第十二单元 有机化学基础（2）

2015-11-30 10:53:57   来源：   撰稿：董啸   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

第十二单元    有机化学基础（2）

二、烷烃

1、甲烷

（1）甲烷的结构：正四面体结构

                        

（2）物理性质：无色、无味气体；密度小；极难溶于水。

 【思考题】如果实验室制取甲烷，应如何收集？

（3）化学性质：

 ①甲烷的氧化反应：

    说明：甲烷气体不能使酸性高锰酸钾溶液作用退色。

②甲烷的取代反应：CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl

    [现象] 氯气的黄绿色变浅，产生了油状物质，容器内气体减小。

   ③甲烷的受热分解：

在隔绝空气，加热到1000℃以上，甲烷就会分解生成炭黑和氢气。

2、烷烃

（1）烷烃的概念：

①碳原子之间都以C—C单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合，达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。

②烷烃的通式：C_nH_2n+2 (n≥1)

③烃分子失去1个或几个氢原子后的剩余部分叫做烃基。

④判断某烃为烷烃的标准：分子里碳原子跟碳原子都以单键结合成链状；碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合。

（2）烷烃的物理性质：

随着烷烃碳原子数的递增，呈现规律性的变化：常温下，状态气→液→固（碳原子数小于4为气体）；熔、沸点逐渐升高；密度逐渐增大，但小于1g/cm³；烷烃难溶于水，易溶于有机溶剂。

（3）烷烃的化学性质

①烷烃的氧化反应——燃烧

燃烧通式：C_nH_2n+2+(3n+1)/2O₂  →nCO₂+(n+1)H₂O

 通常情况下，烷烃与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应，不能与强酸和强碱溶液反应。烷烃也不能使溴水褪色。

②烷烃的取代反应

其它烷烃与甲烷一样，一定条件下能发生取代反应。因为可以被取代的氢原子多，所以发生取代反应，其它烷烃比甲烷复杂。

RCH₃+Cl₂ →RCH₂Cl、RCHCl₂、RCCl₃

   乙烷和氯气生成一氯乙烷：CH₃CH₃＋Cl₂CH₃CH₂Cl＋HCl

 ③烷烃的受热分解：

由于其它烷烃的碳原子多，所以其它烷烃分解比甲烷复杂。一般甲烷高温分解，长链烷烃高温裂解、裂化。如: C₁₆H₃₄ → C₈H₁₈ + C₈H₁₆ 

注意：直溜汽油和裂化汽油的区别。

（4）烷烃的命名：

烷烃的系统命名法的基本步骤可归纳为：

①选主链：称某烷；②定碳位：编号码，定支链；③得名称：取代基，写在前，注位置，连短线，不同基，简在前，相同基，二三连。

[例题]下列有机物的命名，正确的是

A.2，3，3，8，8——五甲基壬烷    B.2，2，7，7，8——五甲基壬烷

C.2，3，3，5，5——五甲基戊烷    D.2，2，4，4，5——五甲基戊烷

答案：A

三、烯烃

1、乙烯

（1）乙烯的分子组成和结构

乙烯的分子式为C₂H₄，分子中的6个原子在同一平面上。结构简式为CH₂═CH₂，分子中的化学健不一样，有一个易断裂。

（2）物理性质：

无色稍有气味的气体，密度比空气小，难溶于水。

（3）化学性质：

①氧化反应

燃烧：纯的乙烯能在空气中安静的燃烧，冒黑烟（含C量大）并有大量的热量放出；不纯时能发生爆炸。

乙烯可使KMnO₄（H⁺）溶液褪色，本身被氧化，发生氧化反应。用于鉴别乙烯类和甲烷类物质。

②加成反应：

CH₂═CH₂+Br₂→CH₂Br─CH₂Br   (1,2—二溴乙烷)

乙烯使溴水褪色可用于鉴别乙烯类物质。

③加聚反应：n CH₂═CH₂→ [─CH₂─CH₂─]_n      聚乙烯

（4）乙烯的实验室制法

①实验原理：    

②制取装置：液体加热制取气体装置

温度计的作用：测量混合液加热时的温度，使之迅速上升至170℃；

浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂；

碎瓷片的作用：防止液体受热剧烈沸腾而冲出（暴沸）。

③收集方法：一般用排水法收集

2、烯烃

（1）定义：

不饱和烃： 分子里含有碳碳双键或碳碳叁键，碳原子所结合的氢原子少于饱和链烃里的氢原子数，这样的烃叫做不饱和烃。

凡含一个碳碳双键，在分子组成上相差一个或几个CH₂原子团的链烃，叫做烯烃。

烯烃的通式：C_nH_2n(n≥2)

（2）物理性质

常温下，乙烯、丙烯、丁烯是气体，从戊烯开始为液态，高级烯烃是固态；烯烃的比重都小于1；烯烃难溶于水，能溶于有机溶剂。

变化规律：随碳原子数增加，溶沸点密度依次增大。

（3）烯烃的化学性质

①氧化反应

可燃性：C_nH_2n+3n/2O₂→nCO₂+nH₂O   C_nH_2n＋O₂nCO₂＋nH₂O

被氧化剂KMnO₄酸性溶液氧化，应用于烯烃的检验。

 ②加成反应：

CH₃ CH＝CH₂＋ H₂ →CH₃－CH₂－CH₃

CH₃ CH＝CH₂＋ Br₂ →CH₃CHBr－CH₂Br

③加聚反应：

nCH₂=CH—CH₃

（4）烯烃的命名——系统命名法

  烯烃和烷烃命名类似，不同的是要表示出双键的位置。

①选主链：含双键的最长碳链。

②定碳位：使双键编号最小。

③得名称：取代基位次→取代基名称→双键位次→母体名

四 、炔烃

1、乙炔

（1）分子结构：

分子式：C₂H₂；电子式：

结构式：H—C≡C—H    或  CH≡CH，直线型分子，键角180◦

乙炔分子结构的特点为叁键，碳原子的化合价未达到“饱和” ，中有两个键不稳定，容易断裂。

（2）物理性质

乙炔是无色无味的气体，微溶于水，易溶于有机溶剂，比空气略轻。

（3）化学性质

①氧化反应：

燃烧：  2C₂H₂ + 5O₂  点燃  4CO₂ + 2H₂O 

现象：火焰明亮，伴有浓烈的黑烟

被氧化剂氧化——使酸性KMnO₄溶液褪色。

②加成反应：

CH≡CH + Br-Br→CHBr=CHBr（1,2－二溴乙烯）

CHBr=CHBr + Br-Br→CHBr₂—CHBr₂（1,1,2,2－四溴乙烷）

  现象：乙炔能使溴的四氯化碳溶液或溴水褪色

 

③聚合反应：

CH≡CH + H—Cl  催化剂  CH₂=CHCl

nCH₂=CHCl  催化剂 [ CH₂—CHCl]n

聚乙炔：

（4）实验室制法：

①原理： CaC₂ + 2H－OH→Ca(OH)₂ + CH≡CH↑

②发生装置：液体和固体不加热型；

③收集方法：排水法。

2、炔烃

（1）概念：链烃分子里含有碳碳叁键C≡C的一类不饱链烃叫做炔烃。

（2）炔烃的通式：        CnH_2n－2 (n≥2)

（3）物理性质：

随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高，液态时的密度逐渐增加。C原子数小于等于4时为气态。

（4）化学性质：与乙炔类似，可以发生氧化反应和加成反应。

①氧化反应：

a.燃烧：C_nH_2n－2＋O₂nCO₂＋(n－1)H₂O

b.使KMnO₄酸性溶液褪色。

②加成反应：R—C≡CH + X—Y 一定条件  CRX=CHY

（5）炔烃的命名——系统命名法

与烯烃命名类似，不同的是要表示出叁键的位置。

①选主链：含叁键的最长碳链。

②定碳位：使叁键编号最小。

③得名称：取代基位次→取代基名称→叁键位次→母体名

五、芳香烃

1、苯

（1）苯的分子结构：

分子式：C₆H₆；凯库勒结构式：；结构简式：。

苯环上的碳谭键为介于C—C和C=C之间的一种特殊的键。苯环上的12个原子全部位于同一平面上，为一平面型分子。

（2）苯的物理性质：

苯是一种无色、有特殊气味、不溶于水且比水轻、熔沸点低的有毒液体。

（3）苯的化学性质

①苯的氧化反应——燃烧:   2C₆H₆ + 15O₂  12CO₂ + 6H₂O 

【现象】火焰明亮，放出黑烟，与乙炔燃烧现象相同。

 苯不能被酸性高锰酸钾氧化。

②苯的取代反应

a.苯与溴的取代——苯的溴代：  

b.苯的硝化反应：

+  HO-NO₂     -NO₂  + H₂O

                          硝基苯（无色）

c.苯的磺化反应：

               +  HO-SO₃H        -SO₃H  + H₂O

                          苯磺酸 （溶于水）

③苯的加成反应

苯部分表现出碳碳双键的性质，在特定条件下仍能发生加成反应，如与氢气的加成。

+ 3H₂       （环己烷）

【2012年高考题】溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

    按下列合成步骤回答问题：

 (1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了__________气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是____________________________________；

 (2)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：

①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；

②滤液依次用l0 mL水、8 mL l0％的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是                     ；

③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是______；

 (3)经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为______，要进一步提纯，下列操作中必须的是______(填入正确选项前的字母)；

    A重结晶    B过滤    C蒸馏    D萃取

    (4)在该实验中，a的容积最适合的是______(填入正确选项前的字母)。

    A 25 mL    B 50 mL    C 250 mL  D 509 mL

答案：（1）HBr、吸收HBr和Br₂；（2）除去HBr和未反应的Br₂ 、干燥；（3）苯  C   (4)B

2、苯的同系物

（1）苯的同系物概念：分子中有苯环，且侧链上只连接饱和烃基的烃。

芳香烃概念：凡分子中含有苯环的烃。

关系：苯的同系物属于芳香烃。

苯的同系物的通式：C_nH_2n-6

（2）苯的常见同系物

甲苯（C₇H₈）；乙苯（C₈H₁₀）；二甲苯（C₈H₁₀）

（3）苯及苯的同系物的化学性质

a.苯的同系物与苯一样可发生取代反应，如卤代、硝化等。

苯的同系物的取代反应在苯环上取代与在侧链上取代不同。

【特别说明】

苯的同系物的卤代反应时，若光照，取代反应发生在侧链上，若Fe³⁺做催化作用，则发生在苯环上。

b.苯的同系物的氧化反应：

①燃烧时，现象同苯的燃烧，火焰明亮，放出浓烟。

②苯的同系物可被氧化剂如KMnO₄(H⁺)所氧化，不论侧链多长，均被氧化为苯甲酸，但苯不能被KMnO₄(H⁺)所氧化。

（4）苯的同系物的同分异构体：

乙苯有邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯三种属于芳香烃的同分异构体。

说明：分析苯的同系物同分异构体时，一定要注意临、间、对及对称情况。

【思考与交流】

比较苯与苯的同系物有什么异同：

【深度思考】

1．从基团之间相互影响的角度分析甲苯易发生取代反应和氧化反应的原因。

答案：因为甲基对苯环有影响，所以甲苯比苯易发生取代反应；因为苯环对甲基有影响，所以苯环上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

2．己烯中混有少量甲苯，如何检验？

答案：先加入足量溴水，然后再加入酸性高锰酸钾溶液。即检验苯的同系物之前必须排除烯烃的干扰。

例1、分子组成为C₉H₁₂的苯的同系物，已知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．该有机物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，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

例2、某芳香烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色，碳、氢原子个数比为3∶4，0.1 mol该烃完全燃烧后，产物通入浓H₂SO₄中增重10.8 g，已知该烃中只有一个支链，且侧链上的一溴代物有两种。

(1)试计算推出该烃的结构简式为。

(2)写出该烃侧链一溴代物的结构简式。

3、苯的同系物的命名

（1）命名方法：苯的同系物的命名是以苯作为母体进行命名的。

①苯环上的一个氢原子被其它原子或原子团取代时，直接称为“某苯”。

例如，甲苯、乙苯、丙苯、氯苯、硝基苯等等。

②苯环上的两个氢原子被其它原子或原子团取代时，则根据取代基的相对位置可以分为邻、间、对三种。

例如，二甲苯就分为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。

③苯环上的多个氢原子被其它原子或原子团取代时，则需要对苯环的碳原子编号，然后再进行命名。

（2）编号原则：

当苯环上有两个或多个取代基时，苯环上的编号应符合最小化原则。

对苯环的编号以较小的取代基为1号，若两种编号方法相同时，依次类推用1、2、3、4、5、6标出各取代基的位置。（两个取代基也适用。）

例如，邻二甲苯称为1，2-二甲苯，间二甲苯称为1，3-二甲苯，对二甲苯称为1，4 -二甲苯。含三个甲基的苯共有3种，可以分别称为1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯。

                      

间甲基乙苯或1-甲基-3-乙基苯   邻氯甲苯或2-氯甲苯   2,4,6-三溴甲苯

说明：当苯环上连有复杂或不饱和碳链时，常把苯环作为取代基来命名。当苯环上连有烷基、卤原子、硝基时，以苯为母体。当苯环上连有其它原子或者原子团的时候，也可以将苯环作为取代基而命名。例如，苯乙烯、苯乙炔、苯磺酸等等。

【小资料】当苯环上有两个或多个取代基时，苯环上的编号应符合最低系列原则。而当应用最低系列原则无法确定那一种编号优先时，与单环烷烃的情况一样，中文命名时应让顺序规则中较小的基团位次尽可能小。

【知识拓展】

1、烃的含碳量比较：

不同的烃比较含碳量的方法是将烃的分子式CnHm，转化为CHm/n，然后比较氢原子数即可。

【活学活用】

下列烃燃烧时黑烟最少的是：

A.C₂H₂    B.C₂H₄    C.C₃H₄     D.C₃H₈     E.C₆H₁₄   F.C₇H₈

2、烃的耗氧量比较：

（1）等物质的量的烃的耗氧量比较：x+y/4

（2）等质量的烃的耗氧量比较：含氢量越高，耗氧量越高。

【活学活用】

（1）等物质的量的下列烃完全燃烧消耗的氧气最多的是：

A.C₂H₂    B.C₂H₄    C.C₃H₄     D.C₃H₈     E.C₆H₁₄   F.C₇H₈

（2）等质量的下列烃完全燃烧消耗的氧气最多的是：

A.C₂H₂    B.C₂H₄    C.C₃H₄     D.C₃H₈     E.C₆H₁₄   F.C₇H₈

3、烃燃烧前后压强比较：温度大于100℃

    烃的燃烧通式为：CnHm+(n+m/4)O₂→nCO₂+m/2H₂O

若m﹥4, 燃烧后压强增大；若m=4, 燃烧后压强不变；若m﹤4, 燃烧后压强减少。

〖教后记〗

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【探究高考】

1．(2011·海南，1)下列化合物中，在常温常压下以液态形式存在的是    (　　)

A．甲醇             B．乙炔              C．丙烯              D．丁烷

答案　A

解析　甲醇在常温下以液态形式存在，乙炔、丙烯、丁烷在常温常压下均以气态形式存在，故选A。

2．(2011·四川理综，12)25 ℃和101 kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72 mL，原混合烃中乙炔的体积分数为        (　　)

A．12.5%           B．25%              C．50%              D．75%

答案　B

解析　根据反应方程式：C₂H₆＋7/2O₂2CO₂＋3H₂O、C₂H₂＋5/2O₂2CO₂＋H₂O、C₃H₆＋9/2O₂3CO₂＋3H₂O，结合差量法可知，1体积的C₂H₆和C₃H₆完全燃烧，混合气体体积都减小2.5体积，设C₂H₆和C₃H₆混合气体的体积为x，C₂H₂的体积为y，则有x＋y＝32 mL,2.5x＋1.5y＝72 mL，解之得：x＝24 mL，y＝8 mL，故原混合烃中C₂H₂的体积分数为×100%＝25%。

3．(2012·新课标全国卷，38)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：

已知以下信息：

①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；

②D可与银氨溶液反应生成银镜；

③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。

回答下列问题：

(1)A的化学名称为__________；

(2)由B生成C的化学反应方程式为_______________________________________，

该反应的类型为____________；

(3)D的结构简式为___________________________________________________；

(4)F的分子式为____________；

(5)G的结构简式为________________；

(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是________________(写结构简式)。

答案　(1)甲苯　(2) 　取代反应

(3) 　(4)C₇H₄O₃Na₂

(5)

(6)13　

解析　(1)由题意知A为甲苯，根据反应的条件和流程分别确定B、C、D、E、F、G的结构。

(2)由光照条件知B生成C的反应为甲基的取代反应。

(3)由信息①知发生取代反应，然后失水生成。

(4)E为，在碱性条件下反应生成。

(5)F在酸性条件下反应生成对羟基苯甲酸。

(6)限定条件的同分异构体的书写：①有醛基；②有苯环；③注意苯环的邻、间、对位置。

4．(2010·课标全国卷，36)PC是一种可降解的聚碳酸酯类高分子材料，由于其具有优良的耐冲击性和韧性。因而得到了广泛的应用。以下是某研究小组开发的生产PC的合成路线：

已知以下信息：

①A可使溴的CCl₄溶液褪色；

②B中有五种不同化学环境的氢；

③C可与FeCl₃溶液发生显色反应；

④D不能使溴的CCl₄溶液褪色，其核磁共振氢谱为单峰。

请回答下列问题：

(1)A的化学名称是________；

(2)B的结构简式为________；

(3)C与D反应生成E的化学方程式为____________________________________；

(4)D有多种同分异构体，其中能发生银镜反应的是________(写出结构简式)；

(5)B的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中在核磁共振氢谱中出现两组峰，且峰面积之比为3∶1的是____________(写出结构简式)。

答案　(1)丙烯　(2) 　

(4)CH₃CH₂CHO　(5)7　

解析　由A可使溴的CCl₄溶液褪色，且其分子组成为C₃H₆，满足C_nH_2n可知，A分子中含有双键，分子的结构简式为CH₃CHCH₂，为丙烯；由C可与FeCl₃发生显色反应，分子式为C₆H₆O可知，C为苯酚；D物质的分子式为C₃H₆O，核磁共振氢谱为单峰，因此D分子中的氢原子只有一种，即分子结构非常对称，且其分子组成满足C_nH_2nO，但其不能使溴的CCl₄溶液褪色，所以分子中没有碳碳双键，故其分子的结构简式为；由PC的结构简式可逆推出E的结构简式为，则C与D反应生成E的化学方程式为；由C、D的分子结构和B生成C、D的条件可推知B的结构简式为，是A与发生加成反应的产物；与D互为同分异构体且能发生银镜反应，其一定含有，故可推出该分子结构简式为CH₃CH₂CHO；与互为同分异构体且含有苯环的结构还有

；在以上结构中，该物质核磁共振氢谱有两组峰，说明分子中有两种氢原子，峰面积之比为3∶1，说明两种氢原子的个数比为3∶1，则满足以上条件的物质为。

5．(2012·海南，17)实验室制备1,2­二溴乙烷的反应原理如下：

CH₃CH₂OHH2SO4(浓)170 ℃ CH₂===CH₂

CH₂===CH₂＋Br₂―→BrCH₂CH₂Br

可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备1,2­二溴乙烷的装置如下图所示：

有关数据列表如下：

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________；(填正确选项前的字母)

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________，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体；(填正确选项前的字母)

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________洗涤除去；(填正确选项前的字母)

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___________________________________。

答案　(1)d　(2)c　(3)溴的颜色完全褪去　(4)下　(5)b　(6)蒸馏　(7)乙烯与溴反应时放热，冷却可避免溴的大量挥发　1,2­二溴乙烷的凝固点较低(9 ℃)，过度冷却会使其凝固而使气路堵塞

 

〖教后记〗

 

 

 

题组一　判断烃的空间结构

1．下列关于甲烷结构的说法中正确的是                                                          (　　)

A．甲烷的分子式是CH₄,5个原子共面

B．甲烷分子中，碳原子和氢原子形成了4个不完全相同的碳氢共价键

C．甲烷分子的空间构型属于正四面体结构

D．甲烷中的任意三个原子都不共面

答案　C

解析　甲烷分子中的5个原子最多3个原子共面，选项A、D错；甲烷分子中的4个碳氢共价键完全相同，选项B错。

2．下列有机化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是                   (　　)

答案　D

解析　苯分子中12个原子处在同一平面上，可以看作甲基取代苯环上的1个氢原子，因此所有碳原子在同一平面上；乙炔分子中4个原子在同一直线上，HC≡C—CH₃可以看作甲基取代乙炔中的1个氢原子，因此所有碳原子在同一平面上，且在同一直线上；乙烯分子中的6个原子在同一平面上，可以看作2个甲基取代乙烯中1个碳原子上的两个氢原子，因此所有碳原子在同一平面上。

题组二　烷烃、烯烃、炔烃与反应类型

3．下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型叙述正确的是                                 (　　)

A．烷烃只含有饱和键，烯烃只含有不饱和键

B．烷烃不能发生加成反应，烯烃不能发生取代反应

C．烷烃的通式一定是C_nH_2n＋2，而烯烃的通式一定是C_nH_2n

D．烷烃与烯烃相比，发生加成反应的一定是烯烃

答案　D

解析　烯烃中也可能含有碳氢饱和键和碳碳饱和键，A错；烯烃中的氢原子有可能发生取代反应，B错；环烷烃的通式是C_nH_2n，只有单烯链烃的通式才是C_nH_2n，C错。

4．(2011·上海，15)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

答案　C

解析　根据单烯烃和共轭二烯烃的性质可知有四种加成产物。

题组三　烷烃、烯烃、炔烃性质的综合应用

5．若用乙烯和氯气在适当的条件下反应制取四氯乙烷，这一过程中所要经历的反应及耗用氯气的量(设乙烯为1 mol，反应产物中的有机物只有四氯乙烷)是        (　　)

A．取代，4 mol Cl₂

B．加成，2 mol Cl₂

C．加成、取代，2 mol Cl₂

D．加成、取代，3 mol Cl₂

答案　D

解析　乙烯分子中含有一个碳碳双键，1 mol乙烯先与1 mol Cl₂发生加成反应，然后再与2 mol Cl₂发生取代反应生成四氯乙烷。

6．(2011·大纲全国卷，30)金刚烷是一种重要的化工原料，工业上可通过下列途径制备：

请回答下列问题：

(1)环戊二烯分子中最多有________个原子共平面；

(2)金刚烷的分子式为__________，其分子中的CH₂基团有________个；

(3)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线：

其中，反应①的产物名称是__________，反应②的反应试剂和反应条件是______________，反应③的反应类型是______________；

(4)已知烯烃能发生如下反应：

请写出下列反应产物的结构简式：

_____________________________________________；

(5)A是二聚环戊二烯的同分异构体，能使溴的四氯化碳溶液褪色，A经酸性高锰酸钾溶液加热氧化可以得到对苯二甲酸[提示：苯环上的烷基(—CH₃，—CH₂R，—CHR₂)或烯基侧链经酸性高锰酸钾溶液氧化得羧基]，写出A所有可能的结构简式(不考虑立体异构)：

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________。

答案　(1)9　(2)C₁₀H₁₆　6　(3)氯代环戊烷　氢氧化钠乙醇溶液，加热　加成反应　

(4)

(5) 、

、

、 (

不作要求)

题组一　含苯环化合物的同分异构体

1．分子式为C₈H₁₀的芳香烃的同分异构体有几种？试写出其结构简式。

答案　4种。、、、。

2．乙苯的一氯代物有几种？试写出其结构简式。

答案　5种。、

3．已知某烃的相对分子质量为120，这种烃能使酸性KMnO₄溶液褪色，但不能使溴水褪色。计算并判断该烃的分子式和种类，并写出其可能的结构简式。

答案　该烃的分子式为C₉H₁₂，该烃属于苯的同系物，其可能的结构简式有：

解析　利用通式法确定该烃的分子式。

＝9…余－6，故该烃符合C_nH_2n－6的通式，分子式为C₉H₁₂。再结合该烃能使酸性KMnO₄溶液褪色，但不能使溴水褪色，确定该烃应属于苯的同系物。去掉苯环上的6个碳原子，还剩余3个碳原子，3个碳原子可形成1个丙基、1个甲基和1个乙基、3个甲基3种情况的侧链，其可能的结构简式有：、

。

题组二　芳香烃的性质

4．柑橘中柠檬烯的结构可表示为，下列关于这种物质的说法中正确的是(　　)

A．与苯的结构相似，性质也相似

B．可使溴的四氯化碳溶液褪色

C．易发生取代反应，难发生加成反应

D．该物质极易溶于水

答案　B

解析　根据柠檬烯的结构可知，柠檬烯属于烃，故其不溶于水；其含有碳碳双键，故易与溴发生加成反应；与苯的结构不同，故其性质与苯的也不同。

5．近日国内知名山茶油品牌“金浩茶油”被多家媒体曝光含致癌物苯并(a)芘超标。苯并(a)芘是一种致癌物、致畸原及诱变剂，也是多环芳烃中毒性最大的一种强致癌物。苯并(a)芘的结构简式如图所示，下列有关苯并(a)芘的说法中不正确的是                                            (　　)

A．苯并(a)芘的分子式为C₂₀H₁₂，属于稠环芳香烃

B．苯并(a)芘与互为同分异构体

C．苯并(a)芘在一定条件下可以发生取代反应，但不能使酸性KMnO₄溶液褪色

D．苯并(a)芘不易溶于水，易溶于苯、氯仿等有机溶剂

答案　B

解析　根据结构简式可得苯并(a)芘的分子式为C₂₀H₁₂，苯并(a)芘是由5个苯环形成的稠环芳香烃，A对；苯并(a)芘与分子式不同，结构不同，不属于同分异构体，B错；苯并(a)芘分子中苯环上的氢原子在一定条件下可以发生取代反应，但不能使酸性KMnO₄溶液褪色，C对；苯并(a)芘属于稠环芳香烃，是一种相对分子质量比较大的有机物，易溶于有机溶剂苯、氯仿等，不易溶于水，D对。

6．(2011·上海，28)异丙苯[]是一种重要的有机化工原料。根据题意完成下列填空：

(1)由苯与2­丙醇反应制备异丙苯属于______反应；由异丙苯制备对溴异丙苯的反应试剂和反应条件为______。

(2)异丙苯有多种同分异构体，其中一溴代物最少的芳香烃的名称是__________。

(3)α­甲基苯乙烯()是生产耐热型ABS树脂的一种单体，工业上由异丙苯催化脱氢得到。写出由异丙苯制取该单体的另一种方法(用化学反应方程式表示)。

(4)耐热型ABS树脂由丙烯腈(CH₂===CHCN)、1,3­丁二烯和α­甲基苯乙烯共聚生成，写出该树脂的结构简式(不考虑单体比例)。

答案　(1)取代　Br₂/FeBr₃(或Br₂/Fe)

(2)1,3,5­三甲苯

。

(4)  (其他合理答案均可)

解析　(1)由苯与2­丙醇()制备异丙苯属于取代反应，由异丙苯制备对溴异丙苯需要在苯环上的对位引入—Br，所以与苯的卤代反应条件相同，需用液溴在溴化铁(或铁)作催化剂条件下反应。

(2)异丙苯的同分异构体中，结构对称的1,3,5­三甲苯中等效氢原子最少，故其一溴代物最少(共2种)。

(3)由异丙苯制备α­甲基苯乙烯，首先对此二者结构

进行对比，可以看出异丙苯中的C—C变成了α­甲基苯乙烯中的，因此需要先卤代、后消去两步反应，即

。

(4)ABS树脂是由丙烯腈(CH₂===CH—CN)、1,3­丁二烯和α­甲基苯乙烯在一定条件下加聚而成，反应为

nCH₂===CHCN＋nCH₂===CH—CH===CH₂＋

。