1、專題十五烴及其衍生物的結構和性質高考化學考點一烴、鹵代烴考點清單基礎知識一、烴1.甲烷、乙烯、苯的物理性質與結構比較 甲烷乙烯苯物理性質無色、無味、難溶于水、密度比空氣小的氣體無色、稍有氣味的氣體,不溶于水,密度比空氣略小無色、有特殊氣味的液體,難溶于水,密度比水小分子式CH4C2H4C6H6結構式結構簡式CH4CH2CH2或空間構型正四面體平面形平面正六邊形結構特點全部是單鍵,屬于飽和烴含碳碳雙鍵,屬于不飽和烴碳原子間為介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特的鍵 甲烷乙烯苯2.甲烷、乙烯、苯及其同系物的化學性質(1)甲烷的化學性質(2)乙烯的化學性質(4)苯的同系物及結構上的相互影響分子中含有苯環

2、的烴叫芳香烴,分子中只有一個苯環,苯環上的側鏈全為烷烴基的烴是苯的同系物,其通式為CnH2n-6(n7)。苯的同系物中,由于側鏈對苯環的影響,使苯環側鏈所在碳原子鄰、對位碳(3)苯的化學性質原子上的氫原子活化,如甲苯與濃硝酸反應時,生成2,4,6-三硝基甲苯。在苯的同系物中,由于苯環對側鏈的影響,苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化,從而使酸性KMnO4溶液褪色。二、鹵代烴1.鹵代烴的概念(1)鹵代烴是烴分子里的氫原子被鹵素原子取代后生成的化合物。通式可表示為RX(其中R表示烴基)。(2)官能團是鹵素原子。2.鹵代烴的物理性質(1)沸點:比同碳原子數的烴沸點要高;(2)溶解性:水中難溶,有機溶

3、劑中易溶;(3)密度:一般一氟代烴、一氯代烴比水小,其余比水大。3.鹵代烴水解反應和消去反應比較反應類型取代反應(水解反應)消去反應反應條件強堿的水溶液、加熱強堿的醇溶液、加熱斷鍵方式反應本質和通式鹵代烴分子中X被OH所取代,生成醇:RCH2X+NaOHRCH2OH+NaX相鄰的兩個碳原子間脫去小分子HX:NaX+H2O產物特征引入OH,生成含OH的化合物消去HX,生成含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的化合物核心精講1.烷烴、烯烴、炔烴的組成、結構特點和通式性質變化規律狀態常溫下含有14個碳原子的烴都呈氣態,隨著碳原子數的增多,逐漸過渡到液態、固態沸點隨著碳原子數的增多,沸點逐漸升高;同分異構體之間,支鏈

4、越多,沸點越低相對密度隨著碳原子數的增多,相對密度逐漸增大,密度均比水小水溶性均難溶于水2.脂肪烴的物理性質3.脂肪烴的化學性質比較 烷烴烯烴炔烴活動性較穩定較活潑較活潑取代反應能夠與鹵素單質取代 加成反應不能發生能與H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表鹵素原子)氧化反應淡藍色火焰燃燒火焰明亮,有黑煙燃燒火焰明亮,有濃煙不與酸性高錳酸鉀溶液反應能使酸性高錳酸鉀溶液褪色加聚反應不能發生能發生名稱乙苯鄰二甲苯間二甲苯對二甲苯結構簡式4.苯的同系物的同分異構體(以C8H10芳香烴為例)5.兩類鹵代烴不能發生消去反應6.鹵代烴中與鹵素原子相連的碳原子有兩種或三種鄰位碳原子,且鄰位碳原子上均帶

5、有氫原子時,發生消去反應可生成不同的產物。例如:CH2CHCH2CH3(或CH3CH CHCH3)+NaCl+H2O7.型鹵代烴,發生消去反應可以生成。結構特點實例與鹵素原子相連的碳原子沒有鄰位碳原子CH3Cl與鹵素原子相連的碳原子有鄰位碳原子,但鄰位碳原子上無氫原子、例如:BrCH2CH2Br+2NaOH 考點二醇、酚基礎知識一、醇、酚的概念1.醇是羥基與烴基或苯環側鏈上的碳原子相連的化合物,飽和一元醇的分子通式為CnOH(n1)。2.酚是羥基與苯環直接相連而形成的化合物,最簡單的酚為苯酚()。3.醇的分類二、乙醇的結構和性質1.乙醇的分子組成和結構分子式為C2H6O,結構式為,結構簡式為C

6、H3CH2OH,官能團為OH。2.乙醇的物理性質乙醇俗稱酒精,是一種無色且具有特殊香味的液體,密度比水小,沸點低,具有揮發性,能與水以任意比互溶。體積分數為75%的乙醇溶液可作醫用酒精。無水乙醇的制備方法:加入新制的生石灰,蒸餾制無水乙醇。檢驗酒精中是否含有水的方法:加入無水CuSO4,若變藍,說明酒精中含水;否則,不含水。3.乙醇的化學性質(1)與活潑金屬反應乙醇跟活潑金屬鈉反應的化學方程式為2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2。(2)氧化反應a.燃燒:乙醇在足量O2中完全燃燒的化學方程式為CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O。b.催化氧化:乙醇在加熱和銅(或銀)的

7、催化作用下,能被氧氣氧化成乙醛,化學方程式為2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。將乙醇、濃H2SO4在170 下共熱,乙醇分子內脫水生成乙烯,化學方程式為CH3CH2OH+H2O。(4)取代反應C2H5OH+HBr C2H5Br+H2OCH3CH2OH+HOCH2CH3 +H2O三、苯酚的結構和性質1.苯酚的物理性質(1)純凈的苯酚是無色晶體,有特殊氣味,易被空氣氧化呈粉紅色。(2)苯酚常溫下在水中的溶解度不大,當溫度高于65 時,能與水混溶,苯酚易溶于酒精。(3)消去反應(3)苯酚有毒,對皮膚有強烈的腐蝕作用,如果不慎沾到皮膚上應立即用酒精洗滌。2.由基團之間的相互影響理解酚的

8、化學性質由于苯環對羥基的影響,酚羥基比醇羥基活潑;由于羥基對苯環的影響,苯酚中苯環上的氫比苯中的氫活潑。(1)弱酸性苯酚電離方程式為C6H5OHC6H5O-+H+,俗稱石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液變紅。苯酚與NaOH反應的化學方程式:+NaOH+H2O(2)苯環上氫原子的取代反應苯酚與飽和溴水反應,產生白色沉淀,反應的化學方程式:+3Br2+3HBr(3)顯色反應苯酚跟FeCl3溶液作用顯紫色,利用這一反應可檢驗苯酚的存在。核心精講醇的反應規律1.醇的催化氧化規律醇在一定條件下(Cu或Ag作催化劑,加熱),可發生去氫氧化。(1)反應機理(2)醇的催化氧化(或去氫氧化)形成碳氧雙鍵的條件連

9、有羥基(OH)的碳原子上必須有氫原子,否則該醇不能被催化氧化。2.醇的消去反應規律(1)醇發生消去反應的原理+H2O(2)醇發生消去反應的條件在有濃H2SO4存在且加熱條件下,與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子,才可能發生消去反應形成不飽和鍵。當與羥基相連的碳原子無鄰位碳原子或與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上無氫原子時,醇不能發生消去反應。考點三醛、羧酸和酯基礎知識一、醛1.醛的結構和性質 (1)醛:由烴基或氫原子與醛基相連而構成的化合物,可表示為RCHO。甲醛是最簡單的醛。飽和一元醛分子的通式為CnH2nO(n1)。(2)甲醛、乙醛2.醛的化學性質醛類物質既有氧化性又有還原性,其氧化、

10、還原關系為物質顏色氣味狀態密度水溶性甲醛無色刺激性氣味氣體 易溶于水乙醛無色刺激性氣味液體比水小與水互溶醇 醛 羧酸以乙醛為例寫出醛類發生反應的主要化學方程式:(1)氧化反應A.銀鏡反應CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag+3NH3+H2OB.與新制Cu(OH)2懸濁液的反應CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O+3H2O(2)還原反應(催化加氫)CH3CHO+H2CH3CH2OH特別提示(1)醛基只能寫成CHO或,不能寫成COH。(2)醛與新制的Cu(OH)2懸濁液反應時堿必須過量且應加熱煮沸。(3)銀鏡反應口訣:銀鏡反應很簡單,生成羧酸

11、銨,還有一水二銀三個氨。二、羧酸(1)羧酸:由烴基或氫原子與羧基相連構成的有機化合物。官能團為COOH。飽和一元羧酸分子的通式為CnH2nO2(n1)。(2)甲酸和乙酸的分子組成和結構物質分子式結構簡式官能團甲酸CH2O2HCOOHCOOH和CHO乙酸C2H4O2CH3COOHCOOH(3)羧酸的化學性質a.酸的通性乙酸是一種弱酸,其酸性比碳酸強,在水溶液中的電離方程式為CH3COOHCH3COO-+H+。b.酯化反應CH3COOH和CH3COH發生酯化反應的化學方程式為CH3COOH+C2OHCH3CO18OC2H5+H2O。三、酯(1)酯:羧酸分子羧基中的OH被OR取代后的產物。可簡寫為R

12、COOR,官能團為。(2)酯的物理性質(3)酯的化學性質 特別提示酯的水解反應為取代反應;在酸性條件下為可逆反應;在堿性條件下,能中和產生的羧酸,反應能完全進行。核心精講一、乙酸和乙醇的酯化反應實驗探究1.原理CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O2.裝置3.反應的特點(1)通常反應速率很慢。(2)反應是可逆的,即反應生成的乙酸乙酯在同樣的條件下又部分發生水解反應生成乙酸和乙醇。4.反應的條件及其意義(1)加熱。加熱的主要目的是提高反應速率,其次是使生成的乙酸乙酯揮發而被收集,使平衡向正反應方向移動,提高乙醇、乙酸的轉化率。(2)用濃硫酸作催化劑,提高反應速率。(3)用

13、濃硫酸作吸水劑,提高乙醇、乙酸的轉化率。5.實驗室里制取乙酸乙酯時的注意事項(1)化學藥品加入大試管時,不能先加濃硫酸。(2)加熱要小心均勻地進行,以防乙酸、乙醇大量揮發,液體暴沸。(3)導氣管不能伸入飽和Na2CO3溶液內,以防倒吸。6.實驗室里制乙酸乙酯時用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯的主要優點(1)揮發出來的乙酸與碳酸鈉反應生成易溶于水的鹽,乙醇易溶于碳酸鈉溶液,利于乙酸乙酯與乙酸、乙醇的分離。(2)乙酸乙酯在無機鹽溶液中溶解度較小,易于分層。7.反應的規律有機酸與醇發生酯化反應時,酸脫羥基醇脫氫。二、酯化反應的五大類型(1)一元羧酸與一元醇之間的酯化反應,如CH3COOH+HOC2H5C

14、H3COOC2H5+H2O(2)一元羧酸與多元醇之間的酯化反應,如2CH3COOH+2H2O(3)多元羧酸與一元醇之間的酯化反應,如+2CH3CH2OH+2H2O(4)多元羧酸與多元醇之間的酯化反應:此時反應有三種情形,可得普通酯、環酯和高聚酯。如+HOOCCOOCH2CH2OH+H2O+2H2OnHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH高聚酯。如+H2O+2H2OOH+(n-1)H2O(5)羥基酸自身的酯化反應:此時反應有三種情形,可得到普通酯、環酯和有機推斷題的解題突破口(1)根據反應中的特殊條件進行推斷NaOH的水溶液鹵代烴、酯類的水解反應。NaOH的醇溶液,加熱鹵代烴的消去反應。濃硫酸

15、,加熱醇消去、酯化、苯環的硝化等反應。溴水或溴的CCl4溶液烯烴、炔烴的加成反應。O2、Cu,加熱醇的催化氧化反應。新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱(或銀氨溶液,水浴加熱)醛氧化成羧酸的反應。稀硫酸酯的水解等反應。知能拓展H2,催化劑烯烴、炔烴的加成,芳香烴的加成,醛還原成醇的反應。光照烷基上的氫原子被鹵素原子取代。Fe或FeX3(X為鹵素原子)苯環上的氫原子被鹵素原子取代。(2)根據有機物的性質推斷官能團有機物的官能團往往具有一些特征反應和特殊的化學性質,這些都是有機物結構推斷的突破口。能使溴的四氯化碳溶液褪色的物質可能含有“”“”或是酚類物質。能使酸性KMnO4溶液褪色的物質可能含有“”“

16、”“CHO”或是酚類、苯的同系物等。能發生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2懸濁液反應生成紅色沉淀的物質一定含有CHO。能與Na反應放出H2的物質可能為醇、酚、羧酸等。能與Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊試液變紅的有機物中含有COOH。能水解的有機物中可能含有酯基()、肽鍵()或是鹵代烴。能發生消去反應的可能是醇或鹵代烴等。(3)根據性質和有關數據推知官能團的數目CHO2OH(醇、酚、羧酸)H22COOHCO2,COOHCO2 (4)根據某些產物推知官能團的位置由醇氧化成醛(或羧酸),OH一定在鏈端;由醇氧化成酮,OH一定在鏈中;若該醇不能被催化氧化,則與OH相連的碳原子上無氫原子。由消去反

17、應的產物可確定“OH”或“X”的位置。由取代產物的種類可確定碳鏈結構。由加氫后碳架結構確定或的位置。例(2019湖北1月聯考,36)芳綸可以制成防彈衣、防彈頭盔、防彈裝甲等,對位芳綸纖維J(聚對苯二甲酰對苯二胺)是重要的國防軍工材料。化合物A、乙烯、苯制備J的一種合成路線如下:J回答下列問題:(1)A的化學名稱為。(2)AB的反應類型是。(3)實驗室由苯制備F所需試劑、條件分別為。(4)G中官能團的名稱是。(5)E與I反應生成J的化學方程式為。(6)寫出只含酯基的D的同分異構體的結構簡式(核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為2211):。(7)參照上述合成路線,以1,3-戊二烯和丙烯為原料(無機試

18、劑任選),設計制備鄰苯二甲酸的合成路線。解題導引有機合成題的解題思路 解析(1)A的結構簡式為CH3CHCHCHCHCH3,其名稱為2,4-己二烯。(2)A為共軛二烯,與乙烯發生1,4-加成反應形成六元環,所以AB的反應是加成反應。(4)G中所含官能團為氨基。(5)由題意知J是聚對苯二甲酰對苯二胺,屬于高分子化合物,由E和I發生縮聚反應生成。(6)D的分子式為C8H6O4,不飽和度為6,其同分異構體含2個酯基和一個苯環,4種等效氫原子的個數比為2211,可推測含2個甲酸酯基(OOCH)且處于間位,結構簡式為。答案(1)2,4-己二烯(2)加成反應(3)濃硝酸/濃硫酸、加熱(4)氨基(5)n+n(2n-1)HCl+