(課標(biāo)版)《高考風(fēng)向標(biāo)》化學(xué) 第六部分 常見有機物及其應(yīng)用 第30講 來自石油和煤的兩種基本化工原料—乙烯、苯
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1、第30講 來自石油和煤的兩種基本化工原料—乙烯、苯 ●贏在起跑線 ◇基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué) 一、乙烯(不飽和烴) 分子中含有碳碳雙鍵的烴類的烴叫烯烴。乙烯是重要的化工原料,也是一種重要的植物生長調(diào)節(jié)劑。從石油中獲得乙烯是生產(chǎn)乙烯的主要途徑,乙烯的產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工水平。 1.乙烯的制取 (1)石蠟油分解實驗。實驗現(xiàn)象:①生成的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中(和甲烷對比) ; ②生成的氣體通入溴的四氯化碳溶液中 ;③用排水集氣法收集到一試管氣體,點燃后現(xiàn)象是 。研究表明,石
2、蠟油分解的產(chǎn)物主要是 和 的混合物。 (2) 乙醇與濃硫酸共熱(170 °C)制乙烯: 。 2.分子結(jié)構(gòu)特點 乙烯的分子式: 結(jié)構(gòu)簡式: 結(jié)構(gòu)式: 乙烯的含碳量比甲烷 ,乙烯分子含有 。碳碳雙鍵的鍵長比單鍵的鍵長要 些。分子中所有的原子都在 。 3.物理性質(zhì):乙烯是__色__氣味的氣體;__溶于水;密度較空氣__,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g/L。 4.化學(xué)性質(zhì): ⑴氧化反應(yīng) ①與酸
3、性高錳酸鉀反應(yīng)(特征反應(yīng)) 現(xiàn)象: 。結(jié)論:乙烯的C=C易被強氧化劑如KMnO4氧化而斷裂,產(chǎn)物可能是CO2, 利用此性質(zhì)可以用來鑒別甲烷和乙烯。 ②可燃性: 化學(xué)方程式:;現(xiàn)象: 。 ⑵加成反應(yīng): 乙烯與溴的四氯化碳溶液或溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式:CH2=CH2+Br2→ (1,2—二溴乙烷) ①現(xiàn)象: 。結(jié)論:利用此性質(zhì)可以用來鑒別甲烷和乙烯。 ②加成反應(yīng):有機物分子中雙鍵(
4、或三鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)叫做加成反應(yīng)。乙烯還能與Cl2、H2、HX、H2O加成。 乙烯與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式: ,乙烯與氯化氫反應(yīng)的化學(xué)方程式: ,乙烯與水反應(yīng)的化學(xué)方程式: ⑶加聚反應(yīng) 乙烯加成得到聚乙烯的化學(xué)方程式: ①加聚反應(yīng):相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量很大的高分子化合物的反應(yīng)叫聚合反應(yīng)。在聚合反應(yīng)中,由不飽和(即含碳碳雙鍵或三鍵)的相對分子質(zhì)量小的化合物分子通過加成聚合的形式結(jié)合成相
5、對分子質(zhì)量很大的高分子化合物的反應(yīng)。 ②高分子化合物: ,簡稱高分子或高聚物。聚乙烯,塑料,分子量達(dá)幾萬到幾十萬,性質(zhì)堅韌,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,難降解。 二、苯 1.苯的結(jié)構(gòu) (1)苯的發(fā)現(xiàn):苯是1825年由英國科學(xué)家法拉第首先發(fā)現(xiàn)的。 (2)苯的分子式 ,結(jié)構(gòu)式 ,結(jié)構(gòu)簡式 或 ,分子中所有的原子都在 上,苯分子中6個碳碳化學(xué)鍵 ,苯分子中不含有簡單的 ,不是 結(jié)構(gòu),是一種 的獨特的鍵
6、。 2.物理性質(zhì): 苯在通常情況下,是無色、帶有特殊芳香氣味的 體,有毒, 于水,與有機溶劑互溶,熔、沸點比較 。苯是常用的有機溶劑。 3.化學(xué)性質(zhì): ⑴氧化反應(yīng) ①可燃性 化學(xué)方程式: ;現(xiàn)象:在空氣中燃燒,發(fā)出明亮的光,產(chǎn)生大量的黑煙。 ②苯 使高錳酸鉀(KMnO4)褪色。 ⑵取代反應(yīng) ①鹵代反應(yīng) 苯與液溴在鐵的催化作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: ②硝化反應(yīng) 苯與硝酸發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式:
7、 ⑶加成反應(yīng) 苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式: 4.用途:苯是一種很重要的有機化工原料,它廣泛用來生產(chǎn)合成纖維、合成橡膠、塑料、農(nóng)藥、染料、香料等,苯也常用作有機溶劑。 ◇基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)答案 一、1.①紫色褪去;②溶液褪色;③火焰明亮并伴有黑煙。乙烯和烷烴, 2.C2H4、CH2=CH2,高,碳碳雙鍵,短,同一平面上。 3.無、稍有,難,輕。 4.(1)酸性高錳酸鉀溶液褪色(乙烯被酸性高錳酸鉀氧化成CO2);火焰明亮,伴有黑煙
8、。 (2)CH2Br―CH2Br,溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。 (3)相對分子質(zhì)量很大(1萬以上)的物質(zhì)。 二、1、C6H6,同一平面,完全相同,碳碳雙鍵,單雙鍵交替,介于單鍵和雙鍵之間。 2.液體、不溶,小,低。 3.(1) 不能。 (2) (3) ◇限時基礎(chǔ)訓(xùn)練(活頁裝訂) 1。下列反應(yīng)中能說明烯烴具有不飽和結(jié)構(gòu)的是( ) A.燃燒 B.取代反應(yīng) C.加成反應(yīng) D.分解反應(yīng) 2。(2007年高考廣東理基)以下反應(yīng)最符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟性要求的是( ) A.乙烯聚合
9、為聚乙烯高分子材料 B.甲烷與氯氣制備一氯甲烷 C.以銅和濃硝酸為原料生產(chǎn)硝酸銅 D.用SiO2制備高純硅 3.下列變化不是由加成反應(yīng)引起的是 A.苯中加溴水振蕩,溴水層褪色 B.石油裂解后的氣體通入溴水,溴水褪色 C.乙烯在一定條件下催化聚合為聚乙烯 D.苯轉(zhuǎn)化為環(huán)已烷 4。下列實驗操作需要用溫度計,且插入反應(yīng)液體中的是 A. 酒精和濃H2SO4共熱制乙烯 B. 苯和濃H2SO4、濃HNO3共熱制硝基苯 C. 實驗室進(jìn)行石油分餾 D. 苯制取溴苯 5. 大量獲得乙烯的工業(yè)方法是 A.
10、煤的干餾 B.石油裂化 C.石油分餾 D.石油裂解 6. 下列烴及烴的高聚物①乙烷 ②苯 ③聚丙烯 ④聚異戊二烯 ⑤2-丁炔 ⑥環(huán)已烷 ⑦鄰二甲苯 ⑧裂解氣 ,能使酸性KMnO4溶液褪色,也能與溴水反應(yīng)而使它褪色的是 A. ②③④⑤⑥⑦⑧ B. ③④⑤⑥⑦⑧ C. ④⑤⑧ D. ④⑤⑦ 引發(fā)劑 7. (08年深圳一模)聚四氟乙烯的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性超過其他塑料,被稱為“塑料王”。其合成路線如下: HF, SbCl3 三氯甲烷 二氟一氯甲烷 四氟乙烯
11、 聚四氟乙烯 下列說法中,不正確的是 A.“塑料王”不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 B.三氯甲炕(CHCl3)可以用甲院與氯氣的取代反應(yīng)來制取 C.四氟乙烯 (CF2=CF2)中所有的原子都在同一個平面上 D.二氟一氯甲院 (CHClF2)中所有原子最外層都達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 8. (08廣東六校第一次聯(lián)考)下列說法正確的是 A.化學(xué)式符合XOH(X代表某一元素)的物質(zhì)一定是堿 B.分子式為C6H6的物質(zhì)一定是苯 C.最簡單的烯烴一定是乙烯 D.含碳量最高的烴一定是苯 9.在一定條件下,乙烷和乙烯都能制備氯乙烷(C2H5Cl)。試回
12、答: ⑴用乙烷制備氯乙烷的化學(xué)方程式是 ,該反應(yīng)的類型是 ; ⑵用乙烯制備氯乙烷的化學(xué)方程式是 ,該反應(yīng)的類型是 ; ⑶上述兩種制備乙烷的方法中, 方法好。原因是 。 10.苯的分子式是 ,按照我們學(xué)習(xí)烷烴、乙烯的經(jīng)驗,且碳原子間還會形成—C≡C—的信息,苯分子比與它碳原子數(shù)相同的烷烴少 個氫原子,因而其分子中可能含 個雙鍵,或可能含
13、 個三鍵,或可能含個 雙鍵和 個三鍵,或可能含1個環(huán)和 個雙鍵等。這些結(jié)構(gòu)式都顯示苯應(yīng)該具有不飽和烴的性質(zhì),但實驗表明苯與酸性高錳酸鉀溶液和嗅水都不反應(yīng),這說明苯分子里不存在 。 限時基礎(chǔ)訓(xùn)練答案 1.C 解析:烯烴的特征反應(yīng)是加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。 2.A 解析:綠色化學(xué)原子經(jīng)濟性主要是指原子利用率達(dá)100%,這類反應(yīng)一般為化合反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)。 3.A解析:A項中主要是發(fā)生了萃取導(dǎo)致溴水的水層褪色。 4.A 解析:B項中溫度計插入水浴裝置中,C項主要用于測定蒸氣的溫度,D項不需要溫度計。 5.D 6
14、.C 解析:聚異戊二烯中含有碳碳雙鍵,2-丁炔中含有碳碳不飽和鍵,裂解氣中含有乙烯、丙烯等不飽和烴。 7.D 解析:CHClF2分子中H原子最外層只有2個電子。 8.C 解析:含有OH的化合物可能是醇,所以A錯;分子式為C6H6的物質(zhì)可能是本的同分異構(gòu)體,所以B錯;含碳量最高的烴的最簡式應(yīng)該符合CH,但不一定是苯,所以D錯。 9.⑴CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl,取代反應(yīng);CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl,加成反應(yīng);⑶ ⑵,乙烷與氯氣的取代反應(yīng),副反應(yīng)較多,而乙烯與氯化氫的加成反應(yīng)的產(chǎn)物是惟一的,無副產(chǎn)物。 10.C6H6,8,4,2,2,1,3,典型的碳碳雙鍵和碳碳
15、三鍵(或不飽和碳碳鍵) ●課時疑難探究 ◇重難點突破 重難點一、甲烷、乙烯、苯的結(jié)構(gòu)特點 重難點二、乙烷、乙烯和苯的比較 分子式 C2H6 C2H4 C6H6 結(jié)構(gòu)簡式 CH3—CH3 CH2=CH2 結(jié)構(gòu)特點 C—C可以旋轉(zhuǎn) C=C不能旋轉(zhuǎn),雙鍵中一個鍵易斷裂 苯環(huán)很穩(wěn)定,介于單、雙鍵之間的獨特的鍵 化學(xué)性質(zhì) 取代、氧化(燃燒) 加成、氧化 取代、加成、氧化(燃燒) 重難點三、苯環(huán)的結(jié)構(gòu) 苯環(huán)的結(jié)構(gòu)如果是單、雙鍵交替的正六邊形平面結(jié)構(gòu),從分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵角度看,它應(yīng)與溴發(fā)生加成反應(yīng)使溴水褪色和與發(fā)生氧化反應(yīng)使酸性高錳酸鉀溶液褪色;從碳原
16、子所處環(huán)境看,6個碳原子的環(huán)境應(yīng)有所相同,鄰二取代苯應(yīng)存在同分異構(gòu)體既有兩種結(jié)構(gòu)。由于苯不能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明苯的結(jié)構(gòu)不是單雙鍵交替的結(jié)構(gòu),而是介于單鍵和雙鍵之間一種特殊的碳碳鍵,因此一定條件下苯及其同系物可以發(fā)生取代反應(yīng),也可以發(fā)生加成反應(yīng)。 [例題1] (2008年山東臨照一模)下列有關(guān)說法不正確的是 A.由乙烯分子組成和結(jié)構(gòu)推測含一個碳碳雙鍵的單烯烴通式為CnH2n B.乙烯的電子式為: C.從乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成1,2—二溴乙烷可知乙烯分子的碳碳雙鍵中有一個鍵不穩(wěn)定,易發(fā)生斷裂 D.乙烯空氣中燃燒的現(xiàn)象與甲烷不同的原因是乙烯的含碳量高 解析:選項A,乙烯
17、分子中含有一個碳碳雙鍵,碳原子結(jié)合的氫原子比相同碳原子數(shù)烷烴少兩個,因此單烯烴通式為CnH2n;選項B,乙烯分子式為C2H4,每個碳原子分別與兩個氫原子形成兩個C—H共價鍵,每個碳原子還有兩個未成對電子相互共用形成碳碳雙鍵,使每個碳原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);選項C,對比乙烯和加成反應(yīng)生成物的結(jié)構(gòu)可以明顯看出,乙烯分子中的碳碳雙鍵經(jīng)加成反應(yīng)后變?yōu)樘继紗捂I,即反應(yīng)時碳碳雙鍵中斷裂一個鍵,此鍵相對于烷烴分子中的碳碳單鍵來說不穩(wěn)定,易發(fā)生斷裂;選項D,乙烯燃燒時的伴有黑煙現(xiàn)象是碳不完全燃燒導(dǎo)致的,這是因為乙烯中含碳碳雙鍵,使分子中碳?xì)涞膫€數(shù)比增大,含碳量增大,在空氣中燃燒時不能完全轉(zhuǎn)化為氣態(tài)無機物。
18、 答案:B [例題2] 苯的結(jié)構(gòu)式可用來表示,下列關(guān)于苯的敘述中正確的是( ) A.苯主要是以石油為原料而獲得的一種重要化工原料 B.苯中含有碳碳雙鍵,所以苯屬于烯烴 C.苯分子中6個碳碳化學(xué)鍵完全相同 D.苯可以與溴水、高錳酸鉀溶液反應(yīng)而使它們褪色 解析:苯分子中6個碳碳化學(xué)鍵完全相同,苯分子中不含有簡單的碳碳雙鍵,苯不屬于烯烴也不可以與溴水、高錳酸鉀溶液反應(yīng)而使它們褪色,苯主要是以煤為原料而獲得的一種重要化工原料。 答案:C 配對訓(xùn)練1 1.由乙烯推測丙烯(CH2=CH—CH3)與溴水反應(yīng)時,對反應(yīng)產(chǎn)物的敘述正確的 A.CH2Br—CH2—CH2Br
19、 B.CH3—CBr2—CH3 C.CH3—CH2—CHBr2 D.CH3—CHBr—CH2Br 解析:丙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)時,丙烯中(,1、2、3是對丙烯中三個碳原子的編號)1號碳與2 號碳間的碳碳雙鍵斷裂一個鍵,1號碳和2號碳要重新達(dá)到8 電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),就必須與加成反應(yīng)物溴的溴原子形成C—Br 鍵,可以看出發(fā)生加成反應(yīng)時與3號碳原子無關(guān)。 答案:D 2.下列反應(yīng)可制得純凈一氯乙烷的是 ( ) A.乙烯通入濃鹽酸中 B.乙烯與氯化氫加成反應(yīng) C.乙烷與氯氣在光照下反應(yīng) D.乙烷通入氯水中 解析:本題考查了有機物合成方案選擇。合成某有機
20、物,最好是步驟簡單,條件不高,且制取物質(zhì)要純凈或易分離,還要講求經(jīng)濟效益并盡量減少對環(huán)境污染。CH2=CH2與HCl(g)在催化劑條件下才發(fā)生加成反應(yīng),與濃HCl不反應(yīng),A不正確;烷烴與溴水、氯水、KMnO4溶液均不反應(yīng),D不正確;C發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯乙烷的同時,還會生成二氯乙烷、三氯乙烷等,造成制取的物質(zhì)不純凈,難分離,故此方案不好。B是發(fā)生加成反應(yīng),生成的是單一產(chǎn)物,方案最好。 答案:B 指點迷津:決此類問題,要深入理解典型有機反應(yīng)的特點,加成反應(yīng)的特點是發(fā)生在不飽和碳原子上,與其它原子或原子團無關(guān),碳鏈的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,可以把產(chǎn)物看成是用于加成的物質(zhì)拆成兩部分,分別與烯烴中不飽和碳
21、原子形成共價鍵,烯烴中的碳碳雙鍵變?yōu)樘继紗捂I。 ◇易錯點指引 易錯點1烯烴和氫氣加成后產(chǎn)物的特點 烯烴與氫氣發(fā)生加成后得到相應(yīng)的烷烴,反過來由得到的烷烴來推測烯烴的結(jié)構(gòu)時難度較大,往往不能正確判斷雙鍵所在的位置,造成烯烴可能結(jié)構(gòu)的重復(fù)與遺漏。解決此類問題常采用還原法,根據(jù)加成反應(yīng)的特點,分子中可存在雙鍵的位置,必定是相鄰兩個碳原子,都至少含有一個氫的位置;根據(jù)烷烴的結(jié)構(gòu)特點,對于結(jié)構(gòu)相同的位置應(yīng)避免烯烴可能結(jié)構(gòu)的重復(fù)。 易錯點2苯與溴的取代反應(yīng)實驗 (1)溴應(yīng)是純溴,而不是溴水。 (2)加入鐵粉起催化作用,實際上起催化作用的是FeBr3。 (3)伸出燒瓶外的導(dǎo)管要有足夠長度,其作
22、用是導(dǎo)出氣體和充分冷凝逸出的苯和溴的蒸氣。 (4)導(dǎo)管未端不可插入錐形瓶內(nèi)水面以下,因為HBr氣體易溶于水,以防_以免倒吸。 (5)導(dǎo)管口附近出現(xiàn)的白霧,是溴化氫遇空氣中的水蒸氣形成的氫溴酸小液滴。 (6)純凈的溴苯是無色的液體,而燒瓶中液體倒入盛有水的燒杯中,燒杯底部是油狀的褐色液體,這是因為溴苯溶有溴的緣故。除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液,振蕩,再用分液漏斗分離。 ◇方法規(guī)律總結(jié) 規(guī)律總結(jié)1烴完全燃燒前后氣體體積的變化情況 (1)觀察燃燒后氣體的差量,可得知氣態(tài)烴(CxHy)在100℃及其以上溫度完全燃燒時氣體體積變化規(guī)律只與H原子個數(shù)有關(guān),若y=4,燃燒前后體積不變,△V=
23、0;若y>4,燃燒前后體積增大,△V>0 ;若y<4,燃燒前后體積減少,△V<0 (2)氣態(tài)烴(CxHy)完全燃燒后恢復(fù)到常溫常壓或被濃H2SO4吸收時,氣體總體積一定減小,其差量可表示為, △V=-2,即氣體體積的變化直接用差量法確定。 規(guī)律總結(jié)2加成反應(yīng) (1)加成反應(yīng)的實質(zhì)是反應(yīng)發(fā)生在不飽和的鍵上,不飽和鍵中不穩(wěn)定的共價鍵斷裂,然后不飽和原子與其它原子或原子團以共價鍵結(jié)合。 (2)加成反應(yīng)后生成物只有一種(不同于取代反應(yīng)),原子利用率達(dá)100%。 [例題3] 甲烷中混有乙烯,欲除乙烯得到純凈的甲烷,可依次將其通過下列哪組試劑的洗氣瓶 A. 澄清石灰水,濃H2SO4
24、 B. 溴水,濃H2SO4 C. 酸性高錳酸鉀溶液,濃H2SO4 D. 濃H2SO4,酸性高錳酸鉀溶液 解析:除去甲烷中的乙烯可以選用溴水,但不能選用酸性高錳酸鉀溶液,因為乙烯會被氧化為CO2而引入新的雜質(zhì);通過溴水將乙烯除去后引入了新的雜質(zhì)水蒸氣,所以需要除去其中的水分,故可選用濃硫酸或其它干燥劑。 答案:C [例題4] (05年上海卷)某化學(xué)課外小組用右圖裝置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴,再將混合液慢慢滴入反應(yīng)器A(A下端活塞關(guān)閉)中。 ⑴寫出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________ ⑵觀察
25、到A中的現(xiàn)象是________________________________________。 ⑶實驗結(jié)束時,打開A下端的活塞,讓反應(yīng)液流入B中, 充分振蕩,目的是________________________________, 寫出有關(guān)的化學(xué)方程式_____________________________。 ⑷C中盛放CCl4的作用是____________________________。 ⑸能證明苯和液溴發(fā)生的是取代反應(yīng),而不是加成反應(yīng),可向試管D中滴入AgNO3溶液,若產(chǎn)生淡黃色沉淀,則能證明。另一種驗證的方法是向試管D中加入__________,現(xiàn)象是_________
26、_________________。 解析:本題是課本實驗溴苯制取的改進(jìn)實驗,該裝置的優(yōu)點是能使反應(yīng)隨制隨停。根據(jù)苯與溴單質(zhì)反應(yīng)的實驗原理且反應(yīng)為放熱反應(yīng)可知反應(yīng)液微沸,同時由于液溴具有揮發(fā)性,所以紅棕色氣體充滿整個燒瓶;由于反應(yīng)后的液體中混有未反應(yīng)完的液溴,所以將其放入錐形瓶中的目的是除去溴苯中的溴單質(zhì);由于產(chǎn)生的HBr氣體中混有溴蒸氣,對HBr的檢驗會產(chǎn)生干擾,所以四氯化碳的作用是除去HBr中的溴蒸氣;(5)本問題是用宏觀現(xiàn)象證明微觀反應(yīng)原理的考查。實際上一種假設(shè)的驗證:若發(fā)生了取代反應(yīng),會有哪些實驗現(xiàn)象:取代反應(yīng)有哪些性質(zhì)?然后根據(jù)反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行分析和設(shè)計實驗。 答案:⑴ C6H6
27、+Br2→C6H5Br + HBr;⑵ 反應(yīng)液微沸,有紅棕色氣體充滿A容器;⑶ 除去溶于溴苯中的溴;Br2 + 2NaOH → NaBr + NaBrO + H2O 或3Br2 + 6NaOH → 5NaBr + NaBrO3+ 3H2O;⑷ 除去溴化氫氣體中的溴蒸氣;⑸ 石蕊試液,溶液變紅色。 名師指引:本題考查苯與鹵素單質(zhì)之間的反應(yīng)探究以及化學(xué)實驗和方程式的書寫,解答探究性實驗應(yīng)注意根據(jù)題目提出的問題,結(jié)合已學(xué)的有關(guān)只是進(jìn)行綜合分析和處理。 配對訓(xùn)練2 3.1866年凱庫勒提出了苯的單、雙鍵交替的正六邊形平面結(jié)構(gòu),解釋了苯的部分性質(zhì),但還有一些問題尚未解決苯環(huán)結(jié)構(gòu)中,不存在碳碳單鍵
28、和碳碳雙鍵的交替結(jié)構(gòu),可以作為證據(jù)的事實是:①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色;②苯中碳碳鍵的鍵長均相等;③苯能在加熱和催化劑存在的條件下跟H2加成生成環(huán)已烷;④經(jīng)實驗測得鄰二甲苯僅有一種結(jié)構(gòu);⑤苯在FeBr3存在的條件下同液溴可發(fā)生取代反應(yīng),但不因化學(xué)變化而使溴水褪色( ?。? A、②③④⑤ B、①③④⑤ C、①②④⑤ D、①②③④ 解析:如果苯分子中存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu),則苯就會使酸性KMnO4溶液褪色,使溴水因加成反應(yīng)而褪色。同時苯的鄰二甲基有可能分布在單鍵碳上,也可能分布在雙鍵碳上,則結(jié)構(gòu)就不是一種。故①②④⑤可以作為證據(jù)。 答案:C 4.既可以用來鑒別乙烷與乙烯,又可以用來
29、除去乙烷中乙烯以得到純凈乙烷的方法是 A.通過足量的NaOH溶液 B.通過足量的溴水 C.在Ni催化、加熱條件下通入H2 D.通過足量的KMnO4酸性溶液 解析:(性質(zhì)判定法)乙烷是飽和烴,不與溴水及KMnO4酸性溶液反應(yīng)(不能使它們褪色,而乙烯能)。乙烯通過溴水與Br2發(fā)生加成反應(yīng)生成的1,2-二溴乙烷(液態(tài))留在溴水中,B方法可行。而乙烯通過KMnO4酸性溶液,有氧化生成的CO2逸出,這樣乙烷中乙烯雖被除去,卻混入了CO2,D法不可行。C法也不可取,因為通入的H2的量不好控制,少了,不能將乙烯全部除去,多了,就會使乙烷中混有H2,而且反應(yīng)條件要求高。由于乙烯與NaOH溶液
30、不反應(yīng),故A法不可取。 答案:B ●課后鞏固提升 基礎(chǔ)鞏固 1.下列說法錯誤的是 A.石油工業(yè)中可以通過石油的分餾得到汽油 B.煤的干餾是化學(xué)變化 C.煤中含有較多的苯和甲苯,可以用干餾的方法把它們分離出來 D.石油催化裂化的目的是提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量 2.(2007年中山模擬)往溴的苯溶液中加入少量鐵屑能迅速反應(yīng),其過程如下:3Br2+2Fe=2FeBr3;Br2+FeBr3=FeBr4-+Br+(不穩(wěn)定);+Br+→[];[]+FeBr4-→+HBr+FeBr3;由上反應(yīng)可知:+Br2→+HBr中的催化劑為 A.Fe B.FeBr3 C.Br+ D.FeBr4 3.
31、(2008年1月廣州理科基礎(chǔ)測試)通常用乙烯的產(chǎn)量來衡量一個國家的石油化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平,主要是因為 A.以石油為原料生產(chǎn)乙烯的工藝復(fù)雜,很難掌握B.乙烯可作為基本的化工原料合成很多化工產(chǎn)品 C.乙烯可作為清潔燃料,有效解決大氣污染問題D.乙烯可作為水果的催熟劑,可提高水果產(chǎn)量 4.(2007年普寧中學(xué)月考) 盆烯是近年合成的一種有機物,它的分子結(jié)構(gòu)可簡化表示為(其中C、H原子已略去),下列關(guān)于盆烯的說法中錯誤的是 A.盆烯是苯的一種同分異構(gòu)體 B.盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上 C.盆烯是乙烯的一種同系物 D. 盆烯在一定條件下可以發(fā)生加成反應(yīng) 5.
32、 前年3月11日杭甬高速公路蕭山路段一輛運送化學(xué)物品的槽罐車側(cè)翻,罐內(nèi)15t苯泄入路邊300m長的水渠,選成嚴(yán)重危險,許多新聞媒體進(jìn)行了連續(xù)報道,以下報道中有科學(xué)性錯誤的是 A.由于大量苯溶入水中滲入土壤,會對周邊農(nóng)田、水源造成嚴(yán)重污染 B.由于苯是一種易揮發(fā)、易燃的物質(zhì),周圍地區(qū)如果有一個火星就可能引起爆炸 C.可以采取抽吸水渠中上層液體的辦法,達(dá)到部分清除泄漏物的目的 D.處理事故時,由于事故發(fā)生地周圍比較空曠,有人提出用點火焚燒的辦法來清除泄漏物,但由于苯燃燒會產(chǎn)生大量的黑煙擴大污染,所以該辦法未被采納 6. 據(jù)報道中石油吉林石化公司雙苯廠發(fā)生爆炸,引發(fā)松花江水環(huán)境污染。已知主
33、要污染物為苯、苯胺(C6H5NH2)和硝基苯等,為了凈化水質(zhì),在取水口投放活性炭,下列有關(guān)說法不正確的是 A.苯燃燒時產(chǎn)生明亮的帶有濃煙的火焰 B.硝基苯不屬于芳香烴 C.利用活性炭凈化水質(zhì)的過程是化學(xué)變化 D.硝基苯是帶有苦杏仁味的油狀液體,密度大于水,在水中具有極高的穩(wěn)定性 7.烷烴是烯烴R和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)后的產(chǎn)物,則R可能的結(jié)構(gòu)簡式有( ) A. 4種 B.5種 C.6種 D.7種 8.通常人們把原子數(shù)和電子數(shù)相同的分子或離子稱之為等電子體,等電子體間的結(jié)構(gòu)相似,如: 化合物B3N3H6(硼氮苯)與苯是等電子體。由苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)推測下列說法正確的是(
34、 ) A.B3N3H6各原子不在同一平面上 B.B3N3H6能發(fā)生加成反應(yīng)和取代反應(yīng) C.B3N3H6不能使酸性K№溶液褪色 D.B3N3H6具有堿性 9.最近國外研究出一種高效的水果長期保鮮新技術(shù):在3℃潮濕條件下的水果保鮮室中用一種特制的低壓水銀燈照射,引起光化學(xué)反應(yīng),使水果貯存過程中緩緩釋放的催熟劑轉(zhuǎn)化為沒有催熟作用的有機物。試回答: (1)可能較長期保鮮的主要原因是__________________________________________。 (2)寫出主要反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________
35、。 10.實驗室制取乙烯,常因溫度過高而使乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成少量的SO2。某同學(xué)設(shè)計下列實驗以確定上述混合氣體中含有乙烯和SO2。 (1)I、II、III、IV裝置可盛放的試劑是:I II III IV(請將下列有關(guān)試劑的序號填入空格內(nèi)) A、品紅 B、NaOH溶液 C、濃硫酸 D、酸性KMnO4溶液 (2)能說明SO2氣體存在的現(xiàn)象是 ; (3)使用裝置II的目的是
36、; (4)使用裝置III的目的是 ; (5)確定含有乙烯的現(xiàn)象是 。 能力提高 11、(2006廣州一模)(1)苯、四氯化碳、乙醇、汽油是常見的有機溶劑,能與水互溶的是 ;不溶于水,且密度比水小的是 。 (2)一瓶無色氣體,可能含有CH4和CH2==CH2,或其中的一種,與一瓶Cl2混合后光照,觀察到黃綠色逐漸褪去,瓶壁有少量無色油狀小液滴。 ①由上述實驗現(xiàn)象推斷出該瓶氣體
37、中一定含有CH4,你認(rèn)為是否正確,為什么? 。 ②上述實驗可能涉及的反應(yīng)類型有 。 (3)含有的化合物與CH2==CH2一樣,在一定條件下可聚合成高分子化合物。 ①廣泛用作農(nóng)用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由聚合而成的,其化學(xué)方程式是
38、 。 ②電器包裝中大量使用的泡沫塑料的主要成份是聚苯乙烯,它是由 (寫結(jié)構(gòu)簡式)聚合而成。 12.人們對苯的認(rèn)識有一個不斷深化的過程。 (1)1834年德國科學(xué)家米希爾里希,通過蒸餾安息香酸()和石灰的混合物得到液體,命名為苯,寫出苯甲酸鈉與堿石灰共熱生成苯的化學(xué)方程式:______________。 (2)由于苯的含碳量與乙炔相同,人們認(rèn)為它是一種不飽和烴,寫出C6H6的一種含三鍵且無支鏈鏈烴的結(jié)構(gòu)簡式:____________ 。苯不能使溴水褪色,性質(zhì)類似烷烴,任寫一個苯發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式
39、:_____________________。 (3)烷烴中脫去2 mol氫原子形成1 mol雙鍵要吸熱。但1,3-環(huán)己二烯()脫去2 mol氫原子變成苯卻放熱,可推斷苯比1,3-環(huán)己二烯________(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。 (4)1866年凱庫勒提出了苯的單、雙鍵交替的正六邊形平面結(jié)構(gòu),解釋了苯的部分性質(zhì),但還有一些問題尚未解決,它不能解釋下列________事實(填入編號)。 a.苯不能使溴水褪色 b.苯能與H2發(fā)生加成反應(yīng) c.溴苯?jīng)]有同分異構(gòu)體 d.鄰二溴苯只有一種 (5)現(xiàn)代化學(xué)認(rèn)為苯分子碳碳之間的鍵是___________________________
40、。 13.催化劑的研究使得許多物質(zhì)出現(xiàn)新的化學(xué)反應(yīng)。例如 2分子烯烴A在苯中用一特殊催化劑處理時生成兩種新的烯烴B和C。填空或回答下列問題: ⑴若A為RCH=CHR’,B為RCH=CHR,寫出上述化學(xué)方程式: ⑵對上述反應(yīng)提出兩種反應(yīng)機理(豎線表示斷鍵位置) ⑶根據(jù)課本學(xué)過的知識回答:采用何種方法能證明反應(yīng)機理是a或b?答: 。 14.車用乙醇汽油是指在汽油組分油中按體積混合比加入10%的變性燃料乙醇后作為汽油車燃料用的汽油。 ⑴
41、4.6 g CH3CH2OH完全燃燒生成水和二氧化碳,有 mol電子轉(zhuǎn)移。 ⑵烴A是汽油的主要成分之一。取11.4 g烴A,置于一定體積的氧氣中,點燃使之充分反應(yīng)后,恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)狀況氣體體積減少x L。將剩余氣體經(jīng)過堿石灰吸收,堿石灰質(zhì)量增加y g。數(shù)據(jù)見下表(表中所有體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。 氧氣體積為20 L 氧氣體積為30 L 氧氣體積為40 L x 2.22 10.08 10.08 y 4.3 35.2 35.2 11.4 g烴A中含碳的物質(zhì)的量是 mol,含氫的物質(zhì)的量是 mol。該烴的分子式是
42、 。 課外選做 15.(06年廣東卷)環(huán)丙烷可作為全身麻醉劑,環(huán)已烷是重要的有機溶劑。下面是部分環(huán)烷烴及烷烴衍生物的結(jié)構(gòu)簡式、鍵線式和某此有機化合物的反應(yīng)式(其中Pt、Ni是催化劑)。 結(jié)構(gòu)簡式 Br—CH2—CH2—CH(CH3)—CH2—Br 鍵線式 (環(huán)己烷) (環(huán)丁烷) 回答下列問題: ⑴環(huán)烷烴與 是同分異構(gòu)體。 ⑵從反應(yīng)①~③可以看出,最容易發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)的環(huán)烷烴是 (填名稱)。 判斷依據(jù)為
43、 。 ⑶環(huán)烷烴還可以與鹵素單質(zhì),鹵化氫發(fā)生類似的開環(huán)加成反應(yīng),如環(huán)丁烷與HBr在一定條件下反應(yīng),其化學(xué)方程式為 (不需注明反應(yīng)條件)。 ⑷寫出鑒別環(huán)丙烷和丙烯的一種方法。試劑 ;現(xiàn)象與結(jié)論 。 ●課后鞏固提升答案 1.C 2..B解析:根據(jù)苯的上述轉(zhuǎn)化關(guān)系可知實際起催化作用的是FeBr3。] 3.B 4.C解析:根據(jù)盆烯的結(jié)
44、構(gòu)可知其分子式為C6H6,但結(jié)構(gòu)與苯不同,所以和苯互為同分異構(gòu)體;由于其中含有碳碳雙鍵,所以在一定條件下可以發(fā)生加成反應(yīng)。 5..A 解析:苯難溶于水,易溶于有機溶劑。 6.C解析:由于苯中碳的含量比較高,所以苯燃燒時會帶有濃的黑煙,烴只含碳、氫兩種元素,因此硝基苯不屬于烴,活性炭凈化水主要是利用其吸附性,屬于物理過程。 7.C解析:用還原法考慮。烷烴是烯烴加氫后的產(chǎn)物,即烷烴中可以減氫的相鄰兩個碳原子可能原來是烯烴雙鍵的位置。只要烷烴中C—C鍵兩端都有氫原子就可以減氫。題中一C2H5易被忽略,而且相同位置的不要重復(fù)計算。 8.BC解析:B3N3H6與苯的結(jié)構(gòu)相似,所以B3N3H6中所
45、有原子共面。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),B3N3H6應(yīng)與苯具有相似的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)苯的性質(zhì)推斷只有B、C選項正確。 9.解析:水果能放出少量的乙烯,乙烯是催熟劑。根據(jù)題意,這種新技術(shù)能除去乙烯,把乙烯轉(zhuǎn)化為一種沒有催熟作用的有機物,生成什么有機物呢?聯(lián)系題中所給出的反應(yīng)條件“潮濕、光化學(xué)反應(yīng)”可得出乙烯是跟水反應(yīng)生成乙醇。 答案:(1)使乙烯轉(zhuǎn)化為乙醇而無催熟作用使水果在較低溫度下保鮮時間長。(2)CH2=CH2 + H2O C2H5OH。 10.解析:實驗室制取乙烯過程中?;煊蠸O2。證明SO2存在可用品紅溶液,看是否褪色。而證明乙烯存在可用酸性KMnO4溶液,但乙烯和 SO2都能使酸性KMnO4溶
46、液褪色,所以在證明乙烯存在以前應(yīng)除去SO2。利用乙烯與堿溶液不反應(yīng)而SO2能與堿溶液反應(yīng)的性質(zhì)除去SO2。 答案為:(1)A;B;A;D。(2)裝置I中品紅溶液褪色可說明混合氣體中含有SO2。(3)除去SO2氣體(4)檢驗SO2是否除盡。(5)裝置(III)中品紅溶液不褪色,裝置(IV)中酸性KMnO4溶液褪色,說明混合氣體中含有乙烯。 11.(1)乙醇;苯,汽油;(2)①不正確,因為CH2==CH2也可以與Cl2發(fā)生加成反應(yīng),而使黃綠色逐漸褪去,生成的CH2ClCH2Cl也是油狀液體。②取代反應(yīng),加成反應(yīng) (3)①;② 12.解析:(1)苯甲酸鈉與堿石灰共熱反應(yīng),類似于無水醋酸鈉與堿
47、石灰共熱反應(yīng),生成Na2CO3和脫羧后的烴——苯。(2)苯的不飽和度為4,而每個三鍵不飽和度為2,所以寫出含兩個三鍵的鏈狀結(jié)構(gòu)都是合理的,如:HC≡C—C≡C—CH2—CH3、HC≡C—CH2—C≡C—CH3、HC≡C—CH2—CH2—C≡CH、CH3—C≡C—C≡C—CH3。苯的取代反應(yīng)包括溴化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、磺化反應(yīng)等,舉一例即可,如有鐵存在時液溴與苯的反應(yīng)。(3)1,3-環(huán)己二烯脫去2 mol H 變成苯放熱,說明生成物苯的能量比反應(yīng)物能量低,也即苯比1,3-環(huán)己二烯穩(wěn)定。(4)按苯的單、雙鍵交替的正六邊形平面結(jié)構(gòu)分析,由于“C==C”雙鍵的存在,苯應(yīng)能使溴水褪色,能與H2發(fā)生加成反應(yīng)。
48、從空間結(jié)構(gòu)分析,溴苯?jīng)]有同分異構(gòu)體,而鄰二溴苯應(yīng)該有兩種結(jié)構(gòu),即和。所以,凱庫勒結(jié)構(gòu)式不能解釋a、d兩個事實。(5)現(xiàn)代化學(xué)認(rèn)為苯分子碳碳之間的鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的鍵。 答案:(1) +NaOHNa2CO3+(2)HC≡C—CH2—C≡C—CH3 (3)穩(wěn)定 (4)a、d(5)介于單鍵和雙鍵之間的特殊的鍵 13.解析:根據(jù)產(chǎn)物對應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析可知反應(yīng)的原理有兩種方式,為證明反應(yīng)的機理可以遷移應(yīng)用課本學(xué)過的酯化反應(yīng)機理的證明過程,即采用示蹤原子法。 答案:(1)2RHC=CHR’ → RHC=CHR + R’HC=CHR’ (2) RHC=CHR’; RC
49、H=CHR(3)用同位素示蹤法;利用含重氫的烯烴RCD=CHR’進(jìn)行反應(yīng)。若產(chǎn)物有RCD=CDR和R’CH=CHR’,證明反應(yīng)按機理b進(jìn)行;若產(chǎn)物有RCD=CHR和R’CD=CHR’, 證明反應(yīng)按機理a進(jìn)行。 14.解析:本題考查氧化還原反應(yīng)和分析處理表格數(shù)據(jù)信息的能力及有機物的燃燒問題等。⑴根據(jù)乙醇燃燒的化學(xué)方程式C2H6O+3O2→2CO2+3H2O可知1mol乙醇完全燃燒時轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為12mol,所以4.6g乙醇完全燃燒轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為1.2mol;⑵根據(jù)題目中的有關(guān)數(shù)據(jù)可知當(dāng)氧氣體積為30L時烴完全燃燒,所以可知11.4g烴中碳的物質(zhì)的量為35.2g/(44g/mol
50、)=0.8mol,氫原子的物質(zhì)的量為(11.4g-0.8mol×12g/mol)/(1g/mol)=1.8mol,所以該烴的最簡式為C4H9;其化學(xué)式可設(shè)為(C4H9)x,根據(jù)烴中氫原子為偶數(shù)以及氫原子對碳原子的飽和程度可知該烴的分子式為C8H18。 答案: ⑴1.2;⑵0.8;1.8;C8H18。 15.解析:⑴環(huán)烷烴與同碳原子數(shù)的烯烴,當(dāng)n≥3時通式相同;⑵從反應(yīng)所需的條件可看出(3)根據(jù)前3種環(huán)烷烴的加成反應(yīng)的特點,環(huán)丁烷和溴化氫加成時應(yīng)生成1-丁烷;(4)根據(jù)環(huán)丙烷和丙烯性質(zhì)的相同點和差別,可用酸化高錳酸鉀進(jìn)行鑒別。 答案:⑴同碳原子數(shù)的烯烴⑵環(huán)丙烷 環(huán)丙烷與H2加成所需溫度最低。⑶ +HBr→CH3CH2CH2CH2Br⑷KMnO4(H+);能使KMnO4(H+)溶液褪色的為丙烯,不能使KMnO4(H+)溶液褪色的為環(huán)丙烷。
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