2024届高考化学一轮复习课件 第九章 有机化学基础 第2讲 烃
展开第2讲 烃
一、烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质
1.脂肪烃的通式
2.典型脂肪烃的结构对比
项 目 | 甲烷(CH4) | 乙烯(C2H4) | 乙炔(C2H2) |
结 构 式 | H—C≡C—H | ||
结 构 简 式 | CH4 | CH2CH2 | CH≡CH |
结 构 特 点 | 全部是单键,属于饱和烃;碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于4个顶点,中心原子采取sp3杂化 | 含碳碳双键,属于不饱和烃;6个原子在同一个平面上,中心原子采取sp2杂化 | 含碳碳三键,属于不饱和烃,4个原子处于同一直线上,中心原子采取sp杂化 |
空 间 结 构 | 正四面体形 | 平面形 | 直线形 |
3.脂肪烃的物理性质
状态 | 常温下含有1~4个碳原子的烃为气态,随碳原子数的增多,逐渐过渡到液态、固态(特例:新戊烷常温下为气体) |
沸点 | 随着碳原子数增多,沸点逐渐升高;同分异构体中,支链越多,沸点越低 |
相对 密度 | 随着碳原子数的增多,相对密度逐渐增大,密度均比水小 |
溶解 性 | 均难溶于水,易溶于有机溶剂 |
4.脂肪烃的化学性质
化学 性质 | 烷烃(CH4为例) | 烯烃 (CH2CH2 为例) | 炔烃 (CH≡CH 为例) |
可燃性 (O2) | 淡蓝色火焰 | 火焰明亮、冒黑烟 | 火焰明亮、冒黑烟 |
稳定性 (KMnO4) | 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 | 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 | 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 |
特征反应 | 光照条件下发生多步取代反应 下一上一 | 与Br2的四氯化碳溶液发生加成反应 π键断裂——只上不下,断一加二 | |
加聚反应 π键打开,链节相连形成高分子化合物 |
注意:共轭二烯烃的特性
①加成反应(以1,3-丁二烯为例,写出相关化学方程式)。
与Br2 (1∶1) | 1,2-加成:CH2CH—CHCH2+Br2 |
1,4-加成:CH2CH—CHCH2+Br2 | |
足量 Br2 | CH2CH—CHCH2+2Br2 |
②加聚反应:nCH2CH—CHCH2CH2—CHCH—CH2。
5.根据脂肪烃的性质书写化学方程式
(1)烷烃燃烧的通式:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。
(2)单烯烃燃烧的通式:CnH2n+O2nCO2+nH2O。
(3)丙烯使溴的CCl4溶液褪色:CH2CH—CH3+Br2。
(4)乙烯与H2O的加成反应:CH2CH2+H2OCH3—CH2—OH。
(5)丙烯的加聚反应:nCH2CH—CH3。
(6)单炔烃燃烧的通式:CnH2n-2+O2nCO2+(n-1)H2O。
(7)乙炔和H2生成乙烷:CH≡CH+2H2CH3CH3。
(8)乙炔和HCl生成氯乙烯:CH≡CH+HClCH2CHCl。
(9)氯乙烯的加聚反应:nCH2CHCl。
6.脂肪烃的来源
(1)脂肪烃来源于煤、石油、天然气等化石燃料的加工利用。
(2)乙炔的实验室制法。
原理:CaC2+2H2OCa(OH)2+。
装置如图:
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)符合通式CnH2n的烃一定是烯烃。( )
(2)甲烷与氯气在光照下反应,可以得到纯净的一氯甲烷。( )
(3)乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色。( )
(4)通入氢气可以除去乙烷中混有的少量乙烯。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
二、芳香烃
1.芳香烃:分子里含有一个或多个苯环的烃。
2.芳香烃的分类
3.苯的同系物与苯的结构和性质比较
物质 | 苯 | 苯的同系物 |
分子 式 | C6H6 | CnH2n-6 (通式,n>6) |
结构 特点 | ①,sp2杂化; ②分子中所有原子一定(填“一定”或“不一定”,右同)在同一平面内 | ①分子中含有一个苯环;与苯环相连的是烷烃基; ②与苯环直接相连的原子在苯环平面内,其他原子不一定在同一平面内 |
主要 化学 性质 | (1)易取代: ①硝化:+HO—NO2+ H2O ②卤代:+Br2 +HBr↑ | (1)能取代: 取代位置不同,反应条件不同
①硝化:+3HO—NO2+3H2O ②卤代:+Br2+HBr↑、 +Cl2+HCl |
(2)能加成:+3H2 | (2)能加成:+3H2 | |
(3)可燃烧,不能使酸性KMnO4溶液褪色 | (3)可燃烧,某些苯的同系物能使酸性 KMnO4 溶液褪色,如使酸性高锰酸钾溶液褪色生成 |
4.芳香烃的用途及对环境的影响
(1)芳香烃的用途:苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃是重要的有机化工原料,苯还是一种重要的有机溶剂。
(2)芳香烃对环境的影响:油漆、涂料、复合地板等装饰材料会挥发出苯等有毒有机物,秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾和香烟的烟雾中含有较多的芳香烃,对环境产生不利影响。
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)苯的一氯代物只有一种结构,说明苯分子中的碳碳键完全相同,不存在单双键交替排列的形式。( )
(2)受甲基的影响,甲苯与浓硝酸反应易生成三硝基甲苯。( )
(3)乙烯、乙炔和苯都属于不饱和烃,所以它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。( )
(4)甲苯能使溴水层褪色的原因是溴与苯环发生了取代反应。( )
(5)与互为同系物,且均能使酸性KMnO4溶液褪色。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
三、煤、石油、天然气的综合利用
1.煤的综合利用
(1)煤的组成。
(2)煤的加工。
2.石油的综合利用
(1)石油的成分:多种碳氢化合物(烃)组成的混合物。
(2)石油加工。
3.天然气的综合利用
(1)天然气是一种清洁的化石燃料,更是一种重要的化工原料,它的主要成分是CH4。
(2)天然气与水蒸气反应制取H2的原理:CH4+H2OCO+3H2。
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)石油裂解可以得到更多的汽油,这种汽油是纯净物。( )
(2)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。( )
(3)石油分馏属于物理变化,煤的干馏属于化学变化。( )
(4)天然气属于清洁能源,不会造成酸雨。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
考点一 烷烃、烯烃、炔烃
填空。
(1)(2022·全国甲卷,节选)辅酶Q10可发生加成反应, (填“能”或“不能”)发生取代反应。
(2)(2022·江苏卷,节选)与HBr反应除了生成,还有副产物 生成。
(3)(2022·江苏卷,节选) (填“能”或“不能”)使溴的CCl4溶液褪色。
(4)(2021·重庆卷,节选)聚集诱导发光分子 (填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色。
答案:(1)能 (2) (3)能 (4)能
(1)上述第(1)题中辅酶Q10发生取代反应的基团是 ,与之反应的物质是 ,反应条件是 。
(2)CH3—CHCH—CH3与HBr的加成产物有 种。
(3)上述第(3)题中有机物被酸性高锰酸钾溶液氧化后生成物质是 和 。
(4)上述第(4)题中有机物最多能与 mol H2发生加成反应。
答案:(1)甲基(或—CH3) 氯气或溴等 光照 (2)1 (3)苯甲酸 乙酸 (4)20
(原创题)判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)实验室乙醇消去反应制取乙烯可用图1装置。( )
(2)可用图2装置验证甲烷和氯气能发生反应。( )
图1
图2
(3)和都能使溴水褪色。( )
(4)除去甲烷中的少量乙烯杂质,可使气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶。( )
解析:(1)用乙醇在浓硫酸、170 ℃条件下制乙烯,温度计控制溶液的温度,应插入溶液中,错误。
(2)光照条件下,甲烷和氯气发生取代反应,试管内气体的黄绿色变浅,试管壁有油滴,试管内液面上升,图(2)装置可验证甲烷和氯气能发生反应。
(3)两者都含有碳碳双键,都能使溴水褪色。
(4)酸性高锰酸钾溶液能将乙烯氧化为二氧化碳,引入新的杂质,所以达不到实验目的,错误。
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
[思维建模] 烯烃、炔烃被酸性KMnO4溶液氧化的规律
烯烃、炔烃被氧化的部分 | 氧化产物 |
CH2 | ↓ CO2、H2O |
RCH | |
HC≡ | CO2 |
R—C≡ | R—COOH |
考点二 芳香烃
(2022·辽宁卷)下列关于苯乙炔()的说法正确的是( C )
A.不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.分子中最多有5个原子共直线
C.能发生加成反应和取代反应
D.可溶于水
解析:苯乙炔分子中含有碳碳三键,能使酸性 KMnO4溶液褪色,A错误;如图,苯乙炔分子中最多有6个原子共直线,B错误;苯乙炔分子中含有苯环和碳碳三键,能发生加成反应,苯环上的氢原子能被取代,可发生取代反应,C正确;苯乙炔属于烃,难溶于水,D错误。
下列关于苯乙炔()的说法错误的是( D )
A.最多能与5 mol H2发生加成反应
B.与足量HBr加成可生成三种不同有机物
C.燃烧产生大量黑烟
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为苯环影响了侧链性质
解析:苯环可以和3 mol 氢气加成,碳碳三键可以和2 mol 氢气加成,所以最多可以与5 mol 氢气加成,A正确;与足量HBr发生加成反应最多可以生成、、三种物质,B正确;芳香烃含碳量高,燃烧会产生大量黑烟,C正确;碳碳三键不连接苯环也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以并非是因为苯环对侧链性质产生了影响,D错误。
(原创题)判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)B转化中,B为。( )
(2)用如图装置证明苯与溴发生取代反应。( )
(3)转化中,B为对氯甲苯。( )
(4)1 mol 苯乙烯()与足量H2在催化剂和加热条件下反应,形成C—H的数目最多为2NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)。( )
解析:(1)类似于苯的大π键结构,所以的性质类似于甲苯,结合C的结构综合判断B应该为,正确。
(2)反应生成的HBr以及挥发出来的Br2均能与硝酸银溶液反应,因此不能证明苯与溴发生取代反应,错误。
(3)C含苯环,结合A的饱和度判断A为甲苯,反应条件为光照,则取代应该发生在侧链部位,故B应该是氯甲基苯,错误。
(4)1 mol苯乙烯中苯环消耗3 mol H2形成6 mol C—H,CC消耗1 mol H2形成2 mol C—H,共形成C—H的数目为8NA,错误。
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)×
[思维建模] 有机物性质的推测思路
有机物中某一特点结构的基团或官能团,一般均具有相类似的化学性质。比如CH2CH2与,两者均含有碳碳双键,所以都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,均可以与溴的四氯化碳溶液发生加成反应等。但应注意,当一个基团或官能团与不同基团连接时,其化学性质一般会有所改变,可能会变活泼也可能会钝化(不活泼)。因此,分析有机物性质时,不能机械地根据基团或官能团的类型判断,而应用变化的、互相影响的观点进行分析理解。
考点三 煤、石油、天然气的综合利用
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)(2022·广东卷,节选)石油裂解气能使溴的CCl4溶液褪色是因为石油裂解可得到乙烯等不饱和烃。( )
(2)(2022·浙江卷,节选)通过石油的常压分馏可获得石蜡等馏分,常压分馏过程为物理变化。( )
(3)(2021·山东卷,节选)石油裂化有利于实现“碳达峰、碳中和”。( )
(4)(2021·浙江1月选考,节选)沥青来自石油经减压分馏后的剩余物质。( )
(5)(2021·浙江1月选考,节选)煤的气化产物中含有CO、H2和CH4等。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
1.(2022·河北沧州二模)《天工开物·作咸》中记载了天然气的开发和利用:“西川有火井,事奇甚,其井居然冷水,绝无火气,但以长竹剖开去节,合缝漆布,一头插入井底,其上曲接,以口紧对釜脐,注卤水釜中,只见火意烘烘,水即滚沸。”下列说法错误的是( D )
A.天然气的主要成分属于温室气体
B.海底可燃冰的成分为CH4·nH2O
C.天然气属于化石能源
D.天然气燃烧时化学能全部转化为热能
2.(2022·黑龙江哈尔滨二模)从煤、石油和天然气中可以获得基本化工原料。下列说法中不正确的是( C )
A.原油通过减压蒸馏可以获得燃料油、石蜡和润滑油
B.通过煤的液化可以合成甲醇
C.煤的焦化主要是为了获得煤焦油等燃料
D.甲烷是一种清洁的化石燃料,工业上也可用作合成氨的原料
解析:煤的焦化主要是为了获得焦炭,同时也可以生成煤气、煤焦油,C错误。
1.(2021·河北卷) 苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是( B )
A.是苯的同系物
B.分子中最多8个碳原子共平面
C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)
D.分子中含有4个碳碳双键
解析:苯并降冰片烯与苯在组成上相差的不是若干个CH2原子团,结构上也不相似,故两者不互为同系物,A错误;由题给苯并降冰片烯的结构简式可知,苯环上的6个碳原子和与苯环相连的2个碳原子共平面,则该分子中最多 8个碳原子共平面,B正确;苯并降冰片烯的结构对称,其分子中含有 5种不同化学环境的氢原子,则其一氯代物有 5种,C错误;苯环中含有的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键,故1个苯并降冰片烯分子中含有 1个碳碳双键,D错误。
2.(2021·辽宁卷)有机物a、b、c的结构如图。下列说法正确的是( A )
A.a的一氯代物有3种
B.b是的单体
C.c中碳原子的杂化方式均为sp2
D.a、b、c互为同分异构体
解析:根据等效氢原理可知,a的一氯代物有3种,如图,A正确;的单
体是苯乙烯,B错误;c中碳原子的杂化方式有sp2、sp3,C错误;a、b、c的分子式分别为C8H6、C8H6、C8H8,故c与a、b不互为同分异构体,D错误。
3.(2020·天津卷,改编)下列关于的说法正确的是( A )
A.该有机物能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色
B.分子中共平面的原子数目最多为14
C.分子中的苯环由单双键交替组成
D.与Cl2发生取代反应生成两种产物
解析:分子中含有碳碳三键,能与溴加成,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,A项正确;题给分子中有17个原子,共面原子数最多时,分子中甲基上的两个氢原子不在该平面内,B项错误;苯环中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的化学键,C项错误;题给有机物分子中有6种不同化学环境的氢原子,与Cl2发生取代反应生成的一氯代物就有 6种,D项错误。
4.(2020·浙江1月选考,改编)下列说法不正确的是( B )
A.天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料
B.石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
C.石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油
D.己烷属于烷烃,在一定条件下能与Cl2发生取代反应
解析:B项,石油的分馏属于物理变化,煤的气化、液化属于化学变化,不正确。
(40分钟)
选题表
知识点 | 题号 | ||
基础 | 能力 | 创新 | |
烷烃、烯烃与炔烃 | 2 | 5,6 | 11 |
芳香烃 | 3 | 7 | 10,12 |
天然气、煤与石油的综合利用 | 1 |
|
|
综合 |
| 4,8 | 9 |
1.(2022·广东深圳六校联考)《天工开物》中记载“凡取煤经历久者,从土面能辨有无之色,然后挖掘。深至五丈许,方始得煤。”下列说法错误的是( C )
A.煤是不可再生能源
B.煤的组成以碳元素为主
C.煤的气化、液化过程均为物理变化
D.煤通过干馏可以得到煤焦油、焦炉煤气以及焦炭等
解析:煤的气化(生成CO和氢气)和液化(生成甲醇)均有新物质生成,属于化学变化,故C错误。
2.(2022·天津模拟)下列说法不正确的是( A )
A.1 mol甲烷在光照条件下最多可以和2 mol Cl2发生取代反应
B.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应,烷烃燃烧时生成二氧化碳和水
C.等质量的烷烃完全燃烧,生成CO2的量随着碳的质量分数的增大而变大
D.CCl4与CH4一样是正四面体结构
解析:甲烷与氯气发生取代反应时,1个Cl2只能取代1个H原子,
所以1 mol 甲烷在光照条件下最多可以和4 mol Cl2发生取代反应,
A不正确。
3.实验室制备硝基苯时,经过配制混酸、硝化反应(50~60 ℃)、洗涤分离、干燥蒸馏等步骤,如图装置和原理能达到目的的是( C )
解析:配制混酸时应将浓硫酸倒入浓硝酸中,A错误;硝化反应加热应选择水浴加热,B错误;冷凝水应下进上出,D错误。
4.(2022·四川凉山二模)下列有关有机物或有机反应说法正确的是( D )
A.等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应制得纯净的氯乙烷
B.氯气与苯在光照条件下可制备氯苯
C.氟利昂12是甲烷的氯、氟卤代物,结构式为,它有两种同分异构体
D.石油裂化的目的是提高汽油的产量和质量
解析:氯气与乙烷在光照条件下发生取代反应,生成多种取代产物,不能制得纯净的氯乙烷,A错误;氯气与苯在FeCl3作催化剂的条件下可制备氯苯,B错误;氟利昂12分子可以看作是四氯化碳分子中的2个氯原子被2个氟原子取代,类似于甲烷的二氯取代,因此只有一种结构,C错误。
5.化学小组设计在实验室中制取乙烯并验证乙烯的不饱和性。利用如图所示装置(部分夹持装置略去)不能达到相应实验目的的是( C )
A.利用装置Ⅰ制取乙烯
B.利用装置Ⅱ除去乙烯中的CO2和SO2
C.利用装置Ⅲ收集乙烯
D.利用装置Ⅳ验证乙烯的不饱和性
解析:浓硫酸具有脱水性和强氧化性,生成的乙烯中混有CO2和SO2,可用NaOH溶液除去;乙烯难溶于水,可用排水法收集乙烯,但装置中导管应短进长出。
6.(2023·河北石家庄模拟)下列关于化合物X()的说法正确的是( D )
A.X的分子式为C10H6
B.分子中的所有原子一定在同一平面
C.X的苯环上的一氯取代物有2种
D.能使酸性KMnO4溶液褪色和发生加聚反应
解析:碳碳双键和苯环均为平面结构,碳碳单键可以旋转,分子中的所有原子可能在同一平面,B错误;X的苯环上只有一种化学环境的氢原子,则其苯环上的一氯取代物有1种,C错误。
7.(不定项)(2022·河北保定一模)1966年,W.E.Barth和 R.G.Lawton 首次合成了一类碗状化合物,将其命名为Corannulen,中文名称为碗烯或心环烯,其结构如图所示。下列有关该有机物的说法错误的是( B )
A.属于芳香烃
B.不溶于水,与苯互为同系物
C.可以发生取代反应和加成反应
D.完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为 4∶1
解析:碗烯属于烃,不溶于水;同系物是指结构相似、在组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,碗烯与苯结构不相似,则与苯不互为同系物,B错误。
8.(不定项)利用Heck反应合成一种药物中间体需要经历下列反应
过程。下列有关说法错误的是( D )
A.a、b、c中只有a是苯的同系物
B.c既可发生氧化反应也可发生聚合反应
C.a、b、c中所有碳原子均有可能共面
D.b的同分异构体中属于芳香族化合物的有12种
解析:苯环和碳碳双键均是平面形结构,且单键可以旋转,所以a、b、c中所有碳原子均有可能共面,C正确。b的同分异构体中属于芳香族化合物的,如果只有一个取代基,该取代基是—CH2CH2Cl,只有1种结构;如果有两个取代基,可以是—CH3和—CH2Cl或—CH2CH3和—Cl,均有邻、间、对三种,共有6种结构;如果含有3个取代基,分别是 2个 —CH3和1个—Cl,有6种不同结构,因此共13种,D错误。
9.(2022·湖南长沙模拟)2022年北京冬奥会圆满结束。国际奥委会一直要求运动员遵守奥林匹克精神,严禁运动员服用兴奋剂,但仍有个别运动员药检显阳性。利尿酸是禁用的兴奋剂之一,其结构简式如图。下列叙述正确的是( D )
A.该有机物属于芳香烃
B.利尿酸的分子式为C13H10O4Cl2
C.该有机物能使溴水及酸性高锰酸钾溶液褪色,且褪色原理相同
D.分子中至少有12个原子处于同一平面
解析:分子中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应而使其褪色,可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应而使其褪色,C错误;利尿酸分子中至少有苯环的6个碳原子及其所连6个其他原子(2个Cl、1个C、
1个O、2个H)共12个原子处于同一平面,D正确。
10.(不定项)(2022·河北石家庄模拟)联苯类物质是一类重要的有机化工原料,几种联苯的结构如图所示:
(联二苯)、(联三苯)、
(联四苯)……
下列说法错误的是( BD )
A.联苯的组成通式为C6nH4n+2(n≥2的整数)
B.联二苯的二氯代物有15种
C.联三苯的所有原子可能处于同一平面
D.含有n个苯环的联苯最多能与3n mol H2加成
解析:当2个氯原子处于同一苯环上时,2个氯原子有邻、间、对3种位置关系,对应的另一个苯环分别有2种、3种、1种位置关系,该情况有2+3+1=6(种);当2个氯原子分别处于2个苯环上时,如图对碳原子编号,第一个氯原子处于左侧苯环1号位置,第2个氯原子处于右侧苯环1、2、3号位置,第一个氯原子处于左侧苯环 2号位置,第2个氯原子处于右侧苯环2、3号位置(2、1与1、2相同),第一个氯原子处于左侧苯环 3号位置,第2个氯原子处于右侧苯环3号位置(3、1与1、3相同,3、2与2、3相同),该情况有3+2+1=6(种),故符合情况的共有6+6=12(种),B错误。未给出联苯的物质的量,
D错误。
11.乙烯是一种重要的基本化工原料,实验小组同学欲制备乙烯并验证其与溴单质的反应类型为加成反应。
Ⅰ.乙烯的制备
利用如图所给装置制备乙烯,反应原理为CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O,反应过程中观察到蒸馏烧瓶中溶液逐渐变黑。
(1)欲收集一瓶乙烯,选择上图中的装置,其连接顺序为 (按气流方向,用小写字母表示)。
(2)C中盛放的试剂为 ,其作用为
。
(3)在蒸馏烧瓶中混合浓硫酸和乙醇时,应先添加 ;实验开始一段时间后发现忘记加碎瓷片,此时应该进行的操作为
。
(4)尾气吸收可采用 (填字母)。
A.酸性KMnO4溶液 B.浓硫酸
C.饱和Na2CO3溶液 D.NaOH溶液
Ⅱ.验证乙烯与溴单质的反应类型为加成反应
实验小组同学将Ⅰ中制得的乙烯干燥后,按下列两种方案进行实验。
方案 | 操作 | 现象 |
一 | 将纯净的乙烯通入溴水中 | 溴水褪色 |
二 | 向充满纯净乙烯的塑料瓶中注入适量溴的CCl4溶液,振荡 | ①溴的CCl4溶液褪色; ② |
(5)乙烯与溴单质发生加成反应的化学方程式为 。
(6)方案一不能证明乙烯与溴单质发生了加成反应,原因为
。
(7)方案二中现象②应为 ,
要想用此方案证明乙烯与溴单质发生的反应是加成反应,还需补充的实验为继续向方案二塑料瓶中加入少量 ,振荡后,若 ,证明发生了加成反应。
解析:用乙醇与浓硫酸作用制乙烯,需将浓硫酸加入乙醇中(相当于浓硫酸稀释),然后往混合液中加入碎瓷片(或沸石),以防暴沸;反应时用温度计控制溶液温度在170 ℃左右;由于浓硫酸会将乙醇氧化,生成CO2、SO2等气体,所以气体应先通过盛有碱液的洗气瓶,再用排水法收集,尾气用酸性KMnO4溶液处理。证明乙烯与溴发生的反应类型是加成反应还是取代反应,关键是证明产物中是否含有HBr。
(7)方案二中,由于塑料瓶内气体体积减小,压强减小,所以现象②应为塑料瓶变瘪;要想用此方案证明乙烯与溴单质发生的反应是加成反应,还需补充证明产物中不含有HBr的实验,继续向方案二塑料瓶中加入少量石蕊溶液,振荡后,若溶液不变红(或硝酸酸化的硝酸银溶液,无淡黄色沉淀生成),证明发生了加成反应。
答案:(1)bdcefi
(2)NaOH溶液 除去乙烯中混有的SO2、CO2等酸性气体
(3)乙醇 停止加热,冷却后补加
(4)A (5)CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br
(6)发生取代反应同样可以使溴水褪色,溴水中含有HBr和HBrO等成分,不一定是Br2发生加成反应
(7)塑料瓶变瘪 石蕊溶液 溶液不变红(或硝酸酸化的硝酸银溶液 无淡黄色沉淀生成)
12.一种由甲苯合成多取代芳香族化合物的反应路线如图:
回答下列问题。
(1)甲苯分子中最多有 个原子共平面。
(2)写出反应②的化学方程式:
,反应类型为 。
(3)甲苯易在甲基的邻、对位发生反应,若不进行反应①,直接进行反应②~④,可能会得到的副产物的结构简式有
(写出两种)。
(4)反应⑤的目的是
。
(5)产物A与足量氢气加成后的产物,核磁共振氢谱有 组峰,
1 mol 产物B可与 mol 氢氧化钠反应。
(6)不改变取代基的结构与个数,产物B的同分异构体(不包括B)
有 种。
解析:(1)甲苯中苯环以及与苯环相连的碳原子共12个原子一定共面,单键可以旋转,所以经旋转,甲基上有一个氢原子可以与苯环共面,
最多有13个原子共面。
(4)后续步骤中需要将苯环上的甲基氧化成羧基,酚羟基易被氧化,
所以反应⑤的目的是保护酚羟基,防止被高锰酸钾氧化。
(5)产物A与足量氢气加成得到的产物为,环上有6种不同
化学环境的氢原子,取代基上有2种不同化学环境的氢原子,所以核磁共振氢谱有 8组峰;1 mol 产物B含有1 mol 普通酯基,可以消耗
1 mol NaOH,含有1 mol 酚羟基,可以消耗1 mol NaOH,共可与
2 mol NaOH反应。
(6)采取“定二移一”的分析方法,先固定—COOCH3和—OH,两者处于邻位,则 —COCH3 有4种位置;两者处于间位,则 —COCH3 有4种位置;两者处于对位,则 —COCH3 有2种位置,所以包括B在内共有 10种结构,则产物B的同分异构体(不包括B)有9种。
答案:(1)13
(2)+(CF3COO)3Tl+CF3COOH 取代反应
(3)、、、(任写两种)
(4)保护酚羟基,防止被高锰酸钾氧化 (5)8 2 (6)9
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