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化学烃和卤代烃的知识总结
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文章摘要：
烃的种类非常多，结构已知的烃在2000种以上。烃是有机化合物的母体，其他各类有机化合物可以看作是烃分子中一个或多个氢原子被其他元素的原子或原子团取代而生成的衍生物。卤代烃是一类重要的有机合成中间体，是许多有机合成的原料，它能发生许多化学反应，如取代反应、消除反应等。…
课标要求
1.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构和性质上的差异。
2.了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及应用。
3.了解卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与其他有机物的相互联系。
4.了解加成反应、取代反应和消去反应。
5.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
要点精讲
一、几类重要烃的代表物比较
1.结构特点
2、化学性质
（1）甲烷
化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂（如KMnO4）等一般不起反应。
①氧化反应
甲烷在空气中安静的燃烧，火焰的颜色为淡蓝色。其燃烧热为890kJ/mol，则燃烧的热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O（l）；△H=－890kJ/mol
②取代反应：有机物物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
甲烷与氯气的取代反应分四步进行：
第一步：CH4+Cl2CH3Cl+HCl
第二步：CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl
第三步：CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl
第四步：CHCl3+Cl2CCl4+HCl
甲烷的四种氯代物均难溶于水，常温下，只有CH3Cl是气态，其余均为液态，CHCl3俗称氯仿，CCl4又叫四氯化碳，是重要的有机溶剂，密度比水大。
（2）乙烯
①与卤素单质X2加成
CH2＝CH2＋X2→CH2X―CH2X
②与H2加成
CH2＝CH2＋H2CH3―CH3
③与卤化氢加成
CH2＝CH2＋HX→CH3―CH2X
④与水加成
CH2＝CH2＋H2OCH3CH2OH
⑤氧化反应
①常温下被氧化，如将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液，溶液的紫色褪去。
⑥易燃烧
CH2＝CH2＋3O22CO2+2H2O现象（火焰明亮，伴有黑烟）
⑦加聚反应
二、烷烃、烯烃和炔烃
1．概念及通式
（1）烷烃：分子中碳原子之间以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合的饱和烃，其通式为：CnH2n＋2（n≥l）。
（2）烯烃：分子里含有碳碳双键的不饱和链烃，分子通式为：CnH2n（n≥2）。
（3）炔烃：分子里含有碳碳三键的一类脂肪烃，分子通式为：CnH2n－2（n≥2）。
2．物理性质
（1）状态：常温下含有1～4个碳原子的烃为气态烃，随碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态。
（2）沸点：①随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高。
②同分异构体之间，支链越多，沸点越低。
（3）相对密度：随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水的小。
（4）在水中的溶解性：均难溶于水。
3．化学性质
（1）均易燃烧，燃烧的化学反应通式为：
（2）烷烃难被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化，在光照条件下易和卤素单质发生取代反应。
（3）烯烃和炔烃易被酸性KMnO4溶液等氧化剂氧化，易发生加成反应和加聚反应。
三、苯及其同系物
1．苯的物理性质
2．苯的结构
（1）分子式：C6H6，结构式：，结构简式：_或。
（2）成键特点：6个碳原子之间的键完全相同，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。
（3）空间构形：平面正六边形，分子里12个原子共平面。
3．苯的化学性质：可归结为易取代、难加成、易燃烧，与其他氧化剂一般不能发生反应。
4．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：CnH2n－6（n≥6）。
（2）化学性质（以甲苯为例）
①氧化反应：甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，说明苯环对烷基的影响使其取代基易被氧化。
②取代反应
a．苯的同系物的硝化反应
b．苯的同系物可发生溴代反应
有铁作催化剂时：
光照时：
5．苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物的比较
（1）异同点
①相同点：
a．都含有碳、氢元素；
b．都含有苯环。
②不同点：
a．苯的同系物、芳香烃只含有碳、氢元素，芳香族化合物还可能含有O、N等其他元素。
b．苯的同系物含一个苯环，通式为CnH2n－6；芳香烃含有一个或多个苯环；芳香族化合物含有一个或多个苯环，苯环上可能含有其他取代基。
（2）相互关系
6.含苯环的化合物同分异构体的书写
（1）苯的氯代物
①苯的一氯代物只有1种：
②苯的二氯代物有3种：
（2）苯的同系物及其氯代物
①甲苯（C7H8）不存在同分异构体。
②分子式为C8H10的芳香烃同分异构体有4种：
③甲苯的一氯代物的同分异构体有4种
四、烃的来源及应用
五、卤代烃
1．卤代烃的结构特点：卤素原子是卤代烃的官能团。C―X之间的共用电子对偏向X，形成一个极性较强的共价键,分子中C―X键易断裂。
2．卤代烃的物理性质
（1）溶解性：不溶于水，易溶于大多数有机溶剂。
（2）状态、密度：CH3Cl常温下呈气态，C2H5Br、CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下呈液态且密度>（填“>”或“<”）1g/cm3。
3．卤代烃的化学性质（以CH3CH2Br为例）
（1）取代反应
①条件：强碱的水溶液，加热
②化学方程式为：
4．卤代烃对环境的污染
（1）氟氯烃在平流层中会破坏臭氧层，是造成臭氧空洞的罪魁祸首。
（2）氟氯烃破坏臭氧层的原理
①氟氯烃在平流层中受紫外线照射产生氯原子
②氯原子可引发损耗臭氧的循环反应：
③实际上氯原子起了催化作用
2．检验卤代烃分子中卤素的方法（X表示卤素原子）
（1）实验原理
（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；⑦根据沉淀（AgX）的颜色（白色、浅黄色、黄色）可确定卤族元素（氯、溴、碘）。
（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的难易程度不同。
②加入稀HNO3酸化的目的：中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应生成的棕黑色Ag2O沉淀干扰对实验现象的观察；检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
（4）量的关系：据R―X～NaX～AgX,1mol一卤代烃可得到1mol卤化银（除F外）沉淀，常利用此量的关系来定量测定卤代烃。
单环芳烃、稠环芳烃、卤代烃的分类与命名
在有机化学的世界中，芳香烃和卤代烃是两大类重要的化合物。芳香烃，尤其是单环芳烃和稠环芳烃，以其独特的芳香性质和化学稳定性而闻名。而卤代烃，则以其卤素原子与碳原子之间的特殊连接而显得与众不同。
化学反应：加成与取代
芳香烃和卤代烃在化学反应中表现出独特的性质。例如，芳香烃不易发生加成反应，但在特定的条件下，如高温或高压，它们能够与氢气或氯气等物质发生加成反应，生成环己烷或类似化合物。
氧化反应：探索燃烧的奥秘
芳香烃的氧化反应较为复杂，但它们在燃烧时能够生成二氧化碳和水。卤代烃的氧化反应则更为剧烈，尤其在高温下，它们能够被氧化成二氧化碳和卤酸。
定位效应：探索取代基的影响
在芳香烃的取代反应中，定位效应是一个重要的概念。不同的取代基会影响反应的位置和生成产物的性质。例如，硝基、卤素等强吸电子基团会使反应主要发生在邻位和对位。
卤代烃的类型与反应活性
卤代烃根据其结构可以分为多种类型，包括点代烷、点原与不饱和键相连的卤代烃等。不同类型的卤代烃在反应活性上有所不同，例如，叔卤代烃的反应活性最高，其次是仲卤代烃，再次是伯卤代烃。
实验现象与化学原理
通过实验观察，我们可以看到芳香烃和卤代烃在反应中的一些有趣现象。例如，在傅-克反应中，卤代烃能够与亲核试剂发生取代反应，生成新的化合物。这些反应不仅在化学实验中具有重要意义，也在工业应用中有广泛的应用。
总结与展望
通过以上对芳香烃和卤代烃的分类、命名、性质及反应的探讨，我们可以看到这两类化合物在有机化学中的独特地位。未来，随着科学技术的不断发展，我们有望发现更多关于这些化合物的奥秘。
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