选修5烃和卤代烃.ppt

选修5烃和卤代烃,1.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。,2.了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及应用。,3.了解卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与其他有机物的相互联系。,4.了解加成反应、取代反应和消去反应。,5.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。,一、烷烃、烯烃、炔烃,1.烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式,脂,肪,烃,烷烃,烯烃,炔烃,碳原子之间全部以,单,键,结合的饱和链烃,含有,碳碳双键,的不饱,和链烃,含有,碳碳三键,的不饱,和链烃,通式C,n,H,2n+2,(n1),通式C,n,H,2n,(n2),通式C,n,H,2n-2,(n2),2.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,14,液态,固态,升高,越低,3.化学性质,(1)氧化反应,燃烧,均能燃烧，其燃烧的化学反应通式为:,。,强氧化剂氧化,三类脂肪烃中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是。,烯烃和炔烃,(2)烷烃的取代反应,取代反应,有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。,烷烃的卤代反应,光照,卤素单质,1 mol,甲烷跟氯气的取代反应,反应的化学方程式为：,。,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl+HCl,CH,3,Cl+Cl,2,CH,2,Cl,2,+HCl,CH,2,Cl,2,+Cl,2,CHCl,3,+HCl,CHCl,3,+Cl,2,CCl,4,+HCl,光,光,光,光,(3)烯烃、炔烃的加成反应,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。,不饱和碳原子,烯烃、炔烃的加成反应,CH,2,CH,2,+H,2,OCH,3,CH,2,OH,乙烯,Br,2,CH,2,CH,2,+Br,2,CH,2,BrCH,2,Br,HCl,CH,2,CH,2,+HClCH,3,CH,2,Cl,水,催化剂,加热加压,CHCH+Br,2,CHBrCHBr,CHBrCHBr+Br,2,CHBr,2,CHBr,2,CHCH+HClCH,2,CHCl,Br,2,HCl,乙炔,催化剂,(4)烯烃的加聚反应,乙烯的加聚反应,。,丙烯的加聚反应,。,二、苯及其同系物,1.苯的分子结构及性质,(1)苯的结构,H,H,H,H,H,H,C,C,C,C,C,C,结构式,结构简式:_或_,成,键特点:介于,碳碳单键,和,碳碳双键,之,间的特殊的键,空间构型：,平面正六边形,，所有原子,在,同一平面上,分子式：,C,6,H,6,(2)苯的物理性质,颜 色,状 态,气 味,密 度,水溶性,熔沸点,毒 性,无色,液体,特殊气味,比水小,不溶于水,低,有毒,(3)苯的化学性质,2.苯的同系物,(1)概念:苯环上的氢原子被烷基取代的产物。通式为,。,(2)化学性质(以甲苯为例),氧化反应:甲苯能使褪色。,C,n,H,2n-6,(n6),酸性高锰酸钾溶液,取代反应:以甲苯生成TNT的化学方程式为例：,。,三、卤代烃,1.卤代烃,(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被取代后生成的化合物。通式可表示为：RX。,(2)官能团是。,2.卤代烃的物理性质,(1)通常情况下，除等少数为气体外，其余为液体或固体。,卤素原子,卤素原子,一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯,(2)沸点:,比同碳原子数的烷烃分子沸点；,互为同系物的卤代烃，沸点随碳原子数的增加而。,(3)溶解性:水中,有机溶剂中。,(4)密度:一氟代烃、一氯代烃密度比水小,其余比水。,要高,升高,难溶,易溶,大,3.化学性质,(1)水解反应:,溴乙烷的水解反应:,_或,_。,RX的水解反应：,_。,C,2,H,5,Br+H,2,O CH,3,CH,2,OH+HBr,NaOH,CH,3,CH,2,Br+NaOH CH,3,CH,2,OH+NaBr,H,2,O,RX+NaOH ROH+NaX,H,2,O,(2)消去反应:,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H,2,O、HBr等),而生成的化合物的反应。,含不饱和键(如双键,或三键),溴乙烷的消去反应：,_。,RCH,2,CH,2,X的消去反应：,_。,CH,3,CH,2,Br+NaOHCH,2,CH,2,+NaBr+H,2,O,RCH,2,CH,2,X+NaOH RCH,CH,2,+NaX+H,2,O,乙醇,乙醇,4.卤代烃的获取方法,(1)取代反应,如乙烷与Cl,2,:_。,苯与Br,2,:_。,C,2,H,5,OH与HBr：_。,CH,3,CH,3,+Cl,2,CH,3,CH,2,Cl+HCl,光,C,2,H,5,OH+HBr C,2,H,5,Br+H,2,O,(2)不饱和烃的加成反应,如丙烯与Br,2,、HBr：,_；,_。,乙炔与HCl:_。,CH,3,CH,CH,2,+Br,2,CH,3,CHBrCH,2,Br,CH,3,CH,CH,2,+HBr CH,3,CHCH,3,Br,CHCH+HCl CH,2,CHCl,催化剂,催化剂,链状烃的结构与性质(以甲烷、乙烯、,乙炔为例),名 称,甲 烷,乙 烯,乙 炔,分子式,CH,4,C,2,H,4,C,2,H,2,结构式,HCCH,结构简式,CH,4,CH,2,CH,2,CHCH,空间结构,正四面体,平面形,直线形,名 称,甲 烷,乙 烯,乙 炔,物理性质,无色气体，难溶于水，密度比空气小,化,学,性,质,活动性,较稳定,较活泼,较活泼,取代反应,能够与卤素取代,加成反应,不能发生,能与H,2,、X,2,、HX、H,2,O、HCN等加成,（X代表卤素原子）,氧化反应,淡蓝色火焰,燃烧火焰明亮，,黑烟,燃烧火焰明亮，,浓烟,不与酸性高锰酸钾溶液反应,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,加聚反应,不能发生,能发生,名 称,甲 烷,乙 烯,乙 炔,鉴别,不能使溴水、,酸性高锰酸钾,溶液褪色,能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,【高考警示钟】,(1)书写取代反应化学方程式时，容易漏写次要产物，如甲烷取代反应中生成的氯化氢。,(2)有机反应的反应条件非常重要，易错写或漏写而失分。,(3)加聚反应形成的高分子化合物中，不饱和原子形成主链，其他原子或原子团则形成支链，容易将其他原子或原子团错写在主链上。,【典例1】图中AJ均为有机化合物，根据图中的信息,请回答下列问题：,(1)环状化合物A的相对分子质量为82，其中含碳87.80%，含氢12.2%。B的一氯代物仅有一种，B的结构简式为。,(2)M是B的一种同分异构体，M能使溴的四氯化碳溶液褪色，分子中所有的碳原子共平面，则M的结构简式为。,(3)由A生成D的反应类型是，由D生成E的反应类型是。,(4)G的分子式为C,6,H,10,O,4,0.146 g G需用20 mL 0.100 mol/L NaOH溶液完全中和，J是一种高分子化合物，则由G转化为J的化学方程式为。,(5)分子中含有两个碳碳双键，且两个双键之间有一个碳碳单键的烯烃与单烯烃可发生如下反应：,则由E和A反应生成F的化学方程式为。,(6)H中含有的官能团是，I中含有的官能团是,。,【解题指南】,解答本题要注意以下两点：,(1)由A所含元素以及一氯代物推断A的结构简式。,(2)以给出的信息为依据书写要求的相似的化学方程式。,【解析】,A的分子式的确定：,C原子数=6,H原子数=10,由此可知A,的分子式为：C,6,H,10,。,根据框图中A与B的关系及B的一氯代物仅有一种，可推出各物,质的结构简式：,在解答第(5)问时，关注含有两个碳碳双键的分子的变化，中,间的单键形成了新的双键，两个碳碳双键两端的碳原子与单,烯烃双键上的碳原子连在一起形成了新的单键，由此可知F,为：。,答案：,(3)加成反应 消去反应,(6)溴(或Br)羟基(或OH),【互动探究】,(1)A的直链无支链的同分异构体有几种？,提示：,直链无支链的同分异构体为在6个碳相连的碳架上加上两个双键或一个三键，因两个双键相连不稳定，故二烯烃有4种，炔烃有3种，共7种。,(2)写出D到E的化学方程式。,提示：,卤代烃的水解反应和消去反应,1.卤代烃水解反应和消去反应比较,反应类型,取代反应（水解反应）,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,CX+HOH,C,C,H X,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，,RCH,2,X+NaOH,RCH,2,OH+NaX,H,2,O,相邻的两个碳原子间脱去小分子HX,+NaOH,+NaX+H,2,O,醇,反应类型,取代反应（水解反应）,消去反应,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,2.反应规律,(1)水解反应,所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应,多卤代烃水解可生成多元醇，如,BrCH,2,CH,2,Br+2NaOH CH,2,OH+2NaBr,CH,2,OH,水,(2)消去反应,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,CH,3,Cl,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,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：,【高考警示钟】,(1)注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件，书写化学方程式时容易混淆。,(2)烯烃与卤素或卤化氢加成可以去掉碳碳双键，卤代烃消去又会产生碳碳双键，有机合成中这两个反应组合使用，通常是为了保护碳碳双键，而不是其他目的。,(3)卤代烃是非电解质，检验卤素种类时，应先让其发生水解反应，然后用稀硝酸中和溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。容易忽视加硝酸中和碱这个环节。,【典例2】已知X是二氢香豆素类化合物,是香料工业的重要化合物。X可以通过下列途径合成：,请根据上图回答:,(1)D中含有的官能团名称是_、_；,反应属于_反应;反应属于_反应。,(2)化合物B的结构简式为_或_。,(3)反应的化学方程式为_。,(4)化合物F的分子式为C,6,H,6,O,3,它具有酸性，F中只有2种等效,氢原子。写出反应的化学方程式:_,_。,【解题指南】,解答本题时注意以下两点：,(1)由特定的反应条件判断反应类型和产物；,(2)由组成、结构特点和性质推断F的结构。,【解析】,根据CH,2,CHCOOH结合各步反应条件和流程图可推知：E(CH,2,CHCOONa)、,D(CH,2,BrCH,2,COOH或CH,3,CHBrCOOH)、,C(CH,2,BrCH,2,CHO或CH,3,CHBrCHO)、,B(CH,2,BrCH,2,CH,2,OH或CH,3,CHBrCH,2,OH)、,A(CH,2,CHCH,2,OH),对于第(4)问，根据题给条件，F为,，结合题给条件推断反应类型、书写反,应方程式。,答案：,(1)羧基溴原子 取代氧化,(2)CH,2,BrCH,2,CH,2,OH CH,3,CHBrCH,2,OH,(3)CH,2,BrCH,2,COOH+2NaOHCH,2,CHCOONa+NaBr+2H,2,O,或CH,3,CHBrCOOH+2NaOHCH,2,CHCOONa+NaBr+2H,2,O,乙醇,乙醇,【互动探究】,(1)C,3,H,5,Cl可由丙烯在一定条件下转化得到，该反应条件是？,提示：,对比丙烯(C,3,H,6,)与C,3,H,5,Cl可知发生的是取代反应，反应条件应为光照。,(2)上述制备X的流程图中设置步的目的是什么？,提示：,保护有机物中的碳碳双键。,1.下列现象是因为发生取代反应的是(),A乙烯使酸性KMnO,4,溶液褪色,B乙烯使溴水褪色,C点燃乙炔出现黑烟,D甲烷与氯气的混合气体,光照一段时间后褪色,【解析】,选D。A项，是因为乙烯被酸性KMnO,4,溶液氧化；B项，是因为乙烯与溴发生了加成反应；C项，是因为乙炔与氧气发生氧化反应，不完全燃烧而产生黑烟；D项，是因为甲烷和Cl,2,发生取代反应,生成无色物质。,2.CH,4,、C,2,H,4,、C,2,H,2,分别在足量O,2,中完全燃烧，以下说法不正确的是(),A.等物质的量时CH,4,、C,2,H,4,燃烧生成的H,2,O一样多,B.等质量时C,2,H,2,燃烧生成的CO,2,最多,C.等物质的量时C,2,H,2,燃烧耗氧最少,D.等质量时CH,4,燃烧耗氧最多,【解题指南】,解答本题时应注意以下两点：,(1)等物质的量的有机物完全燃烧生成水的量取决于有机物分子中氢原子的个数；,(2)等质量时，烃分子中含氢的质量分数越大，耗氧量越大。,【解析】,选C。A项，等物质的量时燃烧生成的水的量取决于,烃分子中氢原子的数目，CH,4,、C,2,H,4,中氢原子数相同，所以燃,烧生成的水的量相同，A项正确；B项，等质量的有机物燃,烧，生成的二氧化碳与有机物中含碳量成正比，三种物质中,C,2,H,2,含碳量最高，等质量完全燃烧，生成二氧化碳最多，B项,正确；C项，等物质的量的烃(设为 C,x,H,y,)的耗氧量看,越小，耗氧越少，甲烷耗氧最少，C项错误；D项，等,质量的烃燃烧耗氧与烃中氢的质量分数成正比，氢的质量分,数越高，耗氧越多，D项正确。,3.(2012合肥模拟)已知卤代烃可以和钠发生反应。例如溴乙,烷与钠发生反应为：2CH,3,CH,2,Br+2NaCH,3,CH,2,CH,2,CH,3,+2NaBr，,下列所给化合物中与钠反应不可能生成环丁烷的是(),A.CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,BrB.CH,2,BrCH,2,Br,C.CH,2,Br,2,D.CH,2,BrCH,2,CH,2,CH,2,Br,【解析】,选A。参照溴乙烷与钠的反应，B、C、D与钠反应生成环,丁烷的化学方程式分别为：2CH,2,BrCH,2,Br+4Na 4NaBr+,4CH,2,Br,2,+8Na 8NaBr+,CH,2,BrCH,2,CH,2,CH,2,Br+2Na,2NaBr+。,4.某有机物中碳和氢原子个数比为34，不能与溴水反应却,能使酸性KMnO,4,溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度,的7.5倍。在FeBr,3,存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。,该有机物可能是(),A.CHCCH,3,B.,C.CH,2,CHCH,3,D.,【解析】,选B。有机物中碳和氢原子个数比为34，可排除C。又因其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍，则其相对分子质量为120，只有B和D符合。D在FeBr,3,存在时与溴反应，能生成四种一溴代物，B在FeBr,3,存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。(注意：FeBr,3,存在时苯与溴反应取代苯环上的氢原子),5鲨鱼是世界上惟一不患癌症的动物，科学研究表明，鲨鱼体内含有一种角鲨烯，具有抗癌性。实验测得角鲨烯分子是链状结构，分子中含有30个碳原子且碳、氢元素质量比为7.21，下列说法中不正确的是(),A角鲨烯分子式为C,30,H,50,B角鲨烯完全加氢后为C,30,H,60,C1 mol角鲨烯最多可与6 mol溴单质加成,D角鲨烯与分子式为C,29,H,48,的物质可能属于同系物,【解析】,选B。A项，角鲨烯分子是链状结构，分子中含有30个碳原子，可设其分子式为C,30,H,x,根据碳、氢元素质量比为7.21，可求得x=50，角鲨烯分子式为C,30,H,50,，A项正确；B项，角鲨烯分子是链状结构，完全加氢后应生成烷烃，即应为C,30,H,62,，B项错误；C项，角鲨烯分子是链状结构，分子式为C,30,H,50,，所以1 mol角鲨烯最多可与6 mol溴单质加成，C项正确；D项，角鲨烯与C,29,H,48,相差一个CH,2,，可能属于同系物，D项正确。,6.丁基橡胶可用于制造汽车内胎，合成丁基橡胶的一种单体A的分子式为C,4,H,8,，A氢化后得到2-甲基丙烷。完成下列填空：,(1)A可以聚合，写出A的两种聚合方式(以化学方程式表示)。,。,(2)A与某烷发生烷基化反应生成分子式为C,8,H,18,的物质B，B的一卤代物只有4种，且碳链不对称。写出B的结构简式。,(3)写出将A通入下列两种溶液后出现的现象。,A通入溴水：；,A通入溴的四氯化碳溶液：。,【解题指南】,解答本题时应注意：,价键数守恒，包括C原子价键数为“4”、O原子价键数为“2”、H原子价键数为“1”，不可不足或超过。,【解析】,(1)根据A氢化后得到2-甲基丙烷，可知A为2-甲基-1-丙烯，其聚合方式可能有：,(2)根据B的分子式为：C,8,H,18,，其一卤代物有4种，其结构简式,为：,(3)A通入溴水：红棕色褪去且溶液分层；A通入溴的四氯化碳,溶液：红棕色褪去。,答案：,(2),(3)红棕色褪去且溶液分层红棕色褪去,7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)的反应类型是，,的反应类型是。,(3)反应的化学方程式是。,【解析】,本题以有机物的合成为载体,考查学生对有机知识的,综合运用及分析能力。由可知A必为,反应为取代,反应；据和可知B为,反应为加成反应,反应,为消去反应。依据产物和卤代烃消去反应的实质可,书写反应方程式。,答案：,(1)环己烷 (2)取代反应 加成反应,8.烷烃A只可能有三种一氯取代物B、C和D，C的结构简式是,，B和D分别与强碱的醇溶液共热，都只,能得到有机化合物E。以上反应及B的进一步反应如下所示。,请回答下列问题：,(1)A的结构简式是。,(2)H的结构简式是。,(3)B转化为F的反应属于反应(填反应类型名称)。,(4)B转化为E的反应属于反应(填反应类型名称)。,(5)写出下列物质间转化的化学方程式,BF：。,FG：。,DE：。,【解题指南】,解答本题时注意以下两点：,(1)连羟基的碳原子上有23个氢原子的醇才能被氧化为醛，进一步被银氨溶液氧化为羧酸；,(2)由反应条件判断反应类型。,【解析】,由C的结构简式是可推知烷烃A,为，B、D应为,中的一种，由于B水解产生的醇能氧化,为酸，所以B为 D为,再结合流程图和反应条件推断相关,物质，书写方程式和反应类型。,答案：,(1)(CH,3,),3,CCH,2,CH,3,(2)(CH,3,),3,CCH,2,COOH,(3)取代(水解),(4)消去,(5)(CH,3,),3,CCH,2,CH,2,Cl+NaOH(CH,3,),3,CCH,2,CH,2,OH+NaCl,2(CH,3,),3,CCH,2,CH,2,OH+O,2,2(CH,3,),3,CCH,2,CHO+2H,2,O,(CH,3,),3,CCHClCH,3,+NaOH(CH,3,),3,CCH,CH,2,+NaCl+H,2,O,【误区警示】,解答该题易出现两个错误。一是混淆卤代烃水解反应和消去反应的条件，导致无法准确判断E和F的结构；二是忽视醇被氧化成醛的结构特点，不能准确推断F的结构，致使全题推断错误。,水,Cu,醇,9.苄佐卡因是一种医用麻醉药品，学名为对氨基苯甲酸乙酯，它以对硝基甲苯为主要起始原料经下列反应制得：,请回答下列问题：,(1)写出A、B、C的结构简式：,A、B、C。,(2)用核磁共振氢谱可以证明化合物C中有种氢处于不同的化学环境。,(3)写出同时符合下列要求的化合物C的所有同分异构体的结构简式(E、F、G除外)。,化合物是1,4-二取代苯，其中苯环上的一个取代基是硝基；,分子中含有结构的基团,注：E、F、G结构如下：,(4)E、F、G中有一化合物经酸性水解，其中的一种产物能与FeCl,3,溶液发生显色反应，写出该水解反应的化学方程式。,(5)苄佐卡因(D)的水解反应如下：,化合物H经聚合反应可制成高分子纤维，广泛用于通讯、导弹、宇航等领域，请写出该聚合反应的化学方程式。,【解题指南】,解答本题时注意以下两点：,(1)依据框图，对比反应物和生成物的结构，确定每一步反应的目的，结合反应条件进行有关推断。,(2)注意同分异构体书写的有序性，防止遗漏和重复。,【解析】,(1)在KMnO,4,(H,+,)作用下CH,3,被氧化成,-COOH，由C转化为D时为还原反应，可知是NO,2,转化为NH,2,，,说明A转化为C是发生酯化反应，形成COOCH,2,CH,3,结构，所以,A为、B为CH,3,CH,2,OH、C为,中对位对称，共有,4,种,H,；,(3),中据信息可知结构中对位有,NO,2,且含有结,构，说明是酯或酸，先考虑酯，先拿出结构，,再有序思维，最后考虑酸；,(4)观察E、F、G可知水解后能产生酚羟基的只有F；,(5)苄佐卡因碱性水解，酸化后生成，发生缩聚,形成高分子纤维。,答案：,(1)CH,3,CH,2,OH,(2)4,