2011届高考化学总复习课件系列 学案37 芳香烃 卤代烃
文档属性
| 名称 | 2011届高考化学总复习课件系列 学案37 芳香烃 卤代烃 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 876.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-10-09 13:16:00 | ||
图片预览
文档简介
课件100张PPT。学案37 芳香烃 卤代烃轻松学教材 一?苯的结构和性质 1.分子结构 分子式:C6H6,结构简式: 或 ;空间结构:平面
正六边形,属于非极性分子;化学键:介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键? 2.苯的物理性质 苯是无色具有特殊香味的液体,密度比水小,不溶于水,沸点80.1 ℃,熔点5.5 ℃,苯有毒,是一种重要的有机溶剂? 3.苯的化学性质 (1)取代反应 ①卤代反应: 苯与液溴在Fe的催化作用下发生取代反应的方程式为:②硝化反应 苯与浓HNO3反应的化学方程式为: 浓H2SO4的作用是:催化剂?吸水剂? (2)加成反应 苯和H2的加成,反应的化学方程式为: (3)氧化反应 ①苯不能被KMnO4酸性溶液所氧化,即不能使KMnO4酸性溶液褪色? ②苯燃烧的反应方程式为: ? 苯燃烧的现象为:火焰明亮?有浓重的黑烟? 二?苯的同系物 1.概念:指苯环上的氢原子被烷基取代的产物,如甲苯(C7H8),苯的同系物的通式为CnH2n-6(n>6)? 2.化学性质 苯环和烷基的相互作用使得苯的同系物与苯的性质有所不同? (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?用此法可鉴别苯和苯的同系物? (2)取代反应 ①甲苯生成TNT的化学方程式为: ②苯的同系物发生卤代反应时,在光照和催化剂条件下,卤素原子取代氢的位置不同,如:
说明烷基对苯环的影响使得其邻?对位上的氢原子易被取代? 三?常见含苯化合物的同分异构体的书写 1.苯的氯代物 (1)苯的一氯代物只有1种: ?
(2)苯的二氯代物有3种: 2.苯的同系物及其氯代物 (1)甲苯(C7H6)不存在同分异构体? (2)分子式为C8H10的芳香烃,同分异构体共有4种: (3)甲苯的一氯代物的同分异构体共有4种:四?溴乙烷 1.分子结构 分子式:C2H5Br,结构简式:CH3CH2Br或C2H5Br,官能团:-Br? 2.物理性质 纯净的溴乙烷是无色?难溶于水的液体,密度比水大,沸点较低,易溶于有机溶剂? 3.化学性质 (1)水解反应 C2H5Br在碱性条件下易水解,反应的化学方程式为:(2)消去反应 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(如碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应? ②溴乙烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应的化学方程式为 五?卤代烃 1.概念:烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物? 2.分类:根据分子里所含卤素原子的不同,卤代烃分为氟代烃(CF2 ===CF2)?氯代烃(CH3Cl)?溴代烃(CH3CH2Br)?碘代烃(CH3CH2I)? 3.物理性质 (1)比同碳原子数的烷烃分子沸点要高; (2)卤代烃都难溶于水,能溶于大多数有机溶剂; (3)密度除部分一卤代烃小于水,其余比水大? 5.对环境的污染 氟氯烃在平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧层空洞的罪魁祸首? 6.卤代烃中卤原子的检验方法 特别提醒:①卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,不能用AgNO3溶液直接检验卤素的存在? ②将卤代烃中的卤素转化为X-也可用卤代烃的消去反应? ③检验卤代烃中的卤素时,常出现的错误是忽略用稀HNO3酸化水解后的溶液?体验热身 1.下列有关氟利昂的说法,不正确的是( ) A.氟利昂是一类含氟和氯的卤代烃 B.氟利昂化学性质稳定,有毒 C.氟利昂大多无色,无味,无毒 D.在平流层中,氟利昂在紫外线照射下,分解产生的氯原子可引发损耗臭氧层的循环反应 答案:B解析:氟利昂是无毒的?2.下列关于卤代烃的叙述中正确的是( ) A.所有卤代烃都是难溶于水?密度比水大的液体 B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应 C.所有卤代烃都含有卤原子 D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的 答案:C解析:卤代烃不一定都是液体且密度不一定都比水大,故A选
项错;有些卤代烃不能发生消去反应,如CH3Cl?
等,故B选项错;卤代烃也可以通过烯烃加成等方式制得,故D
选项错? 3.下列卤代烃中沸点最低的是( ) A.CH3CH2CH2Cl C.CH3CH2CH2Br 答案:B解析:由卤代烃熔沸点的递变规律: ①碳原子数相同时,一碘代烷>一溴代烷>一氯代烷>一氟代烷? ②碳原子数相同?卤原子数相同时,支链越多,熔沸点越低?
根据以上两种规律可知: 的沸点最低? 4.为鉴定卤代烃中所含卤素原子,现有下列实验操作步骤,正确的顺序是( ) ①加入AgNO3溶液 ②加入少许卤代烃试样 ③加热 ④加入5 mL 4 mol·L-1 NaOH溶液⑤加入5 mL 4 mol·L-1 HNO3溶液 A.②④③① B.②③① C.②④③⑤① D.②⑤③① 答案:C解析:卤代烃不溶于水,也不能电离出X-,所以鉴定卤代烃中所含卤素原子时,应先使卤代烃水解,生成相应的X-,然后加入AgNO3溶液,据生成沉淀的颜色确定X-;但在加AgNO3溶液前应先用HNO3酸化,防止多余的OH-干扰鉴定?5.氟烷(CF3CHBrCl)是一种全身麻醉药,它的同分异构体数目为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 答案:B解析:氟烷的同分异构体有: 6.卤代烃C5H11Cl发生消去反应时,可以得到两种烯烃,则该卤代烃的结构简式可能是( ) A.CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—Cl 答案:CD解析:可用排除法解题? A项得到的烯烃为CH3——CH2—CH2—CH==CH2; B项得到的烯烃为CH3—CH==CH—CH2—CH3; C项得到的烯烃为CH2==CH—CH2—CH2—CH3 或CH3—CH==CH—CH2—CH3; 7.由2?氯丙烷制取少量的1,2-?丙二醇 时,需要经过下列哪几步反应( ) A.加成→消去→取代 B.消去→加成→水解 C.取代→消去→加成 D.消去→加成→消去 答案:B解析:由2-氯丙烷合成1,2-丙二醇的过程为: 8.某一氯代烷1.85 g,与足量的氢氧化钠水溶液混合加热后,用硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,生成白色沉淀2.87 g? (1)通过计算,写出此一氯代烷的各种同分异构体的结构简式:________________________________________________? CH3CH2CH2CH2Cl?CH3CH2CHClCH3?(CH3)2CHCH2Cl?(CH3)3CCl(2)若此一氯代烷与足量氢氧化钠溶液共热后,不经硝酸酸化就加硝酸银溶液,将会产生的现象是_______________________________,写出有关的化学方程式? 先产生白色沉淀,后转化为灰黑色(3)能否用硝酸银溶液直接与卤代烷反应来鉴别卤代烷?为什么?解析：不能,卤代烃是极性共价化合物,分子中只有卤原子,并无卤离子,并且分子中卤素原子在此条件下不能离解为卤离子 解析:本题先通过计算确定此卤代烃的分子式为C4H9Cl,再考查其同分异构体?化学性质?卤原子的检验等各个方面的基础知识? 9.实验室用下图所示装置进行苯与溴反应的实验? (1)若装置中缺洗气瓶,则烧杯中产生的现象无法说明苯与溴的反应是取代反应,理由是________? 答案:溴蒸气会与AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀,无法确定溴与苯反应有HBr生成 (2)反应后得到的粗溴苯中溶有少量的苯?溴?溴化铁和溴化氢,可通过以下操作除去:①水洗;②碱洗;③水洗;④干燥;⑤……其中,操作②的目的是________________________,完成操作④后,接下来的操作⑤是________________(填操作名称)?
(3)如果省略(2)中的操作①,一开始就进行碱洗(其他操作不变),会对后面的操作造成什么影响?(简要说明理由)______________________________? 除去粗溴苯中的溴蒸馏(或分馏)答案：若先用碱洗,溴化铁与碱反应会生成氢氧化铁沉淀,在后续操作中很难分离重点探究 溴苯与硝基苯的制备 1.溴苯的制备
(1)反应原理: (2)实验装置:如图所示? (3)注意事项: ①反应中使用的是液溴而不是溴水? ②跟瓶口垂直的长玻璃管兼起导气和冷凝管的作用? ③导管出口不能伸入液面以下,因HBr极易溶于水,要防止水倒吸? (4)产物的验证和提纯 ①导管口附近出现的白雾,是HBr遇水蒸气所形成的?鉴别生成HBr的方法是:取锥形瓶内少许溶液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgBr淡黄色沉淀生成? ②烧瓶中生成溴苯因溶入溴而显褐色,其提纯的方法是:将溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的烧杯中,振荡,溴苯比水重,沉在下层,用分液漏斗分离出溴苯? Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O 2.硝基苯的制备 (1)反应原理: (2)实验装置:如图所示? (3)注意事项: ①浓H2SO4的作用是催化剂和脱水剂? ②加入药品顺序:向反应容器中先加入浓HNO3,再慢慢加入浓H2SO4,并及时搅拌,冷却至室温,最后加入苯,并混合均匀? ③将反应容器放入水浴中,便于控制温度在55℃~60℃? ④反应后的粗产品用5%的NaOH溶液洗涤,除去产品中残留的HNO3和H2SO4及NO2? 命题聚焦 聚焦1 苯的结构与性质【例1】 人们对苯的认识有一个不断深化的过程? (1)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出C6H6的一种含三键且无支链的链烃的结构简式:_____________________________________?苯不能使溴水褪色,性质类似烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程 式:________________________________________________? HC≡ C-C ≡ C-CH2-CH3(或其他合理答案)(2)烷烃中脱去2 mol氢原子形成1 mol双键要吸热,但1,3-? 环己二烯 (脱去2 mol氢原子变成苯却放热,可 推断苯比1,3?环己二烯____________(填“稳定”或“不稳定”)? 稳定(3)1866年凯库勒(下图)提出了苯的单?双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决?它不能解释下列____________事实(填编号)? ①苯不能使溴水褪色 ②苯能与H2发生加成反应 ③溴苯没有同分异构体 ④邻二溴苯只有一种 ①④(4)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是_________________________________________________? 介于单键和双键之间的特殊的键(或其他合理答案)解析:(1)首先写出6个碳原子的链状结构,然后根据碳的四价规则补充三键和氢可得如下结构:HC≡C-C ≡ C-CH2-CH3?CH3-C ≡ C-C ≡ C-CH3?CH ≡ C-CH2-CH2-C ≡ CH等;苯的溴代反应?硝化反应和磺化反应皆属取代反应,不难写出其化学方程式?(2)只从脱氢的角度分析,由1,3-?环己二烯脱氢生成苯应该吸热,而实际转化过程放热,说明1,3-?环己二烯的自身能量高于苯,即苯比1,3-环己二烯稳定? ?(3)若苯存在单?双键交替结构,则苯应使溴水褪色,邻二溴苯 的结构应有两种,即 可与H2发生 加成反应,溴苯亦没有同分异构体,故不能解释①④两个事实? (4)现代化学认为苯分子碳碳之间存在介于单键与双键之间的特殊的键? 聚焦2 卤代烃的推断及应用 【例2】 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(3)在上图中,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 答案：C的化学名称是_________________________;E2的结构简式
是___________________________;④⑥的反应类型依次是_____________?______________? 2,3—二甲基—1,3—丁二烯1,4—加成反应取代反应解析:从已知条件可知A为单烯烃,设A的分子式为CnH2n,14n=84,n=6,则A的分子式为C6H12;A的分子内只有一种氢,则说明A分子非常对称,即含有4个一样的甲基?反应①为加成反应,氯原子加在含双键的两个碳上,与氢氧化钠的醇溶液的反应是消去反应,即C为二烯烃,后面的内容就不难推出? 高效作业 1.室温时,下列液体的密度比纯水密度大的是( ) A.硝基苯 B.浓氨水 C.乙醇 D.汽油 答案:A解析:浓氨水?乙醇和汽油的密度比纯水小,而硝基苯的密度比水大?2.实验室用溴和苯反应制取溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作精制:①蒸馏;②水洗;③用干燥剂干燥;④用10%NaOH溶液洗;⑤水洗?正确的操作顺序是( ) A.①②③④⑤ B.②④⑤③① C.④②③①③ D.②④①⑤② 答案:B解析:首先要了解溴苯的制取,在生成溴苯的同时,有溴化氢生成,得到的粗溴苯中会含有杂质?而后就应该考虑操作的顺序问题?先用水洗可以除去水溶性杂质,如溴化氢?溴化铁?少量的溴;然后用10%NaOH溶液洗,可把溴转变为水溶性的溴化钠和次溴酸钠除去;然后再用水洗一次,把残存的NaOH洗去;接着用干燥剂干燥;最后蒸馏得到纯溴苯? 3.2005年11月25日,经测定松花江四方台水源地断面硝基苯浓度超过国家标准33.15倍,从而导致哈尔滨市停水4天,引起国内外广泛关注?硝基苯(C6H5NO2)易溶于乙醇?乙醚?苯和汽油,遇明火?高温会燃烧?爆炸?下列有关硝基苯的说法正确的是( ) A.属于苯的同系物 B.由苯与硝酸发生酯化反应制取 C.易溶于水,从而引起水体污染 D.可用于制备炸药 答案:D解析:硝基苯是苯与混酸(浓HNO3和浓H2SO4)发生硝化反应而得到的产物,其官能团为—NO2,不是苯的同系物?它难溶于水,易溶于有机溶剂,因硝基苯遇明火?高温会燃烧?爆炸,故可用于制备炸药? 4.某烃的分子结构中含有一个 ?两个-CH2-?三个, 符合上述结构特征的烃有( ) A.2种 B.3种 C.4种 D.6种 答案:A解析:符合题目要求的烃的结构有两种:5.将甲苯与液溴混合,加入铁粉,其反应产物可能有( ) A.①②③ B.⑦ C.全部 D.④⑥⑦答案:D解析:苯的同系物在Fe作用下,只发生苯环上的取代反应,故A?C选项错;受甲基的影响,苯环上的邻?对位上的氢原子变得活泼,易被取代,邻?对位上的氢原子可以取代一个,亦可同时被取代,故D选项正确? 6.已知由于苯环上取代基的影响,使硝基邻位上的卤原子的反应活性增强,现有某有机物的结构简式如下?1 mol该有机物与足量的氢氧化钠溶液混合并共热,充分反应后最多可消耗氢氧化钠的物质的量为a(不考虑硝基与氢氧化钠的反应),则a是( ) A.5 mol B.6 mol C.7 mol D.8 mol答案:D解析:本题综合考查卤代烃?酯?酚?羧酸的性质,该有机物与NaOH溶液共热时发生的反应为: 7.如下图,分别在两个水槽中盛水和某液体A,再分别滴入一滴苯和水,然后用条型磁铁接近液面,并缓慢移动,水滴跟着移动,而苯滴不移动?则液体A可能为( ) A.煤油 B.酒精 C.苯 D.四氯化碳答案:D8.已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的分子结构相似,如下: 则硼氮苯的二氯取代物(B3N3H4Cl2)的同分异构体的数目为( ) A.2 B.3 C.4 D.5答案:C解析:两个氯原子可以取代六元环邻位上两个H原子,有1种结构;可以取代对位上两个H原子,也有1种结构;取代间位上的两个H原子时,有两种情况——取代均与硼成键的H或取代均与氮成键的H,故硼氮苯的二氯取代物有四种结构? 9.在苯的分子中不存在C—C和C==C的交替结构,可作为证据的是( ) A.经测定,苯环上碳碳键键长都为1.40×10-10 m B.经测定只有一种对二甲苯 C.苯可与氯气在铁离子的催化下发生取代反应,生成的氯苯只有一种 D.经测定,只有一种邻甲基苯磺酸 答案:AD解析:A项说明苯分子中的化学键是等同的,不存在单双键交替?B项说明苯分子中碳原子的相对位置,不能说明键的情况?C项说明苯分子中六个碳原子的位置完全等同,不能说明成键情况?D项说明键的情况是相同的,若为单双键交替,邻甲基苯磺酸就有两种? 10.某有机物R酷似奥运五环(如图)?下列有关说法正确的是( )
C.其一氯取代物最多可能有7种 D.在任何条件下,R都不能与氢气发生加成反应答案:C解析:有机物R的分子式为C19H12,而1,2—苯并芘的分子式为C20H12,故二者不是同分异构体;R左右对称(如图),可取代氢原子有7种,故其一氯取代物有7种;R含有苯环结构,在一定条件下可以与氢气发生加成反应? 11.下式是一种形状酷似一条小狗的有机物,化学家Tim Rickard将其取名为“doggycene”? (1)doggycene的分子式为__________; (2)1 mol该物质在氧气中完全燃烧生成CO2和水的物质的量之比为__________; (3)该分子中所有碳原子__________(填“可能”或“不可能”)处于同一平面? C26H262∶1可能12.乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物? 完成下列各题: (1)正四面体烷的分子式为_________,其二氯取代产物有___________种? (2)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是_________? a.能使酸性KMnO4溶液褪色 b.1 mol乙烯基乙炔能与3 mol Br2发生加成反应 c.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团 d.等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同 C4H41d(3)写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的 结构简式:__________________? (4)写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构
简式(举两例):__________________?__________________?解析:本题是一道以乙炔为原料的有机合成题?由碳的四价原则,正四面体烷的分子式为C4H4,其结构为对称结构,二氯取代物只有一种?乙烯基乙炔分子中含有一个C===C?一个C≡C,故a?b?c正确,两分子乙炔加成生成乙烯基乙炔,其反应为CH≡CH+CH≡CH→CH≡C—CH===CH2,故等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧耗氧量相同?环辛四烯分子式为C8H8,故
其同分异构体属于芳香烃,结构简式为 与苯
互为同系物且 一氯代物有两种的物质,必须考虑对称结构 13.一个碳原子上如果连有3个氢原子,则这样的氢原子称为伯氢;如果只连有2个氢原子,则这样的氢称为仲氢?例如,—CH3中的氢原子为伯氢,—CH2—中的氢原子为仲氢?已知在烷烃中伯氢和仲氢被取代的活性因反应条件的不同而不同?在高温下伯氢与仲氢被取代的活性相等,则可以称其活性比为1∶1?请回答下列问题? (1)已知丙烷在高温下与氯气发生取代反应,如下: 则在一氯代丙烷中,1?氯丙烷在产物中的占有率为_______?75%(2)常温下丙烷也能与氯气发生取代反应,反应过程如下: 则在常温下伯氢和仲氢的相对活性比为______________? 1∶4解析:(1)由题给条件可知,在高温下这两种氢原子的活性相等?也就是说,丙烷分子中每个氢原子参与反应的能力完全一样?这样,分子中共有8个氢原子,伯氢原子参与反应的机会是 ,仲氢原子参与反应的机会是 ? (2)设伯氢的反应活性为x,仲氢的反应活性为y,根据这两种氢原子的个数,可以得出反应的总活性为6x+2y,由题给数据 可以得出 ,解得x∶y≈1∶4? 14.以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图: (1)苯转化为A的化学方程式是______________,其反应类型为_____________? (2)反应X的化学方程式为______________? 答案：(3)有机物D在苯环上的二氯代物有_______种同分异构体? (4)图中“苯→E→F”省略了反应条件,请写出E物质的结构简式? 4答案：对于(4),要依据“苯→A→B”和“苯→C→D”这2条转化链来认真分析,由第一条转化链可知,若苯先硝化再引入—CH3,则—CH3在—NO2的间位,由第二条转化链可知,若先卤代再磺化,则—SO3H在—Br的对位?F水解
正六边形,属于非极性分子;化学键:介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键? 2.苯的物理性质 苯是无色具有特殊香味的液体,密度比水小,不溶于水,沸点80.1 ℃,熔点5.5 ℃,苯有毒,是一种重要的有机溶剂? 3.苯的化学性质 (1)取代反应 ①卤代反应: 苯与液溴在Fe的催化作用下发生取代反应的方程式为:②硝化反应 苯与浓HNO3反应的化学方程式为: 浓H2SO4的作用是:催化剂?吸水剂? (2)加成反应 苯和H2的加成,反应的化学方程式为: (3)氧化反应 ①苯不能被KMnO4酸性溶液所氧化,即不能使KMnO4酸性溶液褪色? ②苯燃烧的反应方程式为: ? 苯燃烧的现象为:火焰明亮?有浓重的黑烟? 二?苯的同系物 1.概念:指苯环上的氢原子被烷基取代的产物,如甲苯(C7H8),苯的同系物的通式为CnH2n-6(n>6)? 2.化学性质 苯环和烷基的相互作用使得苯的同系物与苯的性质有所不同? (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?用此法可鉴别苯和苯的同系物? (2)取代反应 ①甲苯生成TNT的化学方程式为: ②苯的同系物发生卤代反应时,在光照和催化剂条件下,卤素原子取代氢的位置不同,如:
说明烷基对苯环的影响使得其邻?对位上的氢原子易被取代? 三?常见含苯化合物的同分异构体的书写 1.苯的氯代物 (1)苯的一氯代物只有1种: ?
(2)苯的二氯代物有3种: 2.苯的同系物及其氯代物 (1)甲苯(C7H6)不存在同分异构体? (2)分子式为C8H10的芳香烃,同分异构体共有4种: (3)甲苯的一氯代物的同分异构体共有4种:四?溴乙烷 1.分子结构 分子式:C2H5Br,结构简式:CH3CH2Br或C2H5Br,官能团:-Br? 2.物理性质 纯净的溴乙烷是无色?难溶于水的液体,密度比水大,沸点较低,易溶于有机溶剂? 3.化学性质 (1)水解反应 C2H5Br在碱性条件下易水解,反应的化学方程式为:(2)消去反应 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(如碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应? ②溴乙烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应的化学方程式为 五?卤代烃 1.概念:烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物? 2.分类:根据分子里所含卤素原子的不同,卤代烃分为氟代烃(CF2 ===CF2)?氯代烃(CH3Cl)?溴代烃(CH3CH2Br)?碘代烃(CH3CH2I)? 3.物理性质 (1)比同碳原子数的烷烃分子沸点要高; (2)卤代烃都难溶于水,能溶于大多数有机溶剂; (3)密度除部分一卤代烃小于水,其余比水大? 5.对环境的污染 氟氯烃在平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧层空洞的罪魁祸首? 6.卤代烃中卤原子的检验方法 特别提醒:①卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,不能用AgNO3溶液直接检验卤素的存在? ②将卤代烃中的卤素转化为X-也可用卤代烃的消去反应? ③检验卤代烃中的卤素时,常出现的错误是忽略用稀HNO3酸化水解后的溶液?体验热身 1.下列有关氟利昂的说法,不正确的是( ) A.氟利昂是一类含氟和氯的卤代烃 B.氟利昂化学性质稳定,有毒 C.氟利昂大多无色,无味,无毒 D.在平流层中,氟利昂在紫外线照射下,分解产生的氯原子可引发损耗臭氧层的循环反应 答案:B解析:氟利昂是无毒的?2.下列关于卤代烃的叙述中正确的是( ) A.所有卤代烃都是难溶于水?密度比水大的液体 B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应 C.所有卤代烃都含有卤原子 D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的 答案:C解析:卤代烃不一定都是液体且密度不一定都比水大,故A选
项错;有些卤代烃不能发生消去反应,如CH3Cl?
等,故B选项错;卤代烃也可以通过烯烃加成等方式制得,故D
选项错? 3.下列卤代烃中沸点最低的是( ) A.CH3CH2CH2Cl C.CH3CH2CH2Br 答案:B解析:由卤代烃熔沸点的递变规律: ①碳原子数相同时,一碘代烷>一溴代烷>一氯代烷>一氟代烷? ②碳原子数相同?卤原子数相同时,支链越多,熔沸点越低?
根据以上两种规律可知: 的沸点最低? 4.为鉴定卤代烃中所含卤素原子,现有下列实验操作步骤,正确的顺序是( ) ①加入AgNO3溶液 ②加入少许卤代烃试样 ③加热 ④加入5 mL 4 mol·L-1 NaOH溶液⑤加入5 mL 4 mol·L-1 HNO3溶液 A.②④③① B.②③① C.②④③⑤① D.②⑤③① 答案:C解析:卤代烃不溶于水,也不能电离出X-,所以鉴定卤代烃中所含卤素原子时,应先使卤代烃水解,生成相应的X-,然后加入AgNO3溶液,据生成沉淀的颜色确定X-;但在加AgNO3溶液前应先用HNO3酸化,防止多余的OH-干扰鉴定?5.氟烷(CF3CHBrCl)是一种全身麻醉药,它的同分异构体数目为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 答案:B解析:氟烷的同分异构体有: 6.卤代烃C5H11Cl发生消去反应时,可以得到两种烯烃,则该卤代烃的结构简式可能是( ) A.CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—Cl 答案:CD解析:可用排除法解题? A项得到的烯烃为CH3——CH2—CH2—CH==CH2; B项得到的烯烃为CH3—CH==CH—CH2—CH3; C项得到的烯烃为CH2==CH—CH2—CH2—CH3 或CH3—CH==CH—CH2—CH3; 7.由2?氯丙烷制取少量的1,2-?丙二醇 时,需要经过下列哪几步反应( ) A.加成→消去→取代 B.消去→加成→水解 C.取代→消去→加成 D.消去→加成→消去 答案:B解析:由2-氯丙烷合成1,2-丙二醇的过程为: 8.某一氯代烷1.85 g,与足量的氢氧化钠水溶液混合加热后,用硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,生成白色沉淀2.87 g? (1)通过计算,写出此一氯代烷的各种同分异构体的结构简式:________________________________________________? CH3CH2CH2CH2Cl?CH3CH2CHClCH3?(CH3)2CHCH2Cl?(CH3)3CCl(2)若此一氯代烷与足量氢氧化钠溶液共热后,不经硝酸酸化就加硝酸银溶液,将会产生的现象是_______________________________,写出有关的化学方程式? 先产生白色沉淀,后转化为灰黑色(3)能否用硝酸银溶液直接与卤代烷反应来鉴别卤代烷?为什么?解析：不能,卤代烃是极性共价化合物,分子中只有卤原子,并无卤离子,并且分子中卤素原子在此条件下不能离解为卤离子 解析:本题先通过计算确定此卤代烃的分子式为C4H9Cl,再考查其同分异构体?化学性质?卤原子的检验等各个方面的基础知识? 9.实验室用下图所示装置进行苯与溴反应的实验? (1)若装置中缺洗气瓶,则烧杯中产生的现象无法说明苯与溴的反应是取代反应,理由是________? 答案:溴蒸气会与AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀,无法确定溴与苯反应有HBr生成 (2)反应后得到的粗溴苯中溶有少量的苯?溴?溴化铁和溴化氢,可通过以下操作除去:①水洗;②碱洗;③水洗;④干燥;⑤……其中,操作②的目的是________________________,完成操作④后,接下来的操作⑤是________________(填操作名称)?
(3)如果省略(2)中的操作①,一开始就进行碱洗(其他操作不变),会对后面的操作造成什么影响?(简要说明理由)______________________________? 除去粗溴苯中的溴蒸馏(或分馏)答案：若先用碱洗,溴化铁与碱反应会生成氢氧化铁沉淀,在后续操作中很难分离重点探究 溴苯与硝基苯的制备 1.溴苯的制备
(1)反应原理: (2)实验装置:如图所示? (3)注意事项: ①反应中使用的是液溴而不是溴水? ②跟瓶口垂直的长玻璃管兼起导气和冷凝管的作用? ③导管出口不能伸入液面以下,因HBr极易溶于水,要防止水倒吸? (4)产物的验证和提纯 ①导管口附近出现的白雾,是HBr遇水蒸气所形成的?鉴别生成HBr的方法是:取锥形瓶内少许溶液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgBr淡黄色沉淀生成? ②烧瓶中生成溴苯因溶入溴而显褐色,其提纯的方法是:将溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的烧杯中,振荡,溴苯比水重,沉在下层,用分液漏斗分离出溴苯? Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O 2.硝基苯的制备 (1)反应原理: (2)实验装置:如图所示? (3)注意事项: ①浓H2SO4的作用是催化剂和脱水剂? ②加入药品顺序:向反应容器中先加入浓HNO3,再慢慢加入浓H2SO4,并及时搅拌,冷却至室温,最后加入苯,并混合均匀? ③将反应容器放入水浴中,便于控制温度在55℃~60℃? ④反应后的粗产品用5%的NaOH溶液洗涤,除去产品中残留的HNO3和H2SO4及NO2? 命题聚焦 聚焦1 苯的结构与性质【例1】 人们对苯的认识有一个不断深化的过程? (1)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出C6H6的一种含三键且无支链的链烃的结构简式:_____________________________________?苯不能使溴水褪色,性质类似烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程 式:________________________________________________? HC≡ C-C ≡ C-CH2-CH3(或其他合理答案)(2)烷烃中脱去2 mol氢原子形成1 mol双键要吸热,但1,3-? 环己二烯 (脱去2 mol氢原子变成苯却放热,可 推断苯比1,3?环己二烯____________(填“稳定”或“不稳定”)? 稳定(3)1866年凯库勒(下图)提出了苯的单?双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决?它不能解释下列____________事实(填编号)? ①苯不能使溴水褪色 ②苯能与H2发生加成反应 ③溴苯没有同分异构体 ④邻二溴苯只有一种 ①④(4)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是_________________________________________________? 介于单键和双键之间的特殊的键(或其他合理答案)解析:(1)首先写出6个碳原子的链状结构,然后根据碳的四价规则补充三键和氢可得如下结构:HC≡C-C ≡ C-CH2-CH3?CH3-C ≡ C-C ≡ C-CH3?CH ≡ C-CH2-CH2-C ≡ CH等;苯的溴代反应?硝化反应和磺化反应皆属取代反应,不难写出其化学方程式?(2)只从脱氢的角度分析,由1,3-?环己二烯脱氢生成苯应该吸热,而实际转化过程放热,说明1,3-?环己二烯的自身能量高于苯,即苯比1,3-环己二烯稳定? ?(3)若苯存在单?双键交替结构,则苯应使溴水褪色,邻二溴苯 的结构应有两种,即 可与H2发生 加成反应,溴苯亦没有同分异构体,故不能解释①④两个事实? (4)现代化学认为苯分子碳碳之间存在介于单键与双键之间的特殊的键? 聚焦2 卤代烃的推断及应用 【例2】 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(3)在上图中,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 答案：C的化学名称是_________________________;E2的结构简式
是___________________________;④⑥的反应类型依次是_____________?______________? 2,3—二甲基—1,3—丁二烯1,4—加成反应取代反应解析:从已知条件可知A为单烯烃,设A的分子式为CnH2n,14n=84,n=6,则A的分子式为C6H12;A的分子内只有一种氢,则说明A分子非常对称,即含有4个一样的甲基?反应①为加成反应,氯原子加在含双键的两个碳上,与氢氧化钠的醇溶液的反应是消去反应,即C为二烯烃,后面的内容就不难推出? 高效作业 1.室温时,下列液体的密度比纯水密度大的是( ) A.硝基苯 B.浓氨水 C.乙醇 D.汽油 答案:A解析:浓氨水?乙醇和汽油的密度比纯水小,而硝基苯的密度比水大?2.实验室用溴和苯反应制取溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作精制:①蒸馏;②水洗;③用干燥剂干燥;④用10%NaOH溶液洗;⑤水洗?正确的操作顺序是( ) A.①②③④⑤ B.②④⑤③① C.④②③①③ D.②④①⑤② 答案:B解析:首先要了解溴苯的制取,在生成溴苯的同时,有溴化氢生成,得到的粗溴苯中会含有杂质?而后就应该考虑操作的顺序问题?先用水洗可以除去水溶性杂质,如溴化氢?溴化铁?少量的溴;然后用10%NaOH溶液洗,可把溴转变为水溶性的溴化钠和次溴酸钠除去;然后再用水洗一次,把残存的NaOH洗去;接着用干燥剂干燥;最后蒸馏得到纯溴苯? 3.2005年11月25日,经测定松花江四方台水源地断面硝基苯浓度超过国家标准33.15倍,从而导致哈尔滨市停水4天,引起国内外广泛关注?硝基苯(C6H5NO2)易溶于乙醇?乙醚?苯和汽油,遇明火?高温会燃烧?爆炸?下列有关硝基苯的说法正确的是( ) A.属于苯的同系物 B.由苯与硝酸发生酯化反应制取 C.易溶于水,从而引起水体污染 D.可用于制备炸药 答案:D解析:硝基苯是苯与混酸(浓HNO3和浓H2SO4)发生硝化反应而得到的产物,其官能团为—NO2,不是苯的同系物?它难溶于水,易溶于有机溶剂,因硝基苯遇明火?高温会燃烧?爆炸,故可用于制备炸药? 4.某烃的分子结构中含有一个 ?两个-CH2-?三个, 符合上述结构特征的烃有( ) A.2种 B.3种 C.4种 D.6种 答案:A解析:符合题目要求的烃的结构有两种:5.将甲苯与液溴混合,加入铁粉,其反应产物可能有( ) A.①②③ B.⑦ C.全部 D.④⑥⑦答案:D解析:苯的同系物在Fe作用下,只发生苯环上的取代反应,故A?C选项错;受甲基的影响,苯环上的邻?对位上的氢原子变得活泼,易被取代,邻?对位上的氢原子可以取代一个,亦可同时被取代,故D选项正确? 6.已知由于苯环上取代基的影响,使硝基邻位上的卤原子的反应活性增强,现有某有机物的结构简式如下?1 mol该有机物与足量的氢氧化钠溶液混合并共热,充分反应后最多可消耗氢氧化钠的物质的量为a(不考虑硝基与氢氧化钠的反应),则a是( ) A.5 mol B.6 mol C.7 mol D.8 mol答案:D解析:本题综合考查卤代烃?酯?酚?羧酸的性质,该有机物与NaOH溶液共热时发生的反应为: 7.如下图,分别在两个水槽中盛水和某液体A,再分别滴入一滴苯和水,然后用条型磁铁接近液面,并缓慢移动,水滴跟着移动,而苯滴不移动?则液体A可能为( ) A.煤油 B.酒精 C.苯 D.四氯化碳答案:D8.已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的分子结构相似,如下: 则硼氮苯的二氯取代物(B3N3H4Cl2)的同分异构体的数目为( ) A.2 B.3 C.4 D.5答案:C解析:两个氯原子可以取代六元环邻位上两个H原子,有1种结构;可以取代对位上两个H原子,也有1种结构;取代间位上的两个H原子时,有两种情况——取代均与硼成键的H或取代均与氮成键的H,故硼氮苯的二氯取代物有四种结构? 9.在苯的分子中不存在C—C和C==C的交替结构,可作为证据的是( ) A.经测定,苯环上碳碳键键长都为1.40×10-10 m B.经测定只有一种对二甲苯 C.苯可与氯气在铁离子的催化下发生取代反应,生成的氯苯只有一种 D.经测定,只有一种邻甲基苯磺酸 答案:AD解析:A项说明苯分子中的化学键是等同的,不存在单双键交替?B项说明苯分子中碳原子的相对位置,不能说明键的情况?C项说明苯分子中六个碳原子的位置完全等同,不能说明成键情况?D项说明键的情况是相同的,若为单双键交替,邻甲基苯磺酸就有两种? 10.某有机物R酷似奥运五环(如图)?下列有关说法正确的是( )
C.其一氯取代物最多可能有7种 D.在任何条件下,R都不能与氢气发生加成反应答案:C解析:有机物R的分子式为C19H12,而1,2—苯并芘的分子式为C20H12,故二者不是同分异构体;R左右对称(如图),可取代氢原子有7种,故其一氯取代物有7种;R含有苯环结构,在一定条件下可以与氢气发生加成反应? 11.下式是一种形状酷似一条小狗的有机物,化学家Tim Rickard将其取名为“doggycene”? (1)doggycene的分子式为__________; (2)1 mol该物质在氧气中完全燃烧生成CO2和水的物质的量之比为__________; (3)该分子中所有碳原子__________(填“可能”或“不可能”)处于同一平面? C26H262∶1可能12.乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物? 完成下列各题: (1)正四面体烷的分子式为_________,其二氯取代产物有___________种? (2)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是_________? a.能使酸性KMnO4溶液褪色 b.1 mol乙烯基乙炔能与3 mol Br2发生加成反应 c.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团 d.等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同 C4H41d(3)写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的 结构简式:__________________? (4)写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构
简式(举两例):__________________?__________________?解析:本题是一道以乙炔为原料的有机合成题?由碳的四价原则,正四面体烷的分子式为C4H4,其结构为对称结构,二氯取代物只有一种?乙烯基乙炔分子中含有一个C===C?一个C≡C,故a?b?c正确,两分子乙炔加成生成乙烯基乙炔,其反应为CH≡CH+CH≡CH→CH≡C—CH===CH2,故等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧耗氧量相同?环辛四烯分子式为C8H8,故
其同分异构体属于芳香烃,结构简式为 与苯
互为同系物且 一氯代物有两种的物质,必须考虑对称结构 13.一个碳原子上如果连有3个氢原子,则这样的氢原子称为伯氢;如果只连有2个氢原子,则这样的氢称为仲氢?例如,—CH3中的氢原子为伯氢,—CH2—中的氢原子为仲氢?已知在烷烃中伯氢和仲氢被取代的活性因反应条件的不同而不同?在高温下伯氢与仲氢被取代的活性相等,则可以称其活性比为1∶1?请回答下列问题? (1)已知丙烷在高温下与氯气发生取代反应,如下: 则在一氯代丙烷中,1?氯丙烷在产物中的占有率为_______?75%(2)常温下丙烷也能与氯气发生取代反应,反应过程如下: 则在常温下伯氢和仲氢的相对活性比为______________? 1∶4解析:(1)由题给条件可知,在高温下这两种氢原子的活性相等?也就是说,丙烷分子中每个氢原子参与反应的能力完全一样?这样,分子中共有8个氢原子,伯氢原子参与反应的机会是 ,仲氢原子参与反应的机会是 ? (2)设伯氢的反应活性为x,仲氢的反应活性为y,根据这两种氢原子的个数,可以得出反应的总活性为6x+2y,由题给数据 可以得出 ,解得x∶y≈1∶4? 14.以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图: (1)苯转化为A的化学方程式是______________,其反应类型为_____________? (2)反应X的化学方程式为______________? 答案：(3)有机物D在苯环上的二氯代物有_______种同分异构体? (4)图中“苯→E→F”省略了反应条件,请写出E物质的结构简式? 4答案：对于(4),要依据“苯→A→B”和“苯→C→D”这2条转化链来认真分析,由第一条转化链可知,若苯先硝化再引入—CH3,则—CH3在—NO2的间位,由第二条转化链可知,若先卤代再磺化,则—SO3H在—Br的对位?F水解
同课章节目录