2011届高考化学复习课件状元之路系列：37芳香烃卤代烃.ppt

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1、学案37 芳香烃 卤代烃,轻松学教材,一苯的结构和性质,1.分子结构分子式:C6H6,结构简式: 或 ;空间结构:平面 正六边形,属于非极性分子;化学键:介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,2.苯的物理性质苯是无色具有特殊香味的液体,密度比水小,不溶于水,沸点80.1 ,熔点5.5 ,苯有毒,是一种重要的有机溶剂 3.苯的化学性质(1)取代反应卤代反应:苯与液溴在Fe的催化作用下发生取代反应的方程式为:,硝化反应苯与浓HNO3反应的化学方程式为:浓H2SO4的作用是:催化剂吸水剂,(2)加成反应苯和H2的加成,反应的化学方程式为:,(3)氧化反应苯不能被KMnO4酸性溶液所氧化,即不能使KM

2、nO4酸性溶液褪色苯燃烧的反应方程式为: 苯燃烧的现象为:火焰明亮有浓重的黑烟,二苯的同系物1.概念:指苯环上的氢原子被烷基取代的产物,如甲苯(C7H8),苯的同系物的通式为CnH2n-6(n6)2.化学性质苯环和烷基的相互作用使得苯的同系物与苯的性质有所不同(1)氧化反应:甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,说明苯环对烷基的影响使其取代基易被氧化用此法可鉴别苯和苯的同系物,(2)取代反应甲苯生成TNT的化学方程式为:,苯的同系物发生卤代反应时,在光照和催化剂条件下,卤素原子取代氢的位置不同,如: 说明烷基对苯环的影响使得其邻对位上的氢原子易被取代,三常见含苯化合物的同分异构体的书写,1.苯的氯代

3、物(1)苯的一氯代物只有1种: ,(2)苯的二氯代物有3种:,2.苯的同系物及其氯代物(1)甲苯(C7H6)不存在同分异构体(2)分子式为C8H10的芳香烃,同分异构体共有4种:,(3)甲苯的一氯代物的同分异构体共有4种:,四溴乙烷,1.分子结构分子式:C2H5Br,结构简式:CH3CH2Br或C2H5Br,官能团:-Br2.物理性质纯净的溴乙烷是无色难溶于水的液体,密度比水大,沸点较低,易溶于有机溶剂,3.化学性质(1)水解反应C2H5Br在碱性条件下易水解,反应的化学方程式为:,(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H2OHBr等),而生成含不

4、饱和键(如碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应溴乙烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应的化学方程式为,五卤代烃,1.概念:烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物2.分类:根据分子里所含卤素原子的不同,卤代烃分为氟代烃(CF2 =CF2)氯代烃(CH3Cl)溴代烃(CH3CH2Br)碘代烃(CH3CH2I)3.物理性质(1)比同碳原子数的烷烃分子沸点要高;(2)卤代烃都难溶于水,能溶于大多数有机溶剂;(3)密度除部分一卤代烃小于水,其余比水大,5.对环境的污染氟氯烃在平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧层空洞的罪魁祸首6.卤代烃中卤原子的检验方法,特别提醒:卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,不能

5、用AgNO3溶液直接检验卤素的存在将卤代烃中的卤素转化为X-也可用卤代烃的消去反应检验卤代烃中的卤素时,常出现的错误是忽略用稀HNO3酸化水解后的溶液,体验热身,1.下列有关氟利昂的说法,不正确的是( )A.氟利昂是一类含氟和氯的卤代烃B.氟利昂化学性质稳定,有毒C.氟利昂大多无色,无味,无毒D.在平流层中,氟利昂在紫外线照射下,分解产生的氯原子可引发损耗臭氧层的循环反应,答案:B,解析:氟利昂是无毒的,2.下列关于卤代烃的叙述中正确的是( )A.所有卤代烃都是难溶于水密度比水大的液体B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应C.所有卤代烃都含有卤原子D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的,答案

6、:C,解析:卤代烃不一定都是液体且密度不一定都比水大,故A选 项错;有些卤代烃不能发生消去反应,如CH3Cl 等,故B选项错;卤代烃也可以通过烯烃加成等方式制得,故D 选项错,3.下列卤代烃中沸点最低的是( )A.CH3CH2CH2ClC.CH3CH2CH2Br,答案:B,解析:由卤代烃熔沸点的递变规律:碳原子数相同时,一碘代烷一溴代烷一氯代烷一氟代烷碳原子数相同卤原子数相同时,支链越多,熔沸点越低 根据以上两种规律可知: 的沸点最低,4.为鉴定卤代烃中所含卤素原子,现有下列实验操作步骤,正确的顺序是( )加入AgNO3溶液 加入少许卤代烃试样 加热 加入5 mL 4 molL-1 NaOH溶

7、液加入5 mL 4 molL-1 HNO3溶液A. B.C. D.,答案:C,解析:卤代烃不溶于水,也不能电离出X-,所以鉴定卤代烃中所含卤素原子时,应先使卤代烃水解,生成相应的X-,然后加入AgNO3溶液,据生成沉淀的颜色确定X-;但在加AgNO3溶液前应先用HNO3酸化,防止多余的OH-干扰鉴定,5.氟烷(CF3CHBrCl)是一种全身麻醉药,它的同分异构体数目为( )A.3 B.4 C.5 D.6,答案:B,解析:氟烷的同分异构体有:,6.卤代烃C5H11Cl发生消去反应时,可以得到两种烯烃,则该卤代烃的结构简式可能是( )A.CH3CH2CH2CH2CH2Cl,答案:CD,解析:可用排

8、除法解题A项得到的烯烃为CH3CH2CH2CH=CH2;B项得到的烯烃为CH3CH=CHCH2CH3;C项得到的烯烃为CH2=CHCH2CH2CH3或CH3CH=CHCH2CH3;,7.由2氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇时,需要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:由2-氯丙烷合成1,2-丙二醇的过程为:,8.某一氯代烷1.85 g,与足量的氢氧化钠水溶液混合加热后,用硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,生成白色沉淀2.87 g(1)通过计算,写出此一氯代烷的各种同分异构体的结构简式:_,CH3CH2CH2CH2ClCH3CH2C

9、HClCH3(CH3)2CHCH2Cl(CH3)3CCl,(2)若此一氯代烷与足量氢氧化钠溶液共热后,不经硝酸酸化就加硝酸银溶液,将会产生的现象是_,写出有关的化学方程式,先产生白色沉淀,后转化为灰黑色,(3)能否用硝酸银溶液直接与卤代烷反应来鉴别卤代烷?为什么?,解析：不能,卤代烃是极性共价化合物,分子中只有卤原子,并无卤离子,并且分子中卤素原子在此条件下不能离解为卤离子,解析:本题先通过计算确定此卤代烃的分子式为C4H9Cl,再考查其同分异构体化学性质卤原子的检验等各个方面的基础知识,9.实验室用下图所示装置进行苯与溴反应的实验,(1)若装置中缺洗气瓶,则烧杯中产生的现象无法说明苯与溴的反

10、应是取代反应,理由是_,答案:溴蒸气会与AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀,无法确定溴与苯反应有HBr生成,(2)反应后得到的粗溴苯中溶有少量的苯溴溴化铁和溴化氢,可通过以下操作除去:水洗;碱洗;水洗;干燥;其中,操作的目的是_,完成操作后,接下来的操作是_(填操作名称) (3)如果省略(2)中的操作,一开始就进行碱洗(其他操作不变),会对后面的操作造成什么影响?(简要说明理由)_,除去粗溴苯中的溴,蒸馏(或分馏),答案：若先用碱洗,溴化铁与碱反应会生成氢氧化铁沉淀,在后续操作中很难分离,重点探究,溴苯与硝基苯的制备1.溴苯的制备 (1)反应原理:,(2)实验装置:如图所示,(3)注意事项:反

11、应中使用的是液溴而不是溴水跟瓶口垂直的长玻璃管兼起导气和冷凝管的作用导管出口不能伸入液面以下,因HBr极易溶于水,要防止水倒吸(4)产物的验证和提纯导管口附近出现的白雾,是HBr遇水蒸气所形成的鉴别生成HBr的方法是:取锥形瓶内少许溶液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgBr淡黄色沉淀生成,烧瓶中生成溴苯因溶入溴而显褐色,其提纯的方法是:将溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的烧杯中,振荡,溴苯比水重,沉在下层,用分液漏斗分离出溴苯Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,2.硝基苯的制备(1)反应原理:,(2)实验装置:如图所示 (3)注意事项:浓H2SO4的作用是催化剂和脱水剂,加入药

12、品顺序:向反应容器中先加入浓HNO3,再慢慢加入浓H2SO4,并及时搅拌,冷却至室温,最后加入苯,并混合均匀将反应容器放入水浴中,便于控制温度在5560反应后的粗产品用5%的NaOH溶液洗涤,除去产品中残留的HNO3和H2SO4及NO2,命题聚焦,聚焦1 苯的结构与性质,【例1】 人们对苯的认识有一个不断深化的过程(1)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出C6H6的一种含三键且无支链的链烃的结构简式:_苯不能使溴水褪色,性质类似烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程式:_,HC C-C C-CH2-CH3(或其他合理答案),(2)烷烃中脱去2 mol氢原子形成1 mol双键

13、要吸热,但1,3-环己二烯 (脱去2 mol氢原子变成苯却放热,可推断苯比1,3环己二烯_(填“稳定”或“不稳定”),稳定,(3)1866年凯库勒(下图)提出了苯的单双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决它不能解释下列_事实(填编号)苯不能使溴水褪色苯能与H2发生加成反应溴苯没有同分异构体邻二溴苯只有一种,(4)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是_,介于单键和双键之间的特殊的键(或其他合理答案),解析:(1)首先写出6个碳原子的链状结构,然后根据碳的四价规则补充三键和氢可得如下结构:HCC-C C-CH2-CH3CH3-C C-C C-CH3CH C-CH2-CH

14、2-C CH等;苯的溴代反应硝化反应和磺化反应皆属取代反应,不难写出其化学方程式(2)只从脱氢的角度分析,由1,3-环己二烯脱氢生成苯应该吸热,而实际转化过程放热,说明1,3-环己二烯的自身能量高于苯,即苯比1,3-环己二烯稳定,(3)若苯存在单双键交替结构,则苯应使溴水褪色,邻二溴苯的结构应有两种,即 可与H2发生加成反应,溴苯亦没有同分异构体,故不能解释两个事实(4)现代化学认为苯分子碳碳之间存在介于单键与双键之间的特殊的键,聚焦2 卤代烃的推断及应用,【例2】 某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢 (1)A

15、的结构简式为_;,(2)A中的碳原子是否都处于同一平面?_(填“是”或“不是”);,是,(3)在上图中,D1D2互为同分异构体,E1E2互为同分异构体反应的化学方程式为,答案：,C的化学名称是_;E2的结构简式 是_;的反应类型依次是_,2,3二甲基1,3丁二烯,1,4加成反应,取代反应,解析:从已知条件可知A为单烯烃,设A的分子式为CnH2n,14n=84,n=6,则A的分子式为C6H12;A的分子内只有一种氢,则说明A分子非常对称,即含有4个一样的甲基反应为加成反应,氯原子加在含双键的两个碳上,与氢氧化钠的醇溶液的反应是消去反应,即C为二烯烃,后面的内容就不难推出,高效作业,1.室温时,下

16、列液体的密度比纯水密度大的是( )A.硝基苯 B.浓氨水C.乙醇 D.汽油,答案:A,解析:浓氨水乙醇和汽油的密度比纯水小,而硝基苯的密度比水大,2.实验室用溴和苯反应制取溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作精制:蒸馏;水洗;用干燥剂干燥;用10%NaOH溶液洗;水洗正确的操作顺序是( )A. B.C. D.,答案:B,解析:首先要了解溴苯的制取,在生成溴苯的同时,有溴化氢生成,得到的粗溴苯中会含有杂质而后就应该考虑操作的顺序问题先用水洗可以除去水溶性杂质,如溴化氢溴化铁少量的溴;然后用10%NaOH溶液洗,可把溴转变为水溶性的溴化钠和次溴酸钠除去;然后再用水洗一次,把残存的NaOH洗去;接着用干

17、燥剂干燥;最后蒸馏得到纯溴苯,3.2005年11月25日,经测定松花江四方台水源地断面硝基苯浓度超过国家标准33.15倍,从而导致哈尔滨市停水4天,引起国内外广泛关注硝基苯(C6H5NO2)易溶于乙醇乙醚苯和汽油,遇明火高温会燃烧爆炸下列有关硝基苯的说法正确的是( )A.属于苯的同系物B.由苯与硝酸发生酯化反应制取C.易溶于水,从而引起水体污染D.可用于制备炸药,答案:D,解析:硝基苯是苯与混酸(浓HNO3和浓H2SO4)发生硝化反应而得到的产物,其官能团为NO2,不是苯的同系物它难溶于水,易溶于有机溶剂,因硝基苯遇明火高温会燃烧爆炸,故可用于制备炸药,4.某烃的分子结构中含有一个 两个-CH

18、2-三个, 符合上述结构特征的烃有( )A.2种 B.3种C.4种 D.6种,答案:A,解析:符合题目要求的烃的结构有两种:,5.将甲苯与液溴混合,加入铁粉,其反应产物可能有( ),A. B.C.全部 D.,答案:D,解析:苯的同系物在Fe作用下,只发生苯环上的取代反应,故AC选项错;受甲基的影响,苯环上的邻对位上的氢原子变得活泼,易被取代,邻对位上的氢原子可以取代一个,亦可同时被取代,故D选项正确,6.已知由于苯环上取代基的影响,使硝基邻位上的卤原子的反应活性增强,现有某有机物的结构简式如下1 mol该有机物与足量的氢氧化钠溶液混合并共热,充分反应后最多可消耗氢氧化钠的物质的量为a(不考虑硝

19、基与氢氧化钠的反应),则a是( ),A.5 mol B.6 mol C.7 mol D.8 mol,答案:D,解析:本题综合考查卤代烃酯酚羧酸的性质,该有机物与NaOH溶液共热时发生的反应为:,7.如下图,分别在两个水槽中盛水和某液体A,再分别滴入一滴苯和水,然后用条型磁铁接近液面,并缓慢移动,水滴跟着移动,而苯滴不移动则液体A可能为( ),A.煤油 B.酒精 C.苯 D.四氯化碳,答案:D,8.已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的分子结构相似,如下:,则硼氮苯的二氯取代物(B3N3H4Cl2)的同分异构体的数目为( )A.2 B.3 C.4 D.5,答案:C,解析:两个氯原子可

20、以取代六元环邻位上两个H原子,有1种结构;可以取代对位上两个H原子,也有1种结构;取代间位上的两个H原子时,有两种情况取代均与硼成键的H或取代均与氮成键的H,故硼氮苯的二氯取代物有四种结构,9.在苯的分子中不存在CC和C=C的交替结构,可作为证据的是( )A.经测定,苯环上碳碳键键长都为1.4010-10 mB.经测定只有一种对二甲苯C.苯可与氯气在铁离子的催化下发生取代反应,生成的氯苯只有一种D.经测定,只有一种邻甲基苯磺酸,答案:AD,解析:A项说明苯分子中的化学键是等同的,不存在单双键交替B项说明苯分子中碳原子的相对位置,不能说明键的情况C项说明苯分子中六个碳原子的位置完全等同,不能说明

21、成键情况D项说明键的情况是相同的,若为单双键交替,邻甲基苯磺酸就有两种,10.某有机物R酷似奥运五环(如图)下列有关说法正确的是( ),C.其一氯取代物最多可能有7种D.在任何条件下,R都不能与氢气发生加成反应,答案:C,解析:有机物R的分子式为C19H12,而1,2苯并芘的分子式为C20H12,故二者不是同分异构体;R左右对称(如图),可取代氢原子有7种,故其一氯取代物有7种;R含有苯环结构,在一定条件下可以与氢气发生加成反应,11.下式是一种形状酷似一条小狗的有机物,化学家Tim Rickard将其取名为“doggycene”,(1)doggycene的分子式为_;(2)1 mol该物质在

22、氧气中完全燃烧生成CO2和水的物质的量之比为_;(3)该分子中所有碳原子_(填“可能”或“不可能”)处于同一平面,C26H26,21,可能,12.乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物,完成下列各题:(1)正四面体烷的分子式为_,其二氯取代产物有_种(2)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是_a.能使酸性KMnO4溶液褪色b.1 mol乙烯基乙炔能与3 mol Br2发生加成反应c.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团d.等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同,C4H4,1,d,(3)写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式:_,(4)

23、写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构 简式(举两例):_,解析:本题是一道以乙炔为原料的有机合成题由碳的四价原则,正四面体烷的分子式为C4H4,其结构为对称结构,二氯取代物只有一种乙烯基乙炔分子中含有一个C=C一个CC,故abc正确,两分子乙炔加成生成乙烯基乙炔,其反应为CHCH+CHCHCHCCH=CH2,故等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧耗氧量相同环辛四烯分子式为C8H8,故,其同分异构体属于芳香烃,结构简式为 与苯 互为同系物且 一氯代物有两种的物质,必须考虑对称结构,13.一个碳原子上如果连有3个氢原子,则这样的氢原子称为伯氢;如果只连有2个氢原子,则这样的氢称为仲氢例如,

24、CH3中的氢原子为伯氢,CH2中的氢原子为仲氢已知在烷烃中伯氢和仲氢被取代的活性因反应条件的不同而不同在高温下伯氢与仲氢被取代的活性相等,则可以称其活性比为11请回答下列问题,(1)已知丙烷在高温下与氯气发生取代反应,如下:则在一氯代丙烷中,1氯丙烷在产物中的占有率为_,75%,(2)常温下丙烷也能与氯气发生取代反应,反应过程如下:则在常温下伯氢和仲氢的相对活性比为_,14,解析:(1)由题给条件可知,在高温下这两种氢原子的活性相等也就是说,丙烷分子中每个氢原子参与反应的能力完全一样这样,分子中共有8个氢原子,伯氢原子参与反应的机会是 ,仲氢原子参与反应的机会是 (2)设伯氢的反应活性为x,仲氢的反应活性为y,根据这两种氢原子的个数,可以得出反应的总活性为6x+2y,由题给数据可以得出 ,解得xy14,14.以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图:,(1)苯转化为A的化学方程式是_,其反应类型为_,(2)反应X的化学方程式为_,答案：,(3)有机物D在苯环上的二氯代物有_种同分异构体(4)图中“苯EF”省略了反应条件,请写出E物质的结构简式,4,答案：,对于(4),要依据“苯AB”和“苯CD”这2条转化链来认真分析,由第一条转化链可知,若苯先硝化再引入CH3,则CH3在NO2的间位,由第二条转化链可知,若先卤代再磺化,则SO3H在Br的对位F水解,