【正文】 H 、CH3CH == =C HCOOH 一、烴類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì) 1 ．熟記常 見幾種烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì) 烴 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 主要化學(xué)性質(zhì) 烷烴 全是單鍵 ① 氧化反應(yīng) ( 能燃燒，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 ) ② 取代反應(yīng) ③ 高溫分解 3 烴類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì) 烯烴 碳碳雙鍵 ① 氧化反應(yīng) ( 能燃燒，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 ) ② 加成反應(yīng) ③ 加聚反應(yīng) 炔烴 碳碳三鍵 ① 氧化反應(yīng) ( 能燃燒，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 ) ② 加成反應(yīng) ③ 加聚反應(yīng) 苯及其 同系物 苯環(huán) ① 氧化反應(yīng) ( 能燃燒，部分苯的同系物能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 ) ② 取代反應(yīng) ③ 加成反應(yīng) 2. 苯與苯的同系 物化學(xué)性質(zhì)的區(qū)別 (1) 甲基對苯環(huán)的影響： ① 苯的同系物比苯更容易發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)，苯主要發(fā)生一元取代，而苯的同系物能發(fā)生鄰、對位取代，如苯與濃硫酸、濃硝酸混合加熱主要生成 ，甲苯與濃硫酸、濃硝酸在一定條件下易生成 2,4,6 三硝基甲苯 ( T NT) 。 ② 苯的同系物發(fā)生鹵代反應(yīng)時，在光照和催化劑條件下，鹵素原子取代氫的位置不同： ( 2) 苯環(huán)對取代基的影響：烷烴不易被氧化，但苯環(huán)上的烷基易被氧化。苯的同系物能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，用這個方法可以鑒別苯和苯的同系物。 3 ．含苯環(huán)化合物同分異構(gòu)體的書寫 ( 1) 苯的氯代物： ① 苯的一氯代物只有一種： ② 苯的二氯代物有 3 種： (2) 苯的同系物及其鹵代物： ① 甲苯 (C7H8) 不存在同分異構(gòu)體。 ② 分子式為 C8H10的芳香烴同分異構(gòu)體有 4 種： ③ 甲苯的一氯代物的同分異構(gòu)體有 4 種： 二、原子共線、共面問題 1 ．四種典型有機(jī)物的結(jié)構(gòu) 名稱 甲烷 ( CH4) 乙烯(C2H4) 乙炔(C2H2) 苯(C6H6) 空間 結(jié)構(gòu) H — C ≡C — H 結(jié)構(gòu) 特點(diǎn) 正四面體結(jié)構(gòu) 平面形結(jié)構(gòu) 直線形結(jié)構(gòu) 平面形結(jié)構(gòu) 鍵角 109176。 28 ′ 120176。 180176。 120176。 2. 四個基本規(guī)律 ( 1) 飽和碳原子為中心的四個價(jià)鍵上所連接的其他原子，與中心碳構(gòu)成四 面體結(jié)構(gòu)，鍵角等于或接近 109176。 28 ′ 。 ( 2) 具有 結(jié)構(gòu)的分子，以 為中心，與相連的 4 個原子和 中的兩個碳原子，共 6 個原子在同一平面上，鍵角等于或接近 120176。 。 ( 3) 具有 — C ≡ C — 結(jié)構(gòu)的有機(jī)物分子，與三鍵上兩個碳原子相連接的原子和三鍵中的兩個碳原子，共 4 個原子在一條直線上。 ( 4) 苯環(huán)結(jié)構(gòu)中的 6 個碳原子和連在苯環(huán)上的 6 個原子，共 12個原子在一個平面上。 3 ．原子共線、共面問題的判斷方法 觀察大分子的結(jié)構(gòu)，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的 “ 影子 ” ，再將甲烷 “ 正四面體 ” 、乙烯 “ 平面結(jié)構(gòu) ” 、乙炔 “ 直線形結(jié)構(gòu) ” 和苯 “ 平面結(jié)構(gòu) ” 等分子構(gòu)型知識遷移過來即可。 4 ．判斷分子中共線、共面原子數(shù)的技巧 (1) 審清題干要求 審題時要注意 “ 可能 ” 、 “ 一定 ” 、 “ 最多 ” 、 “ 最少 ” 、“ 所有原子 ” 、 “ 碳原子 ” 等關(guān)鍵詞和限制條件。 (2) 熟記常見共線、共面的官能團(tuán) ① 與三鍵直接相連的原子共直線，如 CC 、 CN ； ② 與雙鍵和苯環(huán)直接相連的原子共面，如 ( 3) 單鍵的旋轉(zhuǎn)思想 有機(jī)物分子中的單鍵，包括碳碳單鍵、碳?xì)鋯捂I、碳氧單鍵，均可繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)。 特別關(guān)注 1 ． 某些復(fù)雜的烴含有多 種結(jié)構(gòu)，具有多種性質(zhì)，如含碳碳雙鍵具有烯烴的性質(zhì)，連在雙鍵碳原子上的甲基部分與烷烴結(jié)構(gòu)類似，具有烷烴的性質(zhì)，在光照條件下甲基上的氫可以被鹵素取代。 2. 某些烴中基團(tuán)之間相互影響，使該烴具有一些特殊性質(zhì)，如CH2 = = CHC H = = CH2中的兩個碳碳雙鍵相互影響， CH2 = = CHC H = = CH2不 僅具有一般單烯烴所具有的性質(zhì)，還可以與氫氣或鹵素發(fā)生 1,4 加成反應(yīng)。 3 ．符合 CnH2 n － 6( n ≥ 6) 的物質(zhì)可能是含有多個雙鍵 、三鍵或環(huán)的物質(zhì)，不一定是苯或苯的同系物。 4 ．并不是所有苯的同系物都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，如直接連在苯環(huán)上的碳原子上沒有氫原子，這個苯的同系物不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。 5 ．結(jié)構(gòu)決定性質(zhì) 不同的碳碳鍵對有機(jī)物的性質(zhì)有著不同的影響： ( 1) 碳碳單鍵有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，典型反應(yīng)是取代反應(yīng)； ( 2) 碳碳雙鍵中有一個化學(xué)鍵易斷裂，典型反應(yīng)是氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)； ( 3) 碳碳三鍵中有兩個化學(xué)鍵易斷裂，典型反應(yīng)是氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)； ( 4) 苯的同系物支鏈易被酸性高錳酸鉀溶液氧化，是 因?yàn)楸江h(huán)對取代基的影響。而苯不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。 6 ．不飽和烴常見反應(yīng)類型總結(jié) ( 1) 加成反應(yīng)：分子中的碳碳雙鍵或碳碳三鍵斷裂，雙鍵或三鍵兩端的原子可與其他原子或原子團(tuán)結(jié)合。 ( 2) 加聚反應(yīng)：實(shí)質(zhì)上是加成反應(yīng)，與普通加成反應(yīng)有所不同的是生成的產(chǎn)物一般為高分子化合物。 ( 3) 氧化反應(yīng)：可以燃燒，也可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，一般乙炔被氧化成 CO2；烯烴在酸性 K M n O4溶液的作用下，分子中的碳碳雙鍵斷開，雙鍵碳原子上連有兩個氫原子的被氧化成CO2，雙鍵碳原子上連有一個氫原子的最終被氧化成羧酸，雙鍵碳原子 上無氫原子的被氧化成酮。具體的反應(yīng)： 例 3 某烴結(jié)構(gòu)簡式如下： ，有關(guān)其結(jié)構(gòu)說法正確的是 ( ) A ．所有原子可能在同一平面上 B ．所有原子可能在同一條直線上 C ．所有氫原子可能在同一平面上 D ．所有碳原子可能在同一平面上 【解析】 此有機(jī)物結(jié)構(gòu)展開，可用如下方式表示：，故所有碳原子一定共平面，由于含 “ 甲烷 ” 的正四面體結(jié)構(gòu)，所有 H 不共平面。 【答案】 D 創(chuàng)新題組 3 － 1 ? 2022 天津卷 ? 對下圖兩種化合物的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)描述正確的是 ( ) A ．不是同分異構(gòu)體 B ．分子中共平面的碳原子數(shù)相同 C ．均能與溴水反應(yīng) D ．可用紅外光譜區(qū)分，但不能用核磁共振氫譜區(qū)分 解析： 本題考查有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，考查學(xué)生對官能團(tuán)性質(zhì)的應(yīng)用能力。兩種有機(jī)物的分子式均為 C10H14O ，但結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體， A 項(xiàng)錯誤；兩種物質(zhì)一種含苯環(huán)，另一種不含苯環(huán)，共平面的碳原子數(shù)不同， B 項(xiàng)錯誤；第一種物質(zhì)含有酚羥基，會與溴水發(fā)生取代反應(yīng)，第二種物質(zhì)含有碳碳雙鍵，與溴水發(fā)生加成反應(yīng)， C 項(xiàng)正確；兩種物質(zhì)所含的化學(xué)鍵和官能團(tuán)不同，可用紅外光譜區(qū)分，兩種物質(zhì)所含的氫原子種類也不同，也可以用核磁共振氫譜區(qū)分， D 項(xiàng)錯誤。 答案： C 3 － 2 關(guān)于 下列結(jié)論正確的是( ) A ．該有機(jī)物分子式為 C13H16 B ．該有機(jī)物屬于苯的同系物 C ．該有機(jī)物分子至少有 4 個碳原子共直線 D ．該有機(jī)物分子最多有 13 個碳原子共平面 解析： A 項(xiàng)，該有機(jī)物分子式為 C13H14， A 項(xiàng)錯誤； B 項(xiàng)，該有機(jī)物含有碳碳雙鍵和碳碳三鍵，不屬于苯的同系物， B 項(xiàng)錯誤；該有機(jī)物可以看成是由甲基、苯環(huán)、乙基、乙烯、乙炔連接而成，單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，該有機(jī)物分子最多有 13 個碳原子共平面，至少有 3 個碳原子共直線， C 項(xiàng)錯誤， D 項(xiàng)正確。 答案： D 3 － 3 已知 C — C 單鍵可以繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)簡式為的芳香烴，下列說法正確的是 ( ) A ．分子中至少有 6 個碳原子在同一平面上 B ．分子中至少有 9 個碳原子在同一平面上 C ．分子中至少有 14 個碳原子在同一平面上 D ．分子中最多有 12 個碳原子在同一平面上 解析： 由于苯環(huán)是一個 平面結(jié)構(gòu)，碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn)，故至少有 9 個碳原子在同一平面上，但最多可以有 14 個碳原子在同一平面上。 答案： B 3 － 4 下列說法不正確的是 ( ) A ．用溴水鑒別己烷和甲苯 B ．制備 CH3CH2Cl 用 CH2== =C H2與 HCl 進(jìn)行加成反應(yīng) C ．向 K M n O4酸性溶液中通入乙烯，驗(yàn)證乙烯的還原性 D ．用苯和環(huán)己烯與 H2發(fā)生加成反應(yīng)都能制得環(huán)己烷 解析： 己烷和甲苯均不能與溴水直接反應(yīng)使其褪色，相互間發(fā)生萃取作用，且己烷和甲苯的密度均比溴水小，不能用溴水鑒別己烷和甲苯。 答案： A