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新高考化学一轮复习学案12.2烃卤代烃(含解析)
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这是一份新高考化学一轮复习学案12.2烃卤代烃(含解析),共37页。
1.掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。
2.掌握卤代烃的结构与性质,以及与其他有机物的相互联系。
3.了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。
考点一 脂肪烃
1知识梳理
1.脂肪烃组成、结构特点和通式
2.物理性质
3.化学性质
(1)氧化反应
(2)烷烃的取代反应
(3)烯烃、炔烃的加成反应
①烯烃的加成反应
②乙炔的加成反应
(4)加聚反应
①乙烯的加聚反应:______________
②乙炔的加聚反应:__________________
③1,3丁二烯发生加聚反应生成顺式聚合物:
________________________________________________________________________
④1,3丁二烯发生加聚反应生成反式聚合物:
________________________________________________________________________
4.乙炔的实验室制取原理
乙炔的实验室制取原理:________________________。CaC2又叫____。
5.脂肪烃的来源
脂肪烃来源于____、____、______等化石燃料的加工利用。
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)乙烯、乙炔在常温常压下可以与H2、HCl发生加成反应( )
(2)反应CH3CH3+Cl2 eq \(――→,\s\up15(光)) CH3CH2Cl+HCl与反应CH2===CH2+HCl―→CH3CH2Cl均为取代反应( )
(3)乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键( )
(4)甲烷和氯气反应与乙烯与溴的反应属于同一类型的反应( )
(5)符合通式CnH2n+2的烃一定是烷烃( )
(6)丙烷分子中的碳原子在同一条直线上( )
(7)聚丙烯可发生加成反应( )
(8)顺2丁烯和反2丁烯均能使溴水褪色( )
(9)CH2===CHCH===CH2与Br2发生加成反应可生成Br—CH2CH===CHCH2—Br和2种物质( )
[提醒]
(1)实验室制备C2H4时:酒精与浓硫酸的体积比为1∶3;温度计的水银球插入反应混合液的液面下;反应温度迅速升至170 ℃;浓硫酸作催化剂和脱水剂。
(2)实验室制备C2H2时:不能使用启普发生器;为了得到比较平缓的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水。
2对点速练
练点一 脂肪烃的结构与性质
1.下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型的叙述正确的是( )
A.烷烃只含有饱和键,烯烃只含有不饱和键
B.烷烃不能发生加成反应,烯烃不能发生取代反应
C.烷烃的通式一定是CnH2n+2,而烯烃的通式一定是CnH2n
D.烷烃与烯烃相比,发生加成反应的一定是烯烃
2.某烷烃的结构简式为:
(1)若该烃是单烯烃与氢气加成的产物,则该单烯烃可能有________种结构。
(2)若该烃是炔烃与氢气加成的产物,则该炔烃可能有________种结构。
(3)若该烃是二烯烃与氢气加成的产物,则该二烯烃可能有________种结构。
练点二 脂肪烃的同分异构体与反应类型的判断
3.β月桂烯的结构如图所示,一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.6种
4.有机物的结构可用“键线式”表示,如:CH3CH===CHCH3可简写为,有机物X的键线式为,下列
说法不正确的是( )
A.X的化学式为C8H8
B.有机物Y是X的同分异构体,且属于芳香烃,则Y的结构简式为
C.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的一氯代物有4种
5.按要求填写下列空白
(1) ,反应类型:________。
(2)CH3CH===CH2+Cl2 eq \(――→,\s\up15(500 ℃~600 ℃)) ( )+HCl,反应类型:________。
(3)CH2===CH—CH===CH2+( )―→,反应类型:________。
(4)( )+Br2―→,反应类型:________。
(5)( ) eq \(――→,\s\up15(一定条件)) ,反应类型:________。
考点二 芳香烃
1知识梳理
1.苯与苯的同系物的结构与性质
2.芳香烃
(1)芳香烃:分子里含有一个或多个____的烃。
(2)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,结构简式是________________。
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)苯的邻二取代物不存在同分异构体( )
(2)苯与溴水充分振荡后,溴水褪色说明苯分子中的碳原子没有饱和( )
(3)苯不具有典型的双键所具有的加成反应的性质,故不可能发生加成反应( )
(4)分子式为C9H12的苯的同系物有7种同分异构体( )
(5)沸点: ( )
(6)甲苯与氯气在光照条件下反应,主要产物是2,4二氯甲苯( )
(7)己烯中混有少量甲苯,先加入足量溴水,然后加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色,则证明己烯中混有甲苯( )
(8)C2H2与的最简式相同( )
[提醒]
(1)苯的同系物卤代时,条件不同,取代位置不同:
①在光照条件下,卤代反应发生在烷基上。
②在铁的催化作用下,卤代反应发生在苯环上。
(2)苯的同系物易被酸性KMnO4溶液氧化生成,但并不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色,如,由于与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子,所以不能使酸性KMnO4溶液褪色。
2对点速练
练点一 芳香烃的结构特点
1.下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是( )
A.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种
B.与互为同分异构体的芳香族化合物有6种
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,它与硝酸反应,可生成5种一硝基取代物
2.某烃结构式用键线式表示为,该烃与Br2加成时(物质的量之比为1∶1),所得的产物有( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
3.工业上可由乙苯生产苯乙烯:
下列说法正确的是( )
A.该反应的类型为加成反应
B.乙苯的同分异构体共有三种
C.可用Br2/CCl4鉴别乙苯和苯乙烯
D.乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数均为7
eq \a\vs4\al(练点二 芳香烃的性质判断)
4.柑橘中柠檬烯的结构可表示为,下列关于这种物质的说法中正确的是( )
A.与苯的结构相似,性质也相似
B.可使溴的四氯化碳溶液褪色
C.易发生取代反应,难发生加成反应
D.该物质极易溶于水
5.化合物W、X、Y、Z的分子式均为C7H8,Z的空间结构类似于篮子。下列说法正确的是( )
A.化合物W的同分异构体只有X、Y、Z
B.X、Y、Z可与酸性KMnO4溶液反应
C.1 ml X、1 ml Y与足量Br2/CCl4溶液反应最多消耗Br2均为2 ml
D.Z的一氯代物只有3种
方法总结
判断芳香烃同分异构体数目的两种方法
(1)等效氢法
“等效氢”就是在有机物分子中处于相同位置的氢原子,等效氢任一原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质;分子中完全对称的氢原子也是“等效氢”,其中引入一个新的原子或原子团时只能形成一种物质。
(2)定一(或定二)移一法
在苯环上连有两个新的原子或原子团时,可固定一个移动另一个,从而写出邻、间、对三种异构体;苯环上连有三个新的原子或原子团时,可先固定两个原子或原子团,得到三种结构,再逐一插入第三个原子或原子团,这样就能写全含有芳香环的同分异构体。
考点三 卤代烃
1知识梳理
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。
(2)官能团是________。
2.卤代烃的物理性质
(1)状态:除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2===CHCl等少数为气体外,其余为__________。
(2)沸点:比同碳原子数的烷烃沸点____。
(3)溶解性:____溶于水,____溶于有机溶剂。
(4)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水____,其余液态卤代烃一般比水____。
3.卤代烃的化学性质
(1)水解反应:
①R—X+NaOH eq \(――→,\s\up15(H2O),\s\d15(△)) ____________(R—代表烃基);
②R—CHX—CH2X+2NaOH eq \(――→,\s\up15(H2O),\s\d15(△)) ____________________________________________。
(2)消去反应:
①R—CH2—CH2—X+NaOH eq \(――→,\s\up15(醇),\s\d15(△)) __________________________________(或R—CH2—CH2—X eq \(――→,\s\up15(强碱、醇),\s\d15(△)) ______________________________);
②
4.卤代烃的获得途径:
(1)加成反应制取卤代烃
①CH3—CH===CH2+Br2―→____________;
②CH≡CH+HCl eq \(――→,\s\up15(催化剂),\s\d15(△)) CH2===CHCl。
(2)取代反应制取卤代烃
①CH3CH3+Cl2 eq \(――→,\s\up15(光照)) CH3CH2Cl+HCl。
②C2H5OH+HBr eq \(――→,\s\up15(△)) C2H5Br+H2O。
5.卤代烃中卤素的检验流程
①取少量卤代烃;②加入NaOH溶液;③加热煮沸(或水浴加热);④冷却;⑤加入稀硝酸酸化;⑥ 加入硝酸银溶液。
[判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高( )
(2)溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热生成乙烯( )
(3)在溴乙烷中加入AgNO3溶液,立即产生淡黄色沉淀( )
(4)所有卤代烃都能够发生水解反应和消去反应( )
(5)氟利昂(卤代烃)可用作制冷剂,释放到空气中容易导致臭氧空洞( )
(6)C2H5Br属于电解质,在碱的水溶液中加热可生成C2H5OH( )
[提醒]
卤代烃的“水解”与“消去”
(1)卤代烃在碱性条件下发生取代反应还是消去反应,主要是看反应条件。记忆方法:“无醇成醇,有醇成烯”。
(2)所有的卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应,而没有邻位碳原子的卤代烃或虽有邻位碳原子,但邻位碳原子无氢原子的卤代烃均不能发生消去反应,不对称卤代烃的消去有多种可能的方式。
2对点速练
练点一 卤代烃的结构与性质
1.春节期间,一种“本宝宝福禄双全”的有机物刷爆朋友圈,其结构简式如下:,该物质的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”谐音且两个醛基位于苯环间位的有机物有( )
A.4种 B.6种
C.7种 D.9种
2.有两种有机物Q()与P(),下列有关它们的说法中正确的是( )
A.二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰且峰面积之比为3∶2
B.二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应
C.一定条件下,二者在NaOH溶液中均可发生取代反应
D.Q的一氯代物只有1种,P的一溴代物有2种
3.按要求填空。
① ②CH3CH2CH2Br ③CH3Br
④CH3CHBrCH2CH3
(1)物质的熔、沸点由高到低的顺序是______________(填序号,下同)。
(2)上述物质中既能发生水解反应又能发生消去反应的是________。
(3)物质④发生消去反应的条件为____________,产物为
________________________________________________________________________。
(4)由物质②制取1,2丙二醇经历的反应类型有________________________________________________________________________。
(5)检验物质③中含有溴元素的试剂有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
练点二 有机合成中卤代烃的作用
4.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)①的反应类型是________。
③的反应类型是________。
(3)反应④的化学方程式是________________________________________________________________________。
5.已知二氯烯丹是一种播前除草剂,其合成路线如下:
D在反应⑤中所生成的E,其结构只有一种。
(1)写出下列反应的反应类型:反应①是________,反应③是________,反应⑥是________。
(2)写出下列物质的结构简式:A____________________,E________________。
(3)写出反应③的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6.端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。
该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
回答下列问题:
(1) (B的结构简式为__________________________________,D的化学名称为__________________________________。
(2)①和③的反应类型分别为__________________________________、__________________________________。
(3) E的结构简式为__________________________________。用1 ml E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气__________________________________ml。
(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为_______________________。
(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3:1,写出其中3种的结构简式_______________________。
练后归纳
卤代烃在有机合成中的“三大应用”
(1)改变官能团的个数。如:
(2)改变官能团的位置。如:
(3)进行官能团的保护。如乙烯中的碳碳双键易被氧化,常采用以下两步保护碳碳双键,CH
本讲真题研练
1.[2020·江苏卷,12](双选)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是( )
A.X分子中不含手性碳原子
B.Y分子中的碳原子一定处于同一平面
C.Z在浓硫酸催化下加热可发生消去反应
D.X、Z分别在过量NaOH溶液中加热,均能生成丙三醇
2.[2020·全国卷Ⅱ ,36]维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素,现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成,其中α生育酚(化合物E)含量最高,生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线,其中部分反应略去。
,
已知以下信息:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________________________________________________________________________。
(2)B的结构简式为________________________________________________________________________。
(3)反应物C含有三个甲基,其结构简式为________________________________________________________________________。
(4)反应⑤的反应类型为________________________________________________________________________。
(5)反应⑥的化学方程式为________________________________________________________________________。
(6)化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有________个(不考虑立体异构体,填标号)。
(ⅰ)含有两个甲基;(ⅱ)含有酮羰基(但不含C===C===O);(ⅲ)不含有环状结构。
(a)4 (b)6
(c)8 (d)10
其中,含有手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为________________________________________________________________________。
3.[2018·北京卷]8羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8羟基喹啉的合成路线。
已知:i.
ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。
(1)按官能团分类,A的类别是________________。
(2)A→B的化学方程式是________________。
(3)C可能的结构简式是________________。
(4)C→D所需的试剂a是______________。
(5)D→E的化学方程式是______________。
(6)F→G的反应类型是______________。
(7)将下列K→L的流程图补充完整:
(8)合成8羟基喹啉时,L发生了________(填“氧化”或“还原”)反应。反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为________。
4.[2017·全国卷Ⅲ,36]氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:,
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________。C的化学名称是________。
(2)③的反应试剂和反应条件分别是_____________________,该反应的类型是________。
(3)⑤的反应方程式为____________________。
吡啶是一种有机碱,其作用是______________________________________。
(4)G的分子式为________。
(5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有________种。
(6)4甲氧基乙酰苯胺)是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚)制备4甲氧基乙酰苯胺的合成路线________________________________(其他试剂任选)。
5.[2020·浙江1月,31]某研究小组以芳香族化合物A为起始原料,按下列路线合成高血压药物阿替洛尔。
已知:化合物H中除了苯环还有其他环;
请回答:
(1)下列说法正确的是 。
A.化合物D能发生加成、取代、氧化反应,不发生还原反应
B.化合物E能与FeCl3溶液发生显色反应
C.化合物I具有弱碱性
D.阿替洛尔的分子式是C14H20N2O3
(2)写出化合物E的结构简式__________________________________________________。
(3)写出F+G→H的化学方程式 。
(4)设计从A到B的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
(5)写出化合物C同时符合下列条件的同分异构体的结构简式 。
①1H-NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有4种氢原子,无氮氧键和碳氮双键;
②除了苯环外无其他环。
eq \x(温馨提示:请完成课时作业38)
第2讲 烃 卤代烃
考点一
1知识梳理
1.单键 CnH2n+2(n≥1) 碳碳双键 CnH2n(n≥2) 碳碳三键 CnH2n-2(n≥2)
2.1~4 液态 固态 升高 越低
3.(1)不褪色 褪色 褪色 (2)光照 气态卤素单质 1 ml (3) CH2===CHCl (4)nCH2===CH2 eq \(――→,\s\up14(催化剂)) CH2—CH2
nCH≡CH eq \(――→,\s\up14(催化剂),\s\d5(△)) CH===CH
4.CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+C2H2↑ 电石
5.石油 煤 天然气
判断 答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)×
2对点速练
1.解析:烯烃除含不饱和键外,还含有C—H饱和键,A错误;烯烃除发生加成反应外,还可发生取代反应,B错误;烷烃通式一定为CnH2n+2,单烯烃通式为CnH2n,而二烯烃通式为CnH2n-2,C错误;D正确。
答案:D
2.解析:该烷烃的碳骨架结构为。
(1)对应的单烯烃中双键可位于①、②、③、④、⑤五个位置。(2)对应的炔烃中三键只能位于①位置。(3)对应的二烯烃,当一个双键位于①时,另一个双键可能位于③、④、⑤三个位置,当一个双键位于②时,另一个双键可能位于⑤一个位置,另外两个双键还可能分别位于④和⑤两个位置。
答案:(1)5 (2)1 (3)5
3.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。
答案:C
4.解析:本题考查有机物的结构及性质。由X的键线式可知其分子式为C8H8,与苯乙烯()互为同分异构体,X分子中含碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,X与足量H2加成生成的环状饱和烃Z中只有两种不同位置的氢原子,故其一氯代物有两种。
答案:D
5.答案:(1)Cl2 加成反应
(2) 取代反应
(3)Br2 加成反应
(4)CH3—C≡CH 加成反应
(5)nCH2==CHCl 加聚反应
考点二
1知识梳理
1.碳碳单键 碳碳双键 苯环 烷烃
2.(1)苯环 (2)
判断 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√ (8)√
2对点速练
1.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;由菲的结构简式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
2.解析:当溴与发生1,2-加成时,生成物有、、;当溴与发生1,4-加成时,生成物有、,显然所得产物有5种,选项C符合题意。
答案:C
3.解析:A.由乙苯生产苯乙烯,单键变成双键,则该反应为消去反应,错误;B.乙苯含苯环的同分异构体可以是二甲苯,有邻、间、对三种,不含苯环的异构体可以有多种,错误;C.苯乙烯中含有碳碳双键,能使溴的CCl4溶液褪色,而乙苯不能,所以可用Br2/CCl4鉴别乙苯和苯乙烯,正确;D.苯乙烯中,苯和乙烯均是平面形分子,通过碳碳单键的旋转,可共平面的碳原子有8个,错误。
答案:C
4.解析:根据柠檬烯的结构可知,柠檬烯属于芳香烃,故其不溶于水;其含有碳碳双键,故易与溴发生加成反应;与苯的结构不同,故其性质与苯的也不同。
答案:B
5.解析:甲苯还有链状结构的同分异构体,如CH2===CH—CH===CH—CH2—C≡CH,A项错误;Z不能与酸性KMnO4溶液反应,B项错误;1 ml X与足量Br2/CCl4溶液反应最多消耗2 ml Br2,1 ml Y与足量Br2/CCl4溶液反应最多消耗3 ml Br2,C项错误;根据Z的结构知,Z有3种类型的氢,其一氯代物有3种,D项正确。
答案:D
考点三
1知识梳理
1.(1)卤素原子 (2)卤素原子
2.(1)液体或固体 (2)高 (3)难 易 (4)小 大
3.(1)R—OH+NaX R—CH(OH)—CH2OH+2NaX (2)R—CH===CH2+NaX+H2O R—CH===CH2+HX CH≡CH↑+2NaX+2H2O
4.(1)CH3CHBrCH2Br
判断 答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
2对点速练
1.解析:若F位于两个醛基中间的碳原子上,则有2种结构,同理Cl位于两个醛基中间的碳原子上,也有2种结构。若F、Cl位于另一侧的碳原子上有邻位(包括F与醛基相邻和Cl与醛基相邻2种)、间位共3种,故有2+2+3=7种。
答案:C
2.解析:Q中两个甲基上有6个等效氢原子,苯环上有2个等效氢原子,峰面积之比应为3∶1,A项错误;Q中苯环上的卤素原子无法发生消去反应,P中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上缺少氢原子,无法发生消去反应,B项错误;在适当条件下,卤素原子均可被—OH取代,C项正确;Q中苯环上的氢原子、甲基上的氢原子均可被氯原子取代,其一氯代物有2种,D项错误。
答案:C
3.答案:(1)①>④>②>③ (2)②④ (3)氢氧化钠的醇溶液,加热 CH2===CHCH2CH3、CH3CH===CHCH3、NaBr、H2O (4)消去反应、加成反应、水解反应
(5)氢氧化钠溶液、稀硝酸、硝酸银溶液
4.解析:由反应①:Cl2在光照的条件下发生取代反应得,可推知A为,在NaOH的乙醇溶液、加热的条件下发生消去反应得,在Br2的CCl4溶液中发生加成反应得B:。的转化应是在NaOH的乙醇溶液、加热的条件下发生消去反应。
答案:(1) 环己烷
(2)取代反应 加成反应
(3)
5.解析:此题的突破口在于B与氯气加成得到
CH2Cl—CHCl—CH2Cl,从而逆向推出B为CH2Cl—CH===CH2、A为CH3—CH===CH2。CH2Cl—CHCl—CH2Cl通过反应③得到C,难以判断CH2Cl—CHCl—CH2Cl消去哪个氯?此时可以从合成路线的另一端开始逆推。由反应⑥E与发生取代反应而得到二氯烯丹可推知,E为CH2Cl—CCl===CHCl,D的消去产物E只有一种结构,所以D应该是一种对称结构,D为CH2Cl—CCl2—CH2Cl,再进一步联系反应③,可推知C为CH2Cl—CCl===CH2。
答案:(1)取代反应 消去反应 取代反应
(2)CH3—CH===CH2 CH2Cl—CCl===CHCl
(3)CH2Cl—CHCl—CH2Cl+NaOH eq \(――→,\s\up14(醇),\s\d5(△)) CH2Cl—CCl===CH2+NaCl+H2O
6.解析:(1)对比B、C的结构结合反应条件及B的分子式可知B为乙苯,其结构简式为,逆推可知A为苯;根据D的结构简式可知D的化学名称为苯乙炔。
(2)①是苯环上的氢原子被乙基取代,发生的是取代反应,对比C、D的结构可知反应③的反应类型是消去反应。
(3)结合题给信息,由D的结构可推知E的结构简式为。1 ml碳碳三键能与2 ml氢气完全加成,用1 ml E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气4 ml。
(4)根据题干信息可知化合物()发生Glaser偶联反应生成聚合物的化学方程式为
。
(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,符合条件的结构简式有、、
、、
。
答案:(1) 苯乙炔
(2)取代反应 消去反应
(3) 4
(4)
(5) 、、
、、 (任写三种)
本讲真题研练
1.解析:本题考查有机物的结构与性质,考查的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。X分子中主链上第2个碳原子连接4个不同的原子或原子团,即该碳原子为手性碳原子,A项错误;Y分子中—CH3碳原子不一定和苯环上的碳原子共面,羰基上的碳原子一定和苯环共平面,即该分子中不一定所有碳原子都共面,B项错误;Z分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上含有氢原子,因此Z可以在浓硫酸催化、加热条件下发生消去反应,C项正确;X、Z在过量NaOH溶液中均能发生水解反应生成丙三醇,D项正确。
答案:CD
2.解析:本题通过α生育酚(化合物E)的合成路线,考查了有机物的命名、有机物的结构简式、有机化学反应方程式的书写、同分异构体等知识点。
(1)A的结构简式为,属于酚类化合物,甲基连在3号碳原子上(羟基的间位),故A的化学名称为3甲基苯酚(或间甲基苯酚)。
(2)由已知信息a)可知,中的两个甲基是经反应①中甲基取代A中苯环上羟基邻位上氢原子得到的,结合B的分子式可推出其结构简式为。
(3)结合已知信息b),反应④应是C分子中与羰基相连的不饱和碳原子先与发生加成反应,后发生消去反应形成碳碳双键;反应物C中有3个甲基,由的结构可推出C的结构简式为。
(4)由已知信息c)可知,反应⑤属于加成反应,D的结构简式为。
(5)由反应⑥产物的结构简式()可知,D分子中的碳碳三键与H2发生加成反应得到碳碳双键。
(6)满足条件的C的同分异构体共有8种结构,如下:
①、
②、
③、
④、
⑤、
⑥、
⑦、
⑧,其中含有手性碳原子的是⑤。
答案:(1)3甲基苯酚(或间甲基苯酚)
(2) (3) (4)加成反应
(5)
(6)c
3.解析:(1)按照官能团分类,CH2===CHCH3属于烯烃。
(2)A→B属于取代反应,注意勿漏掉生成的HCl。
(3)CH2===CHCH2Cl的结构不对称,它与HOCl发生加成反应时,可能生成ClCH2CHOHCH2Cl或HOCH2CHClCH2Cl。
(4)C→D过程中,氯原子发生了水解,所以所用的试剂是NaOH水溶液。
(5)D→E是醇类物质发生的消去反应。
(6)F是苯酚,G是苯酚分子中苯环上的氢原子被硝基取代的产物,故F→G属于取代反应。
(7)K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,二者分子组成上相差一个“H2O”,显然从K到L的过程中发生了消去反应。观察K的结构,它不能发生消去反应。但根据“已知i”,可知K分子中醛基能与苯环上氢原子发生加成反应得到醇羟基,然后发生消去反应,即可消去一个H2O分子。所以从K到L的流程为:K分子中的醛基与苯环上的氢原子发生加成反应生成,再由发生消去反应生成 (即L)。
(8)合成8羟基喹啉的过程中,L发生的是去氢氧化,一个L分子脱去了2个氢原子,而一个G分子中—NO2变为—NH2需要6个氢原子,则L与G的物质的量之比应为3∶1。
答案:(1)烯烃
(2)CH2==CHCH3+Cl2 eq \(――→,\s\up14(高温)) CH2==CHCH2Cl+HCl
(3)HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl
(4)NaOH,H2O
(5)HOCH2CH(OH)CH2OH eq \(――→,\s\up14(浓H2SO4),\s\d15(△)) CH2===CHCHO+2H2O
(6)取代反应
(7)
(8)氧化 3∶1
4.解析:(1)由反应①的条件、产物B的分子式及C的结构简式,可逆推出A为甲苯;C可看作甲苯中甲基中的三个氢原子全部被氟原子取代,故其化学名称为三氟甲(基)苯。
(2)对比C与D的结构,可知反应③为苯环上的硝化反应,故反应试剂和反应条件分别是浓HNO3/浓H2SO4,加热,反应类型为取代反应。
(3)对比E、G的结构,由G可推知F的结构,然后根据取代反应的基本规律,可得反应方程式,吡啶是碱,可以消耗反应产物HCl。
(4)G的分子式为C11H11O3N2F3。
(5)当苯环上有三个不同的取代基时,先考虑两个取代基的异构,有邻、间、对三种异构体,然后分别在这三种异构体上找第三个取代基的位置,共有10种同分异构体(见下图,三种取代基分别用X、Y、Z表示),除去G本身还有9种。
(6)对比原料和产品的结构可知,首先要在苯环上引入硝基(类似流程③),然后将硝基还原为氨基(类似流程④),最后与反应得到4甲氧基乙酰苯胺(类似流程⑤)。
答案:(1) 三氟甲苯
(2)浓HNO3/浓H2SO4、加热 取代反应
(3) 吸收反应产生的HCl,提高反应转化率
(4)C11H11O3N2F3
(5)9
(6)
5.解析:由有机物C的结构简式及有机物B的分子式可推出有机物B的结构简式为;根据有机物D的分子式和C的结构简式,可推出有机物D的结构简式为;有机物D在酸性条件下能与乙醇发生酯化反应生成有机物E,其结构简式为;根据有机物E的结构简式和题给已知信息知,有机物F的结构简式为;结合阿替洛尔的结构简式和题给已知信息可知,有机物H的结构简式为,有机物I的结构简式为(CH3)2CHNH2;根据有机物A的分子式及有机物B的结构简式,可得有机物A的结构简式为。
(1)有机物D能发生加成、取代、氧化和还原反应,选项A错误;有机物E分子中含有酚羟基,能与氯化铁溶液发生显色反应,选项B正确;有机物Ⅰ分子中含有氨基,具有弱碱性,选项C正确;阿替洛尔的分子式为C14H22N2O3,选项D错误。
(2)有机物E的结构简式为。
(3)有机物F与G反应可以转化为H和HCl,反应的化学方程式为 。
(4)有机物A转化为有机物B,可通过A在Cl2、光照条件下生成,再利用题给已知信息得到B。
(5)根据题意,要求无N===O键、N—O键、C===N键,除苯环外没有其他环,且有四种氢原子,则结构应为对称结构,符合条件的结构简式为。
答案:(1)BC
(2)
(3)
(4)
(5)
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,但密度均比水小
水溶性
均难溶于水
烷烃
烯烃
炔烃
燃烧现象
燃烧火焰
较明亮
燃烧火焰明
亮,带黑烟
燃烧火焰很明
亮,带浓黑烟
通入酸性
KMnO4溶液
______
______
______
苯
苯的同系物
化学式
C6H6
CnH2n-6(通式,n>6)
结构
特点
苯环上的碳碳键是介于________和________之间的一种独特的化学键
①分子中含有一个____
②与苯环相连的是____基
主要化
学性质
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