第二章 烃和卤代烃复习课3.docx

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第二章烃和卤代烃复习课3

第二章烃和卤代烃复习课

烃的物理性质：

①密度：

所有烃的密度都比水小

②状态：

常温下，碳原子数小于等于4的气态

③熔沸点：

碳原子数越多，熔、沸点越高；碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低；

烃的重要性质：

1、烃的物理性质：

①密度：

所有烃的密度都比水小

②状态：

常温下，碳原子数小于等于4的气态

③熔沸点：

碳原子数越多，熔、沸点越高；碳原子数相同，支链越多，熔沸点越低；

④含碳量规律：

烷烃＜烯烃＜炔烃＜苯的同系物

烷烃（CnH2n+2）：

随n值增大，含碳量增大

烯烃（CnH2n）：

n值增大，碳的含量为定值；

炔烃（CnH2n-2）：

随n值增大，含碳量减小

苯及其同系物：

（CnH2n-6）：

随n值增大含碳量减小

烷烃，烯烃，炔烃，芳香烃的比较

有机物

烷烃

烯烃

炔烃

芳香烃

代表物

CH4

C2H4

C2H2

C6H6

结构特点

全部单键，

饱和烃

含碳碳双键，

不饱和烃

含碳碳叁键，

不饱和烃

含大π键，

不饱和烃

空间结构

正四面体

平面形

直线形

平面正六边形

物理性质

无色气体，难溶于水

无色液体

燃烧

易燃烧，完全燃烧生成CO2和H2O

与溴水

不反应

加成反应

加成反应

不反应

KMnO4

不反应

氧化反应

氧化反应

不反应

主要反应类型

取代

加成，聚合

加成，聚合

取代，加成

有机化学的主要反应类型

1、取代反应2、加成反应3、消去反应4、氧化反应5、还原反应6、聚合反应7、酯化反应8、水解反应9、裂化反应

3、消去反应：

有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如：

H2O、HX、NH3等）生成不饱和化合物的反应（消去小分子）。

烃的几个重要规律及应用

1．烃分子含氢原子数恒为偶数，其相对分子质量恒为偶数

原因：

由烃的通式CnH2n＋2、CnH2n、CnH2n－2、CnH2n－6知氢原子数均为2的整数倍，所以在烃中氢原子数恒为偶数，相对分子质量也恒为偶数。

3．各类烃含碳（或氢）质量分数

（1）烷烃：

CnH2n＋2（n≥1），w（C）＝[12n/（14n＋2）]×100%，随着n的增大，烷烃w（C）逐渐增大，但永远小于85.7%。

甲烷是所有烃中含氢质量分数最高的，也是所有烃中含碳质量分数最低的。

（2）烯烃（或环烷烃）：

CnH2n（n≥2，如是环烷烃则n≥3），w（C）＝（12n/14n）×100%＝85.7%。

即烯烃（或环烷烃）的w（C）是固定不变的。

（3）炔烃：

CnH2n－2（n≥2），w（C）＝[12n/（14n－2）]×100%，随着n的增大，炔烃w（C）逐渐减小，但总是高于85.7%。

乙炔是炔烃中含碳量最高的，达到了92.3%。

（4）苯及其同系物：

CnH2n－6（n≥6），w（C）＝[12n/（14n－6）]×100%，随着n的增大，苯及其同系物的w（C）逐渐减小，但总是比烯烃的含碳量高，高于85.7%。

苯是苯及其同系物中含碳量最高的，达到了92.3%。

（2）等质量的烃完全燃烧，其耗氧量大小取决于该烃分子中氢的质量分数，其值越大，耗氧量越多。

此规律可证明如下：

设烃的质量为m，含氢的质量分数为w（H），由C～O2～CO2,4H～O2～2H2O，可得：

n（O2）＝m[1－w（H）]/12＋mw（H）/4＝m/12＋mw（H）/6。

显然，在m为定值时，w（H）越大，消耗氧气的物质的量就越多。

（3）最简式相同的烃，不论它们以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时所消耗的氧气以及燃烧生成的CO2和H2O的量均为定值。

amL三种气态烃混合物与足量氧气混合点燃充分反应后，恢复到原来的状况（常温常压下），体积共缩小2amL，则这三种烃可能是（　　）

A．CH4、C2H4、C3H4　　　　　　B．C2H6、C3H6、C4H6

C．CH4、C2H6、C3H8D．C2H4、C3H4、C3H6

如果分别写出各选项中烃分子对应的燃烧反应的方程式，会发现只要烃分子中的氢原子数为4，amL该烃完全燃烧后恢复至常温常压就一定缩小2amL体积，实际上就是常温下水为液态，是水蒸气占有的体积，所以A项为正确选项。

答案：

　A

1．等物质的量的下列烃，完全燃烧，耗氧量最多的是（　　）

A．C2H6B．C4H6C．C5H10D．C7H8

有机物分子中原子共线共面问题的剖析与点拨

有机物分子中原子的共线共面问题注重考查了学生对有机物中几种典型分子结构的理解和掌握、空间想象能力以及综合分析能力等，一直是高中阶段教与学的难点。

要解决此类问题还需从以下几点入手：

一、掌握四种典型结构：

1、甲烷的正四面体结构：

（图1）

甲烷分子为空间正四面体结构。

其中四个氢原子位于正四面体的顶点，碳原子位于正四

面体的中心。

如图1所示：

甲烷分子中的所有原子不可能共面，位于正四面体中心的碳原子

至多能与任意两个氢原子共面。

即甲烷分子中最多有三个原子共平面。

当有其它原子或原子

团取代甲烷中的氢原子时，可把它看作是占据原来氢原子的位置。

【延伸】分子结构中出现甲基时，所有原子不可能共平面，但甲基中的碳原子和另外两

个与之直接相连的原子有可能共平面。

2、乙烯的平面结构：

（图2）

①乙烯分子中的所有原子都在同一平面上，当乙烯分子中的氢原子被其它原子或原子

团取代时，取代该氢的原子也一定在乙烯的平面内。

【延伸】分子结构中出现双键时，双键两端的碳原子和与之直接相连的四个原子一定在同一个平面上。

②乙烯分子中碳碳双键和碳氢键之间的夹角为120°即乙烯分子中碳碳双键和任意一个碳氢键均不在同一条直线上（如图2所示）。

如：

丙烯，其结构可写成,由此可见，丙烯中的三个碳原子并不在同一条直线上。

3、乙炔的直线型结构：

（图3）

乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子都在一条直线上，键角为180°。

当乙炔分子中

的一个氢原子被其它原子或原子团取代时，取代该氢的原子也一定和乙炔分子的其它原子在

同一条直线上。

【延伸】分子结构中出现三键时，三键两端的碳原子和与之直接相连的两个原子一定在同一条直线上即三键两端共有四原子共线。

4、苯的平面结构：

（图4）

苯分子中所有原子在同一平面内，键角为120°，当苯分子中的氢原子被其他原子或原子

团取代时，取代该氢的原子也一定在苯分子所决定的平面上。

【延伸】分子结构中出现苯环时，苯环上的碳原子和与之直接相连的六个原子一定在同一

平面上，而且苯分子的对位以及对位所连的原子在一条直线上。

⑤H—CHO分子中所有原子共平面

小结：

简单小分子的空间构型

①CH4分子为正四面体结构，其分子

最多有3个原子共处同一平面。

②乙烯分子中所有原子共平面。

③乙炔分子中所有原子共直线。

④苯分子中所有原子共平面。

⑤H—CHO分子中所有原子共平面。

类比迁移规律

1、CH4型：

四面体结构

凡是C原子与其他四个原子形成共价单键时，空间结构为四面体结构

小结1：

结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子不再共面。

2、乙烯型：

平面结构

当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。

小结2：

结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面。

3、乙炔型：

直线结构

当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线。

小结3：

结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个原子共线；

4、苯型：

平面结构

当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内。

小结4：

结构中每出现一个苯环，至少有12个原子共面

分子构型的判断

1.结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面；

2.结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个原子共线；

3.结构中每出现一个苯环，至少有12个原子共面

4.结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子不再共面。

解决该类问题时还应注意：

1.认真审题：

比如分子中最多有多少个原子共面？

可能共面的原子有多少个？

一定共面的原子有多少个？

再如：

最多有多少个碳原子共面？

2.单键可以旋转，而双、三键不能旋转。

1、下列各物质中所有的键角均为109°28`的物质是（AB）

A、丙烷B、环已烷C、丁烯D、甲苯

2、下列物质分子中，属于正四面体结构的是（CD）

A、CH3ClB、CHCl3C、CCl4D、P4

3、下列分子各个原子不在同一平面内的是（D）

A、二氧化碳B、乙烯C、苯D、环已烷

5、烃的结构简式为：

分子中含有四面体结构的碳原子数为a，在同一直线上的碳原子数为b，一定在同一平面上的碳原子数为c，则a、b、c分别为（A）

A.2、3、5B.2、3、4C.4、6、4D.4、3、5

6、下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是（D）

7、结构简式为的烃，下列说法正确的是（C）

A.分子中至少有6个碳原子处于同一平面上B.分子中至少有8个碳原子处于同一平面上

C.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上D.分子中至少有14个碳原子处于同一平面上

8、下列关于CH3—CH＝CH—C≡C—CF3分子的结构叙述正确的是（BC）

A、6个碳原子有可能都在一条直线上B、6个碳原子不可能都在一条直线上

C、6个碳原子一定都在同一平面上D、6个碳原子不可能都在同一平面上

11、下列物质的分子中，各原子都处于同一平面的是（CD）

（A）CCl4（B）C2H6（C）C2H4（D）C6H6

12、在下列的分子中所有的碳原子一定都在同一平面上的是CD

13、下列分子中的14个碳原子不可能处于同一个平面上的是BD

2、掌握平面的旋转问题：

在分子中，形成单键的原子可以绕键轴旋转，形成双键、三键及其它复杂键的原子不能绕键轴旋转。

【延伸】①若平面间靠单键相连，所连平面可以绕键轴旋转，可能旋转到同一平面上也

可能旋转后不在同一平面上。

如图5所示：

该分子中苯环和双键可能共平面也有可能不在同

一平面上。

②若平面间被多个点固定，则不能旋转，一定共平面。

如图6所示：

该分子中所有环

一定共平面。

三、注意“一定”与“可能”的提问要求：

如：

由于单键可以旋转，两个苯环不一定共平面内，一定共平面的原子只能由其中一个苯环和旋转时所绕的键轴决定，则该分子中一定处在同一平面上的碳原子有8个。

两个苯环也有可能旋转到同一平面上，此时处在同一平面碳原子最多可能有12个。

如：

两个苯环不能旋转，一定共平面，所以该分子中处在同一平面的碳原子一定有10个，不存在可能的说法。

四、具备综合分析能力：

分子里原子的共线共面问题，其实就是分子的构型问题。

大多数有机物分子的构型很复杂，但总是与上面几种简单分子的几何构型相联系，以甲烷、乙烯、乙炔、苯的分子结构为原型和思维起点，把复杂的有机物分子分解成几个部分，再借助单键可以旋转、双键和三键不能旋转来分析所分解的各个部分，然后予以综合，便能得出分子中在同一平面或同一直线上的原子数目。

解析此类题型，还应做到化学模型、立体几何知识和空间想象能力三者结合。

应用上述基础知识对组成和结构较复杂的有机物分子进行分析、综合、比较，很容易渡过有机物分子里原子共线、共面的难关。

五、典型试题解析：

例1、在中，处于同一平面上的原子最多可能有（）

A、12个B、14个C、18个D、20个

【解析】左端甲基中的碳原子取代了苯环上的一个氢原子，与苯环共平面。

右端甲基中的碳原子取代了三键上的一个氢原子，与三键在同一直线上,且这条直线也在双键共平面。

由于单键的旋转，当苯环和双键旋转到同一平面时，共平面的原子最多。

又由甲烷的结构可知，甲基中的碳原子最多能和与之直接相连的两个原子共平面，所以除两个甲基中各有两个氢原子不在此平面上外，其余原子都有可能共平面。

由此该分子中最多可有20个原子共面。

选D.

例2、下列分子中14个碳原子不可能处于同一平面上的分子是：

（）

A、B、C、D、

【解析】A中所连苯环无法旋转14个碳原子一定共平面。

B中根据苯环的结构可知与苯环直接相连的碳原子与苯环的其它原子在同一平面上，14个碳原子有可能共平面。

C、将3个甲基看作是甲烷中的三个氢原子，由甲烷的结构可知，甲烷中的碳原子决不可能同时与三个氢原子共面，所以C中不可能有14个碳原子共面。

D、以与苯环直接相连的碳原子为中心，根据甲烷的结构可知，该碳原子有可能和与之直接相连的两个原子共平面，所以包括甲基碳原子处在该平面上的碳原子可能有14个。

选C.

例3、

（1）所以原子不可能共处在同一平面上的是：

（）

A、C2H2B、CS2C、NH3D、C6H6

（2）分析的结构，回答以下问题：

①在同一条直线上的原子数最多为________个。

②一定处于同一平面上的原子数最多为________个。

③可能处于同一平面上的原子数最多为________个。

【解析】

（1）乙炔分子结构为直线型，二硫化碳分子的结构与二氧化碳相似，也为直线型。

苯分子为平面结构。

只有氨分子的结构为三角锥形，其分子中的所有原子不可能在同一平面上。

（2）为了便于分析，可将结构写成：

①由乙炔的结构可知，三键所在的直线上最多有4个原子，而苯环的对位所在的直线上最多有6个原子。

②当苯环和双键所在的平面未旋转到同一平面时，中间苯环所在的平面上原子最多，且另一苯环是绕轴旋转，所以，该轴也与中间苯环共平面，因此一定处于同一平面上的原子数最多为14个。

③通过单键的旋转，几个平面恰好旋转到共平面时，除甲基中的两个氢原子以外，其余原子均有可能共平面。

因此可能处于同一平面上的原子数最多为29个。

分析有机物的球棍模型（或比例模型），写出有机物的结构简式。

如：

（3）若两个苯环共边，则两个苯环一定共面。

例如：

下列各结构中所有原子都在同一平面上：

（4）若甲基与一个平面型结构相连，则甲基上的氢原子最多有一个氢原子与其共面。

若一个碳原子以四个单键与其他原子直接相连，则这四个原子为四面体结构，不可能共面。

解析：

　该分子含有氯原子，所以不属于烃类；该物质的分子式为C14H9Cl5；由于分子内有两个苯环，所以可以与6molH2加成；两个苯环上所有原子可能共平面，所以最多有23个原子共面。

答案：

　BD

溴苯的制取实验，注意下列几点：

①溴应是，而不是。

②加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3。

③伸出烧瓶外的导管要有足够长度，其作用是。

④导管末端插入锥形瓶内水面以下，因为。

⑤导管口附近出现的，是。

⑥纯净的溴苯是的液体，而烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部是油状的褐色液体，这是因为溴苯溶有溴的缘故。

除去溴苯中的溴可加入溶液，振荡，再用分离。

实验室制取硝基苯，注意以下几点：

①配制混酸时，一定要将浓酸沿器壁缓缓注入浓酸中，并不断振荡使之混合均匀。

切不可将酸注入浓酸中，因混和时要放出大量的热量，以免浓硫酸溅出，发生事故。

②水浴的温度一定要控制在50℃－60℃左右，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸发生副反应。

③浓硫酸的作用：

剂和剂。

④反应装置中的温度计，应插入水浴液面以下，以测量水浴温度。

⑤把反应的混合物倒入一个盛水的烧杯里，烧杯底部聚集淡黄色的油状液体，可将粗产品依次用蒸馏水和NaOH溶液洗涤，再用分液漏斗分液。

⑥纯净的硝基苯是无色而有苦杏仁气味的油状液体，不溶于水，密度比水大。

硝基苯蒸气有毒性。

思考

1）这反应属于哪一反应类型？

取代反应

2）该反应较缓慢，若既要加快反应速率又要提高乙醇产量，可采取什么措施？

采取加热和NaOH的方法，原因是水解吸热，NaOH与HBr反应，减小HBr的浓度，使水解正向移动。

3）为什么要加入稀硝酸酸化溶液？

中和过量的NaOH溶液，防止生成Ag2O暗褐色沉淀，影响Br-检验。

4）如何判断CH3CH2Br是否完全水解？

看反应后的溶液是否出现分层，如分层，则没有完全水解

5）如何判断CH3CH2Br已发生水解？

待溶液分层后，用滴管吸取少量上层清液，移入另一盛稀硝酸的试管中，然后滴入2～3滴硝酸银溶液，如有淡黄色沉淀出现，则证明含有溴元素。

溴乙烷与氢氧化钠共热实验的注意事项：

1.反应物：

溴乙烷+氢氧化钠溶液

2.反应条件：

共热

3.产物检验步骤

①取水解后上层清液少许加入稀硝酸至酸性

②再加入硝酸银溶液

③因为Ag++OH—=AgOH（白色）↓

2AgOH=Ag2O（褐色）+H2O；

褐色掩蔽AgBr的浅黄色，使产物检验实验失败。

所以必须用硝酸酸化！

4.此反应叫做水解反应，属于取代反应！

问题与思考

如何减少乙醇的挥发？

长玻璃导管（冷凝回流）

如何排除乙醇对乙烯检验的干扰？

1.乙醇易溶于水，将产生的气体通过盛水的洗气瓶，然后再通入酸性高锰酸钾溶液。

2.溴的四氯化碳溶液

实验装置应如何改进？

溴乙烷消去反应:

C2H5Br与NaOH的醇溶液共热实验的注意事项：

1.反应物：

溴乙烷+氢氧化钠的醇溶液；

2.反应条件：

共热

3.反应方程式

4.产物检验

将产生的气体通入溴水或酸性高锰酸钾溶液中，二者均褪色。

小结：

比较溴乙烷的取代反应和消去反应，体会反应条件对化学反应的影响。

设计意图：

通过溴乙烷的取代反应和消去反应归纳和对比，认识有机化合物的化学行为的“多样性”和不同条件下进行化学反应的“多面性”。

说明：

同一碳原子上的多卤代烃水解得到的产物一般不是醇。

2）消去反应

☆发生消去反应的条件：

①烃中碳原子数≥2

②邻碳有氢才消去（即接卤素原子的碳邻近的碳原子上有氢原子）

③反应条件：

强碱和醇溶液中加热。

3）饱和卤代烃和芳香卤代烃不被酸性高锰酸钾溶液氧化！

卤代烃的性质

1、物理性质

1）.常温下，卤代烃中除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体.

（2）.互为同系物的卤代烃，如一氯代烷的物理性质变化规律是：

随着碳原子数（式量）增加，其熔、沸点和密度也增大.（且沸点和熔点大于相应的烃）

（3）.难溶于水，易溶于有机溶剂.除脂肪烃的一氟代物、一氯代物等部分卤代烃外，液态卤代烃的密度一般比水大.密度一般随烃基中碳原子数增加而减小.

如图所示是检验1，2—二氯乙烷的某性质实验的装置。

（1）按如图所示，连接好仪器后，首先应进行的操作是____检查装置气密性____

2）在试管A里加入2mL1，2—二氯乙烷和5mL10%NaOH的乙醇溶液，再向试管里加入几小块碎瓷片。

加入碎瓷片的作用是_防止暴沸___。

（3）用水浴加热试管A里的混合物（其主要生成物仍为卤代烃），

试管A中发生反应的化学方程式是______________________，其反应类型是_____。

消去反应

（4）为检验产生的气体，可在试管B中盛放__溴水__________，现象是_______溶液褪色_____________；向反应后试管A中的溶液里

加入足量的稀硝酸，再加入几滴AgNO3溶液，现象是__产生白色沉淀___________________。

苯和氢气的加成反应

思考交流:

生成物是否还是平面结构？

_____________________

苯的同系物

（1）通式：

，特点：

。

（2）由于侧链对苯环的影响，使得苯环上的氢原子活泼而容易发生取代反应；而苯环对侧链的影响使得侧链易被氧化，所以，苯的同系物一般能使酸性KMnO4溶液褪色。

写出甲苯的硝化反应的化学方程式。

思考交流:

你能举出苯环和取代基相互影响的例子吗？

如能，用化学方程式说明。

_______________________________________________________________________________

注意：

苯的同系物与Cl2发生取代反应时，若在光照条件下，发生在侧链；若有催化剂时，发生在苯环上。

写出下列的化学方程式

甲苯和氯气铁做催化剂

甲苯和氯气在光照的条件下

羟基和氢氧根的电子式