第三节 卤代烃
记一记
卤代烃知识体系
探一探
一、卤代烃中卤原子的检验
1．向卤代烃中加入AgNO3溶液，是否有卤化银生成？
[提示] 没有，卤代烃不能电离出卤素离子，不能与Ag＋反应，不能生成卤化银。
2．要使卤代烃中的卤原子电离成卤离子需要什么条件？
[提示] 氢氧化钠水溶液或氢氧化钠醇溶液。
3．在加入AgNO3溶液之前必须加入哪种溶液才能检出卤离子？
[提示] 硝酸溶液。
二、卤代烃的消去反应和水解反应
1．卤代烃发生水解和消去反应的条件有什么不同？
[提示] 卤代烃的水解反应的条件是NaOH的水溶液，卤代烃的消去反应的条件是NaOH的醇溶液。
2．所有的卤代烃在一定条件下都能发生水解和消去反应吗？
[提示] 卤代烃都能发生水解反应，不一定能发生消去反应。
3．能发生消去反应的卤代烃应具有什么样的结构？
[提示] 与卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳原子上连有氢原子。
判一判
判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高。(√)
(2)溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙烯。(×)
解析：溴乙烷与NaOH水溶液共热得乙醇。
(3)在溴乙烷中加入AgNO3溶液，立即产生淡黄色沉淀。(×)
解析：溴乙烷中无Br－，故加入AgNO3不能产生淡黄色沉淀。
(4)所有卤代烃都能够发生水解反应和消去反应。(×)
解析：卤代烃都能发生水解反应，但不一定能发生消去反应。
(5)氟利昂(卤代烃)可用作制冷剂，释放到空气中容易导致臭氧空洞。(√)
(6)C2H5Br属于电解质，在碱的水溶液中加热可生成C2H5OH。(×)
解析：C2H5Br属于非电解质。
练一练
1.溴乙烷中混有下列物质，可以用分液漏斗进行分离的是( )
A．水
B．苯
C．甲苯
D．四氯化碳
解析：溴乙烷不溶于水，可以和苯、甲苯、四氯化碳互溶。
答案：A
2．下列一卤代烷，不能发生消去反应的是( )
A．CH3CH2Cl
B．(CH3)2CHCl
C．(CH3)3CCl
D．(CH3)3CCH2Cl
解析：D项氯原子连接的碳的邻位碳上没有氢，故不能发生消去反应。
答案：D
3．下列反应不属于取代反应的是( )
A．溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热
B．溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热
C．甲烷与氯气
D．苯和浓硝酸、浓硫酸制取硝基苯
解析：溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热发生的是消去反应。
答案：B
4．1?溴丙烷和2?溴丙烷分别与NaOH的乙醇溶液共热的反应中，两反应( )
A．产物相同，反应类型相同
B．产物不同，反应类型不同
C．碳氢键断裂的位置相同
D．碳溴键断裂的位置相同
解析：都是消去反应，都生成1?丙烯，A项正确，1?溴丙烷反应断2号C的C—H键，1号C的C—Br键，2?溴丙烷反应断1号C的C—H键，2号C的C—Br，因此C、D两项错误。
答案：A
知识点一
卤代烃的概述
1.下列关于卤代烃的说法不正确的是( )
A．在溴乙烷
(CH3CH2Br)分子中，溴元素的存在形式为溴离子
B．在卤代烃中，卤素原子与碳原子形成共价键
C．聚四氟乙烯(塑料王)为高分子化合物，属于卤代烃
D．卤代烃比相应的烷烃的沸点高
解析：在卤代烃分子中，卤素原子与碳原子是以共价键结合的，所以溴乙烷分子中溴元素是以溴原子的形式存在的，A项不正确；聚四氟乙烯虽然是高聚物，但是也属于卤代烃，C项正确。
答案：A
2．氟利昂是一种氟氯代烃，常用作冰箱(柜)的制冷剂，但生产使用氟利昂作制冷剂的冰箱(柜)早已被禁止，其主要原因是( )
A．氟利昂化学性质稳定、有毒
B．氟利昂会产生温室效应
C．氟利昂会破坏臭氧层
D．氟利昂会形成酸雨
解析：氟利昂在紫外线照射下产生起催化作用的氯原子，引发损耗臭氧的反应，从而破坏臭氧层。
答案：C
3．下列叙述正确的是( )
A．所有卤代烃都难溶于水，且都是密度比水大的液体
B．卤代烃不属于烃类
C．所有卤代烃都是通过取代反应制得
D．卤代烃都是良好的有机溶剂
解析：卤代烃不溶于水，但密度不一定比水大，常温下，少数是气体，大多数为液体或固体，A项错误；卤代烃属于烃的衍生物，B项正确；卤代烃也可通过加成反应制得，C项错误；只有某些卤代烃是良好的有机溶剂，D项错误。
答案：B
知识点二
卤代烃的物理性质
4.下列卤代烃中沸点最低的是( )
A．CH3—CH2—CH2—Cl
B．
C．CH3—CH2—CH2—Br
D．
解析：互为同系物的卤代烃，沸点随碳原子数增多而升高；碳原子数相同的卤代烃，沸点随卤素原子相对原子质量增大而升高。
答案：A
5．涂改液是一种使用率较高的文具，很多同学都喜欢使用涂改液。经实验证实涂改液中含有许多挥发性有害物质，吸入后易引起慢性中毒而头晕、头痛，严重者抽搐、呼吸困难，二氯甲烷就是其中的一种。下列有关说法中不正确的是( )
A．涂改液危害人体健康、污染环境，中小学生最好不要使用或慎用涂改液
B．二氯甲烷沸点较低
C．二氯甲烷易溶于水，涂改液沾到手上时，用水很容易洗去
D．二氯甲烷为四面体的结构，不存在同分异构体
解析：根据题给信息可知，涂改液中的很多成分对人体有害，污染环境，所以中小学生最好不要使用涂改液；因为题目中描述二氯甲烷易挥发，因此可推断其沸点较低；二氯甲烷在水中溶解性较差，因此涂改液沾到手上时，只用水很难洗去；二氯甲烷可以看作甲烷分子中两个氢原子被氯原子取代的产物，因为甲烷为四面体结构，所以二氯甲烷为四面体构型，不存在同分异构体。因此答案为C项。
答案：C
知识点三
卤代烃的化学性质
6.由溴乙烷制取乙二醇，依次发生的反应类型是( )
A．取代、加成、水解
B．消去、加成、取代
C．水解、消去、加成
D．消去、水解、取代
解析：依次发生如下反应。消去反应：CH2Br—CH3＋NaOHCH2===CH2↑＋H2O＋NaBr；加成反应：CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br；水解反应(取代反应)：CH2BrCH2Br＋2NaOH，故选B项。
答案：B
7．将1?氯丙烷跟NaOH的醇溶液共热，生成的产物再跟溴水反应，得到一种有机物，则这种有机物的同分异构体有(除它之外)( )
A．2种
B．3种
C．4种
D．5种
解析：在NaOH的醇溶液中加热，1?氯丙烷发生消去反应生成CH2===CHCH3，丙烯与溴发生加成反应，生成1,2?二溴丙烷，即CH2Br—CHBr—CH3，它的同分异构体有3种：
，，。
答案：B
8．某卤代烷烃C5H11Cl发生消去反应时，可以得到两种烯烃，则该卤代烷烃的结构简式可能为( )
A．CH3CH2CH2CH2CH2Cl
B．
C．
D．
解析：A项中卤代烃发生消去反应只得到一种烯烃CH3CH2CH2CH===CH2；B项中卤代烃发生消去反应也只能得到一种烯烃CH3CH===CHCH2CH3；C项中卤代烃发生消去反应可得到两种烯烃CH2===CHCH2CH2CH3和CH3CH===CHCH2CH3；D项中卤代烃发生消去反应只得到一种烯烃。
答案：C
基础达标
1．下列物质不属于卤代烃的是( )
解析：卤代烃由烃基与卤素原子连接而成，即只含C、H、X三种元素。
答案：D
2．下列物质中，密度比水小的是( )
A．溴乙烷
B．溴苯
C．硝基苯
D．甲苯
解析：溴乙烷、溴苯、硝基苯都是密度比水大，难溶于水的液体。
答案：D
3．下列混合物中可用分液漏斗分离，且有机物应从分液漏斗的上口倒出的是( )
A． Br2
B．CH3CH2CH2CH2Cl H2O
C．CCl4 CHCl3
D．CH2Br—CH2Br NaBr
解析：B、D两项中液体分层；由有机物从分液漏斗的上口倒出可知，有机物的密度应小于无机物的密度，分层后在液体的上层，故只有B项符合题意。
答案：B
4．下列反应中属于消去反应的是( )
A．溴乙烷与NaOH水溶液混合加热
B．一氯甲烷与KOH的乙醇溶液混合加热
C．氯苯与NaOH水溶液混合加热
D．2?溴丙烷与KOH的乙醇溶液混合加热
解析：A、C两项为水解反应，B项只有1个碳原子，不能发生消去反应，D项可以发生消去反应生成CH3—CH===CH2。
答案：D
5．下列化合物在一定条件下，既能发生消去反应，又能发生水解反应的是( )
A．CH3Cl
B．
C．
D．
解析：A项中只有一个碳原子，C、D两项中与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，所以A、C、D三项均不能发生消去反应。卤代烃的水解反应只断裂C—X，对分子结构没有什么特殊要求，只要是卤代烃都可以发生水解反应，这是卤代烃的通性。
答案：B
6．能发生消去反应，生成物中存在同分异构体的是( )
A．
B．
C．
D．
解析：A项，发生消去反应只能生成CH2===CHCH3；B项，可以生成或CH3CH===C(CH3)2；C项，只生成；D项，只生成CH3CH===CHCH2CH3。
答案：B
7．当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医随即对准运动员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点为12.27
℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。下列关于氯乙烷的说法中不正确的是( )
A．氯乙烷与水互不相溶
B．氯乙烷中含有两种官能团
C．氯乙烷在一定条件下能发生消去反应
D．氯乙烷的结构只有一种
解析：CH3CH2Cl中只有一种官能团。
答案：B
8．在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示，
，则对该卤代烃的下列说法中正确的是( )
A．不能发生水解反应和消去反应
B．能发生水解反应，条件是强碱的醇溶液且加热，被破坏的键是①和④
C．能发生消去反应，条件是强碱的水溶液且加热，被破坏的键是①和②
D．发生水解反应时，被破坏的键是①；发生消去反应时，被破坏的键是①和③
解析：卤代烃的水解反应实质上就是取代反应，反应中—X被—OH取代了，所以被破坏的只有①；卤代烃的消去反应是相邻两个碳原子上的一个—X和一个—H一同被脱去，而生成不饱和烃和卤化氢的反应，被破坏的键应该是①和③。
答案：D
9．CH3—CH===CH—Cl能发生( )
①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④使溴水褪色 ⑤使KMnO4酸性溶液褪色 ⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀 ⑦聚合反应
A．以上反应均可发生
B．只有⑦不能发生
C．只有⑥不能发生
D．只有②不能发生
解析：CH3—CH===CH—Cl含有碳碳双键和卤素原子两种官能团。有碳碳双键，则②④⑤⑦能够发生；有卤素原子，且与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，则可发生取代反应和消去反应，即①③可发生。只有⑥不能发生，因为卤代烃中不含卤素离子，不能与AgNO3溶液反应生成沉淀。
答案：C
10．完成下列有机化合物之间的转换。
(1)CH3CH===CH2＋( )―→CH3CHClCH2Cl
(2)CH3CH2—BrCH2===CH2
(3)( )＋Br2―→CH3—CBr===CHBr
(4)
( )(一卤代物)
解析：
(1)与Cl2发生加成反应。
(2)在氢氧化钠的醇溶液条件下发生消去反应。
(3)CH≡CCH3与溴单质发生加成反应。
(4)发生甲基上的取代反应生成
答案：(1)Cl2 (2)NaOH/醇 (3)CH3—C≡CH
(4)
11．根据下面的有机物合成路线，回答下列问题：
(1)写出A、B、C的结构简式：
A________，B________，C________。
(2)写出各步反应类型：
①________，②________，③________，
④________，⑤________。
(3)A→B的反应试剂及条件：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据反应③的产物是1,2?二氯环己烷可以推出B是环己烯，继而逆推出A是一氯环己烷，即反应①是氯苯与氢气发生加成反应。反应④是1,2?二氯环己烷发生消去反应生成1,3?环己二烯，反应⑤是1,3?环己二烯与足量氯气发生加成反应。
答案：
(1)
(2)①加成反应 ②消去反应 ③加成反应 ④消去反应 ⑤加成反应
(3)NaOH的醇溶液，加热
能力达标
12.运动场上，当运动员受伤时，队医常常在碰撞受伤处喷洒一些液体，已知该液体是一种卤代烃(R—X)。
试回答下列问题：
(1)为了证明该卤代烃(R—X)是氯代烃还是溴代烃，可设计如下实验：
a．取一支试管，滴入10～15滴R—X；
b．再加入1
mL
5%的NaOH溶液，充分振荡；
c．加热，反应一段时间后，取溶液少许，冷却；
d．再加入5
mL稀HNO3酸化；
e．再加入AgNO3溶液，若出现________沉淀，则证明该卤代烃(R—X)是氯代烃，若出现________沉淀，则证明该卤代烃(R—X)是溴代烃。
①写出c中发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②有同学认为d步骤操作可省略。你认为该同学说法________(填“正确”或“不正确”)，请简要说明理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从环境保护角度看，能否大量使用该卤代烃？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
(1)根据出现的沉淀的颜色，可知卤素原子的种类，在加AgNO3溶液之前，必须加入稀HNO3酸化，因为过量的NaOH能与AgNO3反应生成AgOH，AgOH不稳定，立即分解为褐色的Ag2O沉淀，干扰对卤素原子的检验。
(2)有毒的卤代烃挥发到空气中，会污染环境。
答案：
(1)白色 浅黄色 ①R—X＋NaOHROH＋NaX ②不正确 在b步中NaOH溶液是过量的，若没有d步骤，直接加入AgNO3溶液，将会产生褐色沉淀，干扰观察沉淀颜色，无法证明卤素离子是Cl－还是Br－
(2)不能大量使用该卤代烃，因为有毒的卤代烃挥发到空气中，会污染环境
13．实验室制备1,2?二溴乙烷的反应原理如下：
CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O
CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应：乙醇在浓硫酸的存在下在140
℃脱水生成乙醚。
用少量溴和足量的乙醇制备1,2?二溴乙烷的装置如图所示：
有关数据列表如下：
乙醇
1,2?二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/(g·cm－3)
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
－130
9
－116
回答下列问题：
(1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170
℃左右，其最主要目的是________(填字母)。
a．引发反应
b．加快反应速度
c．防止乙醇挥发
d．减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入________(填字母)，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a．水
b．浓硫酸
c．氢氧化钠溶液
d．饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是__________________________。
(4)将1,2?二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在________层(填“上”或“下”)。
(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用________(填字母)洗涤除去。
a．水
b．氢氧化钠溶液
c．碘化钠溶液
d．乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚，可用________的方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是________；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是____________________________。
解析：(2)根据题中提示，选用碱溶液来吸收酸性气体。(3)制备反应是溴与乙烯的反应，明显的现象是溴的颜色褪去。(4)1,2?二溴乙烷的密度大于水，因而在下层。(5)溴在水中溶解度小，不用水洗涤；碘化钠与溴反应生成的碘会溶解在1,2?二溴乙烷中，不用碘化钠溶液除溴；乙醇与1,2?二溴乙烷混溶，也不能用。(6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，乙醚不能散发到空气中，且蒸发会导致1,2?二溴乙烷挥发到空气中)。(7)溴易挥发，冷却可减少挥发。但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。
答案：
(1)d (2)c (3)溴的颜色完全褪去 (4)下
(5)b (6)蒸馏
(7)避免溴大量挥发 1,2?二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管
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12
-第2课时 苯的同系物 芳香烃的来源及其应用
记一记
苯的同系物知识体系
探一探
一、苯和苯的同系物的结构对化学性质的影响
1．由于苯分子是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，不存在碳碳双键，因此苯分子既具有类似烷烃的取代反应，又具有类似烯烃的加成反应，其化学性质总体表现是什么？
[提示] 易取代、难加成、难氧化。
2．苯的同系物分子中，苯环与侧链烷基相互影响，苯环如何影响侧链的性质呢？侧链又如何影响苯环的性质呢？
[提示] 苯环影响侧链，使侧链烷烃基变得活泼而易被氧化成苯甲酸；侧链影响苯环，使苯环上侧链的邻、对位上氢原子变得比较活泼而易被取代。
二、甲苯化学性质
1．甲苯为什么能使酸性KMnO4褪色却不能使溴水褪色？
[提示] 甲苯中苯环影响了甲基，使甲基被氧化成羧基，而使KMnO4褪色，但不会使Br2水褪色。
2．甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物可以发生什么反应？方程式是什么？
判一判
判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)苯不能使KMnO4褪色，甲苯也不能使KMnO4褪色。(×)
解析：甲苯能使KMnO4褪色。
(2)甲苯中所有原子共平面。(×)
解析：甲苯中含有—CH3，不能共平面。
(3)很早以前，芳香烃的来源主要来自于煤。(√)
(4)分子式为C8H10的有机物一定是苯的同系物。(×)
解析：C8H10有机物不一定含有苯环，不一定是苯的同系物。
(5)苯的同系物的燃烧通式为CnH2n－6＋O2nCO2＋(n－3)H2O。(√)
练一练
1.在苯的同系物中加入少量酸性KMnO4溶液，振荡后褪色，正确的解释为( )
A．苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多
B．苯环受侧链影响易被氧化
C．侧链受苯环影响易被氧化
D．由于苯环和侧链的相互影响均易被氧化
解析：侧链受苯环影响变得活泼易被氧化。
答案：C
2．下列属于苯的同系物的是( )
解析：根据苯的同系物的定义及通式(CnH2n－6)，只有D项符合题意。
答案：D
3．苯和甲苯相比较，下列叙述中不正确的是( )
A．都属于芳香烃
B．都能使高锰酸钾酸性溶液褪色
C．都能在空气中燃烧
D．都能发生取代反应
解析：苯和甲苯都含有苯环，A项正确；苯不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，B项错误。
答案：B
4．下列关于苯及其同系物的说法正确的是( )
A．苯和苯的同系物都能与溴水发生取代反应
B．苯和苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．苯和苯的同系物都能与H2发生加成反应
D．苯的同系物比苯更易发生取代反应是由于苯环对烷基影响的结果
解析：苯及其同系物都能发生取代反应、加成反应，但苯的同系物还能被强氧化剂氧化为对应的羧酸，而苯不能。苯发生溴代反应时必须使用液溴，故A项错；苯的同系物大都能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色，但苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，故B项错；苯和苯的同系物都能发生苯环上的加成反应，故C项正确；苯的同系物比苯更易发生取代反应是由于烷基对苯环影响的结果，故D项错。
答案：C
知识点一
苯的同系物的概述
1.下列物质一定属于苯的同系物的是( )
解析：同系物必须符合的条件是①结构相似即为同一类物质；②符合同一通式。A项不符合②，C、D两项不符合①②，只有B项正确。
答案：B
2．下列说法中正确的是( )
A．芳香烃的分子通式是CnH2n－6(n>6)
B．苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类物质
C．苯和甲苯都不能使KMnO4酸性溶液褪色
D．苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应
解析：A项，苯的同系物的分子通式为CnH2n－6(n>6)；B项，苯的同系物不包含苯，而苯也是含苯环的烃，且苯的同系物侧链为饱和烷烃基；C项，甲苯能使KMnO4酸性溶液褪色。
答案：D
知识点二
苯的同系物的性质
3.
不具有的性质是( )
A．在一定条件下与H2发生加成反应
B．在一定条件下与浓硝酸发生硝化反应
C．与溴水发生加成反应
D．在光照条件下与Cl2发生侧链上的取代反应
解析：苯及其同系物在催化剂作用下可以与卤素单质发生苯环上的取代反应；但不能与溴水发生加成反应。
答案：C
4．分子式为C9H12的一种苯的同系物，其苯环上只有一个取代基，下列说法中正确的是( )
A．该有机物不能发生加成反应，但能发生取代反应
B．该有机物不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，但能使溴水褪色
C．该有机物分子中的所有原子可能在同一平面上
D．该有机物的一溴代物最多有6种同分异构体
解析：A项，苯环可发生加成反应；B项，该苯的同系物可使高锰酸钾酸性溶液褪色，但不能因化学反应使溴水褪色；C项，分子中所有原子不可能共平面；D项，当苯环上的取代基为正丙基时有6种一溴代物，当苯环上的取代基为异丙基时有5种一溴代物。
答案：D
知识点三
苯的同系物的同分异构体的判断
5.某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但可使KMnO4酸性溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基，符合条件的烃有( )
A．2种
B．3种
C．4种
D．5种
解析：该烃的分子式为C10H14，符合分子通式CnH2n－6，它不能使溴水褪色，但可使KMnO4酸性溶液褪色，说明它是苯的同系物；因其分子中只含一个烷基，可推知此烷基为—C4H9，它具有以下4种结构：①—CH2CH2CH2CH3；②—CH(CH3)CH2CH3；③—CH2CH(CH3)2；④—C(CH3)3。由于第④种侧链上与苯环直接相连的那个碳原子上没有氢原子，不能发生侧链氧化，因此符合条件的烃只有3种。故正确答案为B项。
答案：B
6．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芳香烃产物数目有( )
A．3种
B．4种
C．5种
D．6种
解析：烷基组成通式为—CnH2n＋1，烷基式量为43，所以14n＋1＝43，解得n＝3，所以烷基为—C3H7。当该烷基为正丙基时，甲苯苯环上的H原子种类有3种，所以有3种同分异构体；当为异丙基时，甲苯苯环上的H原子种类有3种，所以有3种同分异构体。该芳香烃产物的种类数为6种。D项正确。
答案：D
7．某烃的分子式为C8H10，它不能使溴水褪色，但能使KMnO4酸性溶液褪色，该有机物苯环上的一氯代物只有2种，则该烃是( )
解析：用※表示苯环上氢原子被氯原子取代的不同位置
答案：A
基础达标
1．下列化合物分子中的所有原子不可能处于同一平面的是( )
A．乙苯
B．乙炔
C．苯乙烯
D．苯乙炔
解析：乙苯分子中甲基上的所有氢原子与苯环不可能共面；B项，乙炔分子中所有原子在同一条直线上；C项，苯乙烯分子相当于苯环与乙烯两种分子模型的组合；D项，苯乙炔分子相当于苯环与乙炔两种分子模型的组合。
答案：A
2．用一种试剂可将三种无色液体CCl4、苯、甲苯鉴别出来，该试剂是( )
A．硫酸溶液
B．水
C．溴水
D．KMnO4酸性溶液
解析：本题考查的是物质鉴别问题，产生三种不同的现象方可鉴别开。
CCl4
苯
甲苯
硫酸溶液
分层，CCl4在下层
分层，苯在上层
分层，甲苯在上层
水
分层，CCl4在下层
分层，苯在上层
分层，甲苯在上层
溴水
分层，上层无色，下层呈橙红色
分层，上层呈橙红色，下层无色
分层，上层呈橙红色，下层无色
KMnO4酸性溶液
分层，上层呈紫色，下层无色
分层，下层呈无色，下层紫色
KMnO4酸性溶液紫色褪去
答案：D
3．苯的同系物C8H10，在铁作催化剂的条件下，与液溴反应，其中只能生成一种一溴代物的是( )
解析：苯的同系物C8H10，在铁作催化剂的条件下，与液溴反应，其中只能生成一种一溴代物，说明苯环上只有一种氢原子。A项苯环上含有三种氢原子，错误；B项苯环上含有2种氢原子，错误；C项苯环上含有3种氢原子，错误；D项苯环上含有一种氢原子，正确。
答案：D
4．下列关于芳香烃的叙述中不正确的是( )
A．乙烷和甲苯中都含有甲基，甲苯可以被KMnO4酸性溶液氧化成苯甲酸，而乙烷不能被其氧化，说明苯环对侧链产生了影响
B．苯和浓硝酸、浓硫酸混合物在100
℃～110
℃才能生成二硝基苯，而甲苯在100
℃时即可生成三硝基甲苯，说明甲基对苯环产生了影响
C．苯、甲苯等是重要的有机溶剂，萘(俗称卫生球)是一种重要的绿色杀虫剂
D．除去苯中混入的少量甲苯可加入适量的KMnO4酸性溶液，充分反应后再加入足量的NaOH溶液，然后分液即可
解析：萘是有污染的，不属于绿色杀虫剂。
答案：C
5．下列化合物为苯的同系物的是( )
A．①②
B．③④
C．①④
D．②④
解析：根据苯的同系物的概念：含有一个苯环；侧链为烷基。可推知③④对。
答案：B
6．下列有机物分子中，所有原子一定处于同一平面的是( )
解析：和与其直接相连的原子在同一平面内，C≡C和与其直接相连的原子在同一条直线上。
答案：B
7．下列各组混合物不能用分液漏斗分离的是( )
A．硝基苯和水
B．苯和甲苯
C．乙苯和水
D．溴苯和NaOH溶液
解析：分液漏斗分离互不相溶的液体，A项硝基苯和水互不相溶，水在上层，故A项可以用分液漏斗分离；B项苯和甲苯都是有机物，相似相溶，故不能用分液漏斗分离，B项可选；C项乙苯和水互不相溶，故C项可以用分液漏斗分离；D项溴苯和NaOH溶液不溶，能用分液漏斗进行分离，此题选B项。
答案：B
8．已知甲苯的一氯代物有4种同分异构体，将甲苯完全氢化后，再发生氯代反应，其一氯代物的同分异构体数目有( )
A．4种
B．5种
C．6种
D．7种
解析：将甲苯完全氢化得到甲基环己烷：，在—CH3上、—CH3的邻、间、对位及与—CH3相连的碳原子上的氢原子可以被氯原子取代而得到5种一氯代物，可图示为。
答案：B
9．间二甲苯苯环上的一个氢原子被—NO2取代后，其一元取代产物的同分异构体有( )
A．1种
B．2种
C．3种
D．4种
解析：判断因取代基位置不同而形成的同分异构体时，通常采用“对称轴”法。即在被取代的主体结构中，找出对称轴，取代基只能在对称轴的一侧，或是在对称轴上而不能越过对称轴(针对一元取代物而言)。如二甲苯的对称轴如下(虚线表示)：
邻二甲苯(小圆圈表示能被取代的位置)，间二甲苯，对二甲苯。因此，邻、间、对二甲苯苯环上的一元取代物分别有2、3、1种。
答案：C
10．将甲苯与液溴混合，加入铁粉，其反应所得的产物可能有( )
A．①②③
B．只有⑦
C．④⑤⑥⑦
D．全部
解析：苯的同系物与液溴在铁粉的催化作用下，只发生苯环上的取代反应，可取代甲基邻位、间位、对位上的氢原子，也可以将苯环上多个氢原子都取代；而在此条件下，甲基上的氢原子不能被取代，因此不可能有①②③。
答案：C
11．有4种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯。符合下列各题要求的分别是
(1)不能与溴水或KMnO4酸性溶液反应，但在FeBr3作用下能与液溴反应的是____________________。
(2)任何条件下都不能与溴水及KMnO4酸性溶液反应的是________。
(3)能与溴水、KMnO4酸性溶液反应的是________。
(4)不与溴水反应但与KMnO4酸性溶液反应的是________。
解析：己烯、己烷、苯、甲苯4种物质中，既能和溴水反应(加成反应)，又能和KMnO4酸性溶液反应(氧化反应)的只有己烯，均不反应的为己烷和苯。不能与溴水反应但能被KMnO4酸性溶液氧化的是甲苯。苯在FeBr3的催化作用下与液溴发生取代反应生成溴苯。
答案：(1)苯 (2)苯、己烷 (3)己烯 (4)甲苯
12．某同学设计如图所示装置制备一硝基甲苯。实验步骤如下：
①配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比1:3)的混合物(混酸)；
②在三颈烧瓶里装15
mL甲苯；
③装好其他药品，并组装好仪器；
④向三颈烧瓶中加入混酸，并不断搅拌；
⑤控制温度，大约反应10
min至三颈烧瓶底有大量液体(淡黄色油状)出现；
⑥分离出一硝基甲苯。(已知：甲苯的密度为0.866
g·cm－3，沸点为110.6
℃；硝基苯的密度为1.20
g·cm－3，沸点为210.9
℃)
根据上述实验，回答下列问题：
(1)实验方案中缺少一个必要的仪器，它是________。本实验的关键是控制温度在30
℃左右，如果温度过高，产生的后果是________________。
(2)简述配制混酸的方法：
________________________________________________________________________
________________。浓硫酸的作用是__________________。
(3)L仪器名称是________，其作用是____________________，进水口是________。
(4)写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式：________________________________；注明反应类型：________。
(5)分离产品方案如下：
操作1的名称是________，操作2必需的玻璃仪器有__________________________________。
(6)经测定，产品1的核磁共振氢谱中有3个峰，则其结构简式为________；产品2的核磁共振氢谱中有5个峰，它的名称为________。
解析：
(1)本实验需要控制温度，装置中没有温度计。如果温度过高，甲苯的苯环上邻、对位氢都可以被硝基取代，一硝基取代物产率变低。
(2)浓硫酸溶于浓硝酸放出大量热量，且浓硫酸的密度大于浓硝酸的密度，如果将浓硝酸注入浓硫酸中可能引起液滴飞溅，应采用类似浓硫酸稀释的操作方法配制混酸。
(3)甲苯、硝酸都易挥发，冷凝装置使反应物冷凝回流，提高原料利用率。
(4)甲苯苯环上的氢原子被硝基(—NO2)取代，类似苯与浓硝酸反应。
(5)混合液中有机物与无机物分层，用分液操作分离有机物与无机物，由于对硝基甲苯和邻硝基甲苯的沸点不同，可以采用蒸馏法分离这两种产物。
(6)对硝基甲苯、邻硝基甲苯分子中氢原子种类分别为3种、5种，在核磁共振氢谱中分别有3个峰、5个峰。
答案：
(1)温度计 生成二硝基甲苯、三硝基甲苯
(2)取一定量浓硝酸于烧杯中，向烧杯里缓缓注入浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌 催化剂、吸水剂
(3)冷凝管 冷凝回流 b
(4)
取代反应(或硝化反应)
(5)分液 酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(接液管)、锥形瓶
(6)
邻硝基甲苯
能力达标
13.某有机物的结构简式为，据此填写下列空格。
(1)该物质苯环上一氯代物有________种。
(2)1
mol该物质和溴水混合，消耗Br2的物质的量为________mol。
(3)1
mol该物质和H2加成需H2________mol。
(4)下列说法不正确的是________。
A．该物质可发生加成、取代、氧化等反应
B．该物质与甲苯属于同系物
C．该物质使溴水褪色的原理与乙烯相同
D．该物质使KMnO4酸性溶液褪色发生的是加成反应
解析：本题主要考查苯及其化合物的结构和性质。难度中等。
(1)该物质在苯环上没有对称轴，苯环上的4个H原子都能被Cl原子取代而产生4种不同的一氯代物。
(2)1
mol该物质的分子中含有2
mol碳碳双键，能与2
mol
Br2发生加成反应。
(3)1
mol该物质的分子中含有2
mol碳碳双键，能与2
mol
H2发生加成反应，1
mol苯环能与3
mol
H2加成生成环己烷，共消耗5
mol
H2。
(4)该物质中含有碳碳双键，能发生加成反应，也能被KMnO4酸性溶液氧化，发生氧化反应，同时该物质中含有烷基能发生取代反应，苯环上也能发生取代反应，A项正确；苯的同系物是苯环与烷基相连形成的，而该物质中苯环侧链是不饱和的，不是苯或甲苯的同系物，B项错误；该物质和乙烯中均含有碳碳双键，故使溴水褪色的原理与乙烯相同，C项正确；该物质能使KMnO4酸性溶液褪色发生的是氧化反应，D项错误。
答案：(1)4 (2)2 (3)5 (4)BD
14．结合已学知识，并根据下列一组物质的特点回答相关问题。
(1)邻二甲苯的结构简式为________(填编号，从A～E中选择)。
(2)A、B、C之间的关系为________(填字母)。
a．同位素
b．同系物
c．同分异构体
d．同素异形体
(3)请设计一个简单实验来检验A与D，简述实验操作过程：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)有机物同分异构体的熔沸点高低规律是“结构越对称，熔沸点越低”，根据这条规律，判断C、D、E的熔沸点由高到低的顺序：____________(填编号)。
解析：
(1)C为对二甲苯，D为间二甲苯，E为邻二甲苯；
(2)A、B、C的结构简式中都含有苯环，分子式依次相差1个“CH2”，符合通式CnH2n－6(n≥6)，所以它们互为同系物；
(3)苯不能被KMnO4酸性溶液氧化，间二甲苯能被KMnO4酸性溶液氧化，故可用之检验；
(4)对二甲苯的对称性最好，邻二甲苯的对称性最差，故熔沸点由高到低：E>D>C。
答案：(1)E (2)b
(3)取少量A、D分别装入两支试管中，向两支试管中滴入少量KMnO4酸性溶液，振荡，若溶液褪色，则为间二甲苯；若溶液不褪色，则为苯
(4)E>D>C
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-第1课时 苯的结构与化学性质
记一记
苯的结构与化学性质知识体系
探一探
一、苯的结构
1．苯不能通过化学反应使高锰酸钾酸性溶液、溴的四氯化碳溶液褪色说明什么？
[提示] 说明苯中不含有碳碳双键，也说明苯不是单双键交替的结构。
2．苯的邻二取代产物只有一种说明什么？
[提示] 说明苯不是单双键交替的结构。如果苯是单双键交替的结构，邻二取代产物应该有两种。
3．苯分子为平面正六边形的结构说明什么？
[提示] 说明苯中的六个碳碳键长完全一样，苯不是单双键交替的结构。
二、苯的化学性质
1．苯的溴代反应中能否用溴水代替液溴？
[提示] 不能。
2．制得的溴苯是否纯净，如果不纯，如何净化溴苯？
[提示] 不纯净，混有液溴和苯，用NaOH溶液吸收再蒸馏。
3．什么现象确定溴代反应是取代反应？
[提示] 加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液有浅黄色沉淀生成，或滴加紫色石蕊试液溶液变红。
4．苯的硝化反应中浓H2SO4起到什么作用？
[提示] 浓H2SO4作用：催化剂和吸水剂。
判一判
判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)苯分子中所有原子在同一平面内。(√)
(2)苯环是平面正六边形结构，说明苯分子中的碳碳键不是单双键交替连接结构。(√)
(3)苯与溴水能发生反应
(×)
解析：苯与溴水不发生化学反应。
(4)苯分子中不含有碳碳双键，故苯不可能发生加成反应。(×)
解析：
(5)C2H2和的最简式相同。(×)
解析：C2H2最简式为CH
最简式为C7H8，不相同。
练一练
1.下列关于苯的叙述不正确的是( )
A．苯是有特殊气味的无色液体
B．苯不溶于水且密度比水小
C．苯能与溴水发生取代反应而使溴水褪色
D．苯的凯库勒式不能真实反映苯的结构
解析：苯不是单双键交替的结构，故不能使溴水褪色。溴水褪色的原因是因为苯萃取了溴水中的溴。
答案：C
2．下列化合物分别跟溴(铁粉做催化剂)反应，苯环上的氢原子被取代，所得一溴代物有两种同分异构体的是( )
解析：A、C两项有三种，D项有一种。
答案：B
3．下列实验操作中正确的是
( )
A．将溴水、铁粉和苯混合加热即可制得溴苯
B．除去溴苯中红棕色的溴，可用稀NaOH溶液反复洗涤，并用分液漏斗分液
C．用苯和浓HNO3在浓H2SO4催化下反应制取硝基苯时需水浴加热，温度计应放在混合液中
D．制取硝基苯时，应先取浓H2SO4
2
mL，再加入1.5
mL浓HNO3，再滴入约1
mL苯，然后放在水浴中加热
解析：苯和液溴在铁的催化下反应可得溴苯，而溴水不行。苯和浓HNO3、浓H2SO4反应制取硝基苯时需水浴加热，温度计应放在水浴中测水的温度，控制在55～60
℃。混合浓硫酸和浓硝酸时，应将浓硫酸加入浓硝酸中，且边加边振荡(或搅拌)散热，冷却后再加入苯。
答案：B
4．不能够说明苯中不是单双键交替的事实是( )
A．邻二甲苯只有一种
B．对二甲苯只有一种
C．苯为平面正六边形结构
D．苯不能使酸性KMnO4溶液褪色
解析：A项，如果是单双键交替结构，苯的邻位二取代物应有两种同分异构体，但实际上只有一种结构，能说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在—C—C—与—C===C—的交替结构；B项，无论苯环结构中是否存在碳碳双键和碳碳单键，苯的对位二取代物只有一种，所以不能证明苯环结构中不存在—C—C—与—C===C—的交替结构；C项，如果单双键交替的话，单键和双键的键长不同，不可能是平面正六边形；D项，苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯分子中不含碳碳双键，可以证明苯环结构中不存在—C—C—与—C===C—的交替结构。
答案：B
知识点一
苯的结构及物理性质
1.关于苯的下列说法中不正确的是( )
A．组成苯的12个原子在同一平面上
B．苯环中6个碳碳键的键长完全相同
C．苯环中碳碳键的键能介于C—C和C===C之间
D．苯只能发生取代反应
解析：苯分子是平面正六边形结构，即组成苯的12个原子在同一平面上，A项正确；苯分子中碳碳键的键长是1.40×10－10m(C—C的键长是1.54×10－10m，C===C的键长是1.33×10－10m)，所以，苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键，B、C两项正确；苯既能发生取代反应，又能发生加成反应，D项不正确。
答案：D
2．在盛有溴水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现如图所示现象，则加入的试剂分别是( )
A．①是CCl4，②是苯，③是酒精
B．①是酒精，②是CCl4，③是苯
C．①是苯，②是CCl4，③是酒精
D．①是苯，②是酒精，③是CCl4
解析：①的溶液分层，上层溶液呈红棕色，而苯的密度比水小，溴易溶于苯，溴的苯溶液呈红棕色，所以①是苯；②的溶液分层，下层溶液呈棕红色，而CCl4的密度比水大，溴易溶于四氯化碳，溴的四氯化碳溶液呈棕红色，所以②是四氯化碳；③的溶液不分层，整个溶液呈橙红色，而酒精与溴水互溶，整个溶液呈橙红色，所以③是酒精。
答案：C
3．能说明苯分子苯环的平面正六边形结构中，碳碳键不是单双键交替排布的事实的是
( )
A．苯的一元取代物无同分异构体
B．苯的间位二元取代物只有一种
C．苯的邻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：苯的邻位二元取代物在单双键交替结构中有两种结构：两个取代原子分别连在形成双键的两个碳原子上面，或者分别连在通过单键相连的两个碳原子上。而如果是一种介于单键和双键之间的化学键，那么邻位二元取代物则只有一种，故答案为C。
答案：C
4．下列关于苯的说法错误的是( )
解析：苯的密度比水小。
答案：B
知识点二
苯的化学性质
5.下列有关苯的叙述中错误的是
( )
A．苯在催化剂作用下能与液溴发生取代反应
B．在一定条件下苯能与氯气发生加成反应
C．在苯中加入高锰酸钾酸性溶液，振荡并静置后下层液体为紫红色
D．在苯中加入溴水，振荡并静置后下层液体为橙色
解析：苯能萃取溴水中的溴，由于苯的密度比水小，所以振荡并静置后上层液体为橙色。
答案：D
6．下列物质由于发生化学反应，既能使溴水褪色又能使KMnO4酸性溶液褪色的是
( )
A．甲烷
B．乙烯
C．乙烷
D．苯
解析：甲烷、乙烷既不能使溴水褪色又不能使KMnO4酸性溶液褪色；乙烯既能与溴水发生加成反应，又能被KMnO4酸性溶液氧化；苯不能使KMnO4酸性溶液褪色，苯虽能使溴水褪色，但却是发生萃取造成的，并未发生化学反应。
答案：B
7．下列事实中，能说明苯与一般烯烃在性质上有相似性的是( )
A．苯不与溴水发生加成反应
B．苯不能被KMnO4酸性溶液氧化
C．1
mol苯能与3
mol
H2发生加成反应
D．苯能够燃烧产生浓烟
解析：苯能与H2加成，类似于烯烃性质。
答案：C
知识点三
苯的有关实验
8．50～60
℃时，苯与浓硝酸在浓硫酸催化下可制取硝基苯，反应装置如图所示。下列对该实验的描述错误的是( )
A．最好用水浴加热，并用温度计控温
B．长玻璃管起冷凝回流作用
C．提纯硝基苯时只需直接用水去洗涤，便可洗去混在硝基苯中的杂质
D．加入过量硝酸可以提高苯的转化率
解析：该反应温度不超过100
℃，所以用水浴加热，A项正确；因反应物受热易挥发，所以用长玻璃管起冷凝回流作用，B项正确；用水洗涤不能除去没反应完的苯，因为苯不溶于水而易溶于硝基苯，C项错误；加入过量硝酸可以使平衡向右移动，从而提高苯的转化率，D项正确。
答案：C
知识点四
有机物的空间结构
9.下列有机物分子中，所有的原子不可能处于同一平面内的是( )
解析：A项中含有一个—CH3，因—CH3是四面体结构，所有原子不可能处于同一平面内。
答案：A
基础达标
1．下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是
( )
A．苯是无色带有特殊气味的液体
B．常温下苯是一种不溶于水但密度比水小的液体
C．苯在一定条件下与溴发生取代反应
D．苯不具有典型双键所具有的加成反应的性质，故不能发生加成反应
解析：苯是无色有特殊气味的气体，密度比水小，难溶于水，故A、B正确；苯中碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键，故苯能发生取代反应和加成反应，如苯的溴代，苯与氢气的加成，故C正确，D错误。故选D。
答案：D
2．苯中加入溴水后溴水层颜色变浅，这是由于
( )
A．溴挥发了
B．发生了取代反应
C．发生了萃取作用
D．发生了加成反应
解析：由于苯分子中碳碳化学键是介于单键和双键之间的独特的键，分子中没有碳碳双键，不能与溴水发生加成反应；没有催化剂存在，且必须是液溴，不能使用溴水，所以溴水和苯不发生取代反应；将浓溴水加入苯中，溴水的颜色变浅，根据相似相溶原理，溴单质易溶于苯，苯能萃取溴水中的溴而使溴水褪色，发生的是萃取作用，故选C。
答案：C
3．下列各组液体混合物，能用分液漏斗分离的是( )
A．溴苯和溴
B．正己烷和水
C．苯和硝基苯
D．乙醇和水
解析：能用分液漏斗分离的物质必须是两种相互不溶的液体，一般的来说：有机溶质易溶于有机溶剂，无机溶质易溶于无机溶剂。溴苯和溴能相互溶解，所以不能用分液漏斗分离，故A错误。正己烷是有机物，水是无机物，正己烷和水不互溶，所以能用分液漏斗分离，故B正确。苯和硝基苯都是有机物，所以苯和硝基苯能相互溶解，所以不能用分液漏斗分离，故C错误。乙醇和水能互溶，所以不能用分液漏斗分离，故D错误。故选B。
答案：B
4．下列反应中，属于取代反应的是( )
A．苯在氯化铁存在时与氯气的反应
B．苯在镍作催化剂时与氢气的反应
C．苯在空气中燃烧
D．苯与溴水混合振荡
解析：A项是取代反应，以苯跟溴反应推出；
B项是加成反应；
C项是氧化反应；
D项是物理过程：萃取。
答案：A
5．将等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。下列图示正确的是
( )
解析：苯、汽油都不溶于水，二者互溶，且密度都比水小，在水的上层，从图像上看，D正确。故选D。
答案：D
6．与链烃相比，苯的化学性质的主要特征是( )
A．难氧化、难取代、难加成
B．易氧化、易取代、易加成
C．难氧化、可加成、易取代
D．易氧化、易加成、难取代
解析：苯中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间一种独特的化学键，容易发生取代反应，例如能够发生溴代反应、硝化反应、磺化反应等；苯能够发生加成反应，例如在催化剂条件下能够与氢气发生加成反应，苯不含双键，难被氧化，不能被酸性的高锰酸钾氧化，故苯的性质总结为：易取代、难氧化、可加成。故选C。
答案：C
7．下列关于苯的说法中，正确的是
( )
A．苯的分子式为C6H6，它不能使KMnO4酸性溶液褪色，属于饱和烃
B．从苯的凯库勒式()看，苯分子中含有碳碳双键，应属于烯烃
C．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了加成反应
D．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的价键完全相同
解析：A项苯的分子式是C6H6，不能使酸性KMnO4溶液褪色，属于不饱和烃，故A错误；B项苯分子中不含有碳碳双键与碳碳单键，不属于烯烃，故B错误；C项在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生取代反应，故C错误；D项苯分子为平面正六边形结构，6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化学键，故D正确。故选D。
答案：D
8．下列关于苯的叙述正确的是( )
A．反应①为取代反应，有机产物与水混合浮在上层
B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟
C．反应③为取代反应，有机产物是一种烃
D．反应④中1
mol苯最多与3
mol
H2发生加成反应，是因为苯分子含有三个碳碳双键
解析：①为苯的溴代反应，生成的溴苯密度比水大，沉在水底，A项错误。③为苯的硝化反应，属于取代反应，生成硝基苯，为烃的衍生物，C项错误。苯分子中无碳碳双键，D项错误。
答案：B
9．实验室用溴和苯反应制取溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸馏；②水洗；③用干燥剂干燥；④用10%
NaOH溶液洗；⑤水洗。正确的操作顺序是( )
A．①②③④⑤
B．②④⑤③①
C．④②③①⑤
D．②④①⑤③
解析：粗溴苯中主要含有溴、苯、溴化铁等杂质，先用水洗，FeBr3溶于水而被洗去；再用NaOH溶液洗，溴与NaOH溶液反应生成易溶于水的盐(NaBr、NaBrO)而被洗去；第二次用水洗时有效地除去残存在有机物中易溶于水的杂质；干燥时少量的水被除去，最后蒸馏时将溴苯中的苯分离出去(利用两者沸点的差异)。
答案：B
10．为证明液溴与苯发生的反应是取代反应，有如图所示装置。则装置A中盛有的物质是( )
A．水
B．NaOH溶液
C．CCl4
D．NaI溶液
解析：液溴与苯发生取代反应的话就会有HBr生成，可以检验HBr中的Br－，液溴挥发出的Br2干扰HBr中Br－的检验，所以要除去。水、NaOH溶液、NaI溶液都会吸收HBr，故选C项。
答案：C
11．通过实验事实的验证与讨论，认识苯的结构式。
提出问题：苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗？
(1)提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从苯的凯库勒结构式看，分子中含有碳碳双键，所以，苯一定能使________褪色。
(2)实验验证：
①苯不能使________褪色。
②经科学测定，苯分子里6个碳原子之间的键________；6个碳原子和6个氢原子都在同一________上。
(3)结论：苯的凯库勒结构式中的双键跟烯烃双键________，苯的性质没有表现出不饱和性，结构稳定，说明苯分子________一般的碳碳单、双键交替的环状结构。
(4)应用：为了表示苯分子的结构特点，结构式用________表示，用凯库勒式表示苯分子结构式是不确切的。
解析：分子中含有碳碳双键的物质能使KMnO4酸性溶液或溴水褪色。而苯环上的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键，6个碳原子之间的键完全相同。所以不能使KMnO4酸性溶液或溴水褪色。
答案：
(1)KMnO4酸性溶液或溴水
(2)①KMnO4酸性溶液或溴水 ②完全相同 平面
(3)不同 不同于
(4)
12．人们对苯及芳香烃的认识有一个不断深化的过程，回答下列问题：
(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的链烃的结构简式：____________。
(2)已知分子式为C6H6的有机物有多种，其中的两种为：
(Ⅰ)
(Ⅱ)
①这两种结构的区别表现在以下两方面：
定性方面(即化学性质方面)：(Ⅱ)能________(填字母)，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)：1mol
C6H6与H2加成时，
(Ⅰ)需要H2________mol，而(Ⅱ)需要H2________mol。
②今发现C6H6还可能有一种如图所示的立体结构，该结构的二氯代物有________种。
解析：(1)按题中要求写出一种即可，其中两个—C≡C—位置可以相邻，也可以间隔。(2)①由于Ⅱ中存在双键，故Ⅱ可被KMnO4酸性溶液氧化，也能与溴水发生加成反应，而Ⅰ不能发生上述反应，故应选ab；由于Ⅰ加氢后形成环己烷(C6H12)，故需3
mol
H2，而Ⅱ中有2
mol双键，故需2
mol
H2。②根据对称性即可确定二个氯原子的相对位置，故二氯代物有3种。
答案：
(1)HC≡C—C≡C—CH2—CH3
(2)①ab 3 2 ②3
能力达标
13.如图为某学生设计的制取溴苯的装置：
(1)写出图中的错误之处：①______________________；②____________________。
(2)按加入的顺序写出烧瓶内所装的试剂是________________。
(3)与烧瓶口连接的垂直向上的导管的作用是________________。
(4)反应过程中，在锥形瓶中的导管出口处会发生的现象是________，这是因为____________。
(5)反应完毕后，向锥形瓶中的溶液中滴入AgNO3溶液，现象是________，这是因为生成了________，反应的离子方程式为________________。
(6)反应完毕后，将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有________色不溶于水的液体，这是因为________的缘故。在粗产品溴苯中加入________可以除去________杂质，反应的离子方程式为________________。
(7)烧瓶中发生反应的化学方程式为________________________________。
解析：(1)因为苯与液溴在铁催化下反应十分剧烈，可达到沸腾，所以不用加热；苯与液溴反应生成的HBr极易溶于水，因此，导管不能伸入液面以下，这样容易发生倒吸现象；再则锥形瓶不应该有胶塞。(2)加入试剂的顺序应为：苯、液溴、铁粉。液溴的密度大于苯，先加苯，再加液溴是为了使苯与液溴混合均匀，待加入铁粉后，反应立即剧烈发生。因此，加入试剂的顺序不能颠倒。(3)与烧瓶连接导管的垂直向上部分兼有导气和冷凝回流的作用。因为加入铁粉后苯与液溴立即剧烈反应，可达沸腾而使部分苯和溴成为蒸气，反应物蒸气经垂直部分的导管冷凝后再流回烧瓶，减少了反应物的损失，又避免了生成物中混有过多的杂质。(4)反应过程中有HBr生成，HBr通过导管进入锥形瓶，除被吸收外，还会与锥形瓶中的水蒸气生成白色酸雾。(5)锥形瓶中的水吸收HBr后成为氢溴酸溶液，滴入AgNO3溶液后有浅黄色AgBr沉淀生成，离子方程式为：Ag－＋Br－===AgBr↓。(6)反应完毕后，将烧瓶中的液体倒入盛有冷水的烧杯中，烧杯底部有褐色的油状液体，这是因为溴苯的密度比水大，沉在水下，由于这样得到的溴苯中溶有少量的溴而使溴苯呈褐色。在粗产品溴苯中加入NaOH溶液，可以除去杂质溴，从而得到无色的溴苯，反应的离子方程式为：Br2＋2OH－===Br－＋BrO－＋H2O。
答案：
(1)①使用酒精灯加热 ②导管末端未离开液面1
cm～2
cm
(2)苯、液溴、Fe粉
(3)兼有导气和冷凝回流作用
(4)生成白色酸雾 反应生成的HBr遇水形成了小液滴
(5)生成浅黄色AgBr沉淀 氢溴酸溶液 Ag＋＋Br－===AgBr↓
(6)褐 溴苯的密度比水大，沉在水下 强碱溶液 溴 Br2＋2OH－===Br－＋BrO－＋H2O
(7)
14．实验室制取硝基苯常用如图所示装置，请回答下列问题：
(1)苯的硝化反应是在浓硫酸和浓硝酸的混合酸中进行的，混酸的添加顺序是先加____________后加____________。
(2)请写出该反应的方程式：________________________。
(3)被水浴加热的试管口处都要带一长导管，其作用是______________________。
(4)苯的化学性质是易取代，那么除了苯的硝化反应外，你还能写出其他的取代反应方程式吗？请写出：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：浓硫酸和浓硝酸混合时，应先将浓硝酸注入容器中，再慢慢加入浓硫酸，并不断搅拌和冷却。若先注入浓硫酸，再注入浓硝酸，会造成浓硝酸受热迸溅、挥发。因苯易挥发，加热时试管口带一长导管可使苯蒸气冷凝回流，减少挥发。苯除发生硝化反应外，还可以与溴发生取代反应，以及与硫酸发生磺化反应等。
答案：
(1)浓硝酸 浓硫酸
(2)
(3)使苯蒸气冷凝回流，减少挥发
(4)
(或等合理答案)
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13
-第2课时 炔烃 脂肪烃的来源及其应用
记一记
炔烃 脂肪烃的来源及其应用知识体系
探一探
一、乙炔的实验室制法
1．实验室制备乙炔的反应装置有什么特点？
[提示] 固＋液→气，反应不需要加热。
2．根据反应特点，气体发生装置所需的玻璃仪器是什么？
[提示] 圆底烧瓶、分液漏斗。
3．能否用启普发生器代替上述装置？
[提示] 不能。原因是：①碳化钙吸水性强，与水反应剧烈，不能随开随用、随关随停。②反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂。③生成的Ca(OH)2呈糊状易堵塞球形漏斗。
4．由电石制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质，如何除去？
[提示] 使混合气体通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去。
5．如何收集乙炔气体？
[提示] 利用排水法收集。
二、烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质
1．分子式通式符合CnH2n－2的烃一定是炔烃吗？
[提示] 不一定，还可能为二烯烃和环烯烃。
2．等质量的乙烷、乙烯、乙炔充分燃烧时，耗氧量相同吗？
[提示] 不相同，含碳质量分数越高，耗氧量越低。
3．能使溴水或KMnO4(H＋)溶液褪色的气体分子中一定含有—C≡C—吗？
[提示] 不一定。可能含有。
判一判
判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)用饱和食盐水替代水跟电石反应，可以减缓乙炔的产生速率。(√)
(2)乙烯、乙炔在常温常压下可以与H2、HCl发生加成反应。(×)
(3)乙炔是无色无味的气体，易溶于水。(×)
(4)乙炔能使酸性KMnO4溶液褪色，发生的是加成反应。(×)
(5)脂肪烃的来源有石油、煤、天然气，它们是不可再生能源。(√)
练一练
1.下列说法正确的是
( )
A．烷烃、烯烃、炔烃和苯及其同系物都属于脂肪烃
B．烷烃、烯烃、炔烃属于脂肪烃
C．苯及其同系物属于脂环烃
D．烷烃、烯烃、炔烃都属于饱和烃
解析：本题属于概念题，判断脂肪烃、饱和烃。烷烃、烯烃、炔烃属于开链脂肪烃，苯及其同系物属于芳香烃，烷烃是饱和烃，烯烃、炔烃是不饱和烃。
答案：B
2．下列有关乙炔性质的叙述中，既不同于乙烯又不同于乙烷的是
( )
A．能燃烧生成二氧化碳和水
B．能与溴水发生加成反应
C．能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应
D．能与HCl反应生成氯乙烯
解析：乙炔、乙烯、乙烷都能燃烧生成二氧化碳和水；乙炔、乙烯都能与溴水发生加成反应；乙烯、乙炔都能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应；只有乙炔可与HCl加成生成氯乙烯与乙烯、乙烷不同。
答案：D
3．所有原子都在一条直线上的分子是
( )
A．C2H4
B．CO2
C．C3H4
D．CH4
解析：乙烯具有平面形结构，所有原子在同一个平面，但不在同一条直线，故A项错误；CO2为直线形结构，所有原子在同一条直线上，故B项正确；若C3H4为丙炔，分子中有一个甲基，甲基具有甲烷的结构特点，因此所有原子不可能在同一条直线上，故C项错误；CH4是正四面体结构，因此所有原子不在同一条直线上，故D项错误。
答案：B
4．下列说法中正确的是
( )
A．将煤加强热使它分解的过程叫干馏
B．煤经过干馏，可生产出焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等
C．石油经过减压分馏，可以得到更多的汽油
D．石油通过裂化，可以获得汽油、煤油、润滑油、凡士林和石蜡等
解析：A项，干馏要在隔绝空气的条件下进行；C项，石油经过减压分馏得到的是润滑油、石蜡等重油；D项，石油通过裂化，可以获得汽油、煤油等轻质油。
答案：B
知识点一
炔烃的结构与性质
1.下列关于乙炔分子结构的叙述中，正确的是( )
A．乙炔分子中的四个原子不是共一条直线
B．乙炔分子中碳碳之间的三个价键牢固程度相同
C．乙炔分子中的H—C≡C—H的键角为180°
D．乙炔分子中的碳碳三键的键能是乙烷分子中碳碳单键键能的三倍
解析：乙炔属于直线形分子，分子中四个原子共一条直线，键角180°。
答案：C
知识点二
炔烃的化学性质
2.用乙炔为原料制取CH2Br—CHBrCl，可行的反应途径是( )
A．先加Cl2，再加Br2
B．先加Cl2，再加HBr
C．先加HCl，再加HBr
D．先加HCl，再加Br2
解析：CH2Br—CHBrCl与乙炔相比，多了1个HCl和1个Br2，所以选D项。
答案：D
3．某烃W与溴的加成产物是2,2,3,3?四溴丁烷，与W互为同系物的是( )
A．乙炔
B．2?丁烯
C．1,3?丁二烯
D．异戊二烯
解析：根据W与溴的加成产物是2,2,3,3?四溴丁烷，可推出W为2?丁炔，所以只有A项符合题意。
答案：A
知识点三
乙炔的实验室制法
4.下列关于乙炔制取的说法不正确的是( )
A．为了减慢反应速率可用饱和食盐水代替水反应
B．此反应是放热反应
C．为了除去杂质气体，除了用硫酸铜外还可用氢氧化钠溶液
D．反应中不需加碎瓷片作沸石
答案：C
5．实验室制取的乙炔气体中常混有少量H2S、CO2和水蒸气，为了得到干燥纯净的乙炔气体，选择最简便的实验方案有( )
A．通过NaOH溶液后，通过浓H2SO4，再通过石灰水
B．通过CuSO4溶液后再通过石灰水
C．通过五氧化二磷，再通过无水CaCl2
D．通过足量的碱石灰
答案：D
综合考查
脂肪烃的来源
6.下列说法中，错误的是( )
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B．含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油
C．天然气的主要成分是甲烷，开采天然气应进行安全规范的操作
D．煤中含有苯和甲苯，可用分馏的方法把它们分离出来
解析：石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的常压分馏得到汽油、煤油、柴油等；含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油、煤油、柴油等；天然气的主要成分是甲烷，开采天然气必须安全规范地操作，否则易造成井喷事件；煤焦油中含苯和甲苯，可以通过分馏的方法将它们分离出来，但煤是多种无机物和有机物的混合物，并不含苯和甲苯等芳香烃。
答案：D
基础达标
1．下列叙述的乙炔的结构和性质中，既不同于乙烯，也不同于乙烷的是( )
A．存在不饱和键
B．不易发生取代反应，易发生加成反应
C．分子中的所有原子都处在同一条直线上
D．能使KMnO4酸性溶液褪色
解析：乙烯和乙炔都存在不饱和键，都可以发生加成反应，都能使KMnO4酸性溶液褪色，但只有乙炔分子中的所有原子都处在同一条直线上。
答案：C
2．下列叙述中，不正确的是
( )
A．天然气是以甲烷为主的高效清洁燃料
B．煤的干馏可得到煤焦油，通过煤焦油的分馏可获得各种芳香烃
C．石油中含有烷烃和环烷烃，因此由石油不可能获得芳香烃
D．通过石油的催化裂化及裂解可以得到轻质油和气态烯烃
解析：石油的催化重整是目前获得芳香烃的主要途径。
答案：C
3．下列说法正确的是
( )
A．甲烷与氯气反应只能生成一种含氯有机物
B．乙烯与溴水反应只能生成一种含溴有机物
C．乙炔与溴水反应只能生成一种含溴有机物
D．乙炔与足量氯化氢反应只能生成一种含氯有机物
解析：甲烷与氯气反应可以生成四种含氯有机物，乙炔与溴水反应可以生成两种含溴有机物，乙炔与足量氯化氢反应能生成多种含氯有机物，而乙烯与溴水反应只能生成一种含溴有机物。
答案：B
4．区别CH4、CH2===CH2、CH≡CH的最简易方法是
( )
A．分别通入溴水
B．分别通入高锰酸钾酸性溶液
C．分别在空气中点燃
D．分别通入盛有碱石灰的干燥管
解析：CH2===CH2和CH≡CH都能使溴水和高锰酸钾酸性溶液褪色，三种气体通过盛有碱石灰的干燥管均无现象。最简易的方法是点燃，因为燃烧时火焰的明亮程度和有无浓烟这两个方面的现象是非常明显的。
答案：C
5．某炔烃经催化加氢后，得到2?甲基丁烷，该炔烃是( )
A．2?甲基?1?丁炔
B．2?甲基?3?丁炔
C．3?甲基?1?丁炔
D．3?甲基?2?丁炔
解析：2?甲基丁烷的碳链结构为,2?甲基丁烷相邻碳原子之间各去掉2个氢原子形成三键，从而得到炔烃；根据2?甲基丁烷的碳链结构，可知相邻碳原子之间各去掉2个氢原子形成三键只有一种情况，所以该炔烃的碳链结构为，该炔烃的名称为3?甲基?1?丁炔，故选C。
答案：C
6．下列叙述不正确的是
( )
A．石油裂解可以得到氯乙烯
B．天然气和沼气的主要成分是甲烷
C．乙烯和甲烷可用高锰酸钾酸性溶液鉴别
D．将乙炔通入溴水中，溴水褪色，是因为发生了加成反应
解析：石油裂解主要是得到乙烯、丙烯、丁二烯等短链烯烃，A项错误。
答案：A
7．下列叙述正确的是( )
A．C4H6一定为炔烃
B．乙炔与C4H6一定是同系物
C．乙炔为直线形分子
D．所有炔烃都为直线形分子
解析：符合分子式C4H6的烃是炔烃或二烯烃，A、B两项错误；除乙炔是直线形分子外，其他的炔烃如丙炔、丁炔都是立体结构的分子。
答案：C
8．为把溴水中的溴单质萃取出来，应加入( )
A．苯
B．苯乙烯
C．乙醇
D．1?己炔
解析：苯乙烯，1?己炔均与Br2发生加成反应，乙醇与水互溶不分层。
答案：A
9．下列有关丙烷、丙烯、丙炔的说法正确的是( )
A．如下图所示，丙烷、丙烯、丙炔的球棍模型分别为
B．相同物质的量的3种物质完全燃烧，生成的气体在标准状况下的体积比为3:2:1
C．相同质量的3种物质完全燃烧，丙烷消耗的氧气最多
D．丙烷的一氯代物只有1种
解析：丙炔分子中的3个碳原子应该在同一条直线上，A项不正确；标准状况下相同物质的量的3种物质完全燃烧，生成的CO2气体的体积相等，故体积比应为1:1:1(不考虑水，因标准状况下水为非气态)，B项不正确；丙烷的含氢量最高，故等质量的3种物质充分燃烧，丙烷消耗氧气最多，C项正确；丙烷的一氯代物有2种，D项不正确。
答案：C
10．1
mol某链烃最多能与2
mol
HCl发生加成反应，生成1
mol氯代烷，1
mol该氯代烷能与6
mol
Cl2发生取代反应，生成只含碳元素和氯元素的氯代烃，该烃可能是( )
A．CH3CH===CH2
B．CH3C≡CH
C．CH3CH2C≡CH
D．CH2===CH—CH===CH2
解析：本题解题关键是根据取代反应、加成反应实质来推导烃中含有的不饱和键数和氢原子数。1
mol链烃与2
mol
HCl加成说明此烃中含有2
mol双键或1
mol三键，加成后的1
mol氯代烷能与6
mol
Cl2发生取代，说明1
mol氯代烷中含有6
mol
H。综上可推知1
mol原链烃中含有4
mol
H原子，答案为B。
答案：B
11．已知下列物质：
请按要求填空：
(1)写出①④的名称________、________。
(2)写出②⑤的分子式________、________。
(3)互为同分异构体的是________。
(4)写出③与等物质的量的Br2反应的化学方程式：__________________。
解析：(1)①为2?丁炔，②为1,3?丁二烯，③为1?丁炔，④为3?甲基?1?丁炔，⑤为1?戊炔。(2)①②③的分子式均为C4H6，④⑤的分子式均为C5H8。(3)①②③分子式相同，结构不同，互为同分异构体；④⑤分子式相同，结构不同，互为同分异构体。(4)1?丁炔与等物质的量Br2发生加成反应，三键转化成双键。
答案：(1)2?丁炔 3?甲基?1?丁炔
(2)C4H6 C5H8
(3)①②③、④⑤
(4)CH≡C—CH2CH3＋Br2―→
12．为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去杂质，再与溴水反应。
(1)写出甲同学实验中两个主要的化学方程式：________________________________。
(2)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙炔与溴发生加成反应，理由是________。
a．使溴水褪色的反应未必是加成反应
b．使溴水褪色的反应就是加成反应
c．使溴水褪色的物质未必是乙炔
d．使溴水褪色的物质就是乙炔
(3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是________，在验证过程中必须全部除去，它与溴水反应的化学方程式是____________________。
解析：(1)中涉及的反应是电石与水的反应，乙炔与溴水的反应。(2)根据“乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体”，可得出“使溴水褪色的物质，未必是乙炔；使溴水褪色的反应，未必是加成反应”的结论。故甲同学设计的实验不能证明乙炔与溴水发生了加成反应。(3)根据褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，可推知该物质是硫，说明乙炔气体中含有硫化氢杂质，所发生反应的化学方程式是Br2＋H2S===S↓＋2HBr。
答案：
(1)CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑；
CH≡CH＋Br2―→CHBr===CHBr
或CH≡CH＋2Br2―→CHBr2—CHBr2
(2)不能 ac
(3)H2S Br2＋H2S===S↓＋2HBr
能力达标
13.用电石制备的乙炔气体中常混有少量H2S气体。请用图中仪器和药品组成一套制备、净化乙炔的装置，并可通过测定乙炔的量，从而计算电石纯度。
(1)进行实验时，所制气体从左向右流，仪器的正确连接顺序是________(填接口字母)。
(2)为了使实验中气流平稳，甲中分液漏斗里的液体X通常用________。
(3)若在标准状况下溴水与乙炔完全反应生成C2H2Br4，已知称取电石m
g，测得量筒内液体体积V
mL，则电石纯度可表示为________。
(4)若没有除H2S的装置，测定结果将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)，理由是________________________________________(用化学方程式表示)。
解析：由题意知，电石与足量水反应生成乙炔，其中混有的H2S可用NaOH溶液吸收，乙炔气体被溴水吸收后余下的部分通过排水法测量其体积。电石纯度计算过程：
CaC2 ～ C2H2
1
mol
1
mol
x
mol＋mol
解得x＝mol
w(CaC2)＝×100%＝%。
答案：
(1)AHGEFDCB
(2)饱和食盐水
(3)%
(4)偏高 H2S＋Br2===S↓＋2HBr
14．有两种气态烃的混合物。已知：它们都能使溴水褪色，且分子中碳原子数均小于5,1体积该混合气体完全燃烧后，可得到3.6体积二氧化碳和3体积水蒸气(气体体积均在同温同压下测定)。
(1)混合物中两种烃的类别可能是________。
A．烷，烯
B．烯，烯
C．烯，炔
D．炔，炔
你作出上述判断的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通过计算确定这两种烃的分子式以及它们在混合物中的体积比。
解析：容易求出混合烃的平均分子式为C3.6H6，则烯烃的碳原子数应小于3.6，为C3H6，炔烃的碳原子数应大于3.6，为C4H6，再用十字交叉法求出混合物中两者的体积比。
即V(C3H6):V(C4H6)＝2:3。
答案：
(1)C 因两种烃都能使溴水褪色，则不会有烷烃，排除A项；若都是烯烃，则燃烧后生成等体积的CO2和水蒸气，不合题意，排除B项；若都是炔烃，气态炔烃的H原子数都小于或等于6，也不合题意，排除D，故混合物由烯烃和炔烃组成
(2)C3H6和C4H6，V(C3H6)
:V(C4H6)＝2:3
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10
-第1课时 烷烃和烯烃
记一记
烷烃和烯烃知识体系
探一探
一、烷烃和烯烃的化学性质
1．能用Cl2和C2H6反应来获得纯净的C2H5Cl吗？如何获得纯净的C2H5Cl?
[提示] Cl2和C2H6反应会生成多种氯代产物，不能获得纯净的C2H5Cl。可以用乙烯和氯化氢加成的方法获得纯净的C2H5Cl。
2．鉴别甲烷中是否混有乙烯，能用高锰酸钾溶液或溴水吗？
[提示] 都可以。乙烯能使高锰酸钾溶液和溴水褪色，而甲烷不能。
3．除去甲烷中混有的少量乙烯，选择高锰酸钾溶液还是溴水。为什么？
[提示] 应选择溴水。因高锰酸钾溶液能将乙烯氧化为二氧化碳，不能得到纯净的甲烷。
二、烯烃的顺反异构
1．具有哪些特征的有机物存在顺反异构现象？
[提示] 顺反异构现象以分子中存在碳碳双键为前提，烷烃、炔烃不存在这种异构现象。
2．顺?2?丁烯与反?2?丁烯分别与Br2加成，产物是否相同？
[提示] 相同。产物均为2,3?二溴丁烷。
3．产生顺反异构现象的条件是什么？
[提示] (1)存在碳碳双键；(2)碳碳双键的同一碳原子上连有不同的原子或原子团。
判一判
判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)
(1)丙烯分子中所有原子在同一平面内。(×)
(2)碳原子数小于或等于5的烃在常温下均为气体。(×)
(3)乙烯、聚氯乙烯均能与溴水发生加成反应。(×)
解析：聚乙烯不能与溴水发生加成反应。
(4)溴水和酸性KMnO4溶液既可除去乙烷中的乙烯，也可以鉴别乙烷与乙烯。(×)
解析：不能用KMnO4除去乙烷中的乙烯。
(5)用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果的过程发生了化学反应。(√)
(6)将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯。(×)
解析：该气体也可是乙炔、丙烯等。
练一练
1.由沸点数据：甲烷－161.7
℃、乙烷－88.6
℃、丁烷－0.5
℃、戊烷36.1
℃，可判断丙烷的沸点可能是( )
A．高于－0.5
℃
B．约是－90
℃
C．约是－40
℃
D．低于－88.6
℃
解析：烷烃的沸点随碳原子数的递增而升高。丙烷的沸点应介于乙烷和丁烷的沸点之间。
答案：C
2．下列属于取代反应的是( )
A．CH3COOHCH3COOC2H5
B．C2H4C2H4Br2
C．C2H5OHCH3CHO
D．C6H6C6H12
解析：B、D两项为加成反应；C项为氧化反应。
答案：A
3．下列不属于烷烃的化学性质的是( )
A．使溴蒸气褪色
B．可以在空气中燃烧
C．与Cl2发生取代反应
D．能使酸性KMnO4溶液褪色
解析：烷烃分子中不含不饱和碳碳双键或三键，故不能使酸性KMnO4溶液褪色。
答案：D
4．下列各物质中，能形成顺反异构体的是( )
A．1,1?二氯乙烯
B．丙烯
C．2?丁烯
D．1?丁烯
解析：由题给信息可知：双键的碳原子上都分别连有两种不同的原子或原子团时，才能形成顺反异构。显然，A、B、D三项不具备上述条件，只有2?丁烯可形成顺反异构体。故选C项。
答案：C
知识点一
烷烃、烯烃的概念及物理性质
1.下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( )
A．烷烃同系物随相对分子质量的增大，熔点、沸点逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态
B．烷烃同系物的密度随相对分子质量增大逐渐增大
C．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应
D．烷烃同系物都能使溴水、KMnO4酸性溶液褪色
解析：烷烃是饱和烃，化学性质稳定，具有代表性的反应是取代反应，C项正确；发生取代反应的必须是卤素单质，溴水不能与烷烃反应，KMnO4酸性溶液也不能将烷烃氧化，D项错误；烷烃物理性质的递变叙述正确。
答案：D
2．①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{③④⑤}>{①②}；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。
答案：C
知识点二
烷烃、烯烃的化学性质
3.制取一氯乙烷最好采用的方法是( )
A．乙烷和氯气反应
B．乙烯和氯气反应
C．乙烯和氯化氢反应
D．乙烷和氯化氢反应
解析：乙烷和氯气发生取代反应，得到的取代物是混合物，A项错误；乙烯和氯气反应得到二氯取代物，B项错误；乙烷和氯化氢不反应，乙烯和氯化氢反应可以得到较纯净的一氯乙烷。
答案：C
4．下列关于乙烯和乙烷相比较的说法中，不正确的是( )
A．乙烯属于不饱和链烃，乙烷属于饱和链烃
B．乙烯分子中所有原子处于同一平面上，乙烷分子则为立体结构，原子不在同一平面上
C．乙烯分子中的和乙烷分子中的C—C相比较，双键的键能大，键长长
D．乙烯能使KMnO4酸性溶液褪色，乙烷不能
解析：A、B、D三项均为正确的描述；因为键能比C—C键能大，从而决定键长要短一些，故C项是错误的。
答案：C
5．由乙烯推测丙烯与溴水反应时，对反应产物的叙述正确的是( )
A．CH2Br—CH2—CH2Br
B．CH3—CHBr—CH3
C．CH3—CH2—CHBr2
D．CH3—CHBr—CH2Br
解析：加成反应时，碳碳双键中一个键断裂，分别加上一个原子或原子团，碳链结构并不发生变化。
答案：D
6．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( )
解析：题中涉及的四种烯烃，除CH2===CH2以外其他三种的分子结构都是“不对称”结构。在Br2、HCl、H2O中，除Br2以外，其他两种物质的分子结构也都是“不对称”结构。在加成反应中，不对称结构分子与不对称结构分子相加成时，产物往往不止一种，所以A项可选，B、C两项不可选；D项中的反应是加聚反应，产物为高分子化合物，高分子化合物一般为混合物，所以D项也不可选。
答案：A
综合考查
烯烃和烷烃
7.下列烯烃和HBr发生加成反应所得的产物中有同分异构体的是( )
A．CH2===CH2
B．CH3CH===CH2
C．CH3CH===CHCH3
D．CH3CH2CH===CHCH2CH3
解析：CH3CH===CH2与HBr加成，产物为CH3CH2CH2Br或。
答案：B
8．下列各组中的两个反应所属反应类型相同的是( )
A．光照甲烷和氯气的混合气体，混合气体颜色变浅；乙烯能使溴水褪色
B．乙烷在氧气中燃烧；乙烯在氧气中燃烧
C．乙烯能使溴水褪色；乙烯能使高锰酸钾酸性溶液褪色
D．工业上由乙烯和水反应生成乙醇；乙烯能使高锰酸钾酸性溶液褪色
解析：A项中的反应分别为取代反应和加成反应；B项中的反应均为氧化反应；C项中的反应分别为加成反应和氧化反应；D项中的反应分别为加成反应和氧化反应。
答案：B
9．既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯，从而得到纯净乙烷的方法是( )
A．与足量溴反应
B．通入足量溴水中
C．在一定条件下通入氢气
D．分别进行燃烧
解析：乙烷和乙烯均是无色气体，但前者易发生取代反应，后者易发生加成反应，若与足量溴作用，乙烷可以发生取代反应而生成溴乙烷，乙烯发生加成反应生成二溴乙烷，不仅不易鉴别，还会损失大量的乙烷且混入大量的溴蒸气杂质，显然不合理；若在一定条件下通入氢气，虽可将乙烯转变为乙烷，但通入氢气的量不易控制，很难得到纯净的乙烷，且用氢气无法鉴别它们；若分别进行燃烧，显然无法再得到乙烷；因为乙烷不和溴水反应，而乙烯能和溴水发生加成反应而使溴水褪色，且生成的CH2BrCH2Br为液态，便于分离，故选B项。
答案：B
基础达标
1．关于烷烃性质的叙述，正确的是
( )
A．都不能使高锰酸钾酸性溶液褪色
B．都是液体
C．都能溶于水
D．都是气体
解析：烷烃是饱和烃，不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，A项正确；常温下，碳原子数≤4的烷烃为气态，碳原子数>4的烷烃(新戊烷除外)为液态或固态，B、D两项不正确；烷烃都不溶于水，C项不正确。
答案：A
2．科学家对绕月探测工程“嫦娥一号”卫星获得的数据进行了分析，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．碳原子间以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，化学式为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，烃分子中的氢原子个数也一定为偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数，D项正确。
答案：D
3．下列说法正确的是( )
A．烷烃就是饱和烃
B．乙烷分子中的两个C原子共线，而C、H八个原子共面
C．C3H8分子中的三个碳原子可能共线，但所有的原子不可能共面
D．C20H42一定属于烷烃
解析：A错，饱和烃包括烷烃和环烷烃；B中两个C原子共线，但C、H八个原子不可能共面；C项烷烃中C原子是锯齿形的结构，C3H8中的三个碳原子不可能共线；D项中C、H原子的个数关系符合烷烃的通式CnH2n＋2。
答案：D
4．在1.01×105
Pa下，测得的某些烷烃的沸点如下表所示。据表分析，下列选项正确的是( )
物质名称
沸点/℃
正丁烷CH3(CH2)2CH3
－0.5
正戊烷CH3(CH2)3CH3
36.1
异戊烷CH3CH2CH(CH3)2
27.8
新戊烷C(CH3)4
9.5
正己烷CH3(CH2)4CH3
69.0
A.在标准状况时，新戊烷是气体
B．在1.01×105
Pa,20
℃时，C5H12都是液体
C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低
D．C5H12随着支链的增加，沸点降低
解析：由表中数据可知新戊烷沸点为9.5
℃，所以标准状况下为液体，在20
℃时新戊烷为气体，所以A、B两项均错误；随碳原子数的增加，烷烃沸点应升高，C项不对；由C5H12的沸点易知，烷烃随支链的增加，沸点降低。
答案：D
5．下列物质，不可能是乙烯的加成产物的是( )
A．CH3CH3
B．CH3CHCl2
C．CH3CH2OH
D．CH3CH2Br
解析：乙烯加成是断开一个不饱和键，分别在双键两端的不饱和碳原子上连接一个原子或原子团，如果去掉加上去的成分应恢复为乙烯的结构。选项中只有B项不符合这一要求。
答案：B
6．由乙烯推测2?丁烯的结构或性质正确的是( )
A．分子中四个碳原子在同一直线上
B．分子中所有原子都在同一平面上
C．与HCl加成只生成一种产物
D．不能发生加聚反应
解析：乙烯分子为平面结构，键角为120°，两个甲基取代乙烯双键两端的两个氢原子后，成为2?丁烯，所以四个碳原子不可能在同一直线上，A项错误。2?丁烯分子中存在甲基，所有原子不可能在同一平面上，B项错误。2?丁烯与HCl加成的产物只有一种，C项正确。2?丁烯中含有碳碳双键，可以发生加聚反应。
答案：C
7．下列各物质中能形成顺反异构的是( )
A．CH2===CCl2
B．CH3CH===CH—CH3
C.
D．CH2===CH—CH2Cl
解析：双键的碳原子上都分别连有两种不同的原子或原子团时，才能形成顺反异构。
答案：B
8．下列反应中属于加成反应的是( )
A．甲烷与氯气的混合气体在光照条件下的反应
B．丙烯和氯气在一定条件下生成ClCH2CH===CH2的反应
C．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应
D．乙烯与HCl气体生成一氯乙烷的反应
解析：甲烷与氯气的混合气体在光照条件下的反应属于取代反应，A项错误；丙烯和氯气在一定条件下生成ClCH2CH===CH2的反应属于取代反应，B项错误；乙烯使高锰酸钾酸性溶液褪色，乙烯发生了氧化反应，C项错误；乙烯与HCl气体生成一氯乙烷的反应属于加成反应，D项正确。
答案：D
9．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条件下发生取代反应，则两个过程中消耗的氯气的总物质的量是( )
A．3
mol
B．4
mol
C．5
mol
D．6
mol
解析：认真分析乙烯和氯气的加成反应和甲烷与氯气发生的取代反应的结构变化，不难发现加成反应所消耗的氯气与双键数之比为1:1，而取代反应所消耗的氯气与分子中的氢原子数之比为1:1,1
mol乙烯中含有碳碳双键1
mol，氢原子4
mol，所以该两个过程中消耗的氯气总物质的量为5
mol。
答案：C
10．下列现象中，不是因为发生化学反应而产生褪色现象的是( )
A．乙烯使KMnO4酸性溶液褪色
B．将苯滴入溴水中，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：溴在苯中的溶解度大于在水中的溶解度，苯滴入溴水中，振荡后水层褪色，褪色的原因是发生了萃取。
答案：B
11．目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下：
2CO＋O22CO2
2H2＋O22H2O
CH4＋2O2CO2＋2H2O
(1)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________(填“增大”或“减小”)进风口，如不做改进可能产生的不良结果是________。
(2)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的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因：____________________。
解析：燃烧相同体积的CO、H2与CH4，前两者消耗O2体积相同，后者则是前两者的4倍，故燃烧天然气消耗空气体积较大，应增大灶具的进风口，否则空气不充足，使CH4燃烧不完全产生有毒的CO，污染环境。
答案：
(1)天然气 增大 天然气不能充分燃烧，生成有害气体CO
(2)丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅
12．(1)某烷烃的相对分子质量为128，其化学式为________。请根据下面给出的有关信息分析该烷烃的分子结构：若该烷烃不能由任何一种烯烃与H2加成反应而得到，则该烷烃的结构简式为________。
(2)CH3C(CH3)2CH2C(CH3)3系统命名为________，该烃的一氯取代物有________种。
(3)支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃的结构简式为________。
解析：
(1)设该烷烃分子式为CnH2n＋2，则14n＋2＝128，n＝9，则其化学式为C9H20；若该烷烃不能由任何一种烯烃与H2加成而得到，则其分子中相邻碳原子中至少有一个碳原子上没有氢原子，则其结构简式为。
(2)该烷烃结构简式为，其名称为2,2,4,4?四甲基戊烷，其分子中氢原子有2种，故其一氯取代物有2种。
(3)因为1,2号碳原子上不存在乙基，符合要求的有机物乙基应连在3号碳原子上，该烷烃的主链上最少有5个碳原子。
答案：
(1)C9H20 (CH3)3CCH2C(CH3)3
(2)2,2,4,4?四甲基戊烷 2 (3)CH(CH2CH3)3
能力达标
13.写出下列各烷烃的分子式。
(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是氢气的36倍。________。
(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子。________。
(3)1
L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15
L水蒸气。________。
(4)0.01
mol烷烃E完全燃烧时，消耗标准状况下的氧气2.464
L。________。
解析：(1)烷烃通式为CnH2n＋2，Mr＝D×MrH2＝36×2＝72，即烷烃A的分子式为C5H12。(2)据题意2n＋2＝200，n＝99，即烷烃B的分子式为C99H200。(3)据H原子守恒，1
mol
CnH2n＋2～15
mol
H2O，故n＝14，烷烃D的分子式为C14H30。(4)由烷烃燃烧通式1
mol
CnH2n＋2～mol
O2可知，本题中0.01
mol烷烃E完全燃烧消耗O2的物质的量＝＝0.11
mol，可得烷烃E的分子式为C7H16。
答案：(1)C5H12 (2)C99H200 (3)C14H30 (4)C7H16
14．(1)相对分子质量为70的烯烃的分子式为________；若该烯烃与足量的H2加成后能生成含3个甲基的烷烃，则该烯烃可能的结构简式为
________________________________________________________________________。
(2)有机物A的结构简式为
①若A是单烯烃与氢气加成后的产物，则该单烯烃可能有________种结构。
②若A是炔烃与氢气加成后的产物，则此炔烃可能有________种结构。
③若A的一种同分异构体只能由一种烯烃加氢得到，且该烯烃是一个非常对称的分子构型，有顺、反两种结构。
a．写出A的该种同分异构体的结构简式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
b．写出这种烯烃的顺、反异构体的结构简式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
(1)由烯烃的相对分子质量为70，可得烯烃的分子式为C5H10。该烃加成后所得的产物(烷烃)中含有3个甲基，表明在烯烃分子中只含有一个支链。当主链为4个碳原子时，支链为1个—CH3，此时烯烃的碳骨架结构为，其双键可在①②③三个位置，有三种可能的结构。
(2)有机物A的碳骨架结构为，其双键可在①②③④⑤五个位置，而三键只能位于①一个位置。
答案：
(1)C5H10 、、
(2)①5 ②1
③a.(CH3)3C—CH2—CH2—C(CH3)3
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