高中化学选修五 第二章

合 物
烃的衍生物 ——卤代烃、 醇、酚、醛、羧酸 酯 ………………
R—X 官能团：—X
3.脂肪烃的化学性质 (1)烷烃的化学性质 ①取代反应
CH4
CCl4
Cl2
CH3Cl
(g)
Cl 2
CH2Cl2
Cl2
(l) 。
Cl2
CHCl3
②分解反应
③燃烧
燃烧通式为
3n＋1 点燃 CnH2n＋2＋ O2― ― → nCO2＋(n＋1)H2O 2
2.苯的硝化反应 硝化反应是分子里的氢原子被硝基(— NO2)所取代的反应，属于取代反应。
实验操作: a.在试管中加入浓 HNO3和浓H2SO4 的混合溶液； b.混酸冷却到50°C以下，再加入 1mL苯，塞好橡皮塞； c.在50°C～60°C的水浴中加热; d.反应完毕后，将混合物倒入盛有水 的烧杯中，观察生成物的状态 实验现象: 混合物在水中分层，下层为油状物 质(有苦杏仁味)。
两个取代基，故其名称为2,3-二甲基戊烷。
(2)若该烷烃是由烯烃和1 mol H2加成得到的，则原烯烃的 5 种。(不包括立体异构，下同) 结构有____
解析 只要是相邻的两个碳原子上都存在至少一个 H，该
位置就有可能是原来存在碳碳双键的位置，除去重复的
结构，该烃分子中这样的位置一共有5处。
(3)若该烷烃是由炔烃和2 mol H2加成得到的，则原炔烃 1 的结构有__________ 种。 解析 只要是相邻的两个碳原子上都存在至少两个H，
C.含有5个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有3种
D.菲的结构简式为
硝基取代物
，它与硝酸反应，可生成 5种一
解析
含3个碳原子的烷基有两种，甲苯苯环上的氢原子有3
种，故产物有6种，A正确； B 项中物质的分子式为 C7H8O ，与其互为同分异构体的芳香 族化合物中有1种醇(苯甲醇)、1种醚(苯甲醚)、3种酚(邻甲基 苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)，总共有5种，B错；
含有5个碳原子的烷烃有3种同分异构体：正戊烷、异戊烷和 新戊烷，其一氯代物分别为3、4、1种，C正确； 由菲的结构可以看出其结构中含有5种氢原子，可生成5种一
硝基取代物，D正确。
答案 B
6.异丙苯
异丙苯的说法不正确的是 (
是一种重要的化工原料，下列关于
)
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. 在光照的条件下，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
的烃有(
A.2种
)
B.3种
C.4种
D.5种
解析
该烃的分子式为 C10H14 ，符合分子通式 CnH2n － 6，它不
能使溴水褪色，但可以使酸性 KMnO4溶液褪色，说明它是苯
的同系物。因其分子中只含一个烷基，可推知此烷基为 —
C4H9 ， 它 具 有 以 下 四 种 结 构 ： ①—CH2CH2CH2CH3 、 ②—
解析
在光照的条件下，主要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。
答案 C
反思归纳
苯与苯的同系物化学性质的区别 一般光照条件下发生烷基上的取代，铁粉或FeBr3催化时，发 生苯环上的取代。 2.烷烃不易被氧化，但苯环上的烷基易被氧化。大多数的苯
1.苯的同系物发生卤代反应时，条件不同，取代的位置不同，
制取：收集一集气瓶乙炔气体，观察其物理性质
实验探究
实验 将纯净的乙炔通入盛有KMnO4酸性溶 液的试管中 将纯净的乙炔通入盛有溴的四氯化碳 溶液的试管中 现象
溶液紫色逐渐褪去。 溴的颜色逐渐褪去，生成无色 易溶于四氯化碳的物质。 火焰明亮，并伴有浓烟。
点燃验纯后的乙炔
烷烃、烯烃、炔烃的结构
甲烷 结构简 式 结构特 点 CH4 全部单键, 饱和 乙烯 CH2=CH2 有碳碳双键, 不饱和 乙炔 CH≡CH 有碳碳三键,不饱 和
下列关于甲苯的实验中，能说明侧链 对苯环有影响的是( A ) A.甲苯硝化生成三硝基甲苯 B.甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色 C.甲苯燃烧带有浓厚的黑烟 D.甲苯与氢气可以发生加成反应
3.芳香烃
(1)定义：分子中含有一个或多个苯环的碳氢化合物属于芳
香烃。 (2)结构特点：含有苯环，无论多少，侧链可有可无，可多 可少，可长可短，可直可环。 (3)稠环芳香烃：通过两个或多个苯环合并而形成的芳香烃 叫做稠环芳香烃。稠环芳香烃最典型的代表物是萘(
第2讲 烃和卤代烃
第十一章 有机化学基础（选考）
饱和链烃 — 烷烃 脂肪烃 烯烃 不饱和链烃 有 烃 炔烃 脂环烃 —— 环烷烃 机 环烃 芳香烃—苯及同系物 化
CnH2n+2 (n≥1) C-C键，链状
CnH2n (n≥2) C=C键，链状
CnH2n-2 (n≥2) C≡C键，链状 CnH2n (n≥3) C-C键，环状 CnH2n-6 (n≥6) 1个苯环
上没有氢原子。
2.苯的同系物卤代时,条件不同，取代位置不同，试举例说明。
答案 (1)在光照条件下，卤代反应发生在烷基上，记作“烷
代光”。 (2)在铁的催化作用下，卤代反应发生在苯环上，记作“苯代
铁”。
递进题组
题组一 芳香烃的同分异构体
1.某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但能使酸性
KMnO4 溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基，符合条件
CH(CH3)CH2CH3 、③—CH2CH(CH3)2 、④—C(CH3)3 ，其中第 ④种侧链上与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子，不能发 生侧链氧化，因此符合条件的烃只有3种。 答案 B
3.下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是 ( 所得产物有6种
)
A.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代， B.与 互为同分异构体的芳香族化合物有6种
加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有( C ) A.2种 C.4种 B.3种 D.6种
解析
根据单烯烃和共轭二烯烃的性质可知有 4 种加成产物。
考点二 苯的同系物 芳香烃
知识 梳理
递进 题组
知识梳理
苯是芳香烃的母体，苯环上的氢原子被其他烷基取代所得到 的产物，即为苯的同系物。 1.苯的同系物的特点 有且只有一个苯环，侧链为烷烃基，分子组成符合通式 CnH2n－6(n＞6)
解析 观察该烃的球棍模型可知X的结构简式为 该烃分子中含有碳碳双键，A正确；
，
由于是在低温下合成的，故该分子在常温下不能稳定存
在，B错误；
X分子中含有碳碳双键，易加成难取代，C错误；
该烃的化学式为C5H4，故等质量燃烧时，CH4的耗氧量较
多，D错误。
答案 A
题组三
加成反应和氧化反应的规律
6.β- 月桂烯的结构如图所示，一分子该物质与两分子溴发生
醇 ― → R—CH==CH2＋NaX＋H2O ； R—CH2—CH2—X＋NaOH ― △ 醇 ＋2NaOH ― ― → CH≡CH↑＋2NaX＋2H2O 。 △
3.卤代烃的获取方法
(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应 如CH3CH== CH2＋Br2 CH3CHBrCH2Br ； 催化剂 CH3 — CH == CH2＋HBr
将苯与溴水混合，充分振荡、静置， 用分液漏斗分出上层液体放置于试管 中，若向其中加入一种试剂，可发生 BD 反应产生白雾，该试剂可能是( ) A.亚硫酸钠 B.溴化铁 C.锌粉 D.铁粉
2.苯的同系物
a.概述 通式CnH2n－6(n≥6)； 苯的同系物里都含有且只有一个 苯环，苯环上侧链全为烷基。 苯的同系物是芳香烃，芳香烃不 一定是苯的同系物。
空间结 构
脂肪烃的来源及其应用
脂肪烃的来源有石油、天然气和煤等。 1.石油的综合利用: a.常压分馏可以得到石油气、汽油、煤油、柴油等； b.减压分馏可以得到润滑油、石蜡等分子量较大的烷烃； c.催化裂化和裂解得到轻质油和气态烯烃； d.催化重整获得芳香烃
2.某烷烃的结构简式为 2,3-二甲基戊烷 。 (1)用系统命名法命名该烃：_________________ 解析 该烃中最长的碳链上有五个碳原子，属于戊烷，有
该位置就有可能是原来存在碳碳三键的位置，该烃分
子中这样的பைடு நூலகம்置一共有1处。
(4) 该烷烃在光照条件下与氯气反应，生成的一氯代烷 6 最多有__________ 种。 解析 该烷烃分子中有6种等效氢，故与氯气反应生成
的一氯代烷最多有6种。
4.科学家在－100 ℃的低温下合成一种烃X，
此分子的结构如图所示(图中的连线表示化学 键)。下列说法正确的是 ( 使酸性KMnO4溶液褪色 B.X是一种常温下能稳定存在的液态烃 C.X和乙烷类似，都容易发生取代反应 D.充分燃烧等质量的X和甲烷，X消耗氧气较多 ) A.X既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能
CH2-CH-CH=CH2 Br Br 3，4-二溴-1-丁烯
1，4-加成
CH2=CH-CH=CH2 +Br2 CH2-CH=CH-CH2 Br Br 1，4-二溴-2-丁烯
加聚
n CH2=CH-CH=CH2
催化剂
、P
— [ CH2-CH=CH-CH2 — ]n
聚1，3-丁二烯
乙炔的实验室制取
图中酸性高锰酸钾溶液
也可用溴水或溴的四氯化碳
溶液代替。
CaC2+2H—OH C2H2↑+Ca(OH)2
制得的电石中含有杂质，因此制得的乙炔气体往往含有H2S、PH3而有 特殊的臭味
装置：固液发生装置
（1）反应装置不能用启普发生器，改用广口瓶和长颈漏斗
因为：a 碳化钙与水反应较剧烈，难以控反制应速率； b 反应会放出大量热量，如操作不当，会使启普发生 器炸裂。 c.除杂装置: CuSO4溶液(除乙炔中的H2S、PH3等气体) （2）实验中常用饱和食盐水代替水， 目的：降低水的含量，得到平稳的乙炔气流。
(2)化学性质 ①水解反应：
H2O R—OH＋NaX (R—代表烃基)； R—X＋NaOH ― ― → △ H2O R—CH(OH)—CH2OH＋2NaX。 R—CHX—CH2X＋2NaOH ― ― → △
②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H2O、HBr等)，而生成含不饱和键 (如双键或三键)的化 合物的反应。
(2)取代反应
光照 如乙烷与Cl2：CH3CH3＋Cl2― ― →CH3CH2Cl＋HCl
；
苯与Br2：
△ ― →C2H5Br＋H2 C2H5OH与HBr： C2H5OH＋HBr―
的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，可用此
性质鉴别苯与苯的同系物。
考点三 卤代烃
知识 梳理
递进 题组
知识梳理
1.卤代烃 (1)卤代烃是烃分子里的氢原子被 卤素原子取代后生成的
化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。
(2)官能团是 卤素原子。
2.饱和卤代烃的性质 (1)物理性质 ①沸点：比同碳原子数的烃沸点要 高 ； ②溶解性：水中 难 溶，有机溶剂中 易溶； ③密度：一般一氟代烃、一氯代烃比水小，其余比水大。
设计实验制备溴苯和硝基苯
1.制备溴苯
a.实验现象: (1)三颈烧瓶内充满红棕色 气体，液体呈微沸状态； (2)锥形瓶内充满白雾。
b.导管的作用: (1)导气； (2)冷凝挥发的苯和溴，使之回流，并冷凝生成的溴苯。
c.导管末端不可插入锥形瓶内液面以下，否则发生倒吸。 d.因溴苯的沸点较高，溴苯留在烧瓶中，而HBr挥发出来。
。
(2)烯烃的化学性质
①与酸性KMnO4溶液的反应
能使酸性KMnO4溶液 褪色 ，发生氧化反应。
②燃烧
3n 点燃 ― →nCO2＋nH2O 燃烧通式为 CnH2n＋ 2 O2―
。
③加成反应 如CH2== CH—CH3＋Br2―→
；
催化剂 ― ― ― → CH2== CH—CH3＋H2O ― △
。
④加聚反应
催化剂 如nCH2 == CH—CH3 ― ― ― ― →
。
二烯烃
1、概念：含有两个碳碳双键（C＝C）的不饱和链烃
2、二烯烃的通式：
CnH2n-2
(n≧4)
代表物：
CH2＝CH－CH＝CH2 1，3－丁二烯
CH2=C-CH=CH2
CH3
2-甲基-1，3－丁二烯
（异戊二烯）
1，2-加成
CH2=CH-CH=CH2 +Br2
)。
深度思考
1.苯的同系物被酸性KMnO4氧化的规律是什么？ 答案 (1)苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原 子数为多少，只要直接与苯环相连的碳原子上有氢原子，均 能被酸性KMnO4氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。 (2)并不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色，如 就不能，原因是与苯环直接相连的碳原子