第2章 烃和卤代烃（八大题型）-【举一反三】2024-2025学年高二化学同步讲与练（沪科版2020选择性必修3）

第2章 烃和卤代烃 题型01 饱和烃的性质 题型02 不饱和烃的性质 题型03 芳香烃的结构与物理性质及苯 题型04 苯的同系物 题型05 卤代烃的物理及化学性质 题型01 饱和烃的性质 知识积累 一、烷烃的结构和性质 1．烷烃的存在 天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等，它们的主要成分都是烷烃。 2．烷烃的结构与组成 (1)结构：烷烃分子中碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。共价键全部是单键。 (2)组成：链状烷烃的通式为CnH2n＋2。 3．烷烃的化学性质 (1)甲烷的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。但能在空气中发生燃烧反应和在光照下与Cl2发生取代反应。 (2)烷烃的性质与甲烷相似。 ①辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式 2C8H18＋25O216CO2＋18H2O。 ②乙烷与Cl2在光照下生成一氯乙烷的化学方程式 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl，该反应为取代反应，乙烷断裂的键为C—H键，形成键为C—Cl键和H—Cl键。 4．同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称同系物。如甲烷与乙烷。 5．烷烃同系物的物理性质的递变规律 随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐升高，密度逐渐增大，常温下的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。其中少于或等于4个碳原子的烷烃为气态。 二、烷烃的命名 1．烃基 (1)定义：烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团。 (2)示例：甲基：—CH3，乙基：—CH2CH3，丙基有2种：正丙基—CH2CH2CH3、异丙基。 2．习惯命名法：用“正”“异”“新”来区分烷烃 (1)丁烷有两种即正丁烷和异丁烷，结构简式分别为CH3CH2CH2CH3和。 (2)戊烷有三种，即正戊烷、异戊烷、新戊烷，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、 。 (3)正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐降低，原因是同种烷烃的不同异构体中，支链越多其沸点越低。 3．系统命名法：(为例) (1)选主链、定“某烷”——“最长”碳链为主链 该分子最长碳链上有6个碳原，可称为己烷。 (2)选起点、定位置——离取代基“最近”的一端为起点 (3)写名称、简在前——取代基名称写在主链名称前，在取代基的前面用阿拉伯数字注明位置并在数字和名称之间用短线(­)隔开；多种取代基时简单的在前；相同取代基合并但要用汉字数字表示取代基的个数。可命名为2,3­二甲基己烷。 【典例1】下列叙述错误的是 (　　) A．甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应 B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 C．分子通式为CnH2n＋2的烃一定是链状烷烃 D．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸 　 【变式1-1】下列有机物：①正丁烷，②丙烷，③2­甲基丁烷，④异丁烷，⑤己烷。沸点由高到低的顺序为(　　) A．②①④③⑤　　　　　 B．⑤③④①② C．⑤③①④② D．②①③④⑤ 　 【变式1-2】按系统命名法，的正确名称是(　　) A．3,3­二甲基­4­乙基戊烷 B．3,3­二甲基­2­乙基戊烷 C．3,4,4­三甲基己烷 D．3,3,4­三甲基己烷 　 【变式1-3】下列有关烷烃的叙述中，正确的是(　　) A．常温常压下，所有烷烃都为气体 B．除甲烷外，大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色 C．在一定条件下，烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应 D．烷烃在空气中都能燃烧，但不一定产生淡蓝色火焰 　 题型02 不饱和烃的性质 知识积累 一、烯烃的结构与性质 1．乙烯——最简单的烯烃 (1)共价键的形成：分子中的碳原子均采取sp2杂化，碳原子与氢原子形成σ键，两碳原子之间形成双键(1个σ键和1个π键)。 (2)空间结构：乙烯分子中的所有原子都位于同一平面，相邻两个键之间的夹角约为120°。 (3)物理性质：乙烯为无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。 (4)化学性质： ①氧化反应：a：燃烧反应方程式：C2H4＋3O22CO2＋2H2O。 b．被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色。 ②加成反应：与溴的四氯化碳溶液反应，方程式为 。 ③加聚反应：反应方程式为。 2．烯烃 (1)结构：官能团是碳碳双键()，含一个的链状烯烃的通式为CnH2n(n≥2)。 (2)烯烃同系物的物理性质 随着烯烃中碳原子个数的增多，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 (3)烯烃化学性质 ①氧化反应：a.丙烯燃烧的反应方程式：2CH3CH===CH2＋9O26CO2＋6H2O。 b．烯烃使酸性KMnO4溶液褪色。 ②加成反应：丙烯与溴的四氯化碳反应：。 ③加聚反应：丙烯加聚反应：。 二、烯烃的立体异构 1．顺反异构现象 通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间排列方式不同，产生顺反异构现象。 2．顺反异构体 相同的原子或原子团位于双键同一侧的称为顺式结构，相同的原子或原子团位于双键两侧的称为反式结构，例如顺­2­丁烯和反­2­丁烯的结构简式分别是和 3．性质 顺反异构体的化学性质基本相同，物理性质有一定的差异。 三、二烯烃——分子中含有两个碳碳双键的烯烃 写出1,3­丁二烯与Cl2发生的加成反应 1．1,2­加成：CH2===CH—CH===CH2＋Cl2―→ 。 2．1,4­加成：CH2===CH—CH===CH2＋Cl2―→ 。 一、炔烃 1．结构 官能团为碳碳三键(—C≡C—)，含一个碳碳三键的炔烃通式为CnH2n－2。 2．炔烃的物理性质递变性 随分子中碳原子数的递增沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 二、乙炔 1．物理性质 颜色：无色；状态：气体；气味：无臭；密度：比空气略小；溶解性：水中微溶，有机溶剂中易溶。 2．组成与结构 乙炔的分子式为C2H2，是最简单的炔烃，结构式是，结构简式是，空间结构为直线形结构，分子中碳原子均采取sp杂化，共价键类型有σ键和π键。 3．实验室制取 (1)试剂：电石(CaC2)和饱和氯化钠溶液。 (2)反应原理：。 (3)杂质气体及除杂试剂为H2S，CuSO4溶液。 (4)收集方法：排水法。 微点拨：①为了减小电石与水的反应速率，实验时常用饱和氯化钠溶液代替水作反应试剂。 ②点燃乙炔、乙烯、甲烷前要检验纯度，防止爆炸。 4．乙炔化学性质 (1)氧化反应 ①乙炔容易燃烧，燃烧时火焰明亮并伴有浓烈的黑烟。 有关化学方程式：2C2H2＋5O24CO2＋2H2O。 微点拨：①乙炔燃烧时产生浓烈黑烟的原因是因为乙炔的含碳量很高，没有完全燃烧。 ②乙炔在氧气中燃烧时火焰温度可达3 000 ℃以上，故常用它来焊接或切割金属。 ②乙炔能使酸性KMnO4溶液褪色，说明乙炔能被酸性KMnO4溶液氧化。 (2)加成反应 乙炔能与溴的四氯化碳溶液、卤素单质、氢气、氢氰酸、氢卤酸、水等在一定条件下发生加成反应。如： HCCH＋Br2―→CHBr===CHBr(1,2­二溴乙烯)； CHBr===CHBr＋Br2―→CHBr2—CHBr2(1,1,2,2­四溴乙烷)。 CH≡CH＋H2CH2===CH2。 HCCH＋HClCH2===CHCl(氯乙烯)。 CH≡CH＋H2OCH3CHO。 (3)加聚反应——制聚乙炔(制备导电高分子材料) 反应方程式为。 　丙炔有哪些化学性质？ [提示]　能发生氧化反应、加成反应、加聚反应。 【典例2】下列关于烯烃和烷烃的说法中，正确的是(　　) A．烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色，烷烃则不能 B．乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键的键能的两倍，因此乙烯比乙烷稳定 C．丙烯发生加聚反应只能形成一种分子()，而所有烷烃分子之间都不会发生聚合反应 D．丙烷在光照下可以与Cl2发生取代反应，而丙烯(CH3—CH===CH2)在任何条件下都不可能与Cl2发生取代反应 【变式2-1】分子式为C3H5Cl且可以因发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物的可能结构(考虑顺反异构)共有(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 　 【变式2-2】丙烯是一种重要的化工原料、燃料，下列有关丙烯及聚丙烯的说法正确的是(　　) A．丙烯与等物质的量的氯化氢加成，只生成一种产物 B．1 mol丙烯完全燃烧的耗氧量为4.5 mol C．聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2— D．1 mol丙烯和1 mol聚丙烯完全燃烧放出CO2的量相同 　 【变式2-3】如图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不合理的是(　　) A．逐滴加入饱和氯化钠溶液可控制生成乙炔的速率 B．酸性KMnO4溶液褪色，说明乙炔具有还原性 C．若用溴的CCl4溶液验证乙炔的性质，不需要通过CuSO4溶液除杂 D．若将纯净的乙炔点燃，有浓烈的黑烟，说明乙炔不饱和程度高 题型03 芳香烃的结构与物理性质及苯 知识积累 一、苯 1．芳香烃 在烃类化合物中，含有一个或多个苯环的化合物。最简单的芳香烃为苯。 2．苯的物理性质与应用 (1)物理性质 苯是一种无色、有特殊气味的液体，有毒，不溶于水。苯易挥发，沸点为80.1 ℃，熔点为5.5 ℃，常温下密度比水的小。 (2)应用：苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。 3．苯的分子结构 (1)分子式为C6H6，结构简式为和，为平面正六边形结构。 (2)化学键形成 苯分子中的6个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。 4．苯的化学性质 苯的结构稳定，苯不与酸性KMnO4溶液、溴水反应。但苯可以萃取溴水中的溴。 (1)氧化反应：苯有可燃性，空气里燃烧产生浓重的黑烟，化学方程式为2C6H6＋15O212CO2＋6H2O。 (2)取代反应(写出有关化学反应方程式，后同) ③磺化反应： 。 (3)加成反应(与H2加成) 。 微点拨： ①纯净的溴苯为无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的大。 ②纯净的硝基苯为无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。 ③苯磺酸易溶于水，是一种强酸。 【典例3】有关苯的结构和性质，下列说法正确的是(　　) A．苯分子中碳碳键是单键和双键交替排列的 B．易被酸性KMnO4溶液氧化 C．与溴水发生加成反应而使溴水褪色 D．苯分子中存在大π键，碳原子采取sp2杂化 　 【变式3-1】如图是两种烃的球棍模型，以下说法正确的是(　　) 甲　　　　　　乙 A．二者与Cl2不能反应 B．二者互为同分异构体 C．都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．都不能发生加成反应 【变式3-2】下列说法中正确的是(　　) 　 【变式3-3】某烃的结构简式为，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 　 题型04 苯的同系物 知识积累 苯的同系物 1．苯的同系物是指苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物，其分子中有一个苯环，侧链都是烷基，通式为CnH2n－6(n≥7)。 2．苯的同系物的物理性质 (1)苯的同系物为无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的小。 (2)三种二甲苯的熔、沸点与密度 ①熔点：对二甲苯＞邻二甲基＞间二甲苯。 ②沸点：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯。 ③密度：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯。 3．苯的同系物的化学性质(以甲苯为例) (1)氧化反应 ①甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，这是由于甲苯上的甲基被酸性KMnO4氧化的结果。 ②燃烧 燃烧的通式为CnH2n－6＋O2nCO2＋(n－3)H2O。 (2)取代反应 甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下发生反应生成2,4,6­三硝基甲苯，发生反应的化学方程式为 。 (3)加成反应 在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷，化学反应方程式为 微点拨：2,4,6­三硝基甲苯又叫梯恩梯(TNT)，是一种淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药。 稠环芳香烃 1．定义 由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子的芳香烃是稠环芳香烃。 2．示例 (1)萘：分子式为C10H8，结构简式，是一种无色片状晶体，有特殊气味，易升华，不溶于水。 (2)蒽：分子式为C14H10，结构简式，是一种无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯。 【典例5】下列说法中，正确的是 (　　) A．芳香烃的分子通式是CnH2n－6(n≥6) B．苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物 C．在苯的同系物分子中存在大π键，每个碳原子均采取sp2杂化 D．苯和甲苯都能与卤素单质、浓硝酸等发生取代反应 　 【变式5-1】下列物质中，既能因发生化学反应使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色，还能在光照条件下与溴发生取代反应的是(　　) 　 【变式5-2】异丙苯【解析】是一种重要的化工原料，下列关于异丙苯的说法不正确的是 (　　) A．异丙苯是苯的同系物 B．可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯 C．在光照条件下，异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有三种 D．在一定条件下能与氢气发生加成反应 　 【变式5-3】苯的某些同系物可被酸性高锰酸钾溶液氧化，例如： 某分子式为C11H16的单烷基取代苯，已知它可以被氧化成苯甲酸的同分异构体共有7种，其中的3种是： 请写出其他4种的结构简式________________、________________、________________、________________。 题型05卤代烃 知识积累 一、卤代烃 1．定义 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃。官能团是碳卤键，可表示为R—X(X＝F、Cl、Br、I)。 2．分类 3．物理性质 (1)状态：常温下，卤代烃中除个别为气体外，大多为液体或固体。如一氯甲烷为气体。 (2)溶解性：卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂，如CCl4、氯仿(CHCl3)等。 (3)密度与沸点：①卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃； ②卤代烃的密度一般随烃基中碳原子数目的增加而减小，如ρ(CH3Cl)＞ρ(CH3CH2Cl)； ③卤代烃的沸点一般随碳原子数目的增加而升高，如沸点CH3Cl＜CH3CH2Cl。 4．卤代烃的系统命名——类似于烃的命名方法 二、溴乙烷的结构与性质 1．溴乙烷的物理性质 纯净的溴乙烷是无色液体，沸点是38.4 ℃，密度比水的大，难溶于水，可溶于多种有机溶剂(如乙醇、苯、汽油等)。 2．溴乙烷的分子结构 3．溴乙烷的化学性质 (1)取代反应——又称水解反应 ①条件：NaOH水溶液、加热。 ②反应方程式： C2H5—Br＋NaOHC2H5—OH＋NaBr。 ③反应原理： (2)消去反应——又称为消除反应。 ①条件：NaOH的乙醇溶液、加热。 ②反应方程式：(以溴乙烷为例) CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。 ③反应原理： ④定义：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、HX等)，而生成含不饱和键的化合物的反应叫做消去反应(消除反应)。 (3)加成和加聚反应 含有不饱和键(如)的卤代烃也可以发生加成和加聚反应。 ①氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯： 。 ②四氟乙烯加聚反应生成聚四氟乙烯：。 三、卤代烃破坏臭氧层原理(了解) 氟利昂可在强烈的紫外线作用下分解，产生的氯原子自由基会对臭氧层产生长久的破坏作用。以CCl3F为例，它破坏臭氧层的反应过程可表示为： CCl3FCCl2F·＋Cl· 【典例5】由2­氯丙烷制取少量的1,2­丙二醇时，需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 　 【变式5-1】2．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的反应类型是________，③的反应类型是________。 (3)反应④的化学方程式是________________________________ ______________________________________________________。 【变式5-2】2．溴乙烷在某种条件下可生成乙烯或乙醇，下列说法正确的是(　　) A．生成乙烯的条件可以是热的氢氧化钾水溶液 B．生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾水溶液 C．生成乙烯的条件是加热 D．生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾醇溶液 　 【变式5-3】4．为探究一溴环己烷()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了如下三种实验方案。 甲：向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后滴入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则可证明发生了消去反应。 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。 丙：向反应混合液中滴入KMnO4酸性溶液，若溶液颜色变浅或褪去，则可证明发生了消去反应。 其中正确的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．上述实验方案都不正确 　 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 烃和卤代烃 题型01 饱和烃的性质 题型02 不饱和烃的性质 题型03 芳香烃的结构与物理性质及苯 题型04 苯的同系物 题型05 卤代烃的物理及化学性质 题型01 饱和烃的性质 知识积累 一、烷烃的结构和性质 1．烷烃的存在 天然气、液化石油气、汽油、柴油、凡士林、石蜡等，它们的主要成分都是烷烃。 2．烷烃的结构与组成 (1)结构：烷烃分子中碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。共价键全部是单键。 (2)组成：链状烷烃的通式为CnH2n＋2。 3．烷烃的化学性质 (1)甲烷的化学性质比较稳定，常温下不能被酸性KMnO4溶液氧化，也不与强酸、强碱及溴的四氯化碳溶液反应。但能在空气中发生燃烧反应和在光照下与Cl2发生取代反应。 (2)烷烃的性质与甲烷相似。 ①辛烷(C8H18)完全燃烧的化学方程式 2C8H18＋25O216CO2＋18H2O。 ②乙烷与Cl2在光照下生成一氯乙烷的化学方程式 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl，该反应为取代反应，乙烷断裂的键为C—H键，形成键为C—Cl键和H—Cl键。 4．同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称同系物。如甲烷与乙烷。 5．烷烃同系物的物理性质的递变规律 随着烷烃碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐升高，密度逐渐增大，常温下的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。其中少于或等于4个碳原子的烷烃为气态。 二、烷烃的命名 1．烃基 (1)定义：烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团。 (2)示例：甲基：—CH3，乙基：—CH2CH3，丙基有2种：正丙基—CH2CH2CH3、异丙基。 2．习惯命名法：用“正”“异”“新”来区分烷烃 (1)丁烷有两种即正丁烷和异丁烷，结构简式分别为CH3CH2CH2CH3和。 (2)戊烷有三种，即正戊烷、异戊烷、新戊烷，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、 。 (3)正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐降低，原因是同种烷烃的不同异构体中，支链越多其沸点越低。 3．系统命名法：(为例) (1)选主链、定“某烷”——“最长”碳链为主链 该分子最长碳链上有6个碳原，可称为己烷。 (2)选起点、定位置——离取代基“最近”的一端为起点 (3)写名称、简在前——取代基名称写在主链名称前，在取代基的前面用阿拉伯数字注明位置并在数字和名称之间用短线(­)隔开；多种取代基时简单的在前；相同取代基合并但要用汉字数字表示取代基的个数。可命名为2,3­二甲基己烷。 【典例1】下列叙述错误的是 (　　) A．甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应 B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 C．分子通式为CnH2n＋2的烃一定是链状烷烃 D．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸 【答案】B　 【解析】所有烷烃包括CH4都不能使酸性KMnO4溶液褪色，B错误。 【变式1-1】下列有机物：①正丁烷，②丙烷，③2­甲基丁烷，④异丁烷，⑤己烷。沸点由高到低的顺序为(　　) A．②①④③⑤　　　　　 B．⑤③④①② C．⑤③①④② D．②①③④⑤ 【答案】C　 【解析】五种有机物均为烷烃，烷烃分子中碳原子数目越多，其沸点越高；碳原子数目相同的烷烃，其支链越多，沸点越低，故五种烷烃的沸点由高到低的顺序为⑤③①④②。 【变式1-2】按系统命名法，的正确名称是(　　) A．3,3­二甲基­4­乙基戊烷 B．3,3­二甲基­2­乙基戊烷 C．3,4,4­三甲基己烷 D．3,3,4­三甲基己烷 【答案】D　 【解析】选择最长的碳链作为主链，其主链应为中虚线所示。将烷烃的结构改写为，取代基距碳链两端的距离相同，但必须保证取代基的位次之和最小，故只能按从左到右的顺序对主链碳原子进行编号，即，正确的名称为3,3,4­三甲基己烷。 【变式1-3】下列有关烷烃的叙述中，正确的是(　　) A．常温常压下，所有烷烃都为气体 B．除甲烷外，大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色 C．在一定条件下，烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应 D．烷烃在空气中都能燃烧，但不一定产生淡蓝色火焰 【答案】D　 【解析】常温常压下，碳原子数小于或等于4的烷烃为气体，碳原子数大于4的烷烃为液体或固体；烷烃的化学性质一般比较稳定，通常不与强酸、强碱、强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)和强还原剂反应；烷烃在光照条件下可与卤素单质发生取代反应，但不与溴水反应；烷烃在空气中都能燃烧，甲烷、乙烷等燃烧时产生淡蓝色火焰，但随着烷烃中碳原子数的增加，其含碳量升高，在空气中燃烧往往不充分，火焰明亮，甚至伴有黑烟。 题型02 不饱和烃的性质 知识积累 一、烯烃的结构与性质 1．乙烯——最简单的烯烃 (1)共价键的形成：分子中的碳原子均采取sp2杂化，碳原子与氢原子形成σ键，两碳原子之间形成双键(1个σ键和1个π键)。 (2)空间结构：乙烯分子中的所有原子都位于同一平面，相邻两个键之间的夹角约为120°。 (3)物理性质：乙烯为无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。 (4)化学性质： ①氧化反应：a：燃烧反应方程式：C2H4＋3O22CO2＋2H2O。 b．被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色。 ②加成反应：与溴的四氯化碳溶液反应，方程式为 。 ③加聚反应：反应方程式为。 2．烯烃 (1)结构：官能团是碳碳双键()，含一个的链状烯烃的通式为CnH2n(n≥2)。 (2)烯烃同系物的物理性质 随着烯烃中碳原子个数的增多，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 (3)烯烃化学性质 ①氧化反应：a.丙烯燃烧的反应方程式：2CH3CH===CH2＋9O26CO2＋6H2O。 b．烯烃使酸性KMnO4溶液褪色。 ②加成反应：丙烯与溴的四氯化碳反应：。 ③加聚反应：丙烯加聚反应：。 二、烯烃的立体异构 1．顺反异构现象 通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间排列方式不同，产生顺反异构现象。 2．顺反异构体 相同的原子或原子团位于双键同一侧的称为顺式结构，相同的原子或原子团位于双键两侧的称为反式结构，例如顺­2­丁烯和反­2­丁烯的结构简式分别是和 3．性质 顺反异构体的化学性质基本相同，物理性质有一定的差异。 三、二烯烃——分子中含有两个碳碳双键的烯烃 写出1,3­丁二烯与Cl2发生的加成反应 1．1,2­加成：CH2===CH—CH===CH2＋Cl2―→ 。 2．1,4­加成：CH2===CH—CH===CH2＋Cl2―→ 。 一、炔烃 1．结构 官能团为碳碳三键(—C≡C—)，含一个碳碳三键的炔烃通式为CnH2n－2。 2．炔烃的物理性质递变性 随分子中碳原子数的递增沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 二、乙炔 1．物理性质 颜色：无色；状态：气体；气味：无臭；密度：比空气略小；溶解性：水中微溶，有机溶剂中易溶。 2．组成与结构 乙炔的分子式为C2H2，是最简单的炔烃，结构式是，结构简式是，空间结构为直线形结构，分子中碳原子均采取sp杂化，共价键类型有σ键和π键。 3．实验室制取 (1)试剂：电石(CaC2)和饱和氯化钠溶液。 (2)反应原理：。 (3)杂质气体及除杂试剂为H2S，CuSO4溶液。 (4)收集方法：排水法。 微点拨：①为了减小电石与水的反应速率，实验时常用饱和氯化钠溶液代替水作反应试剂。 ②点燃乙炔、乙烯、甲烷前要检验纯度，防止爆炸。 4．乙炔化学性质 (1)氧化反应 ①乙炔容易燃烧，燃烧时火焰明亮并伴有浓烈的黑烟。 有关化学方程式：2C2H2＋5O24CO2＋2H2O。 微点拨：①乙炔燃烧时产生浓烈黑烟的原因是因为乙炔的含碳量很高，没有完全燃烧。 ②乙炔在氧气中燃烧时火焰温度可达3 000 ℃以上，故常用它来焊接或切割金属。 ②乙炔能使酸性KMnO4溶液褪色，说明乙炔能被酸性KMnO4溶液氧化。 (2)加成反应 乙炔能与溴的四氯化碳溶液、卤素单质、氢气、氢氰酸、氢卤酸、水等在一定条件下发生加成反应。如： HCCH＋Br2―→CHBr===CHBr(1,2­二溴乙烯)； CHBr===CHBr＋Br2―→CHBr2—CHBr2(1,1,2,2­四溴乙烷)。 CH≡CH＋H2CH2===CH2。 HCCH＋HClCH2===CHCl(氯乙烯)。 CH≡CH＋H2OCH3CHO。 (3)加聚反应——制聚乙炔(制备导电高分子材料) 反应方程式为。 　丙炔有哪些化学性质？ [提示]　能发生氧化反应、加成反应、加聚反应。 【典例2】下列关于烯烃和烷烃的说法中，正确的是(　　) A．烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色，烷烃则不能 B．乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键的键能的两倍，因此乙烯比乙烷稳定 C．丙烯发生加聚反应只能形成一种分子()，而所有烷烃分子之间都不会发生聚合反应 D．丙烷在光照下可以与Cl2发生取代反应，而丙烯(CH3—CH===CH2)在任何条件下都不可能与Cl2发生取代反应 【答案】A　 【解析】烯烃分子中含有碳碳双键，性质活泼，易发生加成、加聚反应，能与酸性KMnO4溶液反应而使其褪色，而烷烃是饱和烃，不能发生上述反应，A项正确；碳碳单键和碳碳双键的键能大小关系是，乙烯中的双键比较活泼，故乙烯没有乙烷稳定，B项错误；丙烯形成的加聚产物中，有许多种n值不同的分子，C项错误；丙烯中有饱和烷基(—CH3)，在一定条件下能发生取代反应，D项错误。] 【变式2-1】分子式为C3H5Cl且可以因发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物的可能结构(考虑顺反异构)共有(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】B　 【解析】根据氯原子的位置不同，可写出3种结构简式： CH2===CHCH2Cl、CH2===CClCH3、CHCl===CHCH3，其中CHCl===CHCH3还存在顺反异构体，故共有4种可能的结构。] 【变式2-2】丙烯是一种重要的化工原料、燃料，下列有关丙烯及聚丙烯的说法正确的是(　　) A．丙烯与等物质的量的氯化氢加成，只生成一种产物 B．1 mol丙烯完全燃烧的耗氧量为4.5 mol C．聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2— D．1 mol丙烯和1 mol聚丙烯完全燃烧放出CO2的量相同 【答案】B　 【解析】丙烯结构不对称，与HCl加成可得到两种产物CH3CHClCH3、CH2ClCH2CH3，A错误；1 mol丙烯(C3H6)与O2完全反应，耗氧量为mol＝4.5 mol，B正确；聚丙烯的链节是—CH2—CH(CH3)—，C错误；丙烯和聚丙烯的分子式不同，相对分子质量不同，等物质的量的丙烯和聚丙烯完全燃烧放出CO2的量不相同，D错误。] 【变式2-3】如图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不合理的是(　　) A．逐滴加入饱和氯化钠溶液可控制生成乙炔的速率 B．酸性KMnO4溶液褪色，说明乙炔具有还原性 C．若用溴的CCl4溶液验证乙炔的性质，不需要通过CuSO4溶液除杂 D．若将纯净的乙炔点燃，有浓烈的黑烟，说明乙炔不饱和程度高 【答案】C　 【解析】电石跟水反应比较剧烈，所以用饱和氯化钠溶液代替水，逐滴加入饱和氯化钠溶液时可控制反应物水的量，从而控制生成乙炔的速率，A正确；酸性KMnO4溶液能氧化乙炔，因此乙炔使酸性KMnO4溶液褪色，表现了乙炔的还原性，B正确；乙炔气体中混有的硫化氢可以被Br2氧化，对乙炔性质的检验产生干扰，所以应先用硫酸铜溶液洗气，C错误；对于烃类物质而言，不饱和程度越高，则含碳量越高，火焰越明亮，冒出的烟越浓，乙炔含有碳碳三键，是不饱和程度较高的烃类物质，D正确。 题型03 芳香烃的结构与物理性质及苯 知识积累 一、苯 1．芳香烃 在烃类化合物中，含有一个或多个苯环的化合物。最简单的芳香烃为苯。 2．苯的物理性质与应用 (1)物理性质 苯是一种无色、有特殊气味的液体，有毒，不溶于水。苯易挥发，沸点为80.1 ℃，熔点为5.5 ℃，常温下密度比水的小。 (2)应用：苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。 3．苯的分子结构 (1)分子式为C6H6，结构简式为和，为平面正六边形结构。 (2)化学键形成 苯分子中的6个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。 4．苯的化学性质 苯的结构稳定，苯不与酸性KMnO4溶液、溴水反应。但苯可以萃取溴水中的溴。 (1)氧化反应：苯有可燃性，空气里燃烧产生浓重的黑烟，化学方程式为2C6H6＋15O212CO2＋6H2O。 (2)取代反应(写出有关化学反应方程式，后同) ③磺化反应： 。 (3)加成反应(与H2加成) 。 微点拨： ①纯净的溴苯为无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的大。 ②纯净的硝基苯为无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。 ③苯磺酸易溶于水，是一种强酸。 【典例3】有关苯的结构和性质，下列说法正确的是(　　) A．苯分子中碳碳键是单键和双键交替排列的 B．易被酸性KMnO4溶液氧化 C．与溴水发生加成反应而使溴水褪色 D．苯分子中存在大π键，碳原子采取sp2杂化 【答案】D　 【解析】A项，苯分子中不存在C—C和C===C，而是介于C—C与C===C之间的特殊键；B、C项，苯与溴水、酸性KMnO4溶液不反应。 【变式3-1】如图是两种烃的球棍模型，以下说法正确的是(　　) 甲　　　　　　乙 A．二者与Cl2不能反应 B．二者互为同分异构体 C．都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．都不能发生加成反应 【答案】B　 【解析】分子中均有烷基，在光照下能与Cl2发生取代反应，A项错误；二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，B项正确；它们的侧链都能被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基，使酸性高锰酸钾溶液褪色，C项错误；二者都能够与氢气发生加成反应，D项错误。 【变式3-2】下列说法中正确的是(　　) 【答案】B　 【解析】苯的同系物指的是仅含一个苯环且苯环上的侧链均为烷基的芳香烃，故都不是苯的同系物，A项错误；该物质是具有对称结构的芳香烃，因C—C键能够旋转， 故其一氯代物只有4种()，C项错误；甲苯使溴水褪色是由于甲苯将溴从溴水中萃取出来，发生的是物理变化，苯乙烯使溴水褪色是由于苯乙烯与溴发生了加成反应，发生的是化学变化，可见两者褪色原理不同，D项错误。 【变式3-3】某烃的结构简式为，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 【答案】C　 【解析】该分子可表示为 a　　　　　　　　　　+　b 根据乙烯、苯为平面结构，乙炔为直线形结构，CH4为四面体结构及单键能绕键轴旋转，双键和三键不能绕键轴旋转，从a、b两个图示中可得：当a、b中用虚线所围的两个面完全重合时共面的原子最多，此时所有的碳原子都共面，但共直线的碳原子只有a图中编号的5个碳原子。由于分子中有—CH3，故分子中所有原子不共面。 题型04 苯的同系物 知识积累 苯的同系物 1．苯的同系物是指苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物，其分子中有一个苯环，侧链都是烷基，通式为CnH2n－6(n≥7)。 2．苯的同系物的物理性质 (1)苯的同系物为无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的小。 (2)三种二甲苯的熔、沸点与密度 ①熔点：对二甲苯＞邻二甲基＞间二甲苯。 ②沸点：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯。 ③密度：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯。 3．苯的同系物的化学性质(以甲苯为例) (1)氧化反应 ①甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，这是由于甲苯上的甲基被酸性KMnO4氧化的结果。 ②燃烧 燃烧的通式为CnH2n－6＋O2nCO2＋(n－3)H2O。 (2)取代反应 甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下发生反应生成2,4,6­三硝基甲苯，发生反应的化学方程式为 。 (3)加成反应 在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷，化学反应方程式为 微点拨：2,4,6­三硝基甲苯又叫梯恩梯(TNT)，是一种淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药。 稠环芳香烃 1．定义 由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子的芳香烃是稠环芳香烃。 2．示例 (1)萘：分子式为C10H8，结构简式，是一种无色片状晶体，有特殊气味，易升华，不溶于水。 (2)蒽：分子式为C14H10，结构简式，是一种无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯。 【典例5】下列说法中，正确的是 (　　) A．芳香烃的分子通式是CnH2n－6(n≥6) B．苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物 C．在苯的同系物分子中存在大π键，每个碳原子均采取sp2杂化 D．苯和甲苯都能与卤素单质、浓硝酸等发生取代反应 【答案】D　 【解析】芳香烃是分子中含一个或多个苯环的烃类化合物，而苯的同系物指分子中仅含有一个苯环，苯环的侧链全部为烷基的烃类化合物，其分子通式为CnH2n－6(n≥7，且n为正整数)；苯和甲苯都能与卤素单质、浓硝酸等发生取代反应，在苯的同系物分子中烷基碳原子为sp3杂化。 【变式5-1】下列物质中，既能因发生化学反应使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色，还能在光照条件下与溴发生取代反应的是(　　) 【答案】B　 【解析】甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，能在光照条件下与溴发生取代反应，但不能因发生化学反应使溴水褪色，A项不符合题意；CH3CH2CH===CH2含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应而使其褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，其中的—CH3具有烷烃的性质，在光照条件下与溴可发生取代反应，B项符合题意；CH3CH3具有烷烃的性质，不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，C项不符合题意；苯的性质稳定，不能因发生化学反应而使溴水褪色，也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但苯能萃取溴水中的溴而使水层褪色，此过程属于物理变化，D项不符合题意。 【变式5-2】异丙苯【解析】是一种重要的化工原料，下列关于异丙苯的说法不正确的是 (　　) A．异丙苯是苯的同系物 B．可用酸性高锰酸钾溶液区别苯与异丙苯 C．在光照条件下，异丙苯与Cl2发生取代反应生成的氯代物有三种 D．在一定条件下能与氢气发生加成反应 【答案】C　 【解析】在光照条件下，异丙苯与Cl2发生侧链上的取代反应，可生成多种氯代物，包括一氯代物、二氯代物等，C错误。 【变式5-3】苯的某些同系物可被酸性高锰酸钾溶液氧化，例如： 某分子式为C11H16的单烷基取代苯，已知它可以被氧化成苯甲酸的同分异构体共有7种，其中的3种是： 请写出其他4种的结构简式________________、________________、________________、________________。 【解析】　能被酸性KMnO4氧化的苯的同系物分子，连接苯环的碳原子上一定含有氢原子。 题型05卤代烃 知识积累 一、卤代烃 1．定义 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃。官能团是碳卤键，可表示为R—X(X＝F、Cl、Br、I)。 2．分类 3．物理性质 (1)状态：常温下，卤代烃中除个别为气体外，大多为液体或固体。如一氯甲烷为气体。 (2)溶解性：卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂，如CCl4、氯仿(CHCl3)等。 (3)密度与沸点：①卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃； ②卤代烃的密度一般随烃基中碳原子数目的增加而减小，如ρ(CH3Cl)＞ρ(CH3CH2Cl)； ③卤代烃的沸点一般随碳原子数目的增加而升高，如沸点CH3Cl＜CH3CH2Cl。 4．卤代烃的系统命名——类似于烃的命名方法 二、溴乙烷的结构与性质 1．溴乙烷的物理性质 纯净的溴乙烷是无色液体，沸点是38.4 ℃，密度比水的大，难溶于水，可溶于多种有机溶剂(如乙醇、苯、汽油等)。 2．溴乙烷的分子结构 3．溴乙烷的化学性质 (1)取代反应——又称水解反应 ①条件：NaOH水溶液、加热。 ②反应方程式： C2H5—Br＋NaOHC2H5—OH＋NaBr。 ③反应原理： (2)消去反应——又称为消除反应。 ①条件：NaOH的乙醇溶液、加热。 ②反应方程式：(以溴乙烷为例) CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。 ③反应原理： ④定义：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、HX等)，而生成含不饱和键的化合物的反应叫做消去反应(消除反应)。 (3)加成和加聚反应 含有不饱和键(如)的卤代烃也可以发生加成和加聚反应。 ①氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯： 。 ②四氟乙烯加聚反应生成聚四氟乙烯：。 三、卤代烃破坏臭氧层原理(了解) 氟利昂可在强烈的紫外线作用下分解，产生的氯原子自由基会对臭氧层产生长久的破坏作用。以CCl3F为例，它破坏臭氧层的反应过程可表示为： CCl3FCCl2F·＋Cl· 【典例5】由2­氯丙烷制取少量的1,2­丙二醇时，需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】合成路线为：2­氯丙烷丙烯1,2­二氯丙烷1,2­丙二醇，B项正确。 【变式5-1】2．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的反应类型是________，③的反应类型是________。 (3)反应④的化学方程式是________________________________ ______________________________________________________。 【解析】　由为A发生取代反应的产物，所以A为环己烷()，又分子中含有双键，故可与Br2的CCl4溶液发生加成反应而生成B，反应方程式为，比较B与的结构可知，B应发生消去反应而得到，化学方程式为 【变式5-2】2．溴乙烷在某种条件下可生成乙烯或乙醇，下列说法正确的是(　　) A．生成乙烯的条件可以是热的氢氧化钾水溶液 B．生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾水溶液 C．生成乙烯的条件是加热 D．生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾醇溶液 【答案】B　 【解析】溴乙烷与氢氧化钾的醇溶液共热生成乙烯，故A、C项错误；溴乙烷与氢氧化钾的水溶液共热生成乙醇，故B项正确，D项错误。 【变式5-3】4．为探究一溴环己烷()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了如下三种实验方案。 甲：向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后滴入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则可证明发生了消去反应。 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。 丙：向反应混合液中滴入KMnO4酸性溶液，若溶液颜色变浅或褪去，则可证明发生了消去反应。 其中正确的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．上述实验方案都不正确 【答案】D　 【解析】一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；溴水既能与烯烃发生加成反应使溶液颜色褪去，也能与NaOH溶液反应使溶液颜色褪去，乙不正确；一溴环己烷发生消去反应生成的烯烃能使KMnO4酸性溶液的紫色变浅或褪去，发生水解反应生成的醇会被KMnO4酸性溶液氧化也会使溶液紫色变浅或褪去，丙不正确。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$