高中化學(xué)五突破：第二章烴和鹵代烴章末重難點含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末重難點專題突破[目標定位]1.熟知各類烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。2。理解烴的燃燒規(guī)律及應(yīng)用。3.會確定混合烴的組成。4。會判斷有機物分子中原子共線和共面。5.掌握鹵代烴在有機合成中的應(yīng)用。一各類烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.各類烴的結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)和常見的同分異構(gòu)體類別烷烴烯烴炔烴苯和苯的同系物通式CnH2n＋2(n≥1)CnH2n(n≥2)CnH2n－2(n≥2）CnH2n－6(n≥6)碳碳鍵結(jié)構(gòu)特點僅含C—C鍵含有鍵含有—C≡C-鍵含有苯環(huán)主要化學(xué)反應(yīng)取代反應(yīng)熱分解反應(yīng)氧化反應(yīng)加成反應(yīng)氧化反應(yīng)加成反應(yīng)氧化反應(yīng)取代反應(yīng)加成反應(yīng)氧化反應(yīng)代表物CH4CH2=CH2CH≡CHC6H6代表物的空間構(gòu)型正四面體型平面形直線形平面形物理性質(zhì)一般隨分子中碳原子數(shù)的增多，熔、沸點升高，密度增大。碳原子數(shù)為1～4的烴,常溫下是氣態(tài)，不溶于水。液態(tài)烴的密度比水的小簡單的同系物常溫下為液態(tài)，不溶于水,密度比水小同分異構(gòu)體碳鏈異構(gòu)碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)側(cè)鏈大小及相對位置產(chǎn)生的異構(gòu)特別提示（1)烷烴與苯和苯的同系物都能發(fā)生取代反應(yīng)，但反應(yīng)條件不同，前者為光照，后者為鐵粉。(2）苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，但苯的同系物一般能被氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色。2.各類烴的檢驗類別液溴溴水溴的四氯化碳溶液酸性高錳酸鉀溶液烷烴與溴蒸氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)不反應(yīng)，液態(tài)烷烴可以萃取溴水中的溴從而使溴水層褪色不反應(yīng)，互溶不褪色不反應(yīng)烯烴常溫加成褪色常溫加成褪色常溫加成褪色氧化褪色炔烴常溫加成褪色常溫加成褪色常溫加成褪色氧化褪色苯一般不反應(yīng)，催化條件下可取代不反應(yīng),發(fā)生萃取而使溴水層褪色不反應(yīng)，互溶不褪色不反應(yīng)苯的同系物一般不反應(yīng)，光照條件下發(fā)生側(cè)鏈上的取代，催化條件下發(fā)生苯環(huán)上的取代不反應(yīng)，發(fā)生萃取而使溴水層褪色不反應(yīng)，互溶不褪色氧化褪色特別提示應(yīng)用上述性質(zhì)可以解決不同類型烴的鑒別問題,同時要特別注意條件(如液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、光照、催化劑等)對反應(yīng)的影響.例1有4種無色液態(tài)物質(zhì)：己烯、己烷、苯和甲苯，符合下列各題要求的分別是(1）不能與溴水或酸性KMnO4溶液反應(yīng)，但在FeBr3作用下能與液溴反應(yīng)的是__________________________，生成的有機物名稱是________________________________________________________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。此反應(yīng)屬于__________反應(yīng)。（2）與溴水或酸性KMnO4溶液都不反應(yīng)的是______。（3）能與溴水和酸性KMnO4溶液反應(yīng)的是________。(4）不與溴水反應(yīng)但與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的是________________________.解析己烯、己烷、苯、甲苯四種物質(zhì)中,既能和溴水反應(yīng),又能和酸性KMnO4溶液反應(yīng)的只有己烯。均不反應(yīng)的為己烷和苯。不能與溴水反應(yīng)但能被酸性KMnO4溶液氧化的是甲苯。苯在FeBr3的催化作用下與液溴發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯.答案（1)苯溴苯取代（2)苯、己烷(3)己烯（4)甲苯3.烯烴的順反異構(gòu)（1）并不是所有的烯烴都存在順反異構(gòu)，只有當雙鍵兩端的同一碳原子上連接不同的原子或原子團時烯烴才存在順反異構(gòu)。(2)判斷烯烴是否存在順反異構(gòu)的方法:①分子中有不能自由旋轉(zhuǎn)的碳碳雙鍵;②雙鍵兩端的同一碳原子上不能連接相同的基團.如乙烯，因為每個碳原子都連有兩個氫原子，所以乙烯沒有順反異構(gòu)體。如果用a、b、c表示雙鍵碳原子上的原子或原子團，因雙鍵所引起的順反異構(gòu)可以表示如下：其中前兩種為順式，后兩種為反式。例2下列有機物分子中，可形成順反異構(gòu)的是()A.CH2=CHCH3 B.CH2=CHCH2CH3C.CH3CH=C(CH3)2 D.CH3CH=CHCl解析能否形成順反異構(gòu)主要看兩個方面：一是看是否有雙鍵,二是看雙鍵兩端的基團是否不同.A、B、C三項中雙鍵兩端的基團有相同的，不可能形成順反異構(gòu)。D項可形成答案D二烴類燃燒的規(guī)律1.烴完全燃燒前后氣體體積變化規(guī)律烴完全燃燒的通式：CxHy＋（x＋eq\f（y,4)）O2eq\o（→,\s\up7(點燃))xCO2＋eq\f（y,2)H2O（1)燃燒后溫度高于100℃，即水為氣態(tài)ΔV＝V后－V前＝eq\f(y,4）－1①y＝4時，ΔV＝0,體積不變;②y〉4時，ΔV>0，體積增大；③y<4時，ΔV<0，體積減小。（2)燃燒后溫度低于100℃時，即水為液態(tài)ΔV＝V前－V后＝1＋eq\f(y,4）,總體積減小。特別提示烴完全燃燒時，無論水是氣態(tài)還是液態(tài)，燃燒前后氣體體積變化都只與烴分子中的氫原子數(shù)有關(guān)，而與烴分子中碳原子數(shù)無關(guān)。例3amL三種氣態(tài)烴的混合物與足量氧氣混合點燃充分反應(yīng)后，恢復(fù)到原來的狀況(常溫、常壓下)，體積共縮小2amL。則這三種烴可能是()A.CH4、C2H4、C3H4 B.C2H6、C3H6、C4H6C.CH4、C2H6、C3H8 D。C2H4、C3H4、C3H6解析如果分別寫出各選項中烴對應(yīng)的燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式，我們會發(fā)現(xiàn)只要烴分子中的氫原子數(shù)為4,amL該烴完全燃燒后恢復(fù)至常溫常壓就一定縮小2amL體積，實際上就是常溫下水為液態(tài)，縮小的體積就是反應(yīng)后水蒸氣占有的體積，所以A項為正確選項。答案A2.烴完全燃燒時耗氧量規(guī)律（1）等物質(zhì)的量的烴(CxHy）完全燃燒時,其耗氧量的大小取決于（x＋eq\f(y,4)）的值,其值越大，耗氧量越多。(2)等質(zhì)量的烴完全燃燒，其耗氧量大小取決于該烴分子中氫的質(zhì)量分數(shù)，其值越大，耗氧量越多。（3）最簡式相同的烴，不論它們以何種比例混合，只要總質(zhì)量一定，完全燃燒時所消耗的氧氣為定值.（4）脂肪烴完全燃燒耗氧量比較類別通式消耗氧氣的量規(guī)律烷烴CnH2n＋2(3n＋1）/2消耗氧氣的量成等差數(shù)列烯烴、環(huán)烷烴CnH2n3n/2炔烴、二烯烴CnH2n－2(3n－1)/2例4完全燃燒質(zhì)量相同的①甲烷②丙烷③乙烯④乙炔⑤苯⑥間二甲苯時，耗氧量由多到少的順序是________________（用序號表示）.解析先將各烴轉(zhuǎn)化成CHy/x的形式：①CH4；②CH8/3;③CH2；④CH；⑤CH；⑥CH5/4。因為等質(zhì)量的烴燃燒時耗氧量取決于y/x的大小，y/x越大，耗氧量越多,所以耗氧量由多到少的順序為①＞②＞③＞⑥＞④＝⑤。答案①＞②＞③＞⑥＞④＝⑤3.烴完全燃燒產(chǎn)物規(guī)律n(CO2）∶n（H2O）通式類別1∶1CnH2n烯烴、環(huán)烷烴＞1∶1CnH2n－x炔烴、二烯烴、苯及其同系物＜1∶1CnH2n＋2烷烴(1)質(zhì)量相同的烴，碳的質(zhì)量分數(shù)越大，完全燃燒生成的CO2越多。(2）碳的質(zhì)量分數(shù)相同的烴，只要總質(zhì)量一定，以任意比混合，完全燃燒后，產(chǎn)生的CO2的量總是一個定值.4。燃燒時火焰亮度與含碳量的關(guān)系比較規(guī)律（1)含碳量越高，燃燒現(xiàn)象越明顯，表現(xiàn)為火焰越明亮，黑煙越濃。如C2H2、、等燃燒時火焰明亮，并伴有大量濃煙;而含碳量越低，燃燒現(xiàn)象越不明顯，無黑煙，如甲烷；對于C2H4及單烯烴的燃燒則是火焰較明亮,并伴有少量黑煙。（2）含碳原子較少的各類烴，燃燒時的現(xiàn)象是不同的，烷烴無黑煙產(chǎn)生，烯烴有少量黑煙產(chǎn)生，炔烴及芳香烴有濃黑煙產(chǎn)生。應(yīng)用燃燒來鑒別簡單的烷烴、烯烴和炔烴是一種簡單而有效的方法.例5400K、101。3kPa時，1.5L某烴蒸氣能在aL氧氣中完全燃燒，體積增大至（a＋3)L(相同條件下）。請回答下列問題：(1)該烴在組成上必須滿足的基本條件是________________________________________________________________________.（2)當a＝10L時，該烴可能的分子式為_____________________________________________。（3）當該烴的分子式為C7H8時,a的取值范圍為____________________________________。解析（1)根據(jù)烴完全燃燒的通式和差量法可以求解,即：CxHy＋（x＋eq\f（y，4)）O2eq\o(→，\s\up7(點燃)）xCO2＋eq\f（y，2）H2O（g）ΔV＝（eq\f(y，4）－1）L1L(eq\f（y，4）－1)L1.5L[a＋3－（a＋1.5)］L根據(jù)正比關(guān)系解得y＝8.（2)由于該烴在O2中完全燃燒，故O2足量，即1。5(x＋eq\f(y,4）)≤10，且y＝8，解得x≤14/3，且x為整數(shù)，結(jié)合該烴中的氫原子數(shù)為8，可知該烴可能為C4H8或C3H8。（3)當烴的分子式為C7H8時，烴完全燃燒，即：a≥1。5(x＋eq\f（y，4）），且y＝8，求得a≥13。5.答案(1）該烴分子中氫原子數(shù)為8(2）C4H8或C3H8（3）a≥13。5三確定混合烴組成的四種方法1.平均相對分子質(zhì)量法假設(shè)混合烴的平均相對分子質(zhì)量為eq\x\to(M），則必含相對分子質(zhì)量比eq\x\to(M)小或相等(由同分異構(gòu)體組成的混合氣體)的烴。如eq\x\to（M）<26（烷、炔相混），則混合烴中一定有CH4，或eq\x\to（M）〈28（烷、烯相混),則混合烴中一定有CH4.例6某溫度和壓強下，有三種炔烴（分子中均只含一個—C≡C—)組成的混合氣體4g，與足量的H2充分加成后生成4。4g三種對應(yīng)的烷烴,則所得烷烴中一定有()A.乙烷B。異丁烷C.丁烷D.丙烷解析設(shè)混合炔烴的平均相對分子質(zhì)量為eq\x\to（M),根據(jù)題設(shè)條件，可得以下關(guān)系式：CnH2n－2～2H2～CnH2n＋2eq\x\to（M)2×24g4。4－4g解得eq\x\to(M)＝40乙炔的相對分子質(zhì)量為26，丙炔的相對分子質(zhì)量為40,顯然,混合氣體中必含乙炔,其加成可得乙烷。答案A2.平均分子組成法假設(shè)混合烴的平均分子式為CxHy，根據(jù)其平均分子組成情況有以下規(guī)律:若1〈x<2，則混合烴中一定有CH4;若1〈y〈4，則混合烴中一定有C2H2；若混合烴由兩種氣體組成，當x＝2且其中一種分子中含有兩個碳原子，則另一種氣體分子中也必含有兩個碳原子。例7兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體0。1mol,完全燃燒得0。16molCO2和3.6gH2O，下列說法正確的是()A.混合氣體一定是CH4和C2H4B.混合氣體中一定有CH4，可能含有C2H4C.混合氣體中一定含有CH4，可能含有C2H6D?；旌蠚怏w中可能含有C2H2解析根據(jù)題意得n(H2O）＝eq\f(3。6g，18g·mol－1)＝0.2mol，則n(烴)∶n（C)∶n（H)＝0.1mol∶0。16mol∶（0.2mol×2）＝1∶1.6∶4，即混合氣體的平均分子組成為C1。6H4.由碳原子情況可知，混合氣體中一定存在碳原子數(shù)小于1。6的烴，而滿足這一條件的只有CH4，所以該混合氣體中一定有CH4;再由氫原子情況可知，混合烴分子中氫原子數(shù)為4，而已經(jīng)求得的烴為甲烷，其氫原子數(shù)為4，則另一種烴所含的氫原子數(shù)也應(yīng)該是4，而氫原子數(shù)為4的烴有乙烯C2H4和丙炔C3H4等。所以A選項肯定是C2H4的說法不正確；由于C2H6分子中氫原子數(shù)為6，C2H2分子中氫原子數(shù)為2，不滿足氫原子數(shù)為4的要求，故混合氣體中一定沒有乙烷、乙炔，即C、D選項錯誤。答案B3.根據(jù)烴燃燒規(guī)律分析遇到烴類物質(zhì)的燃燒問題時，有很多規(guī)律可直接應(yīng)用于解題,如最簡式相同的烴,無論以何種比例混合，當總質(zhì)量一定時，耗氧量不變且生成CO2和H2O的質(zhì)量均不變;又如分子式為CxHy的烴，當y＝4時，完全燃燒反應(yīng)前后物質(zhì)的物質(zhì)的量相等。例8兩種氣態(tài)烴以任意比例混合，在105℃時，1L該混合烴與9L氧氣混合，充分燃燒后恢復(fù)到原狀態(tài)，所得氣體的體積仍是10L。下列各組混合烴中不符合此條件的是（）A.CH4、C2H4 B。CH4、C3H4C。C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6解析據(jù)題意，T>100℃（水為氣態(tài)）,在此狀況下氣態(tài)烴充分燃燒，混合氣體的總體積始終為10L（未變）,即ΔV＝0，故兩種氣態(tài)烴分子中的平均氫原子數(shù)均為4；又因為兩種氣態(tài)烴是以任意比例混合的，D選項中的兩種烴除1∶1的情況外，氫原子的平均數(shù)都不為4，故D項符合題意。答案D4。討論法當解決問題的條件不夠時，可以從烴類物質(zhì)的組成情況（如碳原子或氫原子多少關(guān)系）、結(jié)構(gòu)特點（如是否飽和)、各類烴的通式等方面出發(fā)進行討論，得出結(jié)果。例9常溫下,一種烷烴A和一種單烯烴B組成混合氣體；A和B分子最多只含有4個碳原子，且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多.將1L該混合氣體充分燃燒，在同溫、同壓下得到2.5LCO2氣體。試推斷原混合氣體中A和B所有可能的組合及其體積比，并將結(jié)果填入下表：組合編號A的分子式B的分子式A和B的體積比V(A)∶V(B）解析設(shè)混合氣體的平均分子式為CxHy,因為同溫、同壓下氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比.所以1mol的混合烴充分燃燒后可生成2。5molCO2，即x＝2。5，故混合烴的平均分子式可表示為C2。5Hy。由于該混合氣體是由烷烴A和單烯烴B組成,且B分子的碳原子數(shù)比A多。由此可推斷，混合氣體只能由碳原子數(shù)小于2。5的烷烴(CH4和C2H6）和碳原子數(shù)大于2。5的烯烴(C3H6和C4H8)組成。它們有四種可能的組合，根據(jù)每一種組合中烷烴和烯烴的碳原子個數(shù)及平均分子式中碳原子數(shù)，可以確定A和B的體積比。以第①組為例,用十字交叉法確定VA∶VB的大?。浩渌M同樣可以用十字交叉法確定VA∶VB的大小.答案組合編號A的分子式B的分子式A和B的體積比V(A）∶V(B）①CH4C3H61∶3②CH4C4H81∶1③C2H6C3H61∶1④C2H6C4H83∶1四巧妙分割，判斷有機物分子中原子的共線和共面1.記住幾種有機物分子的空間構(gòu)型（1)甲烷，正四面體型結(jié)構(gòu),C原子居于正四面體的中心,分子中的5個原子中沒有任何4個原子處于同一平面內(nèi)。其中任意三個原子在同一平面內(nèi)，任意兩個原子在同一直線上。（2)乙烯，平面形結(jié)構(gòu)，分子中的6個原子處于同一平面內(nèi)，鍵角為120?。（3）乙炔H-C≡C-H，直線形結(jié)構(gòu)，分子中的4個原子處于同一直線上。同一直線上的原子當然也處于同一平面內(nèi)。（4)苯，平面形結(jié)構(gòu),分子中的12個原子都處于同一平面內(nèi)。特別提示(1）以上4種分子中的H原子如果被其他原子（如C、O、N、Cl等）所取代，則取代后的分子構(gòu)型基本不變。（2)共價單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，共價雙鍵和共價三鍵則不能旋轉(zhuǎn)。（3)有關(guān)判斷規(guī)律①任何兩個直接相連的原子在同一直線上。②任何滿足炔烴結(jié)構(gòu)的分子,若只含一個碳碳三鍵,與其三鍵碳相連的所有原子均在同一直線上。③在中學(xué)所學(xué)的有機物中,所有的原子能夠共平面的有CH2=CH2、CH≡CH、CH2=CH—CH=CH2、。2。巧妙分割，“分片”組合(1）一點定面若在分子結(jié)構(gòu)中有一個碳原子形成四個單鍵，則該分子中所有原子不可能共面。(2)巧分割,妙組合若要分析有機物中碳原子的共線、共面問題，要進行單元分割，必要時要兼顧分子對稱性。如：下面分子中共面碳原子、共線碳原子最多各有幾個?由于苯環(huán)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，該有機物的碳架結(jié)構(gòu)如下:由上圖可截取出3種分子的片斷，由于單鍵可以旋轉(zhuǎn)，再根據(jù)乙烯、乙炔、苯的分子構(gòu)型，即確定共面碳原子最多有12個，共線碳原子有6個。例10下列關(guān)于的說法正確的是()A.所有的碳原子不可能在同一平面內(nèi)B。最多只可能有9個碳原子在同一平面內(nèi)C。有7個碳原子可能在同一條直線上D。只可能有5個碳原子在同一條直線上解析由圖可以看出,只有虛線c上的碳原子共直線，從而得出共直線的碳原子只可能為5個.共平面碳原子的判斷，應(yīng)以乙烯式結(jié)構(gòu)為主,平面a和平面b共用兩個原子，兩個平面可能重合,另外直線c上的所有原子一定在平面b內(nèi),從而得出共平面的碳原子可能為所有碳原子.答案D五鹵代烴在有機合成中的作用1。鹵代烴的作用鹵代烴既可以發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴，又可以發(fā)生取代反應(yīng)引入羥基，所以在有機合成中引入官能團時,常常使用鹵代烴作為中間橋梁，經(jīng)過消去、加成、取代等一系列反應(yīng)，得到目標產(chǎn)物.（1）引入羥基官能團制備醇或酚由于一些鹵代烴可以水解生成醇，故在有機合成題中常利用先生成鹵代烴,再水解引入羥基的方法來增加羥基的數(shù)目。如1.丙醇→1,2。丙二醇，思路是1.丙醇消去,丙烯X2，1，2-二鹵代丙烷eq\o（→,\s\up7(水解））1,2-丙二醇.又如乙烯→乙二醇，丙烯→1，2.丙二醇等均是利用先生成鹵代烴再水解得到醇的.(2）在分子指定位置引入官能團在有機反應(yīng)中,反應(yīng)物相同而條件不同時，可得到不同的主產(chǎn)物,如下式中-R代表烴基，副產(chǎn)物均已略去。條件不同，H和Br所主要加成的位置不同.如例11某烴類化合物A的質(zhì)譜圖表明其相對分子質(zhì)量為84，紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵，核磁共振氫譜表明分子中只有一種類型的氫。(1）A的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________________________________________。（2)A中的碳原子是否都處于同一平面?________（填“是”或“不是”)。(3)在下圖中，D1、D2互為同分異構(gòu)體，E1、E2互為同分異構(gòu)體。反應(yīng)②的化學(xué)方程式為___________________________________________________________；C的化學(xué)名稱是_________________________________________________________________;E2的結(jié)構(gòu)簡式是________________________；④、⑥的反應(yīng)類型依次__________、________