高中化学奥赛有机第四讲烷烃.doc

一、烷烃 （一）烷烃的组成和结构 烷烃的通式为CnH2n+2，其分子中各元素原子间均以单键即σ – 键相结合，其中的碳原子均为sp3杂化形式。由于单键可以旋转，所以烷烃的异构有碳架异构和构象异构。 烷烃从结构上看，没有官能团存在，因而在一般条件下它是很稳定的。只有在特殊条件下，例如光照和强热情况下，烷烃才能发生变化。这些变化包括碳链上的氢原子被取代，碳 – 碳键断裂，氧化或燃烧。 （二）烷烃的化学反应： 1、取代反应 卤素反应的活性次序为：F2 Cl2 Br2 I2 对于同一烷烃,不同级别的氢原子被取代的难易程度也不是相同的。大量的实验证明叔氢原子最容易被取代，伯氢原子最难被取代。 卤代反应机理：实验证明，甲烷的卤代反应机理为游离基链反应，这种反应的特点是反应过程中形成一个活泼的原子或游离基。其反应过程如下： （3）链终止：随着反应的进行，甲烷迅速消耗，游离基的浓度不断增加，游离基与游离基之间发生碰撞结合生成分子的机会就会增加。 Cl? + Cl? Cl2 CH3? + CH3? CH3CH3 CH3? + Cl? CH3Cl 2、热裂反应 CH4 + CH2=CHCH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH3 + CH2=CH2 CH2=CHCH2CH3 + H2 3、异构化反应 CH3CH2CH2CH3 4、氧化反应：烷烃很容易燃烧，燃烧时发出光并放出大量的热，生成CO2和 H2O。 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + 热量 烷烃的制取 一.偶联反应 1.Wurtz（武慈）合成法：只能制备对称的烷烃R—R，即R相同。 2.卤代烷与二烷基铜锂的偶联[科瑞（E.J.Corey）- 郝思（H.House）反应 3.格式（V.Grignard）试剂法 4.柯尔伯法（Kolbe）H.Kolbe（1818-1884）于1849年将高浓度的羧酸钠盐或钾盐溶液进行电解，在阴极产生烷烃。 六个碳以上的脂肪酸用Kolbe法合成，烷烃产率较好。 二.还原反应 1.烯烃的氢化2.卤代烷的还原 （1）.格氏（Grignard）试剂的水解 （2）用金属和酸还原 复习题: 6.按系统命名法（IUPAC命名法）为下面的化合物选出正确名称：(CH3)2CHCH(CH2CH3)(CH2CH2CH3) A 3－异丙基己烷 B 2－甲基－3－丙基戊烷 C 乙基异丙基丙基甲烷 C 3－乙基丙烷 E 2－甲基－3－乙基己烷 11.写出符合下列条件的烷烃构造式，并用系统命名法命名之。 （1）只含有伯氢原子的最简单烷烃。（3）含有一个季碳原子的已烷。 （4）只含有伯氢和仲氢原子的己烷。 12.某脂肪烃A的相对分子质量是156，在CCl4溶液中与Br2不起反应。但在光照条件下Br2可以跟A起取代反应。取代产物的相对分子质量是235的只有两种：产量较多的一种是B，产量较少的一种是C。另外，还可以得到相对分子质量是314的产物多种。 （1）写出A、B、C的结构式。 （2）相对分子质量是314的有多少种？试写出它们的结构简式。 13．某烃能与Br2反应生成3种一溴代物。8.6g烃进行溴代反应完全转化成一溴代物时，将放出的气体通入500mL 0.2mol/L的氢氧化钠溶液，恰好完全中和。该烃不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。请写出该烃可能的结构简式和名称。 14.一个碳原子上如果连有3个氢原子，则这样的氢原子称为伯氢，如果只连有2个氢原子，则这样的氢称为仲氢，例如：－CH3－CH2－1︰1（1） 则在一氯代丙烷中1－（2） 则在常温下伯氢和仲氢的相对活性比为 。 15.烃与卤素发生取代反应的难易程度与烃分子中氢的类型有关。伯（CH3）（CH2－）（CH —）1︰38︰5，如果控制条件使丙烷发生一氯代反应，则所得产物中CH3CH2CH2Cl占全部一氯代物分子总量的百分含量是多少? 16.将2－甲基丁烷进行一氯化反应，已知其四种一氯化产物和相应的百分含量如下： (CH3)2CHCH2CH3＋Cl2 ＋＋＋(CH3)2CHCH2CH2Cl 27.1% 23.1% 36.2% 13.6% 试推算伯、仲、叔氢原子被氯取代的活性比。 17.正丁烷分别进行氯化和溴化，其产物的组成很不一样，试解释之。 CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2Cl（28%）＋CH3CHCl