烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、炔烴

1、烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、炔烴一、烷烴1、烷烴的命名和異構(gòu)普通命名法、習慣命名法C1-C10:甲、乙、丙壬、癸C11以上用中文數(shù)字：如一烷正、異、新的含義俗名系統(tǒng)命名法一長、二多、三小的原則(最低系列)書寫原則：a、在母體前標出取代基及位次b、相同取代基合并，小的在前(按次序規(guī)則)c、數(shù)字與數(shù)字間用逗號、數(shù)字與文字間用短橫隔開IUPAC命名法與系統(tǒng)命名法的區(qū)別：取代基書寫次序按英文字母序烷基的命名及英文縮寫-CH3甲基 Me. -CH2CH3乙基 Et.-CH2CH2CH3 丙基 n-Pr. -CH CH3)2 異丙基 i-Pr.-(CH2)3CH3 丁基 n-Bu. -CH2CH CH3)2 異丁

2、基 i-Bu.-CH CH3)CH2CH3 仲丁基 s-Bu.-C CH3)3叔丁基 t-Bu.SP3雜化、正四面體結(jié)構(gòu)伯、仲、叔、季碳原子(1、2、3、4碳原子)構(gòu)造式、結(jié)構(gòu)簡式、鍵線式鋸架式、投影式、紐曼式等同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)碳架異構(gòu)、位置異構(gòu)、官能團異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)對映異構(gòu)、順反異構(gòu)(烯烴、脂環(huán)化合物)構(gòu)象異構(gòu)1、烷烴的物理性質(zhì)及變化規(guī)律顏色、氣味熔點、沸點密度、溶解性、極性變化規(guī)律 沸點(直鏈、支鏈)熔點(直、支鏈，奇、偶數(shù))2、烷烴的反應A、氧化反應燃燒生成CO2和H2O 注意碳氫比與產(chǎn)物的關(guān)系催化氧化生成含氧衍生物如醇、醛、酸等【例題】三種等摩爾氣態(tài)脂肪烷烴在室溫(25C )和常壓下的體

3、積為2升，完全燃燒需氧氣11 升；若將該氣態(tài)脂肪烴混合物冷至5C,體積減少到原體積的0.933倍。試寫出這三種脂 肪烴的結(jié)構(gòu)式，給出推理過程。注：已知該混合物沒有環(huán)烴，又已知含5個或更多碳原子 的烷烴在5C時為液態(tài)。(12分)【評析】解題的第一步是寫出用烷烴通式來表示的完全燃燒的化學方程式：CnH2n+2+(1.5n+0.5)O2=nCO2+(n+1)H2O寫出通式的依據(jù)自然是試題告訴我們一一這三種氣態(tài)烷烴中沒有環(huán)烷。再根據(jù)三種烷烴是等摩爾的信息，其需氧量分別為：n1n2n31271361452352443342/3L(1.5n1+0.5) = (n1 + 1/3)L2/3L(1.5n2+0.

4、5) = (n2 + 1/3)L2/3L(1.5n3+0.5) = (n3 + 1/3)L因而：n1+n2+n3+1 = 11；n1+n2+n3=10 (n 平均值 3.33)第三步是用嘗試法：如右表所示，只有2, 4, 4是可能的答案(據(jù)試題提供的注釋性信息，表中前4個組合均有高于4 碳的烷而不可能，又因丙烷沒有異構(gòu)體，3, 3, 4組合不可能)。用其他方法(如n平均值等)得 分相同(但試題答案要求必須寫推理過程)。故：三種烷是 CH3CH3、CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH JJJ匕 匕 JJJ此題中的數(shù)據(jù)0.933用于驗證三種烷在5C下都是氣體，因V278/V298=2

5、78/298=0.933 (注：試題的答案要求必須有這種驗算或者類似的推理，否則 此要點不得分)因而這個試題的主要考核點是學生的推理能力，包括利用通式和數(shù)學方法的能力。B、熱裂反應在較高溫度下裂解或催化熱裂(石化工業(yè))生成烯烴或較小的烷烴C、鹵代反應6 H + X 。X + HX反應條件光照或加熱反應活性氫原子活性321鹵素FClBrI反應產(chǎn)物一鹵或多鹵代烷反應歷程自由基反應鏈反應的引發(fā)ci or2CH + C. a CH- + HCl43CHI- + C2 CH3CI + Cl-鏈反應的傳遞CHCl +C. CHC.+ HCl32CHIC. + C2 CHIC2 + C.鏈反應的終止Cl-

6、+ Cl- ClCH3 +CH3 CH3CH3CH3- +Cl- CH3Cl活性中間體 自由基（穩(wěn)定性321）二、環(huán)烷烴1、環(huán)烷烴的命名和異構(gòu)E/Z、順反（cis/trans ）、對映異構(gòu)（螺、橋環(huán)）2、小環(huán)的張力一一SP3雜化軌道夾角、鍵角3、椅式和船式一一環(huán)己烷的構(gòu)型、構(gòu)象異構(gòu)（椅式、船式，a、e鍵）4、小環(huán)的主要反應取代與烷烴相似開環(huán)加成與烯烴相似小環(huán)通常不被氧化（有別于烯烴）【例題】有機分子的構(gòu)造式中，四價的碳原子以一個、二個、三個或四個單鍵分別連接一個、二個、三個或四個其它碳原子時，被分別稱為伯、仲、叔或季碳原子（也可以分別稱為第一、第二、 第三或第四碳原子），例如化合物A中有5個伯

7、碳原子，仲、叔、季碳原子各1個。A請回答以下問題：（1）化合物A是汽油燃燒品質(zhì)抗震性能的參照物，它的學名是沸點比正辛烷的（填寫下列選項的字母）A高;低;相等;肯定。的（2）用6個叔碳原子和6個伯碳原子（其余為氫原子）1建造飽和烴的構(gòu)造式可能的形式種（不考慮順反異構(gòu)和光學異構(gòu)）。請盡列之。有（3）只用8個叔碳原子（其余的為氫原子）建造一個不含； 解答：（1）2，2，4三甲基戊烷；B；（2）9種：鍵的烴的結(jié)構(gòu)式。（3）【例題】(02年全國競賽省級賽區(qū)試題)化合物A和B的元素分析數(shù)據(jù)均為C 85.71%,H 14.29%。質(zhì)譜數(shù)據(jù)表明A和B的相對分子質(zhì)量均為84。室溫下A和B均能使漠水褪色，但均不能

8、使高錳酸鉀褪色。A與HCl反應得2, 3 一二甲基一2一氯丁烷，A催化加氫 得2, 3一二甲基丁烷；B與HCl反應得2甲基一3 一氯戊烷，B催化加氫得2 二甲基 戊烷。(1)寫出A和B的結(jié)構(gòu)簡式。(2)寫出所有與A、B具有相同碳環(huán)骨架的同分異構(gòu)體，并寫出其中一種異構(gòu)體與HCl反應的產(chǎn)物。1、3CH3CH2C (CH3) (Cl)CH2CH3O【例題】（02年省競賽試題）化合物H C / 分子中有 種化學環(huán)境不同的氫原子。如果用氯取代分子中的氫原子，生成的一氯代物有 種。H O ClCl O HCl O Hh3 h H Ch3h3CCl Cl Ch3H3H3H3H3HOHHOHh o ClCl

9、O HCl oClCH 2 HH 2ClH2ClH3 HH3【解答】【例題】1988年Velisek等在醬油中發(fā)現(xiàn)一類含有三個碳的有機成分，該有機成分由植物或動物 蛋白中的脂質(zhì)在酸性條件下水解所產(chǎn)生，經(jīng)元素分析確定，該有機成分由碳、氫、氧、氯四 種元素組成，且其不同分子中的氯、氧原子個數(shù)之和不變，試寫出該有機成分的所有可能的 結(jié)構(gòu)式?！窘獯稹縊HClOHClOHClCH2OHCH2OHOHHOCH2C1CH2C1CH2OHCH2OHC1C1CH2C1H2C1三、烯烴1、平面結(jié)構(gòu)一一SP2雜化、平面正三角形結(jié)構(gòu)例題：1999年合成了一種新化合物，本題用X為代號。用現(xiàn)代物理方法測得X的相對分子 質(zhì)

10、量為64； X含碳93.8%，含氫6.2%； X分子中有3種化學環(huán)境不同的氫原子和4種化學環(huán)境不 同的碳原子；X分子中同時存在CC、C=C和C三C三種鍵，并發(fā)現(xiàn)其C=C鍵比尋常的C=C短。 X的分子式是 （2分）請畫出X的可能結(jié)構(gòu)。（4分）【答案】1. CH2.如右右上圖H注：只有一種可能結(jié)構(gòu)；重鍵位置必須正確，而鍵角和立體結(jié)構(gòu)則不必要求。2、構(gòu)型異構(gòu)E/Z、順反（cis/trans）口H次序規(guī)則A、按原子序數(shù)，同位素按質(zhì)量B、原子相同時，比較下一級原子；還相同則比較再下一級原子，余類推。、雙鍵、叁鍵按兩個、三個單鍵看待烯基 ch2=ch-乙烯基ch3ch=ch- 丙烯基ch2=ch CH2-

11、烯丙基CH3、烯烴的反應A、加成反應a、與H2的加成催化加氫常用催化劑：Pt、Pd、Ni氫化熱和烯烴的穩(wěn)定性雙鍵上烴基越多越穩(wěn)定、氫化熱越低a、與Cl2、Br2的加成b、與H2O、HBr、HCl （酸）的加成B、加成反應的取向馬爾可夫尼可夫規(guī)則 負基加到雙鍵中含氫較少的碳上 過氧化物存在時，漠化氫與不對稱烯烴 的加成反馬氏規(guī)則C、馬爾可夫尼可夫規(guī)則的解釋碳正離子歷程X-Y不對稱烯烴的極化+I、+C效應（On超共軛效應）6 +6 -CC56CH2碳正離子中間體H穩(wěn)定性。P超共軛效應+CH2321CH3+D、氧化反應a、乙烯氧化成乙醛（催化氧化）PdCl2-CuCl22 100-125oC3H3C

12、CH =CH2PdCCuC?2120oC -3 CCH3b、乙烯氧化成環(huán)氧乙烷（催化氧化）CH2=CH2 +Ag200-300oCCH2CH2（用過氧酸氧化得環(huán)氧物，同時有大量乙酸和水b存在時生成反式鄰二醇）c、KMnO4 氧化堿性或中性條件烯烴氧化生成順式鄰二醇（用OsO4氧化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相同）酸性條件：烯烴雙鍵斷裂CH2=生成 CO2RCH= 生成羧酸RCOOHR（R）C= 生成酮 RCO R鏈狀烯烴碳鏈斷裂環(huán)狀烯烴開環(huán)d、O3氧化雙鍵斷裂生成羰基化合物CH2=生成甲醛 HCHORCH=生成醛 RCHOR（R）C=生成酮 RCO R鏈狀烯烴碳鏈斷裂環(huán)狀烯烴開環(huán)（二羰基化合物）【例題】某烴A,分

13、子式為c7h10,經(jīng)催化氫化HOOCCHCBCCBCOOH生成化合物B（ C7H14）。A在HgSO4催化下O與水反應生成醇，但不能生成烯醇式結(jié)構(gòu)（該結(jié)構(gòu)可進一步轉(zhuǎn)化為酮）。A與KMnO4劇烈反應生成化合物C，結(jié)構(gòu)式如右圖所示。試畫出A的可能結(jié)構(gòu)的簡式?！敬鸢浮空f明：必須給出3種結(jié)構(gòu)式，每個結(jié)構(gòu)式3分。共計9分。雙鍵的位置劃錯不給分。此題未給出催化氫化的溫度，未涉及開環(huán)反應。若學生在應答時指出可能有開環(huán)反應而不會有四元環(huán)和三元環(huán)的結(jié)構(gòu)式存在也應按正確論?！纠}】從柑橘中可提煉得萜二烯一1, 8, 請推測它和下列試劑反應時的產(chǎn)物：1.過量HBr；2 .過量 Br2 和 CCl4；3.濃KMnO4

14、溶液，加熱。解答【例題】化合物A （C10H16）是一種存在于橘子、檸檬及釉子皮 o中的一個烯烴。A吸收2mol的氫形成烷烴B（C10H20）。ch3cch2ch2c1jC叫A被KMnO4酸性溶液氧化成化合物C （如右圖所示）；CH2C00HA在催化劑作用下加2mol水，生成一個無手性的醇類D?；衔顰的結(jié)構(gòu)中有無環(huán)？若有，有幾個環(huán)？那些結(jié)構(gòu)可以氧化成C?寫出D的結(jié)構(gòu)式。（2分）A最可能是哪種結(jié)構(gòu)？（1分）B最可能是哪種結(jié)構(gòu)？解答、.CH3J/,Eh 2e、aH的反應H3CCH3CH2反應條件同烷烴反應活性比3氫大許多（烯丙式氫）f、聚合反應自由基聚合（鏈的引發(fā)、鏈的增長、鏈的終止）齊格勒一納

15、塔（K.Ziegler - GNatta）催化劑 TiCl4 - Al（C2H5）3幾種常見塑料：聚乙烯聚氯乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚異戊二烯（天然橡膠）ABS工程塑料甘、二烯烴累積二烯烴、孤立二烯烴、共軛二烯烴&、雙鍵的共軛電子的離域n-n共軛b、1, 2 加成和1, 4加成中間體：烯丙式碳正離子最穩(wěn)定（pn共軛）c、 狄爾斯一阿德爾（O.Diels K.Alder）反應雙烯合成內(nèi)型和外型endo-/exo-在橋環(huán)化合物中，構(gòu)型有內(nèi)、外型的區(qū)別外型（exo-）表示取代基遠離兩個未取代橋中的長橋，內(nèi)型（endo-）則相反12 / 22如果橋上含有官能團則外型(exo-)表示取代基遠離官能團的異構(gòu)體4

16、、烯烴的制備一一消除反應A、醇脫水反應條件酸催化反應歷程碳正離子歷程可能發(fā)生重排反應取向 扎依采夫(Saytzeff)規(guī)則即得到雙鍵碳上連接烴基最多的烯烴B、鹵代烴脫鹵化氫反應條件堿催化反應取向扎依采夫(Saytzeff)規(guī)則【例題】以萘為主要原料，寫出合成以下化合物的主要反應式(其他原料任選)1、2、3、Cl4、OH6、解答、1、2、3、4、5、6、AKOHClNaOHKMnO 4OH -ClO 3-Zn/H O-h2oHOHOH四、快烴1、線型結(jié)構(gòu)一一SP雜化比較SP3雜化、SP2雜化、SP雜化的CC、C-H鍵長、鍵角2、快烴的反應A、碳碳三鍵上氫的酸性炔化物的生成CH3C 三CH + A

17、gNO3 + NH4OH 3叫cWAgi +nH4NO3+ h o.CCWH+ I + NH4OHh3cC三CCu+ NH4C1 + H 2 OHC三CH + NaNH2 HC三C - Na+ + NH3B、與H2、X2的加成C、與H2O、HBr的加成反應取向與烯烴相同 符合馬氏規(guī)則與水加成生成不穩(wěn)定的烯醇，產(chǎn)物立即轉(zhuǎn)變?yōu)楦€(wěn)定的羰基化合物（醛、酮）（互 變異構(gòu)）D、與HCN的加成E、聚合乙炔在催化條件下可二聚成乙烯基乙炔或在高溫下三聚、四聚成苯、環(huán)辛四烯F、氧化KMnO4氧化：三鍵斷裂生成羧酸，末端三鍵碳生成CO2O3氧化：三鍵斷裂生成羧酸，末端三鍵碳生成HCOOH【例題】丙三醇在濃H2SO

18、4作用生成化合物A, A有如下反應：A能與Tollen試劑（AgNO3的氨溶液)反應，生成化合物B, B能聚合成高分子化合物C；A能被NaBH4還原為D, D能使漠水褪色；A能與HCN、格林試劑(RMgX)等親核試劑發(fā)生1，4加成；A在 稀H2SO4作用下生成化合物E，E能被金屬銅催化氧化為F。試回答：寫出A、C的結(jié)構(gòu)簡式A的一種同系物G (比A多一個碳原子)有兩種異構(gòu)體，經(jīng)NaBH4還原后仍有兩種異構(gòu) 體，寫出G的異構(gòu)體，并命名。寫出A與HCN反應的方程式?；衔顴是否有光學活性，若有，畫出異構(gòu)體的費歇爾投影式并命名；若無，請判斷反 應中物質(zhì)是否有光學活性。F能否與12的NaOH溶液中反應，

19、若能，寫出方程式；若不能，說明理由。丙三醇與濃H2SO4作用是如何生成A的，寫出反應步驟和發(fā)生這些反應的理由。從A和含1個碳原子的有機物為原料，合成2一甲基一2 一戊醇。【參考答案】1- A： ch2=chCHO f CH2CCOOH2.皆;CH=CHVz2一丁烯醛 pTTCHOCH嚴 HiHH掌握順反異構(gòu)體，了解命名規(guī)律。CH2=CHCHO+HCN fNCCH2CH = CH2OHNCCH2CH2CHO 會根據(jù)信息寫反應方程式并會處理。CHOE2丁烯醛f(中間產(chǎn)物不作要求)CHOH 0H r2羥基丙醛 H0 -H s2羥基丙醛ch3ch3掌握光學異構(gòu)體，了解命名。F能發(fā)生碘仿反應(與羰基相連

20、的基團有一CH3)CH3COCHO+3I2+H2O NaOH HOCOCHO+HCI3 I+3HI掌握有機中的常見反應丙三醇中仲碳原子上的一OH最活潑能優(yōu)先發(fā)生消去反應，CH2(OH) CH(OH) CH2(OH) 郵0 CH2(OH) ch=choh烯醇不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化為醛(OHCH2CH2CHO)，它繼續(xù)在濃H2SO4作用下發(fā)生消去反應而得到A?？疾榉磻獨v程，會選擇恰當?shù)睦碚撨M行解釋。7. CH2=CHCHO+CH3MgBr 1)暗移 ch3-ch2-ch2-cho 做用醚唧 CH3CH2CH2CH(OH)CH3 Tch3ch2ch2coch3ch3ch2ch2C(OH)(CH3)2 在有機合

21、成中會應用題目中提供的信息。本大題是一個綜合有機試題，既考物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又考物質(zhì)的反應；既考物質(zhì)的推斷，又考物 質(zhì)的合成?！纠}】有機物A具有如下性質(zhì)：燃燒2.324g的A,生成兩種氣體的混合物7.73L (100C, 101.325kPa)，將混合物冷卻至23.5C(101.325kPa)，氣體體積減少到57.5%，物質(zhì)A與 KMnO4反應，生成唯一的有機產(chǎn)物B，但它不能使漠的CCl4溶液褪色。如向制得的化合 物B中加入過量的NH2OH，則生成易分離的物質(zhì)C，而由2.324g的A可以得到不多于 2.758g 的 C。試確定A并寫出它的結(jié)構(gòu)式；解釋所述化學實驗的結(jié)果；試寫出所述反應的方程式。解答

22、：燃燒有機物A (100C )時得到兩種氣體，CO2+H2O (蒸氣)=7.73L (0.252mol)， 冷卻到 23.5C時只剩下 CO2，4.44 L (0.182mol)，H2O (0.07mol)則A中：Wc+WH=2.324g，此為燃燒前A的重量，故A中只含C、H。A可表示為C13H10由 于A+KMnO4-B(唯一產(chǎn)物)且B + CCl4/Br2一不反應，B+/R】、 RsNH2OH C,說明A中含有 C=C，設(shè)A結(jié)構(gòu)式為、C=C ,B中/ R? Rq?玦、含有 C，設(shè)B為 C=O , C=O，由于B為唯一產(chǎn)物，說明是同一/ / .玦KR R TOC o 1-5 h z /種酮，

23、即 Ri = R2 = R3 = R4,即 A 為0=0/、R RKMnCUNH20H* Imol A - 2mol B 2mol CR R 9、./IlCC2R CR2RC =NOH/、R R2. 324g(A) 2. 758g(C)增加重量 中=2.758 2.324 = 0. 434gV從AfC,增加的是=NOH,相當于涪整3 = 0.014(mol)14 + 16 + 1A的物質(zhì)的量=，；只=o. 007(mol)A的分子量為：徭= 332由(Ci3Hio)x 得(13X 12 + 10X l)z = 332, x=2A的分子式為C26H2o.則A的不飽和度為 (2X26 + 2) 2

24、0/2 = 17減去一個 C=C ，取代基R的不飽和度總和為16,R=C24H2O/4 = C6H5 苯基.0，n.A的結(jié)構(gòu)式為 )UX/方程式：C26H20 + 31O2 -*26CO2 + 10H2O3Ph2CCPh2 + 4KMnO4 + 2H2O - 6Ph2CO + 4MnO2 + 4KOHPh2CO+NH2OH Ph2C NOH+HzO【例題】（6分）試填寫下列反應流程的試劑，產(chǎn)物及反應條件ch3-c=ch2A-_L CuQ/AU催化劑、溫度C 灑 0H,【解答】OH 0H習題1:完成反應式CHBrCH.XYCH2CH2BrNaaCOs.H心=NaOCHjCHs,03.(2) Zn 粉 0% 習題2：推測結(jié)構(gòu)，式中（+ ）表示反應，（一）表示不反應(_)_,Ag(NH 泌 H(J HgSQ p TT Zp、 0孑前W見更頊血粉歸扣CHOfA）-IC2H4O (F) +C3H6O(G)A淇NH由OH A淇NH由OH vv(+)(-)(+)工 bfeOH+RK2Cr207c6h14o(c)Bc1o(b)H9SO4170126吼（口）哥矗甌2上氏。心）求（A） （G）各化