内容正文:
考 点 必 清,题 型 必 通
考点清单专题二 烃
考点01、脂肪烃的结构和物理性质概述
同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,互称为同系物。
【特别注意】:判断同系物前提:结构相似。没有结构相似分子组成差CH2也不属于
烃:仅含 碳 、 氢 两种元素的有机化合物。
一.脂肪烃的结构及通式
1烷烃:碳原子之间全部以单键结合的饱和链烃,链状烷烃通式CnH2n+2(n≥1)。
2烯烃:含有碳碳双键的不饱和链烃,单烯烃通式CnH2n(n≥2)。
3炔烃:含有碳碳三键的不饱和链烃,单炔烃通式CnH2n-2(n≥2)。
二.脂肪烃的物理性质变化规律
1、状态:常温下含有1~4个碳原子的烃都是气态,随着碳原子数的增多,逐渐过渡到液态、固态
2、沸点 随着碳原子数的增多,沸点逐渐升高;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,密度大多比水小
4、水溶性 均难溶于水
补充说明:同分异构体的烷烃熔沸点:支链越多,熔、沸点越低
考点02 烷烃的性质
1、稳定性:常温下烷烃很比较稳定,与强酸、强碱、强氧化剂(酸性高锰酸钾)、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。
2、烷烃的可燃性
烷烃燃烧的通式:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
3、烷烃的特征反应——取代反应
烷烃的取代反应:CnH2n+2+X2CnH2n+1X+HX
补充说明:还可以继续发生取代反应生成多卤代物,并且每取代1 mol氢原子,消耗1 mol X2,生成1 mol HX
(4)烷烃的分解反应(高温裂化或裂解)——应用于石油化工和天然气化工生产中
烷烃受热时会分解,生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃,如:C8H18C4H10+C4H8考点03 烯烃的性质
一、氧化反应
①烯烃燃烧的通式:CnH2n+O2nCO2+nH2O。
②烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
二、加成反应
①与溴水加成:CH2==CHCH3+Br2CH2BrCHBrCH3 (1,2—二溴丙烷)。
②与H2加成:CH2==CHCH3+H2CH3CH2CH3 (丙烷)。
③与HCl加成:CH2==CHCH3+HClCH3CHClCH3(主要)或CH3CH2CH2Cl(次要)。
三、加聚反应
(1)单烯烃的加聚如:nCH2==CHCH3
(2)二烯烃的加聚:nCH2==CH—CH==CH2
【考试易错点】:共轭二烯烃的加成
二烯烃是分子中含有两个碳碳双键的烯烃。若二烯烃中两个碳碳双键中间间隔一个碳碳单键,则称为共轭二烯烃,如1,3-丁二烯,其结构简式为CH2==CH—CH==CH2。
①1∶1加成的两种方式
②二烯烃的全加成
CH2==CH—CH==CH2+2Br2―→
【特别注意】:用溴水鉴别烯烃和烷烃的时候,需要注意的是,当烷烃为液态时,与溴水混
合会因发生萃取而使溴水褪色,此时有机层(上层)有色,而水层(下层)无色;烯烃与溴水混合,充分反应后液体也分层,但均为无色。
考点04 炔烃的性质
一、氧化反应
①炔烃燃烧的通式:CnH2n+ O2 nCO2+nH2O
【归纳总结】燃烧现象:分子里C%质量分数越大燃烧越不充分,燃烧火焰越明亮,并且伴有黑烟。
②炔烃能使酸性KMnO4溶液紫色褪去,说明碳碳三键能被酸性KMnO4溶液氧化。
二、加成反应
①与溴水加成:CH3C≡CH+Br2CH3CBr==CHBr;
CH3CBr==CHBr+Br2CH3CBr2—CHBr2
②与H2加成:CH3C≡CH+H2CH3CH==CH2;
CH3CH==CH2+H2CH3CH2CH3
③与HCl加成:CH3C≡CH+HClCH3CCl==CH2
④与H2O加成:
⑤加聚反应
,产物为聚乙炔,可用于制备导电高分子材料。
三、乙烯和乙炔的实验室制法
乙烯的制备
乙炔的制备
药品
乙醇、浓硫酸
电石(主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等)、饱和食盐水
反应原理
CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
CaC2+2H2OC2H2↑+Ca(OH)2 (主反应)
副反应:CaS+2H2O==Ca(OH)2+H2S↑
Ca3P2+6H2O==3Ca(OH)2+2PH3↑
装置
液—液加热
集气
排水集气法
排水集气法
注意事项
①浓硫酸的作用:催化剂和脱水剂。
②温度计的位置:插入反应液中但不能触及烧瓶底部,目的在于控制反应液的温度在170℃,避免发生副反应。
③加入碎瓷片是为了防止液体暴沸。
④点燃乙烯前要验纯。
⑤反应液变黑是因浓硫酸使乙醇脱水碳化,碳把硫酸还原为SO2,故乙烯中混有SO2。
C + 2H2SO4(浓)== CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
①饱和食盐水代替水,防止反应过快。
②CuSO4溶液中除去硫化氢等杂质
③通入盛有酸性高锰酸钾紫色褪去。
④通入盛有溴的四氧化碳溶液的试管中橙色褪去。
⑤副反应:CaS+2H2O==Ca(OH)2+H2S↑
Ca3P2+6H2O==3Ca(OH)2+2PH3↑
考点05 芳香烃的结构和性质
芳香族化合物、芳香烃和苯及其同系物的关系图:
苯是最简单的芳香烃。
一.苯的结构与性质
1、苯的分子组成及结构
分子式
结构式
结构简式
空间充填模型
C6H6
或
2、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。
3.苯及其同系物的性质
苯
苯的同系物
化学式
C6H6
CnH2n-6(通式,n>6)
结构
特点
苯分子具有 平面正六边形 结构,6个碳原子和6个氢原子 共平面 。每个碳原子采取 sp² 杂化,形成3个σ键,剩余的p轨道电子相互重叠,形成一个闭合的共轭 大π 键。这种结构使得苯环中的碳碳键既不是典型的 单键 ,也不是典型的 双键 ,而是介于 单键和双键 之间的独特化学键。
①分子中含有一个苯环
②与苯环相连的是烷烃基
主要化
学性质
(1)取代:
①硝化:
+HNO3+H2O
②卤代:
+Br2+HBr
(2)加成:
+3H2
(3)难氧化,可燃烧,不能使酸性KMnO4溶液褪色
(1)能取代
①硝化:
+3HNO3+3H2O
②卤代:
+Br2+HBr
+Cl2+HCl
(2)能加成
(3)易氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色
补充说明:与苯环直接相连的C原子上没有氢原子时不能被KMnO4(OH+)氧化,如:
【归纳总结】苯环的侧链与苯环会产生相互影响:所以苯的同系物比苯易发生取代反应;
苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
苯的同系物在不同条件下的卤代反应的位置也不同:
反应类型
化学方程式
取代位置
甲苯的取代反应
烷基上卤代
甲基的定位效应为邻、对位
4.硝基苯与溴苯的实验室制法比较
硝基苯制取实验
溴苯制取实验
装置图
反应原理
+HO—NO2+H2O
+Br2+HBr↑
条件
50~60℃,水浴加热
液溴,FeBr3催化
催化剂
浓H2SO4(还作吸水剂)
在液溴中加入铁屑与Br2反应生成FeBr3,FeBr3起催化作用
长导管的作用
①冷凝回流;②平衡气压
①导气;②冷凝回流
混合顺序
浓硝酸、浓硫酸、苯
苯、液溴(将液溴加入苯中混合均匀)、铁屑
分离提纯
①水洗:除去大部分硫酸和硝酸;
②碱洗(用NaOH溶液):洗去NO2和残留的酸③水洗:除去残留的NaNO2、NaNO3、NaOH;
④干燥:加无水MgSO4除去水分,并过滤;
⑤蒸馏:除去硝基苯中残留的苯
①过滤:除去未反应的铁屑;
②水洗:除去FeBr3和部分HBr;
③碱洗:除去HBr和未反应的Br2;
④水洗:除去残留的NaBr、NaBrO和NaOH;
⑤干燥:加无水氯化钙吸水,并过滤;
⑥蒸馏:除去残留的苯
【归纳总结】:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液反应各反应现象比较表:
试剂
烃类
烷烃
烯烃
炔烃
芳香烃(苯)
芳香烃(苯的同系物)
Br₂/CCl₄
不反应(不褪色)
迅速加成褪色
缓慢加成褪色
不反应(不褪色,但光照下可取代)
不反应(不褪色,但光照下侧链可取代)
酸性KMnO₄
不反应(不褪色)
氧化褪色
氧化褪色
不反应(不褪色)
褪色(侧链被氧化为羧基)
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