课件25张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二目标导航一二预习导引二、脂肪烃的性质
1.脂肪烃的物理性质
烷烃、烯烃和炔烃的物理性质随着分子里碳原子数的递增,呈规律性变化:
(1)随着分子里碳原子数的递增,它们的沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大。
(2)常温下,它们的状态由气态变到液态又变到固态。CnHx中n≤4的烃,在常温常压下都是气态。
(3)它们均为无色物质,不溶于水而易溶于苯、乙醚等有机溶剂,液态烃本身就是有机溶剂,密度都小于水的密度。目标导航一二预习导引目标导航一二预习导引3.烯烃和炔烃的化学性质
(1)与卤素单质的加成反应
我们知道乙烯与溴发生加成反应,会使溴的四氯化碳溶液褪色,反应的化学方程式:
反应原理:乙烯分子里的双键里的一个键易于断裂,两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上,生成的产物的名称为1,2-二溴乙烷。目标导航一二预习导引乙炔通入溴的四氯化碳溶液后,溴的四氯化碳溶液的颜色会逐渐褪去。这说明乙炔也能与溴发生加成反应。
1,3-丁二烯有两个双键,发生加成反应时,主要是两个双键里比较活泼的键一起断裂,而同时又生成一个新的双键。例如:它跟Br2进行的加成反应:
这种形式的加成反应叫1,4-加成。同时还会发生1,2-加成,产物
为目标导航一二预习导引(2)与氢气、卤化氢等的加成
烯烃、炔烃不仅可以与溴发生加成反应,还可以与水、氢气、卤化氢等在一定的条件下发生加成反应。例如:
(工业上可以利用乙烯与水的加成反应,即乙烯水化法制取乙醇)。
在150~160 ℃和用氯化汞作催化剂的条件下,乙炔与氯化氢发生加成反应,生成氯乙烯:目标导航一二预习导引(3)自身加成(加聚)反应
(4)与高锰酸钾酸性溶液的反应
烯烃、炔烃都能与高锰酸钾酸性溶液反应而使高锰酸钾溶液的紫色褪去,同时烯烃、炔烃被氧化得到不同的产物。
预习交流
工业上制备氯乙烷用乙烯与氯化氢发生加成反应,还是用乙烷与氯气在光照下的取代反应?
答案:工业上制备氯乙烷常用乙烯与氯化氢发生加成反应。若用乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应,则生成物除了一氯乙烷外,还有二氯乙烷、三氯乙烷等多种成分,所得产品不纯。问题导学即时检测一二一、不饱和烃
活动与探究
1.烯烃和炔烃具有哪些化学性质?
答案:①能与卤素单质、氢气、卤化氢等发生加成反应。
②能发生加聚反应。
③能使KMnO4酸性溶液褪色。
2.脂肪烃的化学性质与其分子中共价键的类型有怎样的关系?
答案:脂肪烃在发生取代反应时,烃分子里饱和碳原子上的某个碳氢单键断裂,该碳原子上的氢原子被另一反应物分子里的某些原子或原子团替换,生成烃的取代产物,被替换下来的氢与另一反应物的残余部分结合,所以取代反应至少生成两种化合物。问题导学即时检测一二脂肪烃发生加成反应时,烯烃或炔烃分子里的碳碳双键或叁键打开其中的π键或脂环烃里的碳碳键断裂开环,这样就在开键处的两个碳原子上形成剩余价键,从而使其他分子分裂的原子或原子团得以全部结合。因此我们可以把加成反应看作是化合反应。
3.烯烃和炔烃都能使溴水或KMnO4酸性溶液褪色,其原理相同吗?
答案:不同。溴水褪色发生的是加成反应,而KMnO4酸性溶液褪色发生的是氧化反应。
乙烯、乙炔均能使KMnO4酸性溶液褪色,但同时被氧化而生成CO2气体,因此,除去乙烷中的乙烯或乙炔时,不能使用KMnO4酸性溶液,一般用溴水。而鉴别烷烃和烯烃或烷烃和炔烃时,可以用KMnO4酸性溶液,也可以用溴水。问题导学即时检测一二二、加成反应和取代反应
活动与探究
将CH4、C2H4、C2H2的化学性质填入下表:问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二迁移与应用
例题完成下列反应的化学方程式:问题导学即时检测一二答案:(1)CH3CH2OH (2)CH3CHO问题导学即时检测一二迁移训练下列不属于加成反应的是( )
A.乙烯通入溴水中使溴水褪色
B.乙炔使溴水褪色
C.四氯化碳与溴水混合振荡,静置后溴水褪色
D.在磷酸作催化剂的条件下,乙烯和水反应
解析:四氯化碳与溴水混合振荡,静置后溴水褪色,是由于四氯化碳萃取了溴水中的溴。
答案:C
饱和烃在通常状况下,性质稳定,但可以在光照条件下发生取代反应,1 mol Cl2只取代1 mol H原子,且反应可继续进行,故得到的有机物是混合物,一般不用于制取物质;不对称烯烃的加成反应,通常可得到两种产物,但以“氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧”为主。问题导学即时检测123451.下列有关烷烃的说法中,正确的是( )
A.烷烃不一定是饱和烃
B.正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点依次升高
C.烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
D.除甲烷外,其他烷烃能使高锰酸钾酸性溶液褪色
解析:烷烃一定是饱和烃;依据“烃类同分异构体的沸点随分子中支链的增多而降低”的规律可推知正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点依次降低;烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特性之一;无论是甲烷还是其他烷烃都不能使KMnO4酸性溶液褪色。
答案:C问题导学即时检测123452.①丁烷 ②2-甲基丙烷 ③戊烷 ④2-甲基丁烷 ⑤2,2-二甲基丙烷等物质的沸点由高到低排列顺序正确的是( )
A.①>②>③>④>⑤
B.⑤>④>③>②>①
C.③>④>⑤>①>②
D.②>①>⑤>④>③
解析:对于烷烃而言,相对分子质量大的,分子间作用力大,沸点较高,即物质③、④、⑤的沸点高于物质①、②的沸点;对于相对分子质量相同的烷烃,支链越多,沸点越低,即①>②;③>④>⑤。综上所述,③>④>⑤>①>②。
答案:C问题导学即时检测12345?问题导学即时检测123454.(1)碳原子数相同的气态烷烃和气态单烯烃组成的混合气体。若1.0体积这种混合物在氧气中充分燃烧生成2.0体积的CO2和2.4体积的水蒸气(气体体积均在相同状况下测定),则混合物中烷烃和烯烃的体积之比是 。?
A.3∶1 B.1∶3
C.2∶3 D.3∶2
(2)现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种烃,回答下列有关问题:
①等质量的上述五种烃,在相同状况下体积最大的是 。?
②等质量的上述五种烃,完全燃烧时耗O2最多的是 ,生成CO2最多的是 ,生成H2O最多的是 。?
③在120 ℃、1.01×105 Pa条件下,与足量的O2混合点燃,完全燃烧,前后气体体积没有变化的烃是 。?问题导学即时检测12345?问题导学即时检测123455.1,3-丁二烯一类的二烯烃能与具有双键的化合物进行1,4-加成反应生成环状化合物,这类反应称为双烯合成。例如:
在下列横线上写出适当的反应物或生成物的结构简式,完成下列反应的化学方程式:问题导学即时检测12345解析:根据题目所给的信息,可知双烯合成的反应原理是碳碳双键断裂,相互加成连接成环状结构,产物中新形成的碳碳双键来源于二烯烃。根据此反应原理可完成(1)(2)化学方程式。
答案:(1)
(2)H2C CH—CH CH—COOCH3 CH2 CH2课件18张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二一、石油的物理性质和成分
1.颜色状态:石油是一种黄绿色至黑褐色的黏稠液体。
2.组成:石油的基本元素是碳和氢(两者的质量分数之和可达97%~98%),同时还含有少量的硫、氧、氮等。它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。石油的化学成分主要是各种液态的烃,其中还溶有气态和固态的烃。目标导航一二预习导引二、石油化学工业
1.实验室蒸馏石油实验
(1)在实验室中进行蒸馏实验时,为了知道馏出液的沸点,要使用温度计。温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处,从而测出馏出蒸气的温度,也就是馏出液的沸点。
(2)蒸馏时,向蒸馏烧瓶中加入一些碎瓷片的目的是防止混合液在受热时发生暴沸。
(3)使用冷凝管时一般是冷凝水的流向和被冷凝气体的流向相反,即冷凝水从下口进入,上口流出,这样可以达到充分冷凝的目的。目标导航一二预习导引2.石油的分馏
(1)石油分馏的目的:将石油进行一定程度的分离,让它们各尽其用。
(2)石油分馏的原理:分子中所含碳原子数不同,烃的沸点就不同。通常情况下,随着烃分子里碳原子数增多,烃的沸点也相应升高。加热石油,沸点低的烃(分子中所含碳原子数较少)先汽化,经冷凝后分离出来;随着温度的升高,较高沸点的烃再汽化,经过冷凝液化后又分离出来。这样,不断地加热汽化和冷凝液化,就可把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物,这一过程在石油工业中是在分馏塔内进行的,称为石油分馏。
分馏石油得到的各种馏分仍是混合物。石油的分馏属于物理变化。
请将石油分馏产品汽油、柴油、煤油、沥青、液化石油气,按其组成物质分子中碳原子数递增的顺序排列:液化石油气、汽油、煤油、柴油、沥青。目标导航一二预习导引3.石油的裂化
在加热或使用催化剂并加热的条件下,使相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相对分子质量小、沸点较低的烃的过程就是石油的裂化。
裂化的目的:提高汽油等轻质油的产量和质量。
使用催化剂的裂化称为催化裂化,不使用催化剂的裂化称为热裂化。
提示:石油的裂化方式主要是均裂(反应物中的碳原子数被平均分配)。
注意:用汽油做卤素单质的萃取剂时,需选用直馏汽油。
4.石油的裂解
裂解是采用比裂化更高的温度(700~800 ℃,有时甚至高达1 000 ℃以上),使长链烃断裂成气态烯烃的加工过程。
裂解的目的:为了获得乙烯、丙烯等小分子烯烃,作为有机化工原料。
裂化和裂解都是化学变化。裂解又叫深度裂化,是目前生产乙烯的主要方法。目标导航一二预习导引5.绿色化学工艺力求实现全合成、零排放,开发对环境友好的产品、控制设备和仪器。
预习交流
由石油分馏和裂化都会得到汽油,如何区分分馏汽油(或直馏汽油)和裂化汽油?
答案:因为裂化汽油中含有烯烃,而直馏汽油主要是由烷烃及苯的同系物组成的,所以可以选择溴水来鉴别。但是不能选用KMnO4酸性溶液,因为直馏汽油中的苯的同系物也能够使其褪色。问题导学即时检测石油化工
活动与探究
1.你知道大量的脂肪烃的来源吗?为什么说石油是“工业的血液”?以石油和天然气为原料可以生产哪些日常用品?
答案:脂肪烃主要来源于煤、石油和天然气。石油在工业生产中是一种重要的燃料动力资源,在陆地、海上和空中交通运输方面以及现代国防中所用的燃料均来源于石油或其产品。以天然气和石油为原料,可生产塑料、合成纤维、合成洗涤剂、医药、农药、炸药和化肥等日常用品。问题导学即时检测2.石油化工中的分馏、裂化和裂解的原理是什么?有什么区别?
答案:
分馏、裂化和裂解的原理及区别问题导学即时检测提示:(1)分馏属于物理变化,裂化、裂解属于化学变化。
(2)裂化汽油和裂解汽油是多种烃的混合物,无固定的熔沸点。
(3)直馏汽油是含C5~C11的烷烃及少量的芳香烃,性质稳定;而裂化汽油是含有C5~C11的烷烃和烯烃,性质活泼,故可用Br2的CCl4溶液来鉴别。问题导学即时检测迁移与应用
例题石油的主要成分是( )
①烷烃 ②烯烃 ③炔烃 ④二烯烃 ⑤环烷烃 ⑥芳香烃
A.①②③ B.①②④
C.①③⑤ D.①⑤⑥
解析:石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物,没有固定的熔点和沸点,只能在一定温度范围内熔化或汽化。
答案:D
温馨提示:注意石油是混合物,主要含有烷烃、环烷烃和芳香烃。问题导学即时检测迁移训练某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面,观察到这辆卡车在启动、刹车时排出黑烟,由此推断这辆卡车所用的燃料是( )
A.酒精 B.汽油
C.柴油 D.液化石油气
解析:按一般常识,汽车所用的燃料为汽油或柴油,且酒精、液化石油气燃烧一般不会产生黑烟,所以答案应在B、C两项中选择。汽油的主要成分为C5~C11的烷烃,柴油的主要成分为C15~C18的烷烃,柴油分子中的碳原子数目多于汽油分子中的碳原子数。而碳原子数越多的烷烃,其中碳的质量分数越大,燃烧时多发生不完全燃烧,生成C等而产生黑烟。故卡车排出黑烟,其燃料为柴油。
答案:C问题导学即时检测如图为烷烃、烯烃、炔烃含碳量曲线图,由图可归纳得出如下结论:问题导学即时检测(1)含碳量最低(或含氢量最高)的烃是甲烷,含碳量为75%;烯烃的含碳量均为85.7%;含碳量最高的是乙炔,为92.3%。
(2)随着碳原子数的增多,烷烃的含碳量逐渐升高,炔烃的含碳量逐渐降低,两者的极限含量均为85.7%。
(3)甲烷含碳量低,燃烧时火焰为淡蓝色,燃烧充分;乙烯含碳量较高,燃烧时火焰明亮且伴有黑烟;乙炔含碳量更高,燃烧的火焰更明亮,烟更浓,燃烧不充分。问题导学即时检测12341.2013年11月22日,中石化青岛爆炸事故引起了人们的广泛关注,下列有关此次事故描述错误的是( )
A.一个国家化工生产水平常用聚乙烯的产量来衡量
B.本次大火产生的大气污染物可能有二氧化硫、氮氧化物等,应该做环保监测
C.事故处理中的消防水全部排入应急池中,避免了对周边海域的污染
D.石油化工生产中利用常压分馏可以得到轻质油
解析:一个国家的化工生产水平用乙烯的产量来衡量。
答案:A问题导学即时检测12342.近年来,我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油,其主要原因是( )
A.提高汽油燃烧效率 B.降低汽油成本
C.避免铅污染大气 D.铅资源短缺
解析:为了减轻汽油燃烧时的爆震,常在汽油中加入四乙基铅[Pb(C2H5)4],汽油燃烧时Pb(C2H5)4也发生燃烧,铅随尾气一同排出,造成严重的空气污染。近年来科学家研制出了抗震剂Pb(C2H5)4的替代品,为了减轻空气污染,我国已明令禁止生产、销售、使用含铅汽油。
答案:C问题导学即时检测12343.下列关于煤、石油、天然气的说法中正确的是( )
A.石油裂化得到的汽油是纯净物
B.石油产品都是烷烃
C.天然气是一种清洁的化石燃料
D.煤中含有苯、甲苯等物质,通过干馏可以制得
解析:石油裂化和分馏得到的汽油都是混合物,A错误;石油裂化和裂解的产品中有大量的烯烃,B错误;天然气的主要成分是甲烷,是一种清洁的化石燃料,C正确;煤中存在的是结构复杂的有机物和无机物,并不存在苯和甲苯,但是通过煤的干馏可得到苯和甲苯,D错误。
答案:C问题导学即时检测12344.为了控制下述反应的温度变化,应将温度计的水银球放置在什么位置比较合适?
(1)在蒸馏烧瓶中分馏石油: 。?
(2)用酒精和浓硫酸制取乙烯: 。?
(3)用苯和混酸混合水浴加热制硝基苯: 。?
答案:(1)水银球放在蒸馏烧瓶支管口处
(2)水银球插入反应物液面以下
(3)水银球插入水中课件26张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二一、苯的结构与性质
1.苯的分子结构目标导航预习导引一二结构式 (1)结构简式: 或
(2)空间构型:平面正六边形结构,所有原子在同一平面上 (3)化学键:分子中碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键目标导航预习导引一二目标导航预习导引一二预习交流1
烷烃和苯都能和卤素发生取代反应,它们的条件有何异同?
答案:相同点:都必须和纯卤素单质反应,而不是与卤素单质的水溶液反应;
不同点:反应条件不同,烷烃和卤素单质发生取代反应的条件是光照,苯和卤素单质发生取代反应需要卤化铁作催化剂。目标导航一二预习导引二、芳香烃的来源与应用
1.有关概念
(1)芳香族化合物:分子中含有苯环的化合物。
(2)芳香烃:仅由碳、氢两种元素组成的芳香族化合物则为芳香烃,或含有苯环的烃叫芳香烃,如苯、萘等。
(3)苯的同系物:只含一个苯环并和苯在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,叫作苯的同系物,或苯分子中的氢原子被烷基取代所得的一系列化合物叫作苯的同系物,如甲苯、二甲苯、乙苯、六甲基苯等。苯的同系物一定符合通式CnH2n-6(n≥6)。目标导航一二预习导引2.苯及苯的常见同系物的物理性质
苯是没有颜色、带有特殊气味的液体,密度比水小,不溶于水,能溶解许多物质,是良好的有机溶剂。苯的沸点是80.1 ℃,熔点是5.5 ℃。如果用冰来冷却,苯可以凝结成无色的晶体。甲苯、二甲苯、乙苯等苯的同系物,都是良好的有机溶剂,密度比水小。
注意:不要受溴苯、硝基苯等密度比水大的影响而误认为甲苯等密度比水大。目标导航一二预习导引3.多环芳烃
有些芳香烃分子中含有多个苯环,这样的芳香烃称为多环芳烃。多环芳烃中的苯环有些通过脂肪烃基连接在一起(多苯代脂烃),有些是苯环之间通过碳碳单键直接连接的(联苯或联多苯),还有一些则是苯环之间通过共用苯环的若干条环边而形成的(稠环芳烃)。目标导航一二预习导引目标导航一二预习导引预习交流2
哪些实验事实说明在苯的同系物分子中,苯环与侧链之间发生了相互影响?
答案:(1)由于苯环对侧链的影响,使得苯的同系物能使高锰酸钾酸性溶液褪色,而苯不能。
(2)侧链对苯环的影响:甲苯与硝酸的反应中,苯环上甲基的邻位和对位的H原子变得活泼,生成三硝基甲苯,而苯与硝酸反应只生成硝基苯。问题导学即时检测一二一、苯的结构
活动与探究
已知:
(1)苯的一取代物只有一种,二取代物共有三种;
(2)苯不能通过化学反应使KMnO4酸性溶液、溴的CCl4溶液褪色;
(3)碳碳双键加氢时总要放出热量,并且放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比。苯在Ni催化下可与H2发生加成反应,生成环己烷,所放出的热量比环己二烯与H2加成生成环己烷的还要少;问题导学即时检测一二根据以上事实,说一说对苯环结构的认识。
答案:在苯分子中并不存在独立的碳碳单键和碳碳双键(苯的邻二取代物只有一种结构,苯不能使KMnO4酸性溶液和溴的CCl4溶液褪色,苯和H2加成不如环己二烯加成时放出的热量多),而是一种介于单键和双键之间的一种独特的键。问题导学即时检测一二迁移与应用
例1哪些化学性质说明苯的结构具有碳碳单键和双键的特点,但又不同于典型的单键和双键?
答案:苯与液溴、HNO3的取代反应,说明其具有与烷烃相似的结构,但又不完全相同,烷烃与卤素单质发生取代反应的条件是光照,而苯是FeBr3作催化剂;
苯与H2可以发生加成反应,说明其具有碳碳双键的特点,但不可以使KMnO4酸性溶液和Br2的CCl4溶液褪色,又不是典型的碳碳双键。
综上所述,苯具有碳碳单键和双键的特点,但又有区别,是一种介于二者之间的一种独特的键,使其表现为易取代、难加成。问题导学即时检测一二苯分子里的六个碳原子之间的键完全相同,是一种介于单键和双键之间的独特的键,因此苯既有与烷烃相似的化学性质——取代反应,又有与烯烃相似的化学性质——加成反应;而又不同于烷烃的取代反应,如反应条件等,也不同于烯烃的加成反应,如苯不与溴水发生加成反应。问题导学即时检测一二二、苯的同系物的结构与性质
活动与探究
1.取1支试管,向其中加入2 mL甲苯,再加入3~5滴KMnO4酸性溶液,振荡。
2.取1支试管,向其中加入2 mL二甲苯,再加入3~5滴KMnO4酸性溶液,振荡。
以上实验,各有什么现象?可得出什么结论?
答案:两支试管中均褪色;说明苯的同系物均可以使KMnO4酸性溶液褪色。问题导学即时检测一二迁移与应用
例2哪些化学反应能说明苯的同系物(如甲苯)中苯环和侧链相互影响?
答案:甲苯可使KMnO4酸性溶液褪色,说明苯环对侧链有影响,(侧链的α-C上有H原子)使其被KMnO4氧化生成—COOH;
在甲苯与浓硝酸的反应中,由于侧链对苯环的影响,使苯环的邻、对位上的H原子更活泼,易于发生取代反应。问题导学即时检测一二迁移训练鉴别苯和苯的同系物的方法或试剂是 ( )
A.液溴和铁粉 B.浓溴水
C.酸化的KMnO4溶液 D.在空气中点燃
解析:本题苯和苯的同系物的共同性质:①与液溴或硝酸在催化剂作用下发生取代反应;②在空气中燃烧且现象相似;③与H2能发生加成反应。不同点:苯的同系物能被KMnO4酸性溶液氧化,而苯不能。
答案:C问题导学即时检测一二所有苯的同系物都含有1个苯环并侧链连有烷基,因而兼具有苯与烷烃的性质,如它们在Fe存在下与卤素单质发生苯环上的取代反应,在光照条件下发生烷基上的取代反应。但由于烷基与苯环的相互影响,使它们性质也有一些差异,如甲苯比苯更容易与浓硝酸发生取代反应,甲苯能被KMnO4酸性溶液氧化而苯不能。问题导学即时检测12341.下列物质由于发生反应,既能使溴水褪色,又能使KMnO4酸性溶液褪色的是( )
A.乙烷 B.乙烯 C.苯 D.甲苯
解析:解答本题时,要抓住三个条件:①发生化学反应;②能使溴水褪色;③能使KMnO4酸性溶液褪色,缺一不可。
选项A中乙烷不能使溴水和KMnO4酸性溶液褪色;选项B中乙烯既能与溴水发生加成反应,使溴水褪色,又能被KMnO4酸性溶液氧化,使KMnO4酸性溶液褪色,符合题意;选项C中苯虽然能使溴水层褪色,但这是由于发生了萃取作用,并未发生化学反应,且苯不能使KMnO4酸性溶液褪色;选项D中甲苯使KMnO4酸性溶液褪色,其使溴水褪色也是由于发生萃取作用造成的,并未发生化学反应。
答案:B问题导学即时检测12342.下列各物质中,一定是同系物的是( )
A.C3H6和2-甲基-1-丁烯
B.3,3-二甲基-1-丁炔和3-甲基-1-戊炔
D.C4H10和C9H20
解析:A中虽然通式相同,在组成上相差2个CH2原子团,但C3H6可能是烯烃,也可能是环烷烃,即结构不一定相似,所以二者不一定是同系物;B中3,3-二甲基-1-丁炔和3-甲基-1-戊炔分子式相同,属于同分异构体,不是同系物;C中二者在分子组成上没有“相差一个或若干个CH2原子团”,不是同系物;D中二者一定是烷烃(结构相似),在分子组成上相差5个CH2原子团,它们必然互为同系物。
答案:D问题导学即时检测12343.某同学为验证苯的沸点(80.1 ℃)比水低,设计了如右图所示的实验装置(某些固定装置已略去)。
请完成下列问题:问题导学即时检测1234(1)能够说明苯的沸点比水低的实验现象是 。?
(2)使用该装置有一明显的缺点就是难以控制苯蒸气外逸,如何改进? 。?
(3)改进后的装置还可以用来完成下列实验中的 。?
A.硝基苯的制取 B.乙酸乙酯的水解 C.石油的分馏
解析:(1)苯的沸点为80.1 ℃,而水的沸点为100 ℃,利用图中装置要证明苯的沸点比水低,水浴加热若苯先沸腾即可证明。
(2)要防止苯挥发,可加长导管,使苯蒸气挥发过程中,冷凝回流。
(3)该装置利用水浴加热,又有温度计测试水浴温度,可用于硝基苯的制取及酯的水解。
答案:(1)烧杯中的水尚未沸腾时试管内的苯已沸腾
(2)在试管口上方加装带有长玻璃导管的单孔塞
(3)AB问题导学即时检测12344.苯的同系物中,有的侧链能被高锰酸钾酸性溶液氧化,生成芳香酸,反应如下:
(1)现有苯的同系物甲、乙,分子式都是C10H14。甲不能被高锰酸钾酸性溶液氧化为芳香酸,它的结构简式是 ;乙能被高锰酸钾酸性溶液氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸,则乙可能的结构有 种。?
(2)有机物丙也是苯的同系物,分子式也是C10H14,它的苯环上的一溴代物只有一种。试写出丙所有可能的结构简式: 。?问题导学即时检测1234解析:(1)本题以分子式为C10H14的苯的同系物可能具有的结构展开讨论。题中信息没有明说什么样的结构不能被KMnO4酸性溶液氧化为芳香酸,但仔细分析可以发现,能被氧化为芳香酸的苯的同系物都有一个共同点——侧链与苯环直接相连的碳原子上都有氢原子,产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目;若苯的同系物能被氧化为分子式为C8H6O4的芳香酸(二元酸),说明苯环上有两个侧链,可能是两个乙基,也可能是一个甲基和一个丙基,而丙基又有两种结构
(—CH2CH2CH3和 ),两个侧链在苯环上的位置又有邻位、间位和对位3种可能,故分子式为C10H14,有两个侧链的苯的同系物有3×3=9种可能的结构。(2)分子式为C10H14的苯的同系物苯环上的一溴代物只有一种,其苯环上可能只有2个相同的侧链且位于对位,或4个相同的侧链(如答案所示)。问题导学即时检测1234课件9张PPT。专题一专题二专题一专题二专题一专题二例1将下列各种液体分别与溴水混合并振荡,不能发生化学反应,静置后混合液分为两层,水层几乎无色的是( )
A.氯水 B.乙烯
C.苯 D.KI溶液
解析:使溴水褪色可以是发生化学反应而褪色,也可以是发生萃取作用而使水层无色。题中B项最易错选,只考虑到乙烯与溴水发生反应:
CH2 CH2+Br2CH2Br CH2Br,生成的产物1,2-二溴乙烷属于有机物,不溶于水,因此混合液分为两层,而忽略了限制条件之一:不能发生化学反应。A项,氯水与溴水不反应且不分层,不选;D项,KI溶液与溴水反应但不分层,不选;只有C项,苯将溴从溴水中萃取出来,振荡静置后水层几乎无色,符合题意,故选C。
答案:C专题一专题二专题二 由相对分子质量推求烃的分子式的方法
(1)各类烃的通式(见下表)
(2)在掌握各类烃的通式的基础上,由相对分子质量推求烃的分子式可采用如下的“商值通式”判断法,其规律是:假设某烃的相对分子质量为Mr,则有
①若Mr能被14整除,可推知单烯烃或环烷烃(通式均为CnH2n),其商为碳原子数。
②若Mr+2能被14整除,可推知为单炔烃或二烯烃(通式均为CnH2n-2),其商为碳原子数。专题一专题二③若Mr-2能被14整除,可推知为链烷烃(CnH2n+2),其商为碳原子数。
④若Mr+6能被14整除,可推知为苯或苯的同系物(通式为CnH2n-6),其商为碳原子数。
⑤12个氢原子相当于1个碳原子的相对分子质量,所以相对分子质量较大的烃(CnHm)的分子式也可能为Cn+1Hm-12。专题一专题二例2若A是相对分子质量为128的烃,则其分子式只可能是 或 ;若A是易升华的片状晶体,则其结构简式是 ;若A在常温下是液体,其一氯代物只有两种结构,则A的结构简式可能是 。?
解析:A是相对分子质量为128的烃,可先求出A分子中含碳原子数最多时应是几个碳:128÷12=10余8。则其分子式可能为C10H8。若将一个碳原子换成12个氢原子得C9H20,C9H20符合链烷烃的通式,故A的分子式也可能是C9H20。若继续将碳原子换成氢原子,氢原子个数将超过链烷烃(CnH2n+2)的限制,所以C8H32、C7H44……都不是答案。C10H8是不饱和度很高的烃,应该考虑到可能是芳香烃,再联想教材中对萘的描述,可以确认“易升华的片状晶体”是萘;C9H20是烷烃,通常以液态形式存在,由于其一氯代物只有两种结构,表明其分子中只有两种化学环境不同的氢原子,故应从尽可能对称的结构去考虑,从而写出其可能的结构简式。专题一专题二答案:C10H8 C9H20
(CH3)3C—CH2—C(CH3)3或C(CH2CH3)4专题3过关检测A卷
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)
1.下列操作达不到预期目的的是( )
①石油分馏时把温度计插入受热的液体中
②用高锰酸钾酸性溶液除去乙炔中含有的H2S
③用乙醇和3%的硫酸共热到170 ℃制取乙烯
④将苯和溴水混合后加入铁粉制取溴苯
⑤将敞口久置的电石与蒸馏水混合制乙炔
A.只有①⑤ B.只有③④⑤
C.只有①②③⑤ D.①②③④⑤
解析:石油分馏时温度计的水银球应与支管口齐平;乙炔和H2S都能被高锰酸钾酸性溶液氧化;制取乙烯要用浓硫酸;制取溴苯要用液溴,不能用溴水;敞口久置的电石会与空气中的水反应而失效。
答案:D
2.下列14个碳原子不可能处于同一平面的是( )
① ②
③ ④
A.①③ B.②④
C.①③④ D.①④
解析:带“*”的碳原子与周围四个原子构成四面体结构。
答案:A
3.将下列液体分别与溴水充分混合并振荡,静置上层液体呈现橙色,下层液体呈现无色的是( )
A.CCl4 B.苯
C.戊烯 D.KI溶液
解析:该液体与溴水充分混合并振荡,静置后分层且上层液体呈现橙色,说明该液体不溶于水,且密度小于水;下层液体是无色,说明该液体能从溴水中萃取溴,使水层显示无色,B项符合题意。
答案:B
4.已知苯与一卤代烷烃在催化剂作用下可生成苯的同系物,例如:+CH3X+HX,则在催化剂作用下由苯和下列各组物质合成乙苯时,最好应该选用( )
A.CH3CH3和Cl2
B.CH2CH2和Cl2
C.CH3CH3和HCl
D.CH2CH2和HCl
解析:根据题意,可以判断合成乙苯时所用的原料是苯和一氯乙烷,所以首先必须合成CH3CH2Cl。CH3CH3和HCl不反应,CH2CH2和Cl2反应生成CH2ClCH2Cl,而CH3CH3和Cl2虽然在光照条件下能够发生取代反应生成CH3CH2Cl,但是烷烃的卤代反应产物有多种,原料利用率低且难以分离,所以在有机合成上价值不大,本题制取乙苯可采用如下反应:
CH2CH2+HClCH3CH2Cl
CH3CH2Cl++HCl
故选D。
答案:D
5.用相对分子质量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子,所得的化合物可能有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
解析:相对分子质量为43的烷基为丙基(—C3H7),其结构有两种:CH3CH2CH2—、。甲苯苯环上的氢有三种,即甲苯中甲基的邻、间、对位。所以取代产物共有3×2=6种。选D。
答案:D
6.已知萘()的n溴代物和m溴代物的种数相等,则n与m(n不等于m)的关系是( )
A.n+m=6 B.n+m=4
C.n+m=8 D.无法确定
解析:从萘的分子式C10H8出发,从分子中取代a个H(C10H8-aBra)与取代(8-a)个H(C10HaBr8-a)的同分异构体的种数相等,故n+m=a+(8-a)=8,选C项。
答案:C
7.盆烯是近年来合成的一种有机物,它的分子结构可用右图表示。下面关于盆烯的说法错误的是( )
A.盆烯分子中所有的碳原子都处在同一平面内
B.盆烯可以在一定条件下发生加成反应
C.盆烯燃烧时会产生明亮火焰,冒浓的黑烟
D.盆烯与苯互为同分异构体
解析:盆烯和苯的分子式都是C6H6,但结构不同,所以互为同分异构体;盆烯含碳量和苯的相同,燃烧都会产生明亮火焰,冒浓的黑烟;盆烯分子中含有1个,在一定条件下能够和卤素单质、卤化氢、氢气和水等物质发生加成反应;盆烯分子中6个碳原子中有4个属于饱和碳原子,其空间构型为四面体形,所有碳原子不可能都处在同一平面内。
答案:A
8.下列化合物分别跟液溴和铁粉反应,苯环上的氢原子被取代后所得的一溴代物有3种的是( )
A. B.
C. D.
解析:由于苯环结构的对称性,苯环上往往会存在等效氢原子,即“同一种氢原子”。A项,,苯环上有3种化学环境不同的氢原子,苯环上的一溴代物也有3种;B项,,苯环上只有一种氢原子,苯环上的一溴代物也只有一种;C项,,苯环上只有一种氢原子,苯环上的一溴代物也只有一种;D项,,苯环上只有一种氢原子,故苯环上的一溴代物也只有一种。
答案:A
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
9.(10分)下列各物质中,互为同位素的是 ,互为同素异形体的是 ,互为同系物的是 ,互为同分异构体的是 ,属于同一种物质的是 。?
①金刚石与石墨
②12C与14C
③与
④与
⑤与
⑥与
⑦CH4与C(CH3)4
解析:同位素是指质子数相同而中子数不同的原子,故为②;同素异形体是指同种元素形成的不同种单质,故为①;同系物是指结构相似、通式相同、分子式不同的有机物,故为⑦;同分异构体是指分子式相同、结构不同的物质,故为③⑥;④⑤均属同种物质。④二氯甲烷无同分异构体,是因为CH4是正四面体结构。⑤邻二氯苯只有一种,是因为苯环上所有的碳碳键都一样,没有单双键之别。⑦C(CH3)4是一种高度简化的结构简式,表明1个碳原子连有4个—CH3,代表的物质是新戊烷,即2,2-二甲基丙烷。
答案:② ① ⑦ ③⑥ ④⑤
10.(16分)A、B两种有机物都能使溴水褪色;在催化剂存在下与过量的H2反应均生成2-甲基丁烷;每1 mol A、B均可以与320 g溴完全反应,A反应后生成物中溴原子分布在4个碳原子上,B反应后溴原子分布在两个碳原子上。则A、B的结构简式分别为 、 ,与溴水反应的化学方程式分别为 和 。?
解析:n(Br2)==2 mol
由于1 mol A(或B)可以与2 mol Br2完全加成,所以1 mol A(或B)与2 mol H2完全加成才能得到1 mol 2-甲基丁烷。由1 mol 2-甲基丁烷分别从相邻的C原子上减去2 mol H2便得A(或B):
由于A与Br2加成后,Br原子分布在4个C原子上,所以A为二烯烃;由于B与Br2加成后,Br原子分布在2个C原子上,所以B为炔烃。
答案:CH2C(CH3)—CHCH2
CH2C(CH3)—CHCH2+2Br2
CH2Br—C(CH3)Br—CHBr—CH2Br
+2Br2
CH3—CH(CH3)—CBr2—CHBr2
11.(14分)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合酸,加入反应容器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混合均匀。
③在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。
④除去混合酸后,粗产品依次用水和5%NaOH溶液洗涤,最后用水洗涤。
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)配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合酸时,操作注意事项是 。?
(2)步骤③中,为了使反应在50~60 ℃下进行,常用的方法是 。?
(3)步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是 。?
(4)步骤④中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是 。?
(5)纯硝基苯是无色、密度比水 (填“大”或“小”)、具有 气味的油状液体。?
解析:由于浓硫酸与浓硝酸混合时放出大量的热,且浓硫酸的密度比浓硝酸的大,所以混合时,应将浓硫酸慢慢注入浓硝酸中,并要及时搅拌和冷却。反应的温度不超过100 ℃时,常用水浴加热控制温度。该方法制得的硝基苯中溶有NO2、硝酸等酸性物质,故用NaOH溶液洗涤。
答案:(1)先将浓硝酸注入容器,再缓缓注入浓硫酸,并及时搅拌和冷却
(2)将反应器放在50~60 ℃的水浴中加热
(3)分液漏斗
(4)除去粗产品中残留的硝酸和硫酸
(5)大 苦杏仁
12.(12分)标准状况下1.68 L某气态烃在足量氧气中完全燃烧,若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0 g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3 g。
(1)计算燃烧产物中水的质量。
(2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。
(3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式(只要求写出一组)。
解析:(1)m(CO2)=×44 g·mol-1=6.6 g
m(CO2)+m(H2O)=9.3 g
m(H2O)=9.3 g-6.6 g=2.7 g。
(2)n(CO2)==0.15 mol
n(H2O)==0.15 mol
分子中N(C)∶N(H)=1∶2
n(气体)==0.075 mol
每个烃分子中:碳原子数==2,氢原子数=2×2=4,所以该气体的分子式是C2H4。
(3)因为单一气体为C2H4,现为等物质的量的两种气体的混合物,所以在2 mol混合气体中,应含有4 mol C原子、8 mol H原子,混合物中的碳原子数小于5,另一可燃气体只可能是H2、CO、CH2O。则这两种气体可能是C4H6和H2(或“C3H8和CO”或“C3H6和CH2O”等)。
答案:(1)2.7 g
(2)C2H4
(3)C4H6和H2(或“C3H8和CO”或“C3H6和CH2O”等)
专题3过关检测B卷
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)
1.下列关于常见有机化合物说法正确的是( )
A.甲烷、乙烯和苯都可以从化石燃料中提取,都能使溴水因发生化学反应而褪色
B.乙烯和苯分子中因都存在,因而都能发生加成反应和氧化反应
C.KMnO4酸性溶液既可鉴别乙烷与乙烯,又可除去乙烷中的乙烯而得到纯净的乙烷
D.只用一种试剂就可以鉴别乙醇、乙酸、四氯化碳、苯四种液体
解析:甲烷不能使溴水因发生化学反应而褪色,A错误;苯分子中的碳碳键是一种介于单键与双键之间独特的键,B错误;KMnO4酸性溶液能够氧化乙烯而得到二氧化碳气体,得到的乙烷中混有二氧化碳,C错误;D项,碳酸钠溶液可以用来鉴别题述四种液体,乙醇与碳酸钠溶液不反应,但不分层,乙酸与碳酸钠溶液反应产生气体,碳酸钠溶液与四氯化碳、苯互不相溶,且四氯化碳在下层,苯在上层,D正确。
答案:D
2.β-月桂烯的结构如图所示,一分子该物质与两分子溴发生加成反应的产物(只考虑位置异构)理论上最多有 ( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.6种
解析:分子存在三种不同的碳碳双键,如图。一分子该物质与两分子Br2加成时,可以加成①②,也可以加成①③或②③,还可以发生③与①②的1,4-加成,故所得产物共有4种,C项正确。
答案:C
3.下列有关甲苯的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是( )
A.甲苯与浓硝酸反应生成三硝基甲苯
B.甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色(生成)
C.甲苯燃烧产生带浓烟的火焰
D.1 mol甲苯与3 mol H2发生加成反应
解析:与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下反应生成,与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下反应生成,说明—CH3对苯环的性质产生了影响。
答案:A
4.三位科学家因在烯烃复分解反应研究中的杰出贡献而荣获2005年度诺贝尔化学奖,烯烃复分解反应可示意如下:
++
下列化合物中,经过烯烃复分解反应可以生成的是( )
解析:A项正确。B项合成的是,不正确。C项合成的是,错误。D项得到的是,错误。
答案:A
5.下列现象因为发生加成反应而发生的是( )
A.乙烯使KMnO4酸性溶液褪色
B.苯通入溴水中,振荡后水层接近无色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
解析:A项是因为乙烯被KMnO4酸性溶液氧化;B项是因为苯萃取了溴水中的Br2;D项是因为甲烷和Cl2发生取代反应,而生成无色物质;只有C项是因为乙烯和Br2发生了加成反应而褪色。
答案:C
6.下列各选项能说明分子式为C4H6的某烃结构简式是,而不是CH2CH—CHCH2的事实是( )
A.燃烧有浓烟
B.能使KMnO4酸性溶液褪色
C.一氯代物只有3种
D.与足量溴水反应,生成物中有4个溴原子
解析:1-丁炔和1,3-丁二烯含碳量相同,燃烧都有浓烟,所以A项无法证明;两者都为不饱和烃,均能使KMnO4酸性溶液褪色,也不能确定;1-丁炔的一氯代物有3种,而1,3-丁二烯的一氯代物有2种,所以C项正确;1,3-丁二烯和1-丁炔与足量溴水反应,所得产物分子中都含有4个溴原子,因此,D项也无法证明。
答案:C
7.研究物质性质的基本程序之一就是“预测物质的性质”。下列对物质性质的预测不正确的是( )
A.乙烯双键中的一个键容易断裂,所以容易发生加成反应和取代反应
B.CH3CH3为乙烷,该物质可以看作是甲烷分子中的一个氢原子被—CH3取代的结果,该物质能与氯气发生取代反应
C.某有机化合物可以表示为,该物质能够使溴的四氯化碳溶液褪色
D.乙炔与苯具有相同的最简式,故等质量的苯和乙炔完全燃烧,消耗O2的质量相同
答案:A
8.X、Y、Z分别为烷烃、烯烃、炔烃,若在一定条件下V L X、Y、Z的混合气体又与V L H2发生加成反应,则混合气体中X、Y、Z的体积比可能是( )
A.2∶1∶1 B.1∶2∶3
C.1∶2∶2 D.2∶3∶2
解析:根据烯烃与H2,炔烃与H2加成的物质的量之比可知,要想V(烃)=V(H2),必须有V(烷)=V(炔),V(烯)任意即可。
答案:D
9.下列叙述中,错误的是( )
A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55~60 ℃反应生成硝基苯
B.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
C.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2-二溴乙烷
D.甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4-二氯甲苯
解析:甲苯与氯气光照主要取代—CH3上的氢原子,D选项错误。
答案:D
10.相同条件下,乙炔和乙烯的混合气体完全燃烧所需O2的体积是混合气体体积的2.8倍,则混合气体与H2发生加成反应时,所需H2的体积是混合气体体积的 ( )
A.1.2倍 B.1.4倍 C.1.6倍 D.1.8倍
解析:首先根据混合气体燃烧的耗氧量与混合气体的体积关系求出乙炔、乙烯的体积,然后才能确定加成所需H2的量。
设原混合气体的总体积为1,乙炔的体积为x,乙烯的体积为(1-x),根据燃烧的化学方程式可得:C2H2~O2,C2H4~3O2。
则x+3(1-x)=2.8,x=0.4。
加成所需H2的体积为2×0.4+1×(1-0.4)=1.4,
即所需H2的体积是混合气体体积的1.4倍。
答案:B
二、非选择题(本题共3小题,共50分)
11.(15分)生活中有很多现象都蕴藏着化学秘密,如果你是一个细心的人,就一定会发现很多有趣的事。
(1)煤气灯曾是十八世纪的主要照明工具,但有一个奇怪的事引起了不少人的注意,那就是在有些煤气灯附近的树木,树叶比其他树要早落好长时间,但这个问题一直到1901年才由俄国的植物学家奈刘波证实是煤气灯产生的一种气体在作怪,你认为这种气体可能是 (填物质名称)。?
(2)为了证明你的判断,下列是一位同学做的实验及其装置:
如果实验时无水硫酸铜变蓝色,澄清的石灰水变浑浊;你认为通过以上实验可以得出的结论是?
。?
(3)若要进一步得出该分子的组成,另一个同学设计的实验及其装置:
要达到实验的目的,需要下列哪些数据 (填编号)。?
①此气体的质量
②浓硫酸的增重
③硬质玻璃管的增重
④干燥管的增重
⑤此气体的体积(标准状况下)
(4)将这种气体在高温高压条件下与苯甲醛按一定比例混合,结果发现苯甲醛的质量和性质都没有发生变化,且还得到了一种白色固体。试推测苯甲醛的作用是 。得到的白色固体是 ,发生的反应是 (填反应类型)。?
解析:(1)在煤气灯附近的树木的树叶比其他树要早落好长时间,说明树叶成熟要早,即该气体具有催熟剂的作用,因此是乙烯气体。
(2)无水硫酸铜变蓝色,说明该气体中含有氢元素。澄清的石灰水变浑浊,说明该气体中含有碳元素。
(3)根据(2)的分析只能说明含有碳、氢元素,但不能排除是否含有氧元素。所以需要知道原气体的质量以及产生的水和二氧化碳的质量。在装置中浓硫酸是用来吸收水的,硬质玻璃管中的碱石灰是吸收二氧化碳的,而干燥管中的碱石灰是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳的。
(4)苯甲醛的质量和性质都没有发生变化,说明起催化剂的作用。有白色固体生成,说明发生了化学变化,生成了一种新物质。因为乙烯含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高分子化合物,因此白色固体是聚乙烯。
答案:(1)乙烯
(2)此物质中一定含有碳和氢两种元素
(3)①②③
(4)作催化剂 聚乙烯 加聚反应
12.(17分)烯烃通过臭氧氧化并经锌和水处理得到醛或酮,例如:
+
1 mol某烃A通过臭氧氧化并经锌和水处理后只得到和
各1 mol。
(1)观察题中给出的化学方程式可知:烃分子中每有一个双键,则产物中会有 个羰基(),产物与烃分子中原子个数相等的元素有 。?
(2)A分子中有 个双键,A的分子式是 。?
(3)已知可以简写为,其中线表示化学键,线的端点、折点或交点表示碳原子,碳原子剩余的化合价用氢原子补足。写出A所有可能的结构简式: 。?
解析:根据题中所给化学方程式可知,烃分子中有1个碳碳双键,氧化产物分子中就有2个羰基(或理解为增加了2个氧原子),而碳和氢元素的原子个数不变。由于A的氧化产物分子中共有4个羰基,不难判断出A分子中含有2个碳碳双键;由于产物分子中有8个碳原子和12个氢原子,因此A的分子式为C8H12。将产物分子中的氧原子“去掉”,剩下的半个双键两两相接,就得到A的可能结构。
答案:(1)2 碳和氢
(2)2 C8H12
(3)
13.(18分)(1)有A、B、C、D四种烃,在常温下A、C是气体,B、D是液体。A完全燃烧后生成二氧化碳与水的物质的量之比是2∶1;B的相对分子质量是A的三倍;C既不能使高锰酸钾酸性溶液褪色也不能使溴水褪色,但在光照条件下最多可与六倍体积的氯气发生反应;燃烧相同物质的量的C与D,生成二氧化碳的体积比为1∶4,D不能使溴水褪色但能使高锰酸钾酸性溶液褪色,在催化剂作用下1摩尔D能与3摩尔氢气完全反应;在铁粉存在下与溴反应生成的一溴代物只有一种。试推断有机物A、B、C、D,分别写出结构简式。
A: ;B: ;?
C: ;D: 。?
(2)相对分子质量为72的某烃,其分子式是 ,若此有机物的一氯代物分子中有两个—CH3、两个—CH2—、一个和一个—Cl,它可能的结构有 种(本题不考虑对映异构体)。?
解析:(1)A完全燃烧后生成二氧化碳与水的物质的量之比是2∶1,根据原子守恒可知A中碳原子和氢原子的个数比是1∶1,又因为常温下A是气体,所以A是乙炔。B的相对分子质量是A的三倍,则B的分子式为C6H6。因为常温下B是液体,所以B是苯。根据C的性质可知C应该是烷烃,在光照条件下最多可与六倍体积的氯气发生反应,所以C是乙烷。燃烧相同物质的量的C与D,生成二氧化碳的体积比为1∶4,因此D分子中含有8个碳原子。根据D的性质可判断D是苯的同系物。在铁粉存在下与溴反应生成的一溴代物只有一种,所以D是对二甲苯。
(2)因为=5……2,所以是烷烃,分子式为C5H12。两个甲基最多一个是支链,若两个甲基都不是支链,则氯原子的位置有两种,即2-氯戊烷和3-氯戊烷。若其中一个甲基是取代基,则甲基支链的位置也是两种,即3-甲基-1-氯丁烷和2-甲基-1-氯丁烷。
答案:(1)CH≡CH CH3—CH3
(2)C5H12 4
课时训练6 脂肪烃的性质
1.科学家对卫星图像进行分析时,发现月球形成时可能存在稀薄的原始大气层,主要由氖、氢、氦、氩等气体组成,不含甲烷等碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是( )
A.碳氢化合物的通式为CnH2n+2
B.燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物
C.碳原子间存在单键相连的烃是烷烃
D.碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数
解析:CnH2n+2只是烷烃的通式,A项错误;燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物,分子式为CxHyOz的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水,B项错误;碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃,C项错误;因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数,烃分子中的氢原子数也一定为偶数,所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数是正确的。
答案:D
2.甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的甲烷,依次通过的洗气瓶中盛放的试剂最好为( )
A.澄清石灰水、浓硫酸
B.KMnO4酸性溶液、浓硫酸
C.溴水、浓硫酸
D.浓硫酸、KMnO4酸性溶液
解析:甲烷的化学性质稳定,不与溴水、KMnO4酸性溶液反应,但乙烯与两者均可反应,KMnO4酸性溶液氧化乙烯时会产生杂质气体(CO2等),故只能用溴水来除去甲烷中的乙烯,之后为得到纯净的甲烷还可通过盛有浓硫酸的洗气瓶来吸收气体中的水分。
答案:C
3.烯烃R1CHCHR2在一定条件下被氧化时,CC断裂,最终可转化为R1COOH和R2COOH。在该条件下,下列烯烃分别被氧化后,产物中可能有乙酸的是( )
A.CH3CHCHCH2CH3
B.CH2CHCH2CH3
C.CH3CH2CHCHCH2CH3
D.CH2CHCHCH2
解析:由题意知,R1—CHCH—R2双键断裂,可转化为—COOH,要想得到乙酸,结构中必须含有“CH3CH”,故选A。
答案:A
4.将等物质的量的乙烷和溴蒸气混合后,在光照条件下充分反应,所得产物中物质的量最大的是( )
A.CH3CH2Br B.CHBr2CHBr2
C.CBr3CBr3 D.HBr
解析:等物质的量的乙烷和溴蒸气混合后,在光照条件下充分反应可得乙烷的一溴代物到六溴代物,每生成一种溴代物时均生成HBr。
答案:D
5.在容积一定的玻璃容器中充满常温常压下的某气态烃。向其中加入足量的液溴,不久测得容器中压强迅速下降,几乎为零。在光亮处观察又发现容器内压强上升,直到约为原压强的四倍时,压强稳定。则原来容器中充入的某气态烃可能是( )
A.乙烯 B.乙烷
C.苯 D.甲烷
解析:开始时压强下降是乙烯与溴加成,生成液态的二溴乙烷。在光照下气压上升,因发生取代生成HBr,气压约为原来的4倍可推知有HBr产生且为原气体物质的量的4倍,即原烃分子中有4个氢原子。乙烯符合题意。本题通过气体压强的变化,结合反应条件“在光亮处”的提示,将加成反应、取代反应集于一身,考查思维的灵活性。有机物发生什么反应,反应条件是很重要的信息,所以我们要重视有机反应的反应条件。
答案:A
6.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可以是( )
A.C3H8 B.C4H10
C.C5H12 D.C6H14
解析:题给各选项均为烷烃,要求一氯代物只有一种,这表明烷烃分子中只有一种类型的氢原子。结合烷烃的结构简式,其主链末端只能连有甲基(—CH3),可得出“若烷烃的一卤代物只有1种,则除甲烷外,其他烷烃中的氢原子数必定是6的倍数”的规律性结论,据此分析题给各选项中烷烃的氢原子数,可知只有选项C符合题设要求。
答案:C
7.下列各组物质之间的化学反应,反应产物一定为纯净物的是( )
A.+Br2
B.CH2CH—CH3+HCl
C.CH3—CHCH2+H2O
D.nCH2CH2
解析:烯烃与卤素单质发生加成反应时,烯烃“CC”中的一个键断裂,在两个碳原子上分别连上一个Br原子,产物唯一;丙烯与HCl加成时Cl原子可能位于端点碳原子上,也可能位于中间碳原子上,故有两种不同的产物;丙烯与H2O发生加成时与选项B相似,产物可能为CH3CH2CH2OH,也可能为,故产物不唯一;D项乙烯发生加聚反应时,生成高分子化合物??CH2—CH2??,由于n值不确定,所以产物也为混合物。
答案:A
8.使1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照的条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗的氯气的总的物质的量是( )
A.3 mol B.4 mol
C.5 mol D.6 mol
解析:根据CH2CH2+Cl2CH2Cl—CH2Cl,1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应,消耗1 mol氯气;加成反应的产物1,2-二氯乙烷与氯气在光照的条件下发生完全取代反应,消耗4 mol氯气。两个过程中消耗的氯气的总的物质的量是5 mol。
答案:C
9.把绿色的柠檬放在煤油炉加温的帐篷里,可使其快速成熟,人们认为适当的温度和湿度是催熟的条件。但当把煤油炉换成暖气设备后,却没有收到预期的催熟效果,人们研究后断定催熟因素是未完全燃烧的煤油气体中的一种成分。
(1)试判断这种成分是 (写名称),它是植物激素中最简单的一种。实验室中制备该物质的化学方程式为 。这种成分是石油裂解的主要产物之一,将其通入溴的四氯化碳溶液中,观察到的现象是 ,其反应方程式为 。?
(2)这种有机物的聚合物是日常生活中的一种常见物,其合成方程式为 。?
解析:结合中学课本中乙烯是一种植物生长调节剂的知识和本题中“催熟因素是未完全燃烧的煤油气体中的一种成分”推测,这种物质应为乙烯。
答案:(1)乙烯 CH3—CH2—OHCH2CH2↑+H2O 溴的红棕色褪去
Br2+CH2CH2CH2Br—CH2Br
(2)nCH2CH2??CH2—CH2??
10.聚四氟乙烯的耐热性和化学稳定性都超过了其他塑料,号称“塑料王”,在工业上有广泛的用途。其合成路线如下所示:
氯仿二氟一氯甲烷四氟乙烯聚四氟乙烯
A B C D
(1)A、B、C、D四种物质中,常用做有机溶剂的是 ,其分子中所有原子都在同一平面上的是 。?
(2)写出下列化学方程式,并注明反应类型:
A→B: 。?
C→D: 。?
(3)B物质可用做制冷剂。然而,这种制冷剂造成了当今的某一环境问题是 。?
解析:氯仿,即三氯甲烷,常用做有机溶剂。四氟乙烯可以认为是乙烯分子中四个氢原子分别被氟原子取代后的产物,但基本空间结构没有变化,仍然为平面结构。B物质是通常冰箱用制冷剂——氟利昂的成分之一,它对臭氧层的破坏作用是人所共知的。
答案:(1)A C
(2)CHCl3+2HFCHClF2+2HCl 取代反应
nCF2CF2??CF2—CF2?? 加聚反应
(3)臭氧层空洞
11.写出下列各有机物的结构简式:
(1)当0.2 mol烃A在氧气中完全燃烧时生成CO2和H2O各1.2 mol,催化加氢后生成2,2-二甲基丁烷,则A的结构简式为 。?
(2)某炔烃和H2充分加成生成2,5-二甲基己烷,该炔烃的结构简式为 。?
(3)某烃1 mol与2 mol HCl完全加成,生成的氯代烷烃最多还可以与4 mol氯气反应,则该烃的结构简式为 。?
(4)分子式为C6H12的某烯烃的所有的碳原子都在同一平面上,则该烯烃的结构简式为 。?
解析:(1)由“0.2 mol烃A在氧气中完全燃烧时生成CO2和H2O各1.2 mol”可知烃A的分子式为C6H12,再根据其加氢产物即可确定A的结构简式;(2)写出2,5-二甲基己烷的结构简式,可知碳碳叁键只能添加的位置,即可确定该炔烃的结构简式;(3)由“与2 mol HCl完全加成,生成的氯代烷烃最多还可以与4 mol氯气反应”,可知其原分子中仅有2个氢原子;(4)根据乙烯分子的6个原子在同一平面上可知,要分子式为C6H12的某烯烃的所有的碳原子都在同一平面上,用4个碳原子取代乙烯分子中的4个氢原子即可。
答案:(1)
(2)
(3)
(4)
12.(探究题)有一种有机物,分子里只含C和H,已知C原子数为4,且分子中含有2个碳碳双键。试完成下列问题:
(1)该有机物的分子式为 。?
(2)下列关于该有机物的说法正确的是 。(填选项编号)?
①该有机物属于不饱和烃 ②该有机物没有同分异构体 ③该有机物能使酸性KMnO4溶液褪色 ④该有机物与足量H2加成可得到丁烷
(3)已知1个C原子上连接2个碳碳双键是不稳定结构,则该有机物的结构简式为 ;它与溴的四氯化碳溶液加成,可能的产物有3种,其结构简式分别是 。?
解析:(1)烷烃的通式为CnH2n+2,而该有机物含有2个碳碳双键,应该比相应烷烃少4个H原子,又n=4,所以,该烃分子式为C4H2×4+2-4,即C4H6。
(2)由于该分子中有2个碳碳双键,所以①③正确;该分子与足量H2加成后将不存在碳碳双键,所有的碳碳键都为碳碳单键,则④亦正确;C4H6有多种同分异构体,如CH2CH—CHCH2,—CH2—CH3等,故②不正确。
(3)C4H6分子中,含有2个碳碳双键的结构有2种:
CH2CH—CHCH2,CH2CCH—CH3
其中后1种是不稳定的,前1种可进行1,2-加成、1,4-加成和完全加成。
答案:(1)C4H6 (2)①③④
(3)CH2CH—CHCH2
CH2Br—CHBr—CHCH2、
CH2Br—CHCH—CH2Br、
CH2Br—CHBr—CHBr—CH2Br
课时训练7 芳香烃的来源与石油化学工业
1.我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是( )
A.石油属于可再生矿物能源
B.石油主要含有碳、氢两种元素
C.石油的裂化是物理变化
D.石油分馏的各馏分均是纯净物
解析:本题考查的是石油的组成及性质。煤、石油等化石能源属于不可再生能源,故A错;石油的裂化是将碳链较长的烃断裂成碳链较短的烃,所以石油的裂化是化学变化,故C错;石油分馏是依据蒸馏原理将石油中各成分按沸点范围进行分离,得到的各馏分是处于某一温度范围内的混合物,故D错。
答案:B
2.以下实验装置一般不用于分离物质的是( )
解析:本题通过几种实验装置的示意图,直观地考查了常见物质的分离方法。A为蒸馏装置,B为渗析装置,C为过滤装置,均可用于物质的分离。只有D为一定物质的量浓度溶液配制时溶液的转移装置,不能用于物质的分离。
答案:D
3.石油分馏得到的固体石蜡,用氯气漂白后,燃烧时会产生含氯元素的气体,这是由于石蜡在漂白时与氯气发生过 ( )
A.加成反应 B.取代反应
C.聚合反应 D.催化裂化反应
解析:石蜡与石油成分相同,主要为烷烃、环烷烃和芳香烃,因此与氯气发生的反应为取代反应。
答案:B
4.关于裂解和裂化的叙述中,不正确的是( )
A.裂解与裂化的产物都含有不饱和烃
B.裂解与裂化都是为了得到气态烃
C.裂解与裂化的原料都是石油分馏产品
D.裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程
解析:裂化就是在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。裂化的目的是提高轻质油的产量,特别是汽油的产量。裂解是采用更高的温度,使石油分馏产物中的长链烃断裂为短链的不饱和烃的过程。裂解的主要目的是获得短链不饱和烃。裂解气的主要成分是乙烯、丙烯、异丁烯等。
答案:B
5.科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。如将CO2和H2以1∶4的比例混合,通入反应器,在适当的条件下反应,可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式:CO2+4H2( )+2H2O。若将CO2与H2混合,在一定条件下以1∶3的比例发生反应,生成某种重要的化工原料和水。该化工原料可能是( )
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.芳香烃
答案:CH4 B
6.下图是石油分馏塔的示意图,a、b、c三种馏分中( )
A.a的沸点最高
B.b的熔点最低
C.c的平均相对分子质量最大
D.每一种馏分都是纯净物
解析:本题考查物质熔沸点与相对分子质量间的关系。a、b、c三种馏分均为蒸气,故最上面的熔、沸点最低,所以c的熔、沸点最高,对应的平均相对分子质量也最大。
答案:C
7.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防治扬尘污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的供应量
解析:解题要抓住“蓝天工程”——为改善空气质量这一关键。D项中,增加化石燃料的供应量,只能加剧环境污染,不利于“蓝天工程”的建设。本题意在考查对环保知识的认知程度。
答案:D
8.已知裂化汽油与直馏汽油的主要成分如下表:
裂化汽油
直馏汽油
烷烃、烯烃
烷烃、环烷烃、芳香烃
为使溴从溴水中萃取出来,可选用萃取剂,下列物质因与溴发生加成反应而不能作为萃取剂的是( )
A.酒精 B.直馏汽油
C.裂化汽油 D.苯
解析:选择萃取剂应注意:(1)与原溶液中溶剂不互溶;(2)溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,同时不能与被萃取物质发生反应。裂化汽油中的烯烃能与Br2发生加成反应,C项符合题意。
答案:C
9.为了减少大气污染,许多城市推广汽车使用清洁燃料,目前使用的清洁燃料主要有两类:一类是压缩天然气,一类是液化石油气。据此信息解答下列(1)~(2)题。
(1)这类燃料的主要成分都是 。?
A.碳水化合物 B.碳氢化合物
C.氢气 D.醇类
(2)这类燃料之所以被称为“清洁燃料”,其原因的解释中正确的是 。?
A.使用这类燃料的汽车不会排放对环境有害的气体
B.这类燃料燃烧不会产生对环境有害的气体
C.使用这类燃料的汽车所排放的有害气体比使用普通燃料少
D.这种清洁燃料的价格比普通燃料的价格更低
解析:天然气的主要成分是甲烷,而液化石油气的主要成分是烷烃和烯烃的混合物,由此判断压缩天然气和液化石油气的主要成分都是碳氢化合物,答案选B项;清洁燃料是相对于普通燃料而言的,燃烧更充分,排放的有害气体较少。
答案:(1)B (2)C
10.过去居民家中使用的燃料多是管道煤气,现在逐渐被天然气所代替。管道煤气的主要成分是CO、H2及少量烃类,天然气的主要成分是甲烷。它们的燃烧反应如下:
2CO+O22CO2
2H2+O22H2O
CH4+2O2CO2+2H2O
根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是 。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具的改进方法是 进风口(填“增大”或“减小”),如不作改进可能产生的不良后果是 。?
管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表:
乙烷
丙烷
丁烷
熔点/℃
-183.3
-189.7
-138.4
沸点/℃
-88.6
-42.1
-0.5
试根据以上某个关键数据,解释冬天严寒季节有时管道煤气火焰很小并且呈断续状态的原因是 。?
解析:由三个反应方程式得天然气消耗氧气体积较大,1体积天然气消耗2体积氧气;燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,耗氧量增大,所以应该增大进风口,否则引起不完全燃烧产生有毒的CO;冬天严寒季节温度较低,丁烷首先被液化。
答案:天然气 增大 不能充分燃烧,生成有毒的CO 丁烷遇冷凝结为液体,使管道内气流不畅
11.回答下列问题:
(1)分离沸点不同但又互溶的液体混合物,常用什么方法?
(2)在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时,静置分层后,如果不知道哪一层液体是“水层”,试设计一种简便的判断方法。
解析:蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。分液漏斗中的下层液体,要么是油层,要么是水层,取分液漏斗中少量下层液体,向其中加少量水后观察现象,如果分层了,证明分液漏斗中的下层液体是油层,相反是水层。当然也可不加水而加苯、汽油及四氯化碳等有机溶剂来验证,只不过没有用水方便环保。
答案:(1)蒸馏。(2)取一支小试管,打开分液漏斗,放出少量下层液体,向其中加少量水,若分层为油层,不分层为水层。
12.(探究题)汽油不仅是最重要的燃料,而且是重要的化工原料,它既可以裂解得到气态化工原料如乙烯等,还可以在催化剂催化下改变分子结构,由链烃变成芳香烃,如己烷变成苯,庚烷变成甲苯,这个变化叫异构化。请根据以汽油为原料的下列衍变关系,写出相应的化学方程式并指出反应类型。
(1) 。?
(2) 。?
(3) 。?
(4) 。?
答案:(1)nCH2CH2??CH2—CH2?? 加聚反应
(2)CH3CHCH2+Cl2CH3CHCl—CH2Cl 加成反应
(3)+HO—NO2+H2O 取代反应(硝化反应)
(4)+3HO—NO2
+3H2O 取代反应(硝化反应)
课时训练8 芳香烃
1.下列关于苯及其同系物的说法中,正确的是( )
A.苯及其同系物可以含有1个苯环,也可以含有多个苯环
B.苯及其同系物都能与溴水发生取代反应
C.苯及其同系物都能与氯气发生取代反应
D.苯及其同系物都能被KMnO4酸性溶液氧化
解析:苯及其同系物都只含1个苯环,如果有多个苯环,就不符合“与苯相差1个或若干个CH2原子团”的条件了,A错误;苯及其大部分的同系物在Fe存在的条件下可以与纯溴发生取代反应,而不是与溴水反应,B错误;苯及其大部分的同系物在Fe存在的条件下可以与氯气发生取代反应,而所有的苯的同系物在光照条件下可以与氯气发生取代反应,C正确;苯不能被KMnO4酸性溶液氧化,D错误。
答案:C
2.能说明苯分子中的碳碳键不是单双键交替,而是所有碳碳键都完全相同的事实是( )
A.苯的一元取代物没有同分异构体
B.苯的邻位二元取代物只有一种
C.苯的间位二元取代物只有一种
D.苯的对位二元取代物只有一种
解析:即使苯分子中单双键交替,任何一个碳原子是单双键的交点,苯的一元取代物也只有一种,因此A不正确;若苯分子中单双键交替,那么苯的邻位二元取代物有两种(单键两端和双键两端),因此B正确;若苯分子中单双键交替,那么苯的间位二元取代物只有一种(取代物分别位于单键和双键上),因此C不正确;同理D也不正确。
答案:B
3.已知C—C键可以绕键轴自由旋转,结构简式为的烃,下列说法中正确的是 ( )
A.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有11个碳原子处于同一平面上
C.分子中至少有16个碳原子处于同一平面上
D.该烃属于苯的同系物
解析:在苯分子中的12个原子,一定共平面,此分子中两个苯环以单键相连,单键可以旋转,所以两个苯环不一定共面,但苯环中对角线上的4个原子应在一条直线上,因此该分子中至少有11个碳原子处于同一平面上,B正确;该烃分子结构中有2个苯环,不属于苯的同系物,D不正确。
答案:B
4.下列物质属于芳香烃,但不是苯的同系物的是( )
① ②
③ ④ ⑤
⑥
A.③④ B.②⑤
C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑥
解析:苯的同系物是指只有一个苯环并且侧链上是烷基的芳香烃。②⑤不属于苯的同系物,但属于芳香烃;③④不属于芳香烃,但属于芳香族化合物。
答案:B
5.下列化合物分别与溴和铁混合反应,所得一溴代物有三种同分异构体的是( )
A. B.
C. D.
解析:苯的同系物在Fe粉作用下与溴发生取代反应,且取代的是苯环上的氢,即只要根据对称性找出苯环上有几种不同的氢原子就行。
答案:C
6.用2个—Cl和1个—Br同时取代苯分子中苯环上的氢原子,能得到的同分异构体的数目是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
解析:首先明确2个—Cl在苯环上的位置有邻、间、对三种情况:、、,再将一个—Br加到上述三种异构体的苯环上,依次有2种、3种、1种结构,因此总共有6种同分异构体。
答案:B
7.蒽()和菲()都是比较简单的稠环芳香烃,有关它们的说法正确的是( )
A.蒽和菲属于同系物
B.蒽和菲属于同分异构体
C.蒽的一氯代物有3种,而菲的一氯代物有4种
D.蒽和菲均可以看成是苯的同系物
解析:蒽和菲分子式相同,但结构不同,应该是同分异构体的关系,A项错,B项对。由于这两种分子都含有多个苯环,不是苯的同系物,D项错。分析蒽、菲的对称性,可得:
蒽的一氯代物有3种,而菲的一氯代物有5种,C项错。
答案:B
8.A~G是几种烃的分子球棍模型,据此回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的气态烃是(填对应字母) 。?
(2)能够发生加成反应的烃有(填数字) 种。?
(3)一卤代物种类最多的是(填对应字母) 。?
(4)实验室制取D的化学方程式为?
。?
(5)F发生溴代反应的化学方程式为?
。?
解析:由所给球棍模型可得出A为CH4,B为CH3CH3,C为CH2CH2,D为,E为CH3CH2CH3,F为,G为。再根据题干条件不难做出正确答案。
答案:(1)D
(2)4
(3)G
(4)CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑
(5)+Br2+HBr
9.二甲苯苯环上的一溴代物与生成它的对应二甲苯的熔点分别如下表所列:
一溴代二甲苯
对应二甲苯
234 ℃
13 ℃
206 ℃
-54 ℃
213.8 ℃
-27 ℃
204 ℃
-54 ℃
214.5 ℃
-27 ℃
205 ℃
-54 ℃
由表内数据可以推断,熔点为234 ℃的一溴代二甲苯的结构简式为 ,熔点为-54 ℃的二甲苯的名称为 。?
解析:本题涉及数据的分析和处理。二甲苯有邻、间、对三种同分异构体,这由表内第二列数据可分析得出。但三种二甲苯的一溴代物的种数各不相同,其中邻二甲苯的一溴代物有两种,对应表内第二列的二甲苯熔点为-27 ℃;间位有三种,即间二甲苯熔点为-54 ℃;对二甲苯一溴代物只有一种,即表内第一行第一列数据所示。解答时要看清题示要求填什么。
答案: 间二甲苯
10.某化学课外小组查阅资料知:苯和液溴在有铁存在的条件下可反应生成溴苯和溴化氢,此反应为放热反应。他们用下图装置制取溴苯。
先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。
写出A中反应的化学方程式 。?
观察到A中的现象是 。?
实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是 ,写出有关反应的化学方程式 。?
C中盛放CCl4的作用是 。?
要想证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入 ,现象是 。?
解析:苯和液溴在铁作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢。由于反应放热,苯和溴两种反应物的沸点较低,所以,反应液沸腾,有红棕色溴蒸气挥发出来。我们知道,氯气可以与氢氧化钠反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O或3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O。将其中的“Cl”换成“Br”即得Br2与NaOH溶液反应的化学方程式,由此可知实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是除去溶于溴苯中的溴。如果苯和液溴发生的是取代反应,则有HBr生成;如果苯和液溴发生的是加成反应,则无HBr生成。也就是说,如果想证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,只需检验有HBr生成。题目已经给出检验Br—的方案,我们再回答出检验氢离子的方法即可。但溴易挥发,溴化氢气体中的溴蒸气对溴化氢的检验有干扰作用,因此,在检验溴化氢前必须除去溴蒸气,这也正是C中盛放CCl4的作用。
答案:C6H6+Br2C6H5Br+HBr 反应液微沸,有红棕色气体充满A容器 除去溶于溴苯中的溴 Br2+2NaOHNaBr+NaBrO+H2O或3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O 除去溴化氢气体中的溴蒸气 石蕊溶液 溶液变红色
11.苯环上原有的取代基对苯环上再导入另外取代基的位置有一定的影响。其规律是:
(1)苯环上新导入的取代基的位置主要决定于原有取代基的性质;
(2)可以把原有取代基分为两类:
①原取代基使新导入的取代基进入苯环的邻、对位,如—OH、—CH3(或烃基)、—Cl、—Br等;
②原取代基使新导入的取代基进入苯环的间位,如—NO2、—SO3H、—CHO等。
现有如下变化(反应过程中每步只能引进一个新的取代基):
请写出其中一些物质的结构简式。
A: ;B: ;C: ;?
D: ;E: 。?
解析:解答本题前要弄清先引入基团对后引入基团的影响,如—NO2为间位定位基,—Br为邻对位定位基,结合引入各基团的先后顺序,即可判断。
答案:
12.(探究题)人们对苯及芳香烃的认识是一个不断深化的过程。
(1)由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出分子式为C6H6的一种含两个三键且无支链链烃的结构简式 。?
(2)已知分子式为C6H6的结构有多种,其中的两种如图1所示。
①这两种结构的区别表现在:定性方面(即化学性质方面):Ⅱ能 (选填A、B、C、D)而Ⅰ不能。?
A.被高锰酸钾酸性溶液氧化
B.与溴水发生加成反应
C.与溴发生取代反应
D.与氢气发生加成反应
定量方面,即消耗反应物的量的方面:1 mol C6H6与H2加成时:Ⅰ需 mol,而Ⅱ需 mol。?
②今发现C6H6还可能有另一种如图2所示的立体结构:该结构的二氯代物有 种。?
(3)萘也是一种芳香烃,它的分子式是C10H8,请你判断,它的结构简式可能是下列中的 (填入编号)。?
A. B.
C. D.
(4)根据第(3)小题中你判断得到的萘的结构简式,它不能解释萘的下列 事实(填入编号)。?
A.萘不能使溴水因发生化学反应而褪色
B.萘能与H2发生加成反应
C.萘分子中所有原子在同一平面上
D.一溴代萘(C10H7Br)只有两种
(5)现代化学认为萘分子碳碳之间的键是 。?
解析:人们对苯及芳香烃的认识有一个不断深化的过程,一开始受链状形式的影响,只注意到双键和叁键的形式,所以有两个叁键的说法,出现了
(1)的形式;但研究苯的化学性质和苯与氢气加成的定量关系,对苯的结构的认识有了质的进步:苯分子中的所有原子都在同一平面上、六个碳碳化学键都相同。
答案:(1)
(2)①AB 3 2 ②3
(3)C
(4)A
(5)介于单键与双键之间的独特的键
