到100%解析：煤的干馏应隔绝空气加强热使其分解。答案：A\n考点四\n必备知识梳理·夯实学科基础1.烃的完全燃烧通式：_____________________________________。2．等量的烃完全燃烧时耗氧量的计算(1)等物质的量的烃完全燃烧时耗氧量的计算对于等物质的量(1mol)的烃CxHy完全燃烧时，消耗氧气的物质的量为________mol。若________的值越大，消耗氧气的物质的量也就越大。(2)等质量的烃完全燃烧时耗氧量的计算等质量的烃________完全燃烧时，若烃分子中氢元素的质量分数越____，其耗氧量也就越大。即若的值越____，则该烃完全燃烧的耗氧量也越大。(3)互为同分异构体或最简式相同的烃等质量完全燃烧，耗氧量一定相同。CxHy＋(O2xCO2＋H2O((CxHy大大\n3．有机物燃烧后生成CO2和H2O的比较(1)物质的量相同的烃(CxHy)或烃的含氧衍生物(CxHyOz)，____值越大，完全燃烧时，产生CO2越多，反之越少；____值越大，完全燃烧时，产生H2O多，反之越少。(2)质量相同的烃(CxHy)或烃的含氧衍生物(CxHyOz)，若碳的质量分数越大，完全燃烧时产生的CO2越多；若氢的质量分数越大，完全燃烧时，所产生的H2O越多。xy\n4．有机物完全燃烧前后气体体积的变化气态烃(CxHy)在100℃及其以上温度完全燃烧时气体体积变化规律与氢原子个数有关。CxHy＋O2xCO2＋H2O(g)ΔV＝________，ΔV的值与烃分子中的氢原子数有关，可能增大，也可能减小或不变，具体关系如下：氢原子数体积变化(ΔV)实例y＝4ΔV＝0，总体积不变CH4、C2H4等y＜4ΔV＜0，总体积减小只有C2H2符合y＞4ΔV＞0，总体积增大C2H6等－1\n题组强化训练·形成关键能力1.120℃时，1体积某气态烃和4体积O2混合，完全燃烧至烃无剩余后恢复到原来的温度和压强，气体的体积不变，该烃分子中所含的碳原子数不可能是()A．1B．2C．3D．4解析：由燃烧前后气体体积不变知该烃分子中一定含有4个氢原子。烃分子中氢原子个数等于4的烃有CH4、C2H4、C3H4、C4H4等，根据该气态烃的体积和氧气的体积比为1∶4，可排除C4H4。答案：D\n2．现有CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8五种有机物。(1)同质量的以上物质完全燃烧时耗O2的量最多的是________(填分子式，下同)；同状况、同体积、同物质的量的以上物质完全燃烧时耗O2的量最多的是________；同质量的以上物质完全燃烧时，生成的CO2最多的是___________，生成水最多的是________。(2)在120℃，1.01×105Pa时，以上气态烃和足量的O2点燃完全燃烧，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化的是_________。解析：(1)同质量的烃，值越大，完全燃烧耗氧量越多，生成的H2O物质的量越大，CO2的物质的量越少。同状况、同体积、同物质的量的烃完全燃烧，耗氧量取决于(的相对大小。(2)当温度大于100℃时，水为气态，当y＝4时，燃烧前后体积不变。CH4C3H8C2H4、C3H6CH4CH4、C2H4\n考点五\n必备知识梳理·夯实学科基础1.概念烃分子里的氢原子被________取代后生成的化合物。官能团是________，饱和一元卤代烃通式：________________。2．物理性质卤素原子碳卤键CnH2n＋1X(n≥1)高升高难易小大\n特别提醒卤代烃不属于烃类，而且有的卤代烃分子中不含氢原子，如CCl4等。\n3.化学性质(1)水解反应①R—X＋NaOH___________(R—代表烃基)；②R—CHX—CH2X＋2NaOH_____________________________。(2)消去反应①R—CH2—CH2—X＋NaOH_____________________________(或R—CH2—CH2—X___________________________)；R—OH＋NaXR—CH===CH2＋NaX＋H2OR—CH===CH2＋HXCH≡CH＋2NaX＋2H2O\n微点拨卤代烃在碱性条件下是发生取代反应还是消去反应，主要看反应条件，可以简记为：“无醇有醇，有醇无醇”。\n4．获取方法(1)取代反应①乙烷与Cl2：____________________________________________③C2H5OH与HBr：__________________________________。CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HClC2H5OH＋HBrcC2H5Br＋H2O\n(2)不饱和烃的加成反应①丙烯与Br2、HBr：_____________________________________________________；②乙炔与HCl的反应：_____________________________________________________CH3—CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2BrCH≡CH＋HClCH2===CHCl\n5．卤代烃中卤素原子的检验方法(1)检验方法\n(2)注意事项①加碱的目的是使不溶于水的非电解质卤代烃产生卤离子。②加入AgNO3溶液之前一定要加过量稀硝酸的目的是中和多余的碱并提供酸性环境，防止OH－的干扰。\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)常温下卤代烃都是液态或固态，不溶于水，密度比水大()错因：__________________________________________________(2)卤代烃都能发生消去反应()错因：__________________________________________________(3)卤代烃发生消去反应一定生成烯烃()错因：__________________________________________________(4)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高()错因：__________________________________________________(5)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热生成乙烯()错因：__________________________________________________(6)在溴乙烷中加入AgNO3溶液，立即产生淡黄色沉淀()错因：__________________________________________________×常温下CH3Cl是气体×只有与碳原子相连的碳原子上有氢原子的卤代烃，才能发生消去反应×1，2二氯乙烷消去生成乙炔√√×溴乙烷是共价化合物，只有在碱性条件下时才能产生Br－\n题组强化训练·形成关键能力题组一卤代烃的水解反应和消去反应1．下列卤代烃，既能发生水解，又能发生消去反应且只能得到一种单烯烃的是()答案：A\n解析：A项，分子中含有－Br，可发生水解反应，可发生消去反应生成1种烯烃，结构简式为(CH3)3CC(CH3)===CH2，正确；B项，分子中含有－Br，可发生水解反应，发生消去反应生成两种烯烃，分别为、CH3CH===C(CH3)2，错误；C项，分子中含有－Br，可发生水解反应，可发生消去反应生成3种烯烃，分别为(CH3)2C===C(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHC(CH2CH3)===CH2、(CH3)2CHC(CH3)===CHCH3，错误；D项，分子中含有－Br，可发生水解反应，该卤代烃—X相连碳的相邻碳上没有氢原子，不能发生消去反应，错误。\n2．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不发生消去反应的是()A．①③⑥B．②③⑤C．全部D．②④答案：A\n解析：①消去反应发生后将会形成双键，而氯苯中氯原子在支链上，相邻的碳原子是苯环上的一部分，因此氯苯不能在KOH醇溶液中发生消去反应，符合题意；②氯原子所连碳原子的相邻的碳上有氢原子，可以发生消去反应，生成(CH3)2C===CH2，不符合题意；③该有机物的结构简式为，氯原子所连碳原子的相邻的碳上无氢原子，因此该有机物不能发生消去反应，符合题意；④卤素原子所连碳原子的相邻的碳上有氢原子，可以发生消去反应，不符合题意；⑤卤素原子所连碳原子的相邻的碳上有氢原子，可以发生消去反应，不符合题意；⑥CH3Cl没有邻位碳原子，不符合发生消去反应的条件，符合题意。\n题组二卤代烃在有机合成中的应用3．以溴代芳烃A为原料发生如图转化，下列说法中错误的是()A．合适的原料A可以有两种B.转化中发生消去反应的是②⑦C．C的名称为苯乙烯D．转化中发生取代反应的是①③⑥⑨答案：D\n解析：从A到C8H10的转化过程中碳原子数不变，推断出A分子中有8个碳原子。C的结构为，所以溴代芳烃A的结构可能为或，A项正确；从反应条件中可以明显看出，②、⑦发生的都是卤代烃的消去反应，B项正确；C的结构为，从结构上可以看作是乙烯中的一个氢原子被苯基取代，可以称之为苯乙烯，C项正确；①是卤代烃的水解，③是酯化反应，⑥是卤代烃的水解，三个反应均是取代反应，但⑨是催化加氢，是加成反应(或还原反应)，D项错误。\n4．某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。(1)A的结构简式为________________。(2)A中的碳原子是否都处于同一平面？_____(填“是”或“不是”)。是\n(3)A能发生如下转化，其中D1、D2互为同分异构体，E1、E2互为同分异构体。反应②的化学方程式为____________________________________，C的化学名称是_______________；E2的结构简式是______________，④、⑥的反应类型依次是______________________________。2，3二甲基1，3丁二烯加成反应、取代反应\n解析：(1)某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，令组成为CxHy，则x最大值为84÷12＝7，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，所以A为烯烃，所以x＝6，y＝12,A的化学式为C6H12，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢，故A的结构简式为。\n(2)A的结构简式为，可看作是乙烯分子中的4个H原子被甲基取代产生的物质，由于乙烯分子是平面分子，所以中的碳原子都处于同一平面上。\n(3)A分子中含碳碳双键，与Cl2发生加成反应产生B是，B分子中与Cl原子连接的C原子的邻位C原子上含有H原子，所以与NaOH的乙醇溶液共热，发生消去反应，产生C为，C的化学名称是2，3二甲基1，3丁二烯；C与Br2发生1，4加成反应产生D2是，D2与NaOH水溶液共热，发生取代反应产生E2是，因此反应④的类型为加成反应，反应⑥的类型为取代反应。\n[方法规律](1)水解反应和消去反应的比较反应类型水解反应(取代反应)消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式反应本质和通式卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代，生成醇；R—CH2—X＋NaOHR—CH2OH＋NaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HX：产物特征引入—OH，生成含—OH的化合物消去HX，生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物\n(2)消去反应的规律①两类卤代烃不能发生消去反应结构特点实例与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子CH3Cl与卤素原子相连的碳有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子\n②有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。例如：(或CH3CH===CHCH3)＋NaCl＋H2O。③型卤代烃，发生消去反应可以生成R—C≡C—R，如BrCH2CH2Br＋2NaOHCH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O。\n情境创新设计[教材实验]如图所示，向圆底烧瓶中加入2gNaOH和15mL无水乙醇，搅拌。再向其中加入5mL1溴丁烷和几片碎瓷片，微热。将产生的气体通入盛水的试管后，再用酸性高锰酸钾溶液进行检验。\n[问题探究](1)为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛有水的试管？(2)若用溴水检验丁烯，还有必要先将气体通入水中吗？除去乙醇蒸气，因为乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色，干扰丁烯的检验。不必要。因为乙醇不能使溴水褪色，不会干扰丁烯的检验。\n(3)上述反应的有机产物是什么？若将1溴丁烷换为2溴丁烷，产物可能是什么？(4)含有碳碳双键官能团的有机化合物在一定条件下能发生类似乙烯的加聚反应。写出丙烯、异丁烯()发生加聚反应的化学方程式。1溴丁烷的消去产物为CH2===CHCH2CH3；2溴丁烷的消去产物为CH3CH===CHCH3、CH2===CHCH2CH3。\n[情境素材]1溴环己烷()常用作有机合成中间体，它是一种有刺激性气味的无色液体。与乙醇、乙醚、丙酮、苯和四氯化碳可混溶，不溶于水。储存时，应放于阴凉、通风的库房，并且远离火种、热源，还应与氧化剂分开存放，切忌混储。为探究1溴环己烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应，甲、乙、丙三位同学分别设计如下三个实验方案。试分析上述方案的合理性。[问题探究](5)甲：向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后再滴入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成则可证明发生了消去反应。1溴环己烷无论发生水解反应还是发生消去反应，都能产生Br－，甲不正确。\n(6)乙：向反应混合液中滴入溴水，若溶液颜色很快褪去，则可证明发生了消去反应。(7)丙：向反应混合液中滴入酸性KMnO4溶液，若溶液颜色褪去，则可证明发生了消去反应。(8)依据你的分析，你设计的方案是什么？Br2不仅能与烯烃发生加成反应使颜色褪去，也能与NaOH溶液反应而使颜色褪去，乙也不正确。1溴环己烷发生消去反应生成的烯烃能使酸性KMnO4溶液紫色褪去，发生水解反应生成的醇也会还原酸性KMnO4溶液而使溶液紫色褪去，丙也不正确。先向混合液中加入足量的稀硫酸中和过量的碱，再滴入溴水，如果溴水颜色很快褪去，说明有烯烃生成，即可证明发生了消去反应。\n高考真题演练\n1．[2021·全国甲]下列叙述正确的是()A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应B.用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇C.烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体解析：甲醇中的官能团为羟基，羟基能发生取代反应，但甲醇中不含不饱和键，不能发生加成反应，A项错误；向乙酸和乙醇中分别滴加饱和NaHCO3溶液，有气体产生的是乙酸，无明显现象的是乙醇，即用饱和NaHCO3溶液可鉴别乙酸和乙醇，B项正确；烷烃的沸点随分子中碳原子数增多而逐渐升高，但碳原子数相同的烷烃，分子中所含支链越多，沸点越低，C项错误；戊二烯的分子式为C5H8，而环戊烷的分子式为C5H10，二者分子式不同，不互为同分异构体，D项错误。答案：B\n2．[2021·河北]苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体，结构简式如图。关于该化合物，下列说法正确的是()A.是苯的同系物B.分子中最多8个碳原子共平面C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)D.分子中含有4个碳碳双键解析：苯并降冰片烯与苯在组成上相差的不是若干个CH2，结构上也不相似，故二者不互为同系物，A错误；由题给苯并降冰片烯的结构简式可知，苯环上的6个碳原子与苯环相连的2个碳原子共平面，则该分子中最多8个碳原子共平面，B正确；苯并降冰片烯的结构对称，其分子中含有5种不同化学环境的氢原子，则其一氯代物有5种，C错误；苯环中含有的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间特殊的键，故1个苯并降冰片烯分子中含有1个碳碳双键，D错误。答案：B\n3．[2021·天津]最理想的“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是()A.用电石与水制备乙炔的反应B.用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯的反应C.用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2，4，6三溴苯酚的反应D.用乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷()的反应答案：D\n解析：用电石与水制备乙炔，还生成了氢氧化钙，原子没有全部转化为期望的最终产物，不属于最理想的“原子经济性反应”，故A错误；用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯，还生成了水和溴化钠，原子没有全部转化为期望的最终产物，不属于最理想的“原子经济性反应”，故B错误；用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2，4，6三溴苯酚，还生成了溴化氢，原子没有全部转化为期望的最终产物，不属于最理想的“原子经济性反应”，故C错误；用乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷()，原子全部转化为期望的最终产物，属于最理想的“原子经济性反应”，故D正确。\n4．[2019·天津]我国化学家首次实现了膦催化的(3＋2)环加成反应，并依据该反应，发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。已知(3＋2)环加成反应：CH3C≡C—E1＋E2—CH===CH2(E1、E2可以是—COR或—COOR)\n回答下列问题：(1)茅苍术醇的分子式为________，所含官能团名称为___________，分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为________。(2)化合物B的核磁共振氢谱中有___个吸收峰；其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为___。①分子中含有碳碳三键和乙酯基(—COOCH2CH3)②分子中有连续四个碳原子在一条直线上写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式____________________________________________________。C15H26O碳碳双键、羟基325\n(3)C→D的反应类型为________________。(4)D→E的化学方程式为______________________________________，除E外该反应另一产物的系统命名为________________________。(5)下列试剂分别与F和G反应，可生成相同环状产物的是____(填序号)。a.Br2b．HBrc．NaOH溶液(6)参考以上合成路线及条件，选择两种链状不饱和酯，通过两步反应合成化合物M，在方框中写出路线流程图(其他试剂任选)。加成反应或还原反应2甲基2丙醇或2甲基丙2醇b\n解析：由(3＋2)环加成反应的信息，可推知A与B发生环加成反应生成C，C与H2发生加成反应生成D，D与CH3OH在浓H2SO4，加热条件下发生酯交换反应生成E。(1)由题干中茅苍术醇的结构简式和不饱和度，先查出有15个碳原子，计算出有26个氢原子，所以其分子式是C15H26O，所含官能团是碳碳双键、羟基。因为连有四个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，所以茅苍术醇分子中有3个手性碳原子：。\n(2)化合物B的结构简式可写成所以核磁共振氢谱中有两个吸收峰，峰面积比为1∶3；满足题设条件的同分异构体有：H3C—C≡C—CH2—CH2—COOC2H5、H3C—CH2—C≡C—CH2COOC2H5、H3C—CH2—CH2—C≡C—COOC2H5、其中碳碳三键和乙酯基直接相连的是和CH3CH2CH2C≡CCOOC2H5。(3)因为C中五元环上有碳碳双键，而D中没有碳碳双键，所以C→D的反应类型为加成反应或还原反应。\n(4)D→E发生了取代反应(酯交换反应)，化学方程式为则另一产物的系统名称为2甲基2丙醇或2甲基丙2醇。(5)F和G互为同分异构体，与HBr发生加成反应时，H原子加在连氢原子多的碳原子上，所以产物相同，故选b。(6)利用(3＋2)环加成反应的信息，对M()进行逆推应该有一步加H2消除碳碳双键和环加成反应，故两种链状不饱和酯应该是：CH3C≡CCOOCH3与CH2===CHCOOC2H5或CH3C≡CCOOC2H5与CH2===CHCOOCH3，依此和题干信息写出路线流程图。\n随堂过关训练\n1．下列说法正确的是()A.石油液化气的主要成分为甲烷B.煤的干馏可分离出煤中含有的煤焦油C.石油的分馏和食盐水的蒸馏原理上是相似的D.石油经过分馏得到的汽油是纯净物解析：A项，石油液化气的主要成分为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等，错误；B项，在煤中不含有煤焦油，煤的干馏是化学变化，煤在化学变化中生成了煤焦油，错误；D项，石油分馏得到的汽油仍然是混合物，错误。答案：C\n2．磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构如图所示。下列说法错误的是()A.分子中N原子均为sp2杂化B.基态氯原子核外电子有9个空间运动状态C.H3PO4分子中磷原子的价层电子对数为4D.与足量H2发生加成反应后，该分子中手性碳原子个数增加答案：A\n解析：分子中与六元环相连的N原子形成3个σ键，且有1个孤电子对，为sp3杂化，故A错误；Cl原子核外有17个电子，电子位于不同的轨道，17个电子分别位于9个轨道，故B正确；磷酸中含有3个P—O键、1个P===O键，则形成4个σ键，且不含孤电子对，磷原子的价层电子对数为4，故C正确；有机物含有1个手性碳原子，与氢气发生加成反应后，含有5个手性碳原子，故D正确。\n3．已知：(异丙苯)，下列说法错误的是()A.该反应属于加成反应B.异丙苯的一氯代物共有6种C.可用溴水鉴别异丙烯苯和异丙苯D.异丙苯是苯的同系物解析：由题意可知，异丙烯苯中含有碳碳双键，与氢气发生反应生成的异丙苯中没有碳碳双键，可知异丙烯苯发生了加成反应，A正确；根据异丙苯的对称性，共有5种等效氢，所以异丙苯的一氯代物共有5种，B错误；碳碳双键可以使溴水褪色，而苯环中无碳碳双键，不能使溴水褪色，故仅异丙烯苯可以使溴水褪色，所以可用溴水鉴别异丙烯苯和异丙苯，C正确；异丙苯的分子式是C9H12，符合苯的同系物组成通式CnH2n－6(n>6)且与苯的结构相似，是同系物的关系，D正确。答案：B\n4．25℃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()A.12.5%B．25%C．50%D．75%解析：4CnHm＋(4n＋m)O2→4nCO2＋2mH2OΔV44n＋m4n4＋m3272所以m＝5，即氢原子的平均值是5，由于乙炔含有2个氢原子，乙烷和丙烯均含有6个氢原子，则根据十字交叉法可知乙炔与乙烷和丙烯的物质的量和之比＝＝，因此乙炔的体积分数为25%。答案：B\n5．根据下面的反应路线及所给信息填空。(1)A的结构简式是________，名称是_________。(2)①的反应类型为________，②的反应类型为________。(3)反应②的化学方程式为_______________________________。反应④的化学方程式为______________________________________。环己烷取代反应消去反应\n解析：由合成路线可知，反应①为光照条件下的取代反应，所以A为，反应②为卤代烃发生的消去反应，反应③为环己烯的加成反应，则B为，反应④为卤代烃的消去反应，生成环己二烯。反应②是一氯环己烷发生卤代烃的消去反应生成环己烯，反应的化学方程式为反应④是卤代烃在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生的消去反应，反应的方程式为