烃及其衍生物的性质与应用
1．掌握烃（烷、烯、炔、芳香烃）及其衍生物（卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯）的组成、结构和性质．
II 2
．从官能团的角度掌握有机化合物的性质，并能列举事实说明有机物分子中基团之间的相互影响．II
3．根据加成反应、取代反应和消去反应的特点，判断有机反应类型．II
4．了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用．I
5．认识烃及其衍生物在有机合成和有机化工中的重要作用．I
6．以上各部分知识的综合运用．III
一、烷烃
1、烷烃的物理性质
①烷烃为分子晶体，熔沸点一般较低。相对分子质量愈大，熔沸点越高；分子式相同，相对分子质量相同，
支链越多，熔沸点越低。同时随分子中的碳原子数的递增，相对密度也逐渐增大，常温下的存在状态，也由气态逐渐过渡到液态、固态。
②分子碳原子数n≤4的烷烃，常温常压下都是气体，其他为液体或固体。特殊的为新戊烷
C
CH3
H3C
3
CH3
，常温常压下仍为气体。
③烷烃的相对密度小于水的相对密度。
④烷烃不溶于水而溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂。
2、烷烃的化学性质
①一般条件下，烷烃性质稳定，通常状况下，跟酸、碱及氧化剂都不发生反应，也难与其他物质化合。
②取代反应：光照下，烷烃可与卤素单质发生取代反应：C n H2n+2+X2C n H2n+1X+H X
例如：
实验现象：瓶内的黄绿色逐渐褪去，瓶壁出现油状液滴，瓶口有白雾，使湿润的蓝色石蕊试纸变红。
③氧化反应：在空气中或是氧气中燃烧，发生氧化反应，生成CO2和水：
C n H2n+2+(3n+1)/2 O2nCO2+(n+1)H2O
④分解反应：长链烷烃可以在高温的条件下分解生成碳原子数较少的烷烃或是烯烃。
考纲要求
基础梳理
二、烯烃
1．烯烃的结构与通式
（1）链烃分子中含有碳碳双键的不饱和烃叫做烯烃。
（2）结构：①乙烯C C
H
H H
H ，平面型结构，分子中的6个原子处于同一平面内，键角都约为120°。 ②分子中碳原子大于3的烯烃存在碳链异构、位置异构、官能团异构和顺反异构等多种类型的异构体。
（3）分子中只有一个碳碳双键的烯烃（单烯烃）的分子通式为C n H 2n ,(n≥2,n∈N)。
2．烯烃的性质
（1）烯烃的物理性质
1）烯烃的熔沸点一般较低。分子里碳原子数≤4的烯烃在常温常压下都是气体，其他烯烃在常温常压下则是
液体或固体。
2）烯烃的密度比相同条件下的水的密度小。 3）烯烃都不溶于水而易溶于有机溶剂。
4）随着碳原子数的增加，烯烃物理性质呈现规律性变化。熔沸点逐渐升高、密度逐渐增大、常温下的存在状
态也气态逐渐过渡到液态、固态。
（2）烯烃的化学性质
烯烃的化学性质较活泼，在一定条件下可以发生加成、氧化和加聚反应。 1）加成反应：烯烃能够跟溴水、卤素单质（X 2）、氢气、水、卤化氢、氰化氢（
HCN
）在适宜的条件下发生
加
成反应：
（以丙烯为例）
注意：①大量实验事实表明：凡是不对称结构的烯烃和酸(HX)加成时，酸的负基(X-)主要加到含氢原子较少
的双键碳原子上，这称为马尔科夫尼科夫规则，也就是马氏规则。
②加成反应使有机物的饱和度增大，加成反应的过程中有机物的碳骨架结构并没有发生改变（HCN 的加成除外），这一点对推测有机物结构很重要。
2）氧化反应：
①烯烃燃烧的通式： C n H 2n +3n/2O 2
nCO 2+nH 2O
②烯烃能够被酸性KMnO 4溶液氧化。其氧化产物的对应关系（选讲）是：H 2C
氧化成CO 2；
C H
R
氧化成R ；R 1
C
R 2氧化成R 1
C R 2
O
，可以利用烯烃被氧化后的产物来推断烯烃
的结构。
例如： R —CH=CH 2
R —COOH + CO 2
3）加聚反应
烯烃加聚的通式：
C C
R 1
R 2
R 3
R 4
C C
R 1R 2
R 3R4
n
n
3．乙烯的实验室制法
原理：C O
H CH CH OH CH CH SO H ?+↑===???→?-170222234
2浓
1)药品及其比例：无水乙醇、浓硫酸 (体积比为1:3)
2)温度计水银球位置：反应液中 3)碎瓷片的作用： 防暴沸
4)温度控制： 迅速升至170℃ 5)浓硫酸的作用： 催化剂、脱水剂
6)用NaOH 洗气：混有杂质CO2、SO2、乙醚及乙醇 7)加药顺序：碎瓷
无水乙醇 浓硫酸
4．关于乙烯的一点小常识
乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料（聚乙烯及聚氯乙烯）、合成乙醇（酒精）的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等，尚可用作水果和蔬菜的催熟剂，是一种已证实的植物激素。
乙烯在低浓度时，有刺激作用，高浓度时具有较强的麻醉作用，但无明显兴奋阶段，麻醉快，苏醒也快。对皮肤粘膜没有刺激作用。主要中毒途径是呼吸道吸入，其次为皮肤接触。突然吸入80~90%高浓度乙烯，可立刻引起意志丧失；吸入75－90%乙烯与氧的混合气可引起麻醉；吸入61%乙烯4分钟，产生反应迟钝；吸入25－45%乙烯有痛觉消失和记忆力减退。
乙烯在植物生理上扮演植物激素的角色。植物体的催熟剂，以气体方式微量作用在植物，刺激或调节果实成熟、开花和植物叶片掉落。因以气体形式扩散，甚至会影响别株植物、其他个体。
5．烯烃的顺反异构
1）由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象，称为顺反异构。
（2）形成条件：
1)具有碳碳双键
2)组成双键的每个碳原子必须连接两个不同的原子或原子团.
如果用a 、b 、c 表示双键碳原子上的原子或原子团，那么，因双键所引起的顺反异构如下所示：
两个相同的原子或原子团居于同一边的为顺式，分居两边的为反式。例如，在2-丁烯中，两个甲基可能同时位于分子的一侧，也可能分别位于分子的两侧。
三、炔烃
1．炔烃的结构与通式
（1）分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃称为炔烃。
（2）乙炔(ethyne)的结构：
分子式： C 2H 2， 实验式：CH ， 电子式：
结构式：H-C≡C -H ，
分子构型：直线型， 键角：180°
（3）分子里只有一个碳碳三键的炔烃的分子通式为C n H 2n-2,(n≥2,n∈N)。 （4）炔烃与同碳原子的二烯烃、单环烯烃等互为同分异构体。
2．炔烃的性质 （1）物理性质：
1）碳原子数≤4的炔烃在常温常压下都是气体，其他的炔烃在常温常压下则是液体或是固体。 2）炔烃密度比水的密度小。
3）炔烃不溶于水而易溶于有机溶剂。
4）炔烃随着分子的碳原子数的增加，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大，物质的存在状态由气态向液态或固态逐渐过渡。
（2）化学性质：炔烃与烯烃分子内都包含不饱和键，因为化学性质相近，也能发生加成、
氧化、聚合反应，但是比烯烃要困难（碳碳叁键比碳碳双键稳定）。
1）加成反应：在一定条件下和氢气、溴水、卤素单质、卤化氢、氰化氢等发生加成反应。
注意：物质的量的比可为1:1或1:2，加成程度是可以控制的。
2）氧化反应：
①烯烃燃烧的通式： C n H 2n-2+(3n-1)/2O 2
nCO 2+(n-1)H 2O （乙炔燃烧明亮火焰，产生浓烈黑烟）
②可被酸性高锰酸钾溶液氧化，反应产物与烯烃反应产物相近。
3）聚合反应：通常难以自生加成聚合生成高分子化合物。但在特殊条件下可以加聚形成高聚物
HC
CH
C H
C H
n n
3．乙炔的实验室制取
（1）反应原料：电石、水
（2）反应原理：CaC 2＋2H 2O→CH≡CH↑＋Ca （OH ）2
（3）发生装置：固-液不加热制气装置（不能使用启普发生装置）。
（4）收集方法：排水集气法。
4．关于乙炔你所应该了解的
乙炔，俗称风煤、电石气、电土，
乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。纯乙炔是无臭的，但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质，而有一股大蒜的气味。乙炔的化学能主要贮存于它的三键中。
乙炔也被用于碳化物灯。以前，碳化物灯是在汽车和矿工用的灯。现在还有一些山洞探索者使用碳化物灯。碳化物灯是利用把碳化钙加水燃烧形成乙炔时的火焰照明。
四、二烯烃—— CH 2=CH-CH=CH 2 (1，3-丁二烯)
五、苯和苯的同系物
1． 苯的结构和性质
苯分子具有平面正六边形结构，各个键角都是o 120，六角环上碳碳之间的键长都是?40.11010m -，它既不同于一般的单键(C-C 键键长是-101.5410m ?)，也不同于一般的双键（C=C 键键长是101.3310m -?)，是一种介于单键和双键之间的独特的键。
由于苯分子里的碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键， 所以苯既有与烷烃相似的化学性质，又有与烯烃相似的化学性质。 （1）氧化反应----在空气中燃烧：
662222C H 15O 12CO 6H O +???→+点燃
苯燃烧时发出明亮的带有浓烟的火焰，这是由于苯分子里碳的质量分数很大的缘故。
（2）取代反应----苯较易发生取代反应
①苯与溴的反应(卤代反应)：
在有催化剂存在时，苯与溴发生反应，苯环上的氢原子被溴原子取代，生成溴苯。苯与溴反应
化学方程式：
+2Br Fe
??→
+HBr
②苯的硝化反应：
苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热至55℃—60℃，发生反应，苯环上的氢原子被硝基2-NO 取代，生成
硝基苯。
+2HO-NO ?
???→浓硫酸
NO 2
+2H O
纯硝基苯为无色、具有苦杏仁味、比水重的无色液体。
③苯的磺化反应：
+3HO-SO H ?
??
→SO 3H
+2H O 苯磺酸为易溶于水的一元强酸。
（3）苯的加成反应：
虽然苯不具有典型的碳碳双键所应有的加成反应的性质，但在特定的条件下，苯仍然能发生加
成反应。例如，在有催化剂镍的存在下，苯加热至180℃-250℃，苯可以与氢气发生加成反应，生成环己烷
（612C H ）。
+Ni
2Δ
3H ??→
（4）苯的毒性
苯有毒，对中枢神经和血液有较强的作用。严重的急性苯中毒可以引起抽搐，甚至失去知觉。慢性苯中毒
C
C C C H
H H
H
H
H
能损害造血功能。长期吸入苯及其同系物的蒸气，会引起肝的损伤，损坏造血器官及神经系统，并能导致白血病。空气中苯蒸气的容许量各国都有不同的规定，从每立方米几毫克到几百毫克不等。
六、卤代烃
1．卤代烃的物理性质：
（1）纯净的卤代烃均无色、不易溶于水，易溶于大多数有机溶剂 （2）密度、沸点均大于相应的烃
一氯代烷密度均小于水，递变规律为：烃基越大，密度越大；同分异构体中，支链越多，密度越小一氯代烷的沸点变化规律为：烃基越大，沸点越高；同分异构体中，支链越多，沸点越低
卤代烃可以看成是烷烃分子中氢原子被卤原子所取代的产物．以溴乙烷（CH 3CH 2Br ）为例，溴乙烷的官能团是溴原子（－Br ），由于溴原子吸引电子的能力较强，C －Br 键较强的极性．
溴乙烷的分子式为25C H Br ，电子式为，结构式为 C H
H
H
C H H
Br ，
结构简式为32CH CH Br ，分子中有两个四面体结构单元
2．卤代烃的化学性质（以溴乙烷为例） （1）卤代烃的化学性质 ① 水解反应（取代反应）
溴乙烷可以与NaOH 水溶液发生取代反应，羟基取代溴原子生成乙醇和溴化钠：
HBr OH CH CH O H Br CH CH 23NaOH 223+??→?+?
或NaBr OH CH CH NaOH Br CH CH 23O H 232
+??→
?+?
【拓展】写出1，2—二溴乙烷的水解方程式
② 消去反应
如果将溴乙烷与强碱（NaOH 或KOH ）的乙醇溶液共热，不发生取代反应而发生消去反应．
O H NaBr CH CH NaOH Br CH CH 22223++↑=?→?+?
醇
【拓展】卤原子邻碳（β碳）上有氢时才能发生消去反应，若没有，则不能发生消去反应，但是水解反应则没有此限制
3．卤代烃中卤原子的检验 （1）实验原理：
R —X+H 2O→R—OH+HX HX +NaOH → NaX+H 2O
HNO 3+NaOH → NaNO 3+H 2O AgNO 3+NaX → AgX↓+NaNO 3 根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素(氯、溴、碘)． （2）实验步骤：
① 取少量卤代烃 ② 加入NaOH 溶液 ③ 加热煮沸 ④ 冷却 ⑤ 加入稀硝酸酸化 ⑥ 加入硝酸银溶液 （3）实验说明：
① 加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同．
② 加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的NaOH ，防止NaOH 与AgNO 3反应对实验产生影响；
二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸．
4．卤代烃的重要用途及其危害
用途：溶剂（氯仿）、农药、致冷剂（氟利昂）、灭火剂（四氯化碳）、防腐剂、麻醉剂等． 危害：氟利昂破坏臭氧层；农药DDT 的危害等
1．下列物质在一定条件下，可与CH
4发生化学反应的是
( ) 答案 A
①氯气 ②溴水 ③氧气 ④酸性KMnO 4溶液 A ．①③
B ．②③
C ．②④
D ．①④
2．能通过化学反应使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( ) 答案 D
A ．苯
B ．氯化铁
C ．乙烷
D ．乙烯 3．利用下列反应不能制得括号中纯净物质的是
( ) 答案 C
A ．乙烯与氯气加成(1,2-二氯乙烷)
B ．乙烯与水加成(乙醇)
C ．等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应(氯乙烷)
D ．氯气与苯用氯化铁作催化剂反应(氯苯)
4．下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是
( ) 答案 D
①光照射甲烷与氯气的混合气体 ②乙烯通入溴水中
③在镍作催化剂的条件下，苯与氢气反应 ④苯与液溴混合后撒入铁粉 A ．①②
B ．①③
C ．②④
D ．①④
5．某有机物的结构简式为HO —CH 2CH===CHCH 2—COOH ，该有机物不可能发生的化学反应是 答案 A
A ．水解
B ．酯化
C ．加成
D ．氧化
6．若要将0.6 mol 甲烷完全和氯气发生取代反应，并且生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为
A ．2.5 mol
B ．4.5 mol
C ．0.6 mol
D ．1.5 mol 答案 D
经典习题—A
7．(2011·新课标全国卷，8)分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)() 答案 C A．6种B．7种C．8种D．9种
8．有机化学中的反应类型较多，将下列反应归类。(填写序号)
①由乙烯制氯乙烷②乙烷在氧气中燃烧③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色④乙烯使酸性高锰酸钾溶液
褪色⑤由乙烯制聚乙烯⑥甲烷与氯气在光照的条件下反应
其中属于取代反应的是__________；
属于氧化反应的是__________；
属于加成反应的是____________；
属于聚合反应的是__________。
答案⑥②④①③⑤
9．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)聚乙烯可发生加成反应(2010·福建理综，6A) (×)
(2)乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别(2009·福建理综，9D) (√)
(3)乙烯和苯都能与溴水反应(2009·福建理综，9A) (×)
(4)乙烯和乙烷都能发生加聚反应(2010·广东理综，11A) (×)
(5)乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同(2010·山东理综，12A) (×)
(6)苯不能使KMnO4溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应(2009·山东理综，12D) (×)
(7)用溴水鉴别苯和正己烷(2012·广东理综，9A) (×)
(8)甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应(2012·山东理综，10B) (×)
(9)乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别(2012·福建理综，7D) (√)
(10)在浓硫酸存在下，苯与浓硝酸共热生成硝基苯的反应属于取代反应(2011·福建理综，8D) (√)
(11)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同(2011·山东理综，11C)(√) 10．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物(2009·山东理综，12B) (√)
(2)煤的干馏和石油的分馏均属化学变化(2011·山东理综，9A) (×)
(3)煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠(2010·山东理综，12C) (√)
(4)甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到(2008·山东理综，12C) (×)
(5)石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量；
石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃(2012·浙江理综，7D) (√)
(6)煤气的主要成分是丁烷(2012·海南，2C) (×)
(7)石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物(2012·山东理综，7D) (×)
11．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)含5个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成4个C—C单键(2008·山东理综，12D) (×)
(2)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2N A (2012·新课标全国卷，9B) (√)
(3)常温下，4 g CH4含有n A个C—H共价键(2012·广东理综，11A) (√)
(4)常温常压下，7.0 g乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为N A (2012·四川理综，7B) (√)
(5)苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键(2011·山东理综，11D)√
(6)C 4H 10有三种同分异构体 (2012·福建理综，7B) (×) 12．(2012·海南，5)分子式为C 10H 14的单取代芳烃，其可能的结构有
( ) 答案 C
A ．2种
B ．3种
C ．4种
D ．5种
1．下列说法中，不正确的是
( ) 答案 D
A ．有机化合物中每个碳原子最多能形成4个共价键
B ．油脂、淀粉、蛋白质在一定条件下都能发生水解
C ．用溴水既可以鉴别甲烷和乙烯，也可以除去甲烷中的乙烯
D ．乙烯和苯均能发生氧化反应，说明乙烯和苯分子中均有碳碳双键
2．已知如下两个热化学反应方程式。
(l)＋H 2(g)―→ (l) ΔH >0 ①
(l)＋2H 2(g)―→ (l) ΔH <0 ② 下列说法不正确的是
( ) 答案 B A ．反应①、②都属于加成反应
B ．在通常条件下，反应①、②都能自发进行
C ．反应①吸热、反应②放热的事实说明苯环中含有的并不是碳碳双键
D ．反应①、②中的所有有机物均可使溴水褪色，但褪色原理不完全相同
3．C 7H 7Cl 的含有苯环的同分异构体共有
( ) 答案 B
A ．3种
B ．4种
C ．5种
D ．6种
4．某烃有两种或两种以上的同分异构体，其某一种同分异构体的一氯代物只有一种，则这种烃可能是 答案 C
①分子中含有7个碳原子的芳香烃 ②分子中含有4个碳原子的烷烃 ③分子中含有12个氢原子的烷烃 ④分子中含有8个碳原子的烷烃 A ．①②
B ．②③
C ．③④
D ．②④ 5．下列有机物的结构表示不正确的是
答案 A
A ．CH 4的球棍模型示意图为
B ．丁烯的键线式为
C ．乙醇的结构式为
D ．葡萄糖的最简式为CH 2O
6．下列有机反应属于同一反应类型的是
( ) 答案 A
A ．甲烷制一氯甲烷、苯制硝基苯
B ．苯制溴苯、乙烯制乙醇
C ．乙醇制乙醛、乙醇和乙酸制乙酸乙酯
D ．苯制环己烷、乙酸乙酯水解
7．下列叙述正确的是
( ) 答案 C
A ．属于取代反应
B ．可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和己烷
经典习题—B
C ．淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
D ．丙烯分子中可能有8个原子处于同一平面
8．下列有水参与或生成的反应不属于取代反应的是
( ) 答案 A
A ．CH 2===CH 2＋H 2O ――→一定条件
CH 3CH 2OH B ．
＋HNO 3――→浓硫酸△
＋H 2O
C ．CH 3COOH ＋CH 3CH 2OH
浓H 2SO 4加热
CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O
D ．CH 3CH 2Cl ＋H 2O ――→NaOH
CH 3CH 2OH ＋HCl
9．关于有机物的下列说法错误的是
( ) 答 案 B
A ．石油裂解能得到乙烯，乙烯是生产聚乙烯的原料
B ．甲烷、苯都属于烃，都不存在同分异构体
C ．葡萄糖可转化为乙醇，乙醇氧化可得到乙醛
D ．煤干馏是复杂的物理化学变化，石油分馏是物理变化
10．下列关于有机物的说法正确的是
( ) 答案 C
A ．煤中含有苯
B ．甲烷、氯仿、乙烯和苯都属于烃
C ．苯乙烯分子中所有原子可能在同一个平面上
D ．乙烯和氢气反应不需要使用催化剂
11．下列说法正确的是
( )答案 C
A ．氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃
B ．聚苯乙烯的结构简式为
C ．氯乙烯制取聚氯乙烯的反应为n CH 2===CHCl ――→催化剂
D ．乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
12．下列有关叙述不正确的是
( ) 答案 B
A ．等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的氧气相等
B ．PV
C 的单体可由PE 的单体与氯化氢加成制得
C ．倡导人们在购物时使用纸袋或布袋，最好不用塑料袋，是为了防止白色污染
D ．鉴别P
E 和PVC 时，可将其放入试管中加强热，在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸，若试纸变红，则为PVC ；若不变红，则为PE
13．观察下图，讨论：
(1)根据图形，写出这三种物质的结构简式：________________、__________________、________________。 (2)从结构简式中，我们发现它们的相同点是________________，不同点是
_____________________________________________________________________。
(3)三种物质之间的关系为____________，三种物质与甲烷的关系为____________。
答案(1)CH3CH2CH2CH2CH3
(2)分子式相同，相对分子质量相同碳链结构不同，碳原子排列不同
(3)互为同分异构体互为同系物
解析三种物质的分子式完全相同，但结构不同，互为同分异构体，与甲烷互为同系物。
14．为了验证凯库勒有关苯环的观点，甲同学设计了如下实验方案。
①按如图所示的装置图连接好各仪器；
②检验装置的气密性；
③在A中加入适量的苯和液溴的混合液体，再加入少量铁粉，塞上橡皮塞，打开止水夹K1、K2、K3；
④待C中烧瓶收集满气体后，将导管b的下端插入烧杯里的水中，挤压预先装有水的胶头滴管的胶头，观
察实验现象。
请回答下列问题。
(1)A中所发生反应的反应类型为______________，能证明凯库勒观点错误的实验现象是
(2)装置B的作用是________________________________________________
(3)C中烧瓶的容积为500 mL，收集气体时，由于空气未排尽，最终水未充满烧瓶，假设烧瓶中混合气体
对H2的相对密度为37.9，则实验结束时，进入烧瓶中的水的体积为__________mL(空气的平均相对分子质量为29)。
(4)实验前应对A、B、C三个装置的气密性进行逐一检查，则检查装置C气密性的操作为
__________________________________________________________
答案(1)取代反应C中产生“喷泉”现象
(2)除去未反应的苯蒸气和溴蒸气(3)450
(4)关闭K2，打开K3，将装置C中导管b的下端插入水中，双手捂热烧瓶，若观察到导管口有气泡产生，
则说明装置C的气密性良好
解析如果苯分子中碳碳间以单、双键交替结合成环状，就应有烯烃的性质，如与溴发生加成反应等，而不会与溴发生取代反应生成HBr。而在甲同学的实验中，通过在圆底烧瓶C内观察到“喷泉”现象，说明苯与溴发生了取代反应，有HBr生成，从而证明凯库勒的观点是错误的。烧瓶C中混合气体的平均相对分子质量为37.9×2＝75.8，利用十字交叉法可求得空气与HBr气体的体积之比为1∶9，即HBr的体积为
500 mL ×9/10＝450 mL 。
15．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模
拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
根据要求回答：
(1)B 装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③________。 (2)设V (Cl 2)/V (CH 4)＝x ，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x 值应________。 (3)D 装置的石棉中均匀混有KI 粉末，其作用是__________________________。 (4)E 装置的作用是________(填序号)。 A ．收集气体 B ．吸收氯气 C ．防止倒吸
D ．吸收氯化氢
(5)E 装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E 中分离出盐酸的最佳方法为________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填序号)。 A ．CH 4 B ．CH 3Cl C ．CH 2Cl 2 D ．CHCl 3 E ．CCl 4 答案 (1)干燥混合气体 (2)大于或等于4 (3)吸收过量的氯气 (4)CD (5)分液 AB
解析 (1)浓H 2SO 4吸水，可干燥混合气体； (2)CH 4和Cl 2在漫射光条件下发生如下反应：
CH 4＋Cl 2――→光
CH 3Cl ＋HCl ；CH 4＋2Cl 2――→光
CH 2Cl 2＋2HCl ；CH 4＋3Cl 2――→光
CHCl 3＋3HCl ；CH 4＋4Cl 2――→光
CCl 4＋4HCl 。所以V (Cl 2)/V (CH 4)≥4时生成氯化氢最多，故x ≥4。
(3)过量的氯气进入D 装置，发生反应：Cl 2＋2KI===2KCl ＋I 2，所以D 装置可以吸收过量的Cl 2。 (4)E 为防倒吸装置，烧杯中含有水，可吸收HCl 。
(5)盐酸与有机物不互溶，故可用分液法；尾气为气体，故尾气成分是多余的CH 4和产物CH 3Cl 。
有机化学中卤代烃的有关性质总结 一.卤代烃的分类 1.按照卤元素的种类可分为三种:碘代烃溴代烃氯代烃等 2.按照卤代烃的种类可分为吧饱和卤代烃，不饱和卤代烃，芳卤代烃等 3.按照卤元素的数目可分为一卤代烃，二卤代烃，多卤代烃等 二．物理性质 在此直说一些常考的有特殊性的的物理性质，氟甲烷，氟乙烷，氟丁烷，氯甲烷，氯乙烷，溴甲烷为气体，其余卤代烃都是液体，无色。对沸点而言，卤代烃相对于各自的烃而言沸点更高（原因是他们之间有极性）。对密度而言，一氯代烷的密度小于1，一溴代烷，一碘代烷的密度大于1 三．化学性质 对化学性质而言，主要有以下四方面.亲核取代反应消除反应与金属地的反应还原反应 1.亲核取代反应 （1）RX+NaCN--------RCN+NaX此反应催化剂是醇类物质此的特点就是通过反应增加一个碳原子，用于增加碳链。 （2）.与硝酸银在醇的催化下进行取代，同时生成卤化银 RX+AgNO3-----------RONO2+AgX此反应可用于鉴别卤化物，是卤化物的特征反应 （3）卤代烃与氨的反应 CLCH2CH2CL+4NH3---------NH2CH2CH2NH2+2NH4CL此反应的条件要求苛刻必须在封闭容器中，温度在115—120反应5小时，此外，此反应不但生成一级胺还可以连续作用生成二级，三级，四级胺等，如果想得到竟可能多的一级胺则可加过量卤代烃。 （4）卤代烃还能与另一种卤素原子进行互换， C3H7Br+NaI---------C3H7I+NaBr(此处要注意有时候他们之间的互换是不能发生的要依条件而言) 2.消除反应 卤代烃与氢氧化钠或氢氧化钾在醇的作用下卤代烃脱去一个氢和一个卤原子形成双键形成不饱和烃的反应叫做消除反应。 RCH2CH2X+NaOH-----------R-CH2=CH2+NaX+H2O 此反应有个规律（札依采夫规律）当连接卤素的碳原子的相邻碳原子有两种时，通常会消除含氢较少的碳原子上的氢（即那也是主产物）。 3.与金属的反应 通式卤代烃+金属--------有机金属化合物 常见的有镁锂钠 与镁的反应RX+Mg---------RMgX(此化合物叫做有机金属镁化合物) 此反应是将Mg置于无水乙醚中，再滴加卤代烃生成RMgX。RMgX在化学界叫做格利雅试剂，简称格式试剂，此化合物不稳定常与乙醚生成稳定的化合物用于溶剂（此时的外界条件是无水溶剂干燥容器），此外苯，四氢呋喃（THF）也可代替乙醚作溶剂。值得注意的是在生成格式试剂时卤代物的活性有一定的顺序，通常RI>RBr>RCL>RF。 由于格式试剂不稳定常会发生如下反应； RMgX+ROH---------RH+XMgOH RMgX+HX----------RH+MgX2
第三节 卤代烃 答案：(1)—X(F 、 Cl 、Br 、I) (2)烃分子中的氢原子被卤素原子取代而生成的化合物 (3)分子中除了碳氢原子外，其余是卤素原子 (4)少数 (5)液体和固体 (6)难 (7)CH 3CH 2OH ――――――→NaOH 水溶液，△CH 3CH 2—OH ＋H — Br (8)＋NaOH ――→醇△CH 2===CH 2↑＋NaBr ＋H 2 O 1．卤代烃的结构和物理性质 (1)卤代烃的结构：烃分子中的氢原子被卤素原子取代而生成的化合物R —X ，如CH 3CH 2Br 、CHCl 3、CH 2===CHCl 、Br 、CH 2—Cl 、氟利昂(氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称)等。 卤代烃的官能团是—X(F 、Cl 、Br 、I)。 芳香卤代烃，如Br 常温下，卤代烃中除少数为气体外，大多数为液体和固体，不溶于水，溶于大多数有机溶剂(本身是很好的有机溶剂)。 ①互为同系物的卤代烃，熔沸点随碳原子数的增多而升高。 ②除脂肪烃的一氟代物和一氯代物外，其余液态卤代烃的密度一般都比水的密度大。 ③溴乙烷在常温下是无色液体，沸点38.4 ℃，密度比水大，难溶于水，易溶于多种有机溶剂。 (4)卤代烃的用途 卤代烃的用途很广泛。如有些多卤代烃，其化学性质稳定、无毒，具有不燃烧、易挥发、
易液化等特性，曾被广泛用作制冷剂(如氟利昂)、灭火剂(如CCl4、C2F4Br2)、麻醉剂(CF3CHBrCl)、有机溶剂(如氯仿CHCl3)等；有些卤代烃还是有机合成的重要原料，如合成聚氯乙烯树脂(塑料材料)、聚四氟乙烯(不粘锅涂层)等。 近年来发现有些含氯、溴的氟代烷可以对大气中的臭氧层产生破坏作用，已被国际上禁止或限制使用。 【例1】下列关于卤代烃的说法不正确的是( ) A．在溴乙烷(CH3CH2Br)分子中，溴元素的存在形式为溴离子 B．在卤代烃中，卤素原子与碳原子形成共价键 C．聚四氟乙烯(塑料王)为高分子化合物，不属于卤代烃 D．卤代烃比相应的烷烃的沸点高 解析：在卤代烃分子中，卤素原子与碳原子是以共价键结合的，所以溴乙烷分子中溴元素是以溴原子的形式存在的，A 不正确；聚四氟乙烯虽然是高聚物，但是也属 于卤代烃，C错。 答案：AC 2．卤代烃的化学性质 在卤代烃分子中，卤素原子是官能团。由于卤素原子吸引电子的能力强，使共用电子对偏移，C—X键具有较强的极性，因此卤代烃的反应活性增强。下面以溴乙烷为例研究卤代 溴乙烷和NaOH在不同的溶剂中发生不同类型的化学反应，生成不同的产物 溴乙烷的消去反应： ①溴乙烷的沸点低，不能用酒精灯直接加热，应采用水浴加热。 ②证明Br－生成的方法：向大试管中加入稀硝酸酸化后，滴加2滴AgNO3溶液。 现象：大试管中有浅黄色沉淀生成。 ③检验Br－时，必须先用稀硝酸酸化，否则AgNO3会与OH－反应，生成褐色的Ag2O，会干扰观察浅黄色的AgBr沉淀。 ④消去反应是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、HX等)，而生成含不饱和键化合物的反应。 ⑤如果用高锰酸钾酸性溶液检验消去反应生成的乙烯，必须先用水吸收生成的HBr，否则HBr会影响乙烯的检验，因HBr也会被高锰酸钾酸性溶液氧化，使溶液褪色。 ⑥乙醇在卤代烃消去反应中不是催化剂，只是起到了溶剂的作用。 巧记卤代烃取代反应和消去反应条件和产物：无醇(水溶液)则有醇(生成醇)，有醇(醇溶液)则无醇(产物中没有醇)。 【例2】下列关于卤代烃的叙述正确的是( ) A．所有卤代烃都是难溶于水、密度比水小的液体 B．所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应 C．并不是所有卤代烃都能发生水解反应生成醇
烃及其衍生物的性质与应用 1．掌握烃（烷、烯、炔、芳香烃）及其衍生物（卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯）的组成、结构和性质． II 2 ．从官能团的角度掌握有机化合物的性质，并能列举事实说明有机物分子中基团之间的相互影响．II 3．根据加成反应、取代反应和消去反应的特点，判断有机反应类型．II 4．了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用．I 5．认识烃及其衍生物在有机合成和有机化工中的重要作用．I 6．以上各部分知识的综合运用．III 考纲要求 基础梳理
1．下列物质在一定条件下，可与 CH 4发生化学反应的是 ( ) 答案 A ①氯气 ②溴水 ③氧气 ④酸性KMnO 4溶液 A ．①③ B ．②③ C ．②④ D ．①④ 2．能通过化学反应使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( ) 答案 D A ．苯 B ．氯化铁 C ．乙烷 D ．乙烯 3．利用下列反应不能制得括号中纯净物质的是 ( ) 答案 C A ．乙烯与氯气加成(1,2-二氯乙烷) B ．乙烯与水加成(乙醇) C ．等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应(氯乙烷) D ．氯气与苯用氯化铁作催化剂反应(氯苯) 4．下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是 ( ) 答案 D ①光照射甲烷与氯气的混合气体 ②乙烯通入溴水中 ③在镍作催化剂的条件下，苯与氢气反应 ④苯与液溴混合后撒入铁粉 A ．①② B ．①③ C ．②④ D ．①④ 5．某有机物的结构简式为HO —CH 2CH===CHCH 2—COOH ，该有机物不可能发生的化学反应是 答案 A A ．水解 B ．酯化 C ．加成 D ．氧化 6．若要将0.6 mol 甲烷完全和氯气发生取代反应，并且生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为 A ．2.5 mol B ．4.5 mol C ．0.6 mol D ．1.5 mol 答案 D 7．(2011·新课标全国卷，8)分子式为C 5H 11Cl 的同分异构体共有(不考虑立体异构)( ) 答案 C A ．6种 B ．7种 C ．8种 D ．9种 9．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)聚乙烯可发生加成反应 (2010·福建理综，6A) (×) (2)乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别 (2009·福建理综，9D) (√) (3)乙烯和苯都能与溴水反应 (2009·福建理综，9A) (×) (4)乙烯和乙烷都能发生加聚反应 (2010·广东理综，11A) (×) (5)乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同(2010·山东理综，12A) (×) (6)苯不能使KMnO 4溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应(2009·山东理综，12D) (×) (7)用溴水鉴别苯和正己烷 (2012·广东理综，9A) (×) (8)甲烷和Cl 2的反应与乙烯和Br 2的反应属于同一类型的反应(2012·山东理综，10B) (×) (9)乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别(2012·福建理综，7D) (√) (10)在浓硫酸存在下，苯与浓硝酸共热生成硝基苯的反应属于取代反应(2011·福建理综，8D) (√) (11)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同(2011·山东理综，11C)(√) 经典习题—A
教学过程 一、复习预习 1、复习烃的分类、命名； 2、复习脂肪烃的性质； 3、复习常见的有机化学反应。
二、知识讲解 考点1：苯的结构与化学性质 1、苯的物理性质 (1)、无色、有特殊气味的液体 (2)、密度比水小，不溶于水，易溶于有机溶剂 (3)、熔沸点低，易挥发，用冷水冷却，苯凝结成无晶体 (4)、苯有毒 2、苯的分子结构 (1) 分子式：C 6H 6最简式(实验式)：CH （2）苯分子为平面正六边形结构，键角为120°。 （3）苯分子中碳碳键键长为40×10－10m ，是介于单键和双键之间的特殊的化学键。 (4) 结构式 (5) 结构简式（凯库勒式） 3、苯的化学性质 (1) 氧化反应：不能使酸性KMnO 4溶液褪色 三.苯的化学性质 ⒈氧化反应 2C 6H 6+ 15O 2 12CO 2+ 6H 2O 点燃 现象：明亮的火焰、浓烟（含碳量大于乙烯） ⒉取代反应 ①卤代 + Br 2 Fe （溴苯）+HBr (不能使酸性高锰酸钾溶液褪色） 或 C C C C C H H H H H
（苯分子中的（溴苯）（氯苯） 溴代反应注意事项： 3、加入的必须是液溴，不能用溴水，苯不与溴水发生化学反应，只能是萃取作用。 4、长直导管的作用是：导出HBr气体和冷凝回流 5、纯净的溴苯为无色油状液体，不溶于水，密度比水大。新制得的粗溴苯往往为褐色，是因为溶解了未反应的溴。欲除去杂质，应用NaOH溶液洗液后再分液。 方程式：Br2＋2NaOH＝＝NaBr＋NaBrO＋H 2O ［思考与交流］1、锥形瓶中导管末端为什么不插入液面以下？ 锥形瓶中导管末端不插入液面以下，防止倒吸（HBr极易溶于水） 2、如何证明反应是取代反应，而不是加成反应？ + HO－ （硝基苯）
金属钯催化Sonogashira偶联反应 （芳基炔与芳基卤偶联） 一、实验题目： 金属钯催化Sonogashira偶联反应（芳基炔与芳基卤偶联） 二、实验日期: 实验地点： 实验指导老师： 三、实验目的 1. 学习金属催化的有机偶联反应 2. 掌握Sonogashira偶联的反应机理。 3. 熟练氮气保护、金属催化、回流反应等有机基本操作。 四、实验原理 Sonogashira偶联反应现代有机合成中一种非常重要的形成碳碳键的偶合技术。用于在不饱和碳原子之间形成碳碳单键。 反应是碘代乙烯或芳香烃与端炔之间经催化生成炔烯化合物的反应。反应催化剂为钯和氯化亚铜。反应需要碱性条件下进行。
反应催化循环如下： 钯与碘乙烯发生氧化加成反应，生成乙烯基碘化钯；氯化亚铜在碱性条件下与炔生产炔化铜，后者与乙烯基碘化钯发生金属交换反应，生成乙烯基炔化钯，然后发生还原消除反应生成零价钯和烯炔，完成一个催化循环。 同大多数钯介导的偶合反应一样，该反应一般只适用于不饱和碳原子之间的偶合。在传统有机合成中，乙烯基卤素都是惰性化合物，很难发生取代反应，但在现代有机合成中这种观念发生了彻底的变化。在钯催化下乙烯基卤素化合物变得相当活泼，能发生一系列取代反应。而Sonogashira偶联反应就是其中一个反应代表。烯炔结构是天然产物中常见的结构，特别是菊科植物的次生代谢产物富含这种结构。在全合成研究中Sonogashira偶联反应无疑是一种有力的合成手段。
本次实验是将碘苯和对乙基苯乙炔进行Sonogashira偶联反应，使得苯和碳碳三键直接相连。 反应方程式如下： I CuI,PPh 2 32 + 120C Pd(PPh)Cl 实验装置： 五、实验部分 1、实验仪器：10 mL圆底烧瓶、球形冷凝管、酒精灯、针头、橡胶塞、空气球 2、实验药品：碘代苯、对乙基苯乙炔、碘化亚铜、三乙胺、二氯-二-(三苯基磷）钯
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卤代烃的化学性质；乙醇 1. 卤代烃（溴乙烷）的主要化学性质： （1）水解反应 CH CH Br H O CH CH OH HBr NaOH 32232+?→??--+? （2）消去反应 CH CH Br CH CH HBr NaOH 3222的乙醇溶液，?→????=+? 2. 乙醇： （1）组成与结构 分子式：C H O 26 结构式：H C H H C H H O H ----||| | 结构简式：CH CH OH 32 （2）物理性质 a. 色、态、味：通常情况下，无色液体，有特殊香味。 b. 溶解性：与水混溶，本身是常用的有机溶剂。 c. 杀菌、消毒：75%<体积分数，乙醇水溶液，可作医用酒精。 （3）化学性质 a. 与活泼金属反应 22232322CH CH OH Na CH CH ONa H +→+↑ b. 取代反应 CH CH OH HBr CH CH Br H O 32322+? →?+? 2323223224140CH CH OH CH CH OCH CH H O H SO 浓℃?→???+ c. 消去反应
CH CH OH CH CH H O H SO 3222224170浓℃?→???=↑+ d. 氧化反应 CH CH OH O CO H O 32222323+?→? ?+点燃 或 22232232CH CH OH O CH CHO H O Cu +?→?+? （此反应可视为以下两步： 222Cu O CuO +?→?? CH CH OH CuO CH CHO Cu H O 3232+? →?++?） （4）制备 a. 饮用酒：以淀粉为原料，在生物催化剂作用下转变为乙醇。 b. 工业酒精：催化剂高温、高压CH CH H O CH CH OH 22232=+?→??? 【疑难解析】 例1. 如何理解溴乙烷发生水解反应和消去反应所需的条件？ 解析： （1）碱性条件：因为反应的机理需OH －参与反应历程，也可以从碱可以和生成的HBr 反应，从而推动反应进行来理解。 （2）条件差异：水解必须有水参与，醇的NaOH 溶液自然不能水解，而只能消去。 例2. 如何从化学键的断裂理解乙醇的化学性质？ 解析：
烃和卤代烃的知识点及题型 答：烃和卤代烃 第一节脂肪烃 一、烷烃和烯烃 1、结构特点和通式： (1) 烷烃：仅含C—C键和C—H键的饱和链烃，又叫烷烃。（若C—C连成环状， 称为环烷烃。）通式：C n H 2n+2 (n≥1) (2) 烯烃：分子里含有一个碳碳双键的不饱和链烃叫做烯烃。(分子里含有两个双键的链烃叫做二烯烃) 通式：C n H 2n (n≥2) 2、物理性质 (1) 物理性质随着分子中碳原子数的递增，呈规律性变化，沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大； (2) 碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低。 (3) 常温下的存在状态，也由气态(n≤4)逐渐过渡到液态(5≤n≤16)、固态(17≤n)。 (4) 烃的密度比水小，不溶于水，易溶于有机溶剂。 3、基本反应类型 (1) 取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的反应。如烃的卤代反应。 (2) 加成反应：有机物分子中双键（叁键）两端的碳原子与其他原子或原子团所直接结合生成新的化合物的反应。如不饱和碳原子与H2、X2、H2O的加成。 (3) 聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量较大的高分子化合物的反应。如加聚反应、缩聚反应。 4、烷烃化学性质（与甲烷相似）烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色 （1）取代反应：CH 3CH 3 + Cl 2 →CH 3 CH 2 Cl + HCl(光照) 注意：1、此反应不会停留在第一步，会继续和乙烷生成二氯乙烷、三氯乙烷···· 2、烷烃只能和纯净的卤素单质发生取代反应，不和卤素的水溶液发生反应 （2）氧化反应：C n H 2n+2 + —O 2 →nCO 2 +(n+1)H 2 O 3n+1 2 点燃
芳香烃的化学性质（一） 一、苯的稳定性和加成反应 比较苯与环己烯的分子式可知，苯比环己烯少四个氢原子，这相当于增加了两个碳碳双键，或者可以说：苯的不饱和度与环己三烯相当。但1，3-环己二烯失去两个氢变成苯时，不但不吸热，反而放出少量的热，这说明：苯比相应于环己三烯的化合物要稳定得多，从1，3-环己二烯变成苯时，分子结构已发生了根本的变化，并导致了一个稳定体系的产生。 因此，尽管苯的 C/H比值等于或大于不饱和烃的 C/H比值，但苯的不饱和性质却很不显著，譬如烯、炔在室温下能迅速与溴、硫酸等亲电试剂发生加成反应，而苯和溴、硫酸等不发生加成反应，在升温和催化剂作用下却很易发生卤化、硝化、磺化、烷基化、酰基化等取代反应。在特殊情况下，苯也能发生加成反应，但奇特的是在发生加成反应时，一般总是三个双键同时发生反应，生成一个环己烷的体系，只在个别情况下，一个双键或两个双键可以单独发生反应。如苯和氯在阳光下反应，就生成六氯代环己烷： 催化加氢也是类似的，一步生成环己烷： 苯的稳定性和加成反应 比较苯与环己烯的分子式可知，苯比环己烯少四个氢原子，这相当于增加了两个碳碳双键，或者可以说：苯的不饱和度与环己三烯相当。但1，3-环己二烯失去两个氢变成
苯时，不但不吸热，反而放出少量的热，这说明：苯比相应于环己三烯的化合物要稳定得多，从1，3-环己二烯变成苯时，分子结构已发生了根本的变化，并导致了一个稳定体系的产生。 因此，尽管苯的 C/H比值等于或大于不饱和烃的 C/H比值，但苯的不饱和性质却很不显著，譬如烯、炔在室温下能迅速与溴、硫酸等亲电试剂发生加成反应，而苯和溴、硫酸等不发生加成反应，在升温和催化剂作用下却很易发生卤化、硝化、磺化、烷基化、酰基化等取代反应。在特殊情况下，苯也能发生加成反应，但奇特的是在发生加成反应时，一般总是三个双键同时发生反应，生成一个环己烷的体系，只在个别情况下，一个双键或两个双键可以单独发生反应。如苯和氯在阳光下反应，就生成六氯代环己烷： 催化加氢也是类似的，一步生成环己烷： 二、苯及其同系物的氧化 烯、炔在室温下可迅速地被高锰酸钾氧化，但苯即使在高温下与高锰酸钾、铬酸等强氧化剂同煮，也不会被氧化。只有在五氧化二钒的催化作用下，苯才能在高温被氧化成顺丁烯二酸酐。
Suzuki-Miyaura交叉偶联反应机理及其在有机合成中的应用 学院：化学学院 专业：有机化学 学号： 姓名：
一、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应概念 Suzuki 反应（铃木反应），也称作Suzuki 偶联反应、Suzuki-Miyaura 反应（铃木－宫浦反应），是一个较新的有机偶联反应，是在钯配合物催化下，芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。 Z=Cl,Br,I 自从1981年Suzuki 等报道了通过钯催化的有机硼化学物和卤代烃可以在很温和的条件下发生偶联反应制备不对称联芳烃以后，为芳-芳键的形成展开了一个新的领域[1]。Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应被证明是目前制备联芳基及其衍生物最为广泛利用的方法，因为其具有很强的底物适应性及官能团耐受性，常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物，从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。 二、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应机理 Suzuki-Miyaura 交叉偶联的反应机理通常是一个普通的催化循环过程。这个过程主要包括三个步骤： （1）氧化加成(oxidative addition) （2）转移金属化(transmetalation) （3）还原消除(reductive elimination) Ar-Pd-Ar 1 Ar-Ar Pd(0) ArX ArPdX ArPdOH NaOH NaX B(OH)4 ArB -(OH)3 NaOH ArB(OH)2 氧化加成 还原消除 转移金属化 Z B(OH)2 Br Z + 3% Pd(PPh 3)4Benzene, Na 2CO 3/H 2O
卤代烃的化学性质及在有机合成中的应用 1．取代反应 由于卤素原子吸引电子能力大，使卤代烃分子中的C—X键具有较强的极性，当C —X键遇到其它极性试剂时，卤素原子就易被其它原子或原子团所取代。 （1）被羟基取代 R—X +H2O R—OH +NaX （2）被烷氧基取代 卤代烃与醇钠作用，卤原子被烷氧基（RO—）取代生成醚。如： CH3Br + CH3CH2ONa→CH3—O—CH2CH3+NaBr （3）被氰基取代 卤代烃与氰化物的醇溶液共热，卤原子被氰基所取代生成腈，如： R—X +NaCN RCN+ NaX 生成的腈分子比原来的卤代烃分子增加了一个碳原子，这是有机合成中增长碳链的一种方法。 2．消去反应 卤代烃在碱的醇溶液中加热，可消去一个卤化氢分子，生成不饱和烃。如： RCH2CH2—X+KOH RCH = CH2 +KX +H2O 3．与金属反应 卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一，它是卤代烷在乙醚中与金属镁作用，生成的有机镁化合物，再与活泼的卤代烃反应，生成更长碳链的烃。 RX +Mg RMgX CH2=CHCH2Cl+RMgCl →CH2=CHCH2R +MgCl2 卤代烷与金属钠反应可生成烷烃，利用此反应可制备高级烷烃。 2RBr +2Na →R—R +2NaBr 二、卤代烃在有机合成中的应用
1．烃与卤代之间的转化 例1．卤代烃在碱性醇溶液中能发生消去反应。例如 下面是八个有机化合物的转换关系 请回答下列问题： （1）根据系统命名法，化合物A的名称是。 （2）上述框图中，①是反应，③是反应。（填反应类别） （3）化合物E是重要的工业原料，写出由D生成E的化学方程式 。 （4）C2的结构简式是。F1的结构简式是。 F1和F2互为。 （5）上述八个化合物中，属于二烯烃的是。二烯烃的通式是。 2．在指定位置引入官能团 例2．在有机反应中，反应物相同而条件不同，可得到不同的主产物，下式中R代表烃基，副产物均已略去。
含氯代烃废水的生物毒性与处理方法探讨 贺启环 南京理工大学化工学院环境科学与工程系南京210094 摘要：卤代烃是在有机物分子中的碳原子上用卤素基团取代出氢的卤化产物，这个变化使有机物的生物毒性增大，是卤素有机态毒性的体现；另一方面，卤代烃在生物水解或降解过程中又会重新释放出带正电荷的卤素，与水结合后成为次卤酸而具有无机态卤素的生物毒性。作者在提出这种卤代烃生物毒性学说的基础上，提出了一系列在含卤代烃废水预处理与生物处理中的解毒、降毒、抗毒和减荷及提高可生化性的措施，以提高含卤代烃废水的综合处理效率。 关键词：卤代烃；氯代有机物；废水处理；生物毒性 Discussion on the Bio-toxicity and Treatment of Waste Water with Chlorinated Hydrocarbon HE Qi-huan (Department of Environmental Science and Engineering, Nanjing University of S. & T., 210094 ) Abstract： When the H ydrogen in the organic molecule’s carbon group is substituted by halogen, the compound is called halohydrocarbon. This substitution enhances the bio-toxicity of the organic compound (the toxicity of organic halogen). On the other side, halohydrocarbon can release electropositive halogen again in the process of bio-hydrolysis or bio-degradation. The released electropositive halogen can combine with water and show inorganic halogen bio-toxicity. Based on the his “halohydrocarbon’s bio-toxicity” theory, author put forward a series of methods on detoxification, decreasing toxicity, anti-toxification and improving the biochemistribility in the process of pretreatment and bio-treatment of waste water with halohydrocarbon. Thus, we can advance the efficiency of all-around treatment of waste water with halohydrocarbon Key words： halohydrocarbon; chlorinated organic compounds; wastewater treatment; bio-toxicity 1. 氯代烃的生物毒性机制解释 1-1 有机物的卤化 卤代烃（脂肪烃或芳烃）类被我国和许多其它国家列入水中污染物黑名单，许多情况下它是卤化反应的产物。卤化反应主要是在有机物分子中的碳原子上引入一
第五节苯芳香烃 ●教学目的： 1、使学生了解苯的组成和结构特征，掌握苯的主要化学性质。 2、使学生了解芳香烃的概念。 3、使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。 ●教学重点：苯的主要化学性质以及与分子结构的关系，苯的同系物的主要化学性质。 ●教学难点：苯的化学性质与分子结构的关系。 ●教学方法：探索推理，实验验证 教学过程： [引入] 前面我们已经学习了三大类有机物：烷烃、烯烃、炔烃。今天我们开始学习另一大类有 机物——芳香烃，它的代表物是苯。那么苯是怎样被发现的呢？ 以前人们在没有使用电灯前用的是煤油灯，而且是用塑料桶装的，每次煤油用完了之后， 桶底都留有一种油状物质，人们不知道这是什么。著名科学家法拉第及法国的日拉尔等化学 家对此进行研究，用了五年的时间终于发现和提出了这种油状物质，它就是苯。[展示实 物苯] 二、苯分子的结构 当法拉第提炼出苯后，化学家们就对苯的成分进行了研究，发现它可以燃烧，且生成物 为CO2和H2O，于是确定苯由C、H元素组成。后又通过实验数据得出了苯中C%=12/13， H%=1/13，即得出C、H个数比为1：1，即最简式为CH。最后人们还发现1mol苯的质量刚 好是3mol乙炔的质量，由此确定苯的摩尔质量为78g/mol，于是推出苯的分子式：C6H6 接下来的任务是研究苯的分子结构，为此，化学家们进行了很多实验，假设，探索。 首先，根据分子式C6H6，不符合饱和结构C n H2n+2（不饱和度为4），肯定苯是高度不饱 和结构。根据当时的“有机物分子呈链状结构”来假设： 等等 若是以上结构，则都将能发生氧化反应，会使酸性KMnO4溶液褪色。 [实验] 1、取1苯于试管中，加入2酸性KMnO4溶液，振荡。 2、取1苯于试管中，加入2溴水，振荡。 [现象] 苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。（苯在溴水中发生萃取现象）于是推翻以上假设。 一时，苯的结构式问题成了令科学家们一筹莫展的难题，也逼迫链状结构理论的提出者——36岁的德国化学家凯库勒不得不对自己的工作进行反思。 一个冬天的夜里，凯库勒坐在书桌前思考苯的结构，他画了很多图，然而百思不得其解， 他只好停笔，煨着火炉休息，他面对炉中飘忽不定的火苗陷入了沉思，不知不觉进入了梦乡， 朦胧之中凯库勒仿佛觉得有一些碳原子在自己面前跳起舞来，高贵优雅，突然间这些碳原子
Negishi偶联反应 偶联反应，也写作偶合反应或耦联反应，是两个化学实体（或单位）结合生成一个分子的有机化学反应。狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳-碳键形成反应，根据类型的不同，又可分为交叉偶联和自身偶联反应。在偶联反应中有一类重要的反应，RM（R = 有机片段, M = 主基团中心）与R'X的有机卤素化合物反应，形成具有新碳-碳键的产物R-R'。[1]由于在偶联反应的突出贡献，根岸英一、铃木章与理查德·赫克共同被授予了2010年度诺贝尔化学奖。[2] 偶联反应大体可分为两种类型： ?交叉偶联反应：两种不同的片段连接成一个分子，如：溴苯 (PhBr)与氯 )。 乙烯形成苯乙烯(PhCH=CH 2 ?自身偶联反应：相同的两个片段形成一个分子，如：碘苯 (PhI)自身形成联苯 (Ph-Ph)。 反应机理 偶联反应的反应机理通常起始于有机卤代烃和催化剂的氧化加成。第二步则是另一分子与其发生金属交换，即将两个待偶联的分子接于同一金属中心上。最后一步是还原消除，即两个待偶联的分子结合在一起形成新分子并再生催化剂。不饱和的有机基团通常易于发生偶联，这是由于它们在加合一步速度更快。中间体通常不倾向发生β-氢消除反应。[3] 在一项计算化学研究中表明，不饱和有机基团更易于在金属中心上发生偶联反应。[4]还原消除的速率高低如下： 乙烯基－乙烯基 > 苯基－苯基 > 炔基－炔基 > 烷基－烷基 不对称的R-R′形式偶联反应，其活化能垒与反应能量与相应的对称偶联反应 R-R与R′-R′的平均值相近，如：乙烯基－乙烯基 > 乙烯基－烷基 > 烷基－烷基。 另一种假说认为，在水溶液当中的偶联反应其实是通过自由基机理进行，而不是金属－参与机理。 催化剂 偶联反应中最常用的金属催化剂是钯催化剂，有时也使用镍与铜催化剂。钯催化剂当中常用的如：四(三苯基膦)钯等。钯催化的有机反应有许多优点，如：官能团的耐受性强，有机钯化合物对于水和空气的低敏感性。
17．为了鉴定溴乙烷中溴元素的存在，试分析①～⑥的各步实验，其中操作顺序合理的是①加入AgNO 3溶液 ②加入NaOH 溶液 ③加热 ④用HNO 3酸化溶液⑤加入NaOH 溶液醇溶液 A ．①②③⑤ B ．②③④① C ． ④③⑤① D ．④②⑤③ 1.化合物丙由如下反应得到：C 4H 10O C 4H 8C 4H 8Br 2（丙），丙的结构简式不 可能是（ ） 5．下列一卤代烷不能发生消去反应的是 A ．CH 3CH 2Cl B. （CH 3）2CHCl C. （CH 3）3CCl D. （CH 3）3CCH 2Cl 30．已知一个碳原子连两个—OH 的结构不稳定，会很快脱去一分子水，其变化如下： C OH OH → C O + H 2O 下图中B 和CH CH 3Cl 、CH CH 2 Cl 等都是A 和Cl 2发生反应生成的产物，E 是一种 高分子化合物，透光性能好，常用作一些灯饰外壳。过程中一些小分子都已经略去。 ⑴化合物B 的结构简式为： ⑵与反应②条件相同的反应为 （选择序号），与反应⑤类型相同的反应为 （选择序号）。 ⑶写出反应④和⑦的化学方程式： 反应④： 反应⑦： 21．(10分)为探究苯与溴的取代反应，甲用下图装置Ⅰ进行如下 实验：
将一定量的苯和溴放在烧瓶中，同时加入少量铁屑做催化剂，3～5分钟后发现滴有AgNO3的锥形瓶中有浅黄色的沉淀生成，即证明苯与溴发生了取代反应。 (1)装置Ⅰ中①的化学方程式为________________。②中离子方程式为__________________________。 (2)①中长导管的作用是________________________。 (3)烧瓶中生成的红褐色油状液滴的成分是________，要想得到纯净的产物，可用NaOH溶液试剂洗涤。洗涤后分离粗产品应使用的仪器是________。 (4)甲做实验时，乙观察到烧瓶中液体沸腾并有红棕色气体从导管中逸出，提出必须先除去红棕色气体，才能验证锥形瓶中的产物。原因是____________________________________________________。 (5)乙同学设计如图所示装置Ⅱ，并用下列某些试剂完成该实验。可选用的试剂是：苯；液溴；浓硫酸；氢氧化钠溶液；硝酸银溶液；四氯化碳。 a的作用是_____________。b中的试剂是_____________。 比较两套装置，装置Ⅱ的主要优点是__________________。
烃和卤代烃专题复习 考点一脂肪烃 1．烷烃、烯烃、炔烃的组成与结构特点 (1)烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式 (3)烯烃的顺反异构 ①存在顺反异构的条件 由于碳碳双键不能旋转而导致分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象。每个双键碳原子上连接了两个不同的原子或原子团。 ②两种异构形式 2.物理性质 3.化学性质 (1)氧化反应： ①均能燃烧，其燃烧的化学反应通式为：C x H y＋(x＋y 4)O2――→ 点燃 x CO2＋ y 2H2O。 ②强氧化剂氧化三类脂肪烃中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是烯烃和炔烃。
(2)烷烃的取代反应： ①取代反应：有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。 ②烷烃的卤代反应 ③甲烷跟氯气发生取代反应的化学方程式： CH 4＋Cl 2――→光 CH 3Cl ＋HCl ；CH 3Cl ＋Cl 2――→光 CH 2Cl 2＋HCl ； CH 2Cl 2＋Cl 2――→光 CHCl 3＋HCl ；CHCl 3＋Cl 2――→光 CCl 4＋HCl 。 (3)烯烃、炔烃的加成反应： ①加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。 ②烯烃、炔烃的加成反应 (4)烯烃、炔烃的加聚反应： ①乙烯的加聚反应： n CH 2===CH 2――→ 催化剂 。 ②丙烯的加聚反应： n CH 3CH===CH 2――→催化剂。 ③乙炔的加聚反应： n CH ≡CH ――→ 催化剂 。 4．
1．下列三种情况的褪色原理相同吗？ (1)CH4与Cl2混合光照后黄绿色褪去。 (2)丙烯与溴水作用溴水褪色。 (3)丙烯通入酸性高锰酸钾溶液褪色。 2．利用酸性KMnO4溶液能否鉴别乙烷和乙烯？能否除去乙烷中的乙烯杂质？3．制备一氯乙烷有以下两种方案： (1)乙烷和氯气光照取代；(2)乙烯和HCl发生加成反应。采用哪种方案更好？考点二芳香烃 1．苯的分子结构及性质 (1)苯的结构： (3)苯的化学性质： 2．苯的同系物 (1)概念：苯环上的氢原子被烷基取代的产物，通式为C n H2n－6(n≥6)。 (2)化学性质(以甲苯为例)：
序号：08 芳香烃 【学习目标】 1.了解苯的物理性质和分子组成以及芳香烃的概念。 2. 掌握苯的结构式并认识苯的结构特征，了解苯的化学性质。 【知识梳理】 1. 苯是色，带有气味的液体，苯有毒，溶于水，密度比水。用冰冷却，苯凝结成无色的晶体，通常可溴水中的溴，是一种有机溶剂。 2. 苯分子是结构，键角，所有原子都在一个平面上，苯环上的碳碳键是之间的独特键。 3. 芳香族化合物——。 4. 芳香烃——。 一、苯的结构与性质 1．苯的结构 （1）分子式：最简式（实验式）： （2）结构式：结构简式： 〖交流与讨论〗苯分子的结构是怎样的？ ①苯的1H核磁共振谱图（教材P48）：苯分子中6个H所处的化学环境 苯分子结构的确定经历了漫长的历史过程，1866年， 德国化学家凯库勒提出苯环结构，称为凯库勒式： ②苯的一取代物只有一种，邻位二取代物有种。 （3）分子空间构型 平面正六边形，12个原子共。 2．苯的化学性质 （1）苯的溴代反应 原理： 装置：（如右图） 现象： ①向三颈烧瓶中加苯和液溴后， ②反应结束后，三颈烧瓶底部出现 ③锥形瓶内有白雾，向锥形瓶中加入AgNO3溶液，出现 沉淀 ④向三颈烧瓶中加入NaOH溶液，产生沉淀（） 注意： ①直型冷凝管的作用：（HBr和少量溴蒸气能通过）。 ②锥形瓶的作用：（AgBr） ③锥形瓶内导管为什么不伸入水面以下： ④碱石灰的作用：。 ⑤纯净的溴苯应为无色，为什么反应制得的溴苯为褐色：
⑥NaOH溶液的作用： ⑦最后产生的红褐色沉淀是什么：，反应中真正起催化作用的是 （2）苯的硝化反应： 原理： 装置：（如右图） 现象：加热一段时间后，反应完毕，将混合物倒入盛 有水的烧杯中，在烧杯底部出现 注意： ①硝基苯溶于水，密度比水，有味 ②长导管的作用： ③为什么要水浴加热： （1）； （2）； ④温度计如何放置： （3）苯的加成反应 在催化剂镍的作用下，苯与H2能在180～250℃、压强为18MPa的条件下发生加成反应 （4）氧化反应 可燃性：。现象：燃烧产生明亮火焰，冒浓黑烟。 使酸性高锰酸钾溶液褪色，使溴水褪色。 （5）苯与乙烯反应 方程式： 反应类型： 【典型例析】 〖例1〗苯环结构中，不存在碳碳单键和碳碳双键的交替结构，可以作为证据的事实是： ①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色；②苯中碳碳键的键长均相等；③苯能在加热和催化 剂存在的条件下跟H2加成生成环已烷；④经实验测得邻二甲苯仅有一种结构；⑤苯在FeBr3存在的条件下同液溴可发生取代反应，但不因化学变化而使溴水褪色（）A．②③④⑤B．①③④⑤C．①②④⑤D．①②③④ 〖例2〗将112mL乙炔溶于2mol苯中，再加入30g苯乙烯，所得混合物的含碳的质量分数为（）A．75% B．66.75 C．92.3% D．不能确定 〖例3〗实验室制备硝基苯的主要步骤如下：①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混和酸，加入反器中。②向室温下的混和酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混和均匀。③在50-60℃下发生反应，直至反应结束。④除去混和酸后，粗产品依次用蒸馏水和5％NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。 填写下列空白： (1)配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混和酸时，操作注意事项是：_________________。
卤代烃的化学性质 卤代烃最典型、最具代表性的反应有两类：亲核取代反应和消除反应，另外，卤代烷还可与活泼金属反生成金属有机化合物。 一、亲核取代反应 ? 在卤代烃分子中，由于Cl 的电负性大于C ，则C-Cl 键中的共用电子对就偏向于Cl 原子一端，使 Cl 带有部分负电荷(Cl -δ)，碳原子带部分正电荷(C +δ)。这样C 原子就成为亲电反应中心，当与－OH 、－NH2等一些亲核试剂（带负电或富电子物种）时，亲核试剂就会进攻C +δ，Cl 则带一个单位负电荷离去。 ? 亲核试剂：带负电荷或有未共用电子对的具有亲核性的试剂。 ? 亲核取代反应：由亲核试剂进攻带部分正电荷的C +δ原子而引起的取代反应。 ? 亲核取代反应可用下面反应式表示 +X R X +R Nu -Nu - ? 亲核试剂（Nucleophile ） 通常用 :Nu- 表示。 ? 取代反应（Substitution ） 通常用 S 表示。 ? 亲核取代反应 就用 SN 表示。 ? 卤烃常见的亲核取代反应有： ? 1. 水解 2. 醇解 3. 氰解 4. 氨解 5. 与硝酸银的反应 6. 与炔化钠的反应 （一）卤烃的水解 ? 卤代烷与水作用，水解为醇，反应是可逆反应。如： CH 3CH 2Br + H 2O CH 3CH 2OH + HBr 在一般情况下，此反应很慢。为增大反应速率，提高醇的产率，常加入强碱（氢氧化钠），使生成的HX 与强碱反应，可加速反应并提高了醇的产率。 CH 3CH 2Br + NaOH CH 3CH 2OH + NaBr ? 此反应工业用途不大，因卤烷在工业上是由醇制取，但可用于有机合成中官能团的转化。用于复 杂分子中引入羟基（先卤代，再水解）。 （二）卤烃的醇解 ? 卤烃的醇解是卤烃与醇钠的醇溶液反应，生成醚。 CH 3CH 2Cl + CH 3CH 2ONa CH 3CH 2OCH 2CH 3 + NaCl ? 此反应是制备混合醚的经典合成方法，称为威廉森（Williamson ）合成法。此法不能用叔卤烃与 醇钠反应，因为叔卤烃在强碱（醇钠）的作用下易发生消除反应生成烯烃。如： CH CH C CH 3 CH 33 Cl + CH 3ONa 3 CH 3 3 C CH 3 CH 2 3 （三）卤烃的氰解 ? 卤代烷与氰化钠或氰化钾的醇溶液中反应，生成腈。
万方数据
万方数据 万方数据
万方数据 有机氯代烃污染地下水环境的治理与修复 作者:LU Jie, 李梦红, PAN Jia-fen, LU Jie, LI Meng-hong, PAN Jia-fen 作者单位:山东理工大学,资源与环境工程学院,山东,淄博,255049 刊名: 山东理工大学学报(自然科学版 英文刊名:JOURNAL OF SHANDONG UNIRERSITY OF TECHNOLOGY(SCIENCE AND TECHNOLOGY 年,卷(期:2008,22(4
被引用次数:0次 参考文献(19条 1.王占生.刘文君微污染水源饮用水处理 1999 2.Gillham R W Enhanced degradation of VOCs:laboratory and pi-lot-scale field demonstration 1997 3.Morioka Y Control of groundwater quality contaminated with toxic chemicals 1996(19 4.胥思勤.王焰新表面活性剂改性岩矿材料去除废水氯代烃的实验研究[期刊论文]-地球科学-中国地质大学学报2004(01 5.刘菲.钟佐燊地下水中氯代烃的格栅水处理技术[期刊论文]-地学前缘 2001(02 6.陈郁.全燮零价铁处理污水的机理及应用[期刊论文]-环境科学研究 2000(05 7.梁震.王焰新纳米级零价铁的制备及其用于污水处理的机理研究[期刊论文]-环境保护 2002(04 8.何小娟.汤鸣皋.沈照理Ni/Fe双金属对PCE脱氯影响因素研究[期刊论文]-地球科学-中国地质大学学报 2003(03 9.束善治.裒勇可渗透反应墙污染地下水原位处理方法[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2002(01 10.Mason T J.Lorimer J P Sonochemistry:Theory,Applications and Uses of Ultra-sound in Chemistry 1988 11.谢冰超声波作用下有机污染物的降解[期刊论文]-水处理技术 2000(02