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第二章 烃【过知识】-2022-2023学年高二化学单元复习（人教版2019选择性必修3）
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这是一份第二章 烃【过知识】-2022-2023学年高二化学单元复习（人教版2019选择性必修3），共18页。试卷主要包含了烷烃的结构特点，通式，物理性质，化学性质，同系物，烷烃、烯烃的比较等内容，欢迎下载使用。
1．烷烃的结构特点
烷烃的结构与甲烷相似，分子中的碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。
2．通式：CnH2n+2(n≥1)。
3．物理性质
(1)常温常压下的状态：碳原子数≤4的烷烃为气态，其他为液态或固态(注意：新戊烷常温下为气态)。
(2)熔沸点：随着分子中碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高；相同碳原子数时，支链越多，熔沸点越低。
(3)密度：相对密度随碳原子数的增加而逐渐增大，但均小于1。
(4)溶解性：难溶于水，易溶于有机溶剂。
4．化学性质
常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件下(如光照或高温)才能发生某些反应。
(1)氧化反应：
烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和H2O，燃烧通式为
CnH2n+2+ QUOTE 3n+12 eq \f(3n+1,2)O2eq \(———→,\s\up7(点燃))nCO2+(n+1)H2O
(2)取代反应：
烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷：CH3CH3+Cl2eq \(———→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl+HCl
(3)分解反应：
烷烃受热时会分解产生含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：C16H34eq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温))C8H16+C8H18
5．同系物
结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。
【典例1】下列有关烷烃的叙述错误的是( )
A．甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应
B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C．分子通式为CnH2n+2的烃一定是链状烷烃
D．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸
答案：B
解析：甲烷与氯气反应属于取代反应，A正确；所有烷烃包括CH4都不能使酸性KMnO4溶液褪色，B错误；烷烃为饱和链烃，其分子通式为CnH2n+2，C正确；甲烷与氧气的混合气体在一定体积含量范围内，点燃会发生爆炸，D正确。
考点02 烷烃的命名
1．烃基
烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团叫作烃基。
例如甲基：—CH3，乙基：—CH2CH3，丙基有2种：正丙基—CH2CH2CH3、异丙基。
2．习惯命名法：
用“正”“异”“新”来区分烷烃
(1)丁烷有两种即正丁烷和异丁烷，结构简式分别为CH3CH2CH2CH3和。
(2)戊烷有三种，即正戊烷、异戊烷、新戊烷，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、、。
3．烷烃的系统命名法
(1)选取分子结构中最长的碳链作为主链，根据主链上的碳原子数称“某烷”。
(2)给主链碳原子进行编号，以离支链(取代基)最近的一端开始编号，定为1号位。
(3)取代基名称写在主链名称的前面，并用阿拉伯数字注明取代基(由简单到复杂的顺序)位置，数字与取代基名称之间用短线隔开。
示例：
4．烷烃命名的原则
(1)最长碳链原则：应选最长的碳链作为主链。
(2)最多支链原则：若存在多条等长碳链时，应选择含支链最多的碳链作为主链。
(3)最近编号原则：应从离支链最近的一端对主链碳原子进行编号。
(4)最简原则：若不同的支链距主链两端距离相等时，应从靠近简单支链的一端对主链碳原子进行编号。
(5)最小编号原则：若相同的支链距主链两端距离相等时，应以支链编号数之和最小为原则，对主链碳原子编号。
【典例2】(1)按照系统命名法写出下列烷烃的名称：
①______________________；
②______________________。
(2)根据下列有机物的名称，写出相应的结构简式：
①2，4-二甲基戊烷：______________________；
②2，2，5-三甲基-3-乙基己烷：______________________。
答案：(1)①3，3，5-三甲基庚烷 ②4-甲基-3-乙基庚烷
(2)①
②
解析：(1)按照系统命名法对烷烃进行命名时，首先选主链，称某烷；然后编碳号定基位；最后再写名称。
(2)由有机物的名称确定烷烃的主链及其碳原子数，再依据支链位置画出碳骨架，最后根据碳满四价原则补写氢。
【特别提示】烷烃系统命名正误判断的方法
1．直接排除法
(1)主链选择错误。
若烷烃中出现“1-甲基”“2-乙基”(或倒数第2号碳原子上有乙基)“3-丙基”等，则为主链选择错误。
(2)名称书写是否规范。
①必须用2、3、4等表示取代基位置且位次和最小，即使同一个碳原子上连两个相同取代基也不能省略。数字之间用“，”隔开。
②必须用二、三、四等汉字表示相同取代基的数目。
③名称中凡阿拉伯数字与汉字之间必须用短线“-”隔开。
④必须把简单取代基写在前面，然后取代基依次变复杂。
2．重新命名法
将烷烃结构展开或由题给烷烃名称写出碳骨架结构，利用系统命名法进行命名，看名称是否一致。
考点03 烯烃的结构和性质
1．烯烃的结构特点
(1)烯烃的官能团是碳碳双键()。乙烯是最简单的烯烃。
(2)乙烯的结构特点
分子中所有原子都处于同一平面内。
2．通式
单烯烃的通式为CnH2n(n≥2)
3．物理性质
(1)常温常压下的状态：碳原子数≤4的烯烃为气态，其他为液态或固态。
(2)熔、沸点：随着分子中碳原子数的增加，烯烃的熔、沸点逐渐升高；相同碳原子数时，支链越多，熔沸点越低。
(3)密度：相对密度逐渐增大，但相对密度均小于1。
(4)溶解性：都难溶于水，易溶于有机溶剂。
4．化学性质
(1)氧化反应：
①能使酸性KMnO4溶液褪色，常用于的检验。
②燃烧：火焰明亮，并伴有黑烟，其燃烧通式为：CnH2n+eq \f(3n,2) QUOTE 3n2 O2eq \(———→,\s\up7(点燃))nCO2+nH2O。
(2)加成反应：
烯烃可以与X2、HX(X表示卤素)、H2、H2O等在一定条件下发生加成反应。例如：
乙烯与溴反应：CH2＝CH—CH3+Br2——→CH2Br—CHBr—CH3
乙烯与水反应：CH2＝CH2+H2Oeq \(——————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热加压))CH3CH2OH
丙烯与水反应：CH2＝CHCH3+H2Oeq \(——————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热加压))(或)
丙烯与HCl反应：CH2＝CHCH3+HCleq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))(或CH3CH2CH2Cl)
(3)加聚反应：
含有碳碳双键官能团的有机物在一定条件下能发生加聚反应。
丙烯生成聚丙烯：neq \(—————→,\s\up7(催化剂))
异丁烯（）发生加聚反应：neq \(—————→,\s\up7(催化剂))
5．二烯烃的加成反应
二烯烃是分子中含有两个碳碳双键的烯烃。1,3-丁二烯与氯气发生加成反应有两种方式：
(1)1,2-加成：
CH2=CH-CH=CH2+Cl2——→
(2)1,4-加成：
CH2=CH-CH=CH2+Cl2——→
6．烷烃、烯烃的比较
【典例3】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( )
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
答案：B
解析：苯的同系物必须只含有1个苯环，侧链为烷烃基，A错误；苯并降冰片烯分子中苯环上的6个碳原子和连在苯环上的2个碳原子共平面，B正确；苯并降冰片烯分子的结构上下对称，分子中含有5类氢原子，则一氯代物有5种，C错误；苯环不是单双键交替的结构，D错误。
考点04 烯烃的立体异构
1．顺反异构现象
通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间排列方式不同，产生顺反异构现象。
2．顺反异构体
(1)相同的原子或原子团位于双键同一侧的称为顺式结构，相同的原子或原子团位于双键两侧的称为反式结构，例如顺-2-丁烯和反-2-丁烯的结构简式分别是和。
(2)顺反异构体的化学性质基本相同，物理性质有一定的差异。
3．顺反异构的形成条件
一是具有碳碳双键，二是要求在组成双键的每个碳原子上必须连接两个不同的原子或原子团。
4．烯烃顺反异构的判断方法
(1)顺式结构和反式结构的原子或原子团的连接顺序以及双键的位置均相同，区别仅仅是原子或原子团在空间的排列方式不同。
(2)如果用a、b、c表示双键碳原子上的不同原子或原子团，那么，因双键所引起的顺反异构可以表示如下(其中前两种为顺式结构，后两种为反式结构)。
、、、。
【典例4】下列物质中，有顺反异构体的是( )
A．1，2 -二氯乙烯 ClHC=CHClB．1，1 -二氯乙烯 Cl2C=CH2
C．丙烯 CH3 —CH＝CH2D．苯乙烯
答案：A
解析：1，2 -二氯乙烯分子中，碳碳双键上同一碳上连有不同的原子，具有顺反异构，故A正确；1，1 -二氯乙烯中双键上同一碳上连有相同的原子，不具有顺反异构，故B错误； 丙烯CH3—CH＝CH2 ，碳碳双键上同一碳上连相同的氢原子，并不具有顺反异构，故C错误；苯乙烯分子中，其中碳碳双键上的碳原子连接相同的H原子，不具有顺反异构，故D错误。
考点05 烯烃的命名
1．烯烃的命名
(1)将含有双键的最长碳链作为主链，称为“某烯”；
(2)从距离双键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位；
(3)用阿拉伯数字标明双键的位置。用“二”“三”等表示双键的个数。
2．烯烃与烷烃命名的不同点
(1)主链选择不同
烷烃命名时要求选择分子结构中的最长碳链作为主链，而烯烃要求选择含有双键最长碳链作为主链。
(2)编号定位不同
编号时，烷烃要求从离支链最近一端开始，即保证支链的位置编号尽可能小，而烯烃要求从离双键最近一端开始，保证双键的位置编号最小。但如果两端离双键的位置相同，则从距离取代基较近的一端开始编号。
(3)书写名称不同
必须在“某烯”前标明双键的位置。
【典例5】某有机物的结构表达式为，其名称是( )
A．5-乙基-2-己烯 B．3-甲基庚烯
C．3-甲基-5-庚烯 D．5-甲基-2-庚烯
答案：D
解析：该有机物的结构简式展开为，从离双键最近的一端编号，故其名称为5-甲基-2-庚烯。
考点06 乙炔的结构和性质
1．乙炔的分子结构
(1)分子式：C2H2、电子式：、结构式：H—C≡C—H、结构简式：CH≡CH。
(2)碳原子的杂化方式：sp杂化，C—H键为σ键，C≡C键中含有1个σ键和2个π键，键角为180°。
(3)分子空间结构为直线形。
2．乙炔的物理性质
无色、无臭的气体，微溶于水，易溶于有机溶剂。
3．乙炔的化学性质
(1)氧化反应 ：
①能使KMnO4溶液褪色；
②在空气中燃烧火焰明亮，并伴有浓烈黑烟。乙炔燃烧的化学方程式：2C2H2+5O2eq \(———→,\s\up7(点燃))4CO2+2H2O。
(2)加成反应：
①与Br2加成（与溴的四氯化碳溶液反应）：
CH≡CH+Br2—→CHBr=CHBr CH≡CH+2Br2—→CHBr2—CHBr2
②与H2加成：
CH≡CH+H2eq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH2＝CH2CH≡CH+2H2eq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3—CH3
③与HCl加成制取氯乙烯： CH≡CH+HCleq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH2＝CHCl
④与H2O反应(制乙醛)：CH≡CH+H2Oeq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3CHO
(3)加聚反应：
4．乙炔的实验室制法
实验室常用如图所示装置制取乙炔，并验证乙炔的性质。
(1)电石(碳化钙CaC2)与水反应制取乙炔的化学方程式：CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑。
电石与水反应非常剧烈，为了减小其反应速率，可用饱和氯化钠溶液代替水作反应试剂。
(2)装CuSO4溶液的作用是除去H2S等杂质气体，防止H2S等气体干扰乙炔性质的检验，装置B中的现象是溶液褪色，装置C中的现象是溶液褪色。
【典例6】如图是制备和研究乙炔性质的实验装置图，有关说法不正确的是( )
A．用蒸馏水替代a中饱和食盐水产生的乙炔更为纯净
B．c中溶液(过量)的作用是除去影响后续实验的杂质
C．d、e中溶液褪色的原理不同
D．f处产生明亮、伴有浓烟的火焰
答案：A
解析：b中饱和食盐水与电石发生反应CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑，为制备乙炔的反应原理，蒸馏水代替饱和食盐水会使反应速率加快，不容易控制，故A错误；c中硫酸铜溶液除去杂质硫化氢，防止硫化氢对后续实验的影响，故B正确；d中溴水与乙炔发生加成反应生成的有机产物为1，1，2，2-四溴乙烷，e中乙炔与高锰酸钾发生氧化反应，高锰酸钾溶液褪色可说明乙炔能被氧化，反应原理不同，故C正确；c中已经排除杂质的干扰，e中乙炔与高锰酸钾发生氧化反应，高锰酸钾溶液褪色可说明乙炔能被氧化，f处若有剩余气体应为乙炔，燃烧放出明亮火焰，伴有浓烟，故D正确。
考点07 炔烃的结构和性质
1．结构特点：
炔烃的官能团是碳碳三键(—C≡C—)，结构和乙炔相似。
2．通式：单炔烃的通式为CnH2n-2(n≥2)
3．物理性质：
炔烃的物理性质与烷烃和烯烃相似，沸点随碳原子数的递增而逐渐升高。
4．化学性质：
炔烃的化学性质和乙炔相似，能发生加成反应、加聚反应和氧化反应。
5．命名：与烯烃命名方法相同，称为某炔。如命名为4-甲基-1-戊炔。
【典例7】已知1 ml某烃X能与2 ml Cl2完全加成得到Y，1 ml Y能与4 ml Cl2完全取代得到Z，则X的结构简式可能是( )
A．CH2＝CH2 B．CH≡CHC．CH≡CCH3D．CH2＝CHCl
答案：C
解析：“1 ml X能与2 ml Cl2完全加成”说明X中含有1个碳碳三键或2个碳碳双键，“1 ml Y能与4 ml Cl2完全取代”说明Y中含有4个氢原子，而X与Cl2加成时没有增加氢原子，则X中也只含有4个氢原子，故选C。
【特别提示】部分有机反应中的数量关系
(1)取代反应：烷烃的取代反应中，取代1 ml H需要1 ml X2(卤素)。
(2)加成反应：1 ml碳碳双键()可以和1 ml Br2(或1 ml H2)完全加成，1 ml碳碳三键(—C≡C—)可以和2 ml Br2(或2 ml H2)完全加成。
考点08 苯的分子结构
1．苯的分子结构
苯的分子式：C6H6，最简式：CH，结构式：，结构简式：或。
2．苯分子的空间结构
(1)苯的空间结构是平面正六边形，六个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子形成σ键，键角均为120°；碳碳键的键长相等，介于单键和双键之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。
(2)苯不存在单双键交替结构，可以从以下几个方面证明：
①结构上：苯分子中六个碳碳键均等长，六元碳环呈平面正六边形；
②性质上：苯不能发生碳碳双键可发生的反应，如使酸性KMnO4溶液褪色等；
③二氯代苯的结构：邻二氯苯只有一种结构，而若为单双键交替应有两种结构(和)。
【典例8】能说明苯分子的碳碳键不是单双键交替的事实是( )
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色；
②苯环中碳碳键的键长都相等；
③邻二氯苯只有一种；
④间二甲苯只有一种；
⑤在一定条件下苯与H2发生加成反应生成环己烷
A．①②③④ B．①②③C．②③④⑤ D．①②③⑤
答案：B
解析：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碳碳单键与碳碳双键的交替结构，故①正确；苯环上碳碳键的键长相等，说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构，故②正确；如果是单双键交替结构，苯的邻位二氯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，不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构，故③正确；无论苯环结构中是否存在碳碳双键和碳碳单键，间二甲苯只有一种，所以不能证明苯环结构中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构，故④错误；苯虽然并不具有碳碳双键，但在镍作催化剂的条件下也可与H2加成生成环己烷，所以不能说明苯分子中碳碳键不是单、双键相间交替的事实，故⑤错误。
考点09 苯的性质
1．苯的物理性质
无色，有特殊气味的液体，不溶于水，密度小于水，熔沸点低，有毒。
2．化学性质
(1)氧化反应：燃烧时火焰明亮，有浓烟，反应方程式：2C6H6+15O2eq \(———→,\s\up7(点燃))12CO2+6H2O。
(2)取代反应
①卤代反应：苯与液溴在FeBr3催化条件下的反应：
+Br2eq \(———→,\s\up7(FeBr3))+HBr↑。
溴苯()：无色液体，有特殊气味，不溶于水，密度比水的大。
②硝化反应：苯与浓硝酸在浓硫酸催化条件下的反应：
+HO—NO2+H2O。
硝基苯()：无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。
③磺化反应：苯与浓硫酸在70～80 ℃发生反应生成苯磺酸：
+HO—SO3H+H2O。
(3)加成反应
苯与H2在以Pt、Ni为催化剂并加热的情况下发生加成反应生成环己烷：
+3H2eq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 。
【典例9】以苯为原料，不能通过一步反应制得的有机物是( )
A． B．
C．D．
答案：C
解析：苯和氯气能发生取代反应生成氯苯，故A正确；苯与浓硝酸一定条件下能够发生取代反应生成硝基苯，故B正确；苯应先生成甲苯，然后再生成三硝基甲苯，不能由苯一步反应制得，故C错误；苯一定条件下可以与氢气发生加成反应生成环己烷，故D正确。
考点10 苯的取代反应实验
1．苯的溴代反应
(1)实验原理
+Br2+HBr↑
(2)实验现象
烧瓶充满红棕色气体，在导管口有白雾(HBr遇水蒸气形成)；反应完毕后，向锥形瓶中滴加AgNO3溶液，有浅黄色的AgBr沉淀生成；把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里，烧杯底部有褐色(溶有Br2)不溶于水的液体生成
(3)注意事项
①应该用纯溴；
②要使用催化剂FeBr3，需加入铁屑；
③锥形瓶中的导管不能插入液面以下，防止倒吸，因HBr极易溶于水
(4)产品处理(精制溴苯)
2．苯的硝化反应
(1)实验原理
+HNO3+H2O
(2)实验现象
将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，烧杯底部有黄色油状物质(溶有NO2)生成，然后用NaOH(5%)溶液洗涤，最后用蒸馏水洗涤后得无色油状、有苦杏仁味、密度比水大的液体
(3)注意事项
①试剂添加顺序：浓硝酸+浓硫酸+苯
②浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂
③必须用水浴加热，温度计插入水浴中测量水的温度
【典例10】实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是( )
A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C．装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯
答案：D
解析：向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液后二者会立即发生反应产生溴化氢和溴苯，所以需先打开K，A正确；由于反应过程是放热的，所以溴蒸气会挥发，溶解在CCl4中，故装置b中的液体逐渐变为浅红色，B正确；本实验中苯与溴发生取代反应会产生溴化氢，可以与碳酸钠发生反应，故装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢，C正确；因溴苯不是固体，是油状液体，所以反应后的混合液经稀碱溶液洗涤，分液后得到溴苯，D不正确。
考点11 苯的同系物的结构和命名
1．苯的同系物
苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物，其分子中有一个苯环，侧链都是烷基。
通式为CnH2 n-6 (n≥7)。
2．芳香烃的命名
(1)习惯命名法
以苯为母体，将苯环侧链的烷基作为取代基，称为“某苯”。如称为甲苯，称为乙苯。当苯分子中有两个氢原子被取代后，取代基的位置可分别用邻、间、对来表示。
(2)系统命名法
将苯环上的6个碳原子编号，把某个甲基所在的碳原子的位置编为1号，选取最小位次号给另一个甲基编号。如二甲苯有三种同分异构体：
【典例11】下列有机物中，属于苯的同系物的是( )
A． B．
C． D．
答案：D
解析：同系物是指结构相似，在分子组成上相差若干个CH2原子团的物质。A项，该结构是苯，不符合题意；B项，除了苯环，还含有碳碳双键，不饱和度与苯不同，不符合题意；C项，没有苯环，与苯结构不相似，不符合题意；D项，符合同系物的定义，符合题意。
考点12 苯的同系物的性质
1．苯的同系物的物理性质
苯的同系物为无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的小。
2．苯的同系物的化学性质
(1)氧化反应
①甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，这是由于甲苯上的甲基被酸性KMnO4溶液氧化的结果。
②燃烧
燃烧的通式为CnH2n-6+eq \f(3n-3,2) eq \(———→,\s\up7(点燃)) nCO2+(n-3)H2O。
(2)取代反应
甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下发生反应生成2，4，6-三硝基甲苯，发生反应的化学方程式为
+3HO—NO2+3H2O。
(3)加成反应
在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷，化学反应方程式为
+3H2。
3．苯和苯的同系物的比较
【典例12】甲苯是苯的同系物，化学性质与苯相似，但由于基团之间的相互影响，使甲苯的某些性质又与苯不同。下列有关推断及解释都正确的是( )
A．苯不能通过化学反应使溴水褪色，但甲苯可以，这是甲基对苯环影响的结果
B．苯不能在光照下与Cl2发生取代反应，但甲苯可以，这是苯环对甲基影响的结果
C．苯的一氯代物只有一种，而甲苯的苯环上一氯代物有3种，这是苯环对甲基影响的结果
D．苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，但甲苯可以，这是苯环对甲基影响的结果
答案：D
解析：苯与甲苯不含碳碳双键，都不能使溴水褪色，故A错误；苯不能在光照下与Cl2发生取代反应，但甲苯可以，是因为甲基上的氢原子容易被取代，与苯环的影响无关，故B错误；苯的一氯代物只有一种，而甲苯的一氯代物有3种，是因为苯环上氢原子完全相同，而甲苯苯环上有3种不同环境下的氢原子，与苯环对甲基影响无关，故C错误；苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，但甲苯可以，这是苯环对甲基影响的结果，故D正确。
考点13 苯的同系物同分异构体数目的判断
1．分子式为C8H10的苯的同系物及一氯代物同分异构体种数的确定
2．含有苯环的有机物同分异构体的判断技巧
由于苯环的结构特殊并具有高度对称性，因此含有苯环结构的有机物同分异构体也有其特殊的地方。
(1)对称法：苯分子中所有的氢原子的化学环境相同，含有多条对称轴，但是如果苯环上连有取代基，其对称性就会受到影响，如邻二甲苯有1条对称轴，间二甲苯有1条对称轴，而对二甲苯有2条对称轴，故邻二甲苯苯环上的一氯代物有2种，而间二甲苯苯环上的一氯代物有3种，对二甲苯苯环上的一氯代物有1种。如图所示：(箭头方向表示可以被氯原子取代的氢原子位置)
(2)换元法：对于芳香烃，若苯环上氢原子数为m，且有a+b=m，则该芳香烃苯环上的a元卤代物和b元卤代物的同分异构体种类相同。如对二甲苯苯环上的一氯取代物共有1种，则其苯环上的三氯取代物也为1种。
(3)定一(或二)移一法：苯环上连有两个取代基时，可固定一个，移动另一个，从而写出邻、间、对三种同分异构体；苯环上连有三个取代基时，可先固定两个取代基，得到几种结构，再逐一插入第三个取代基，从而确定出同分异构体的数目。
【典例13】某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只含有两个不相同烷基，符合条件的烃有( )
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
答案：D
解析：该烃不能使溴水褪色，可使酸性KMnO4溶液褪色，可判断该烃为苯的同系物；分子结构中含有两个不相同的烷基，则一个为甲基，另一个为丙基(—CH2—CH2—CH3、 )，而两个烷基在苯环上有邻、间、对三种位置，故符合条件的烃共有6种。
考点14 有机物分子的共面、共线问题
1．四种代表物的空间结构
甲烷的四面体结构(其中3个原子共面)，乙烯的6原子共面结构，乙炔的4原子共线结构，苯的12原子共面结构。
2．判定有机化合物分子中原子共线、共面的基本方法
(1)以上4种分子中的H原子如果被其他原子(如C、O、N、Cl等)所取代，则取代后的分子构型基本不变。
(2)共价单键可以自由旋转，共价双键和共价三键则不能旋转。
(3)若在分子结构中有一个碳原子形成四个单键，则该分子中所有原子不可能共面。
(4)若两个平面形结构通过一个碳碳单键相连接，则所有原子可能共平面。在中学所学的有机化合物中，所有的原子能够共平面的有CH2＝CH2、CH≡CH、C6H6、、CH2＝CH—CH＝CH2、等。
(5)分子中，结构中的所有原子共平面，把甲基看作一个可旋转的方向盘，连接苯环和甲基的单键看作该方向盘的轴，通过旋转仅能使甲基中的一个氢原子转到苯环所在平面内。
【典例14】某烃的结构简式为，有关其结构说法正确的是( )
A．所有原子可能在同一平面上
B．所有原子可能在同一条直线上
C．所有碳原子可能在同一平面上
D．所有氢原子可能在同一平面上
答案：C
解析：该分子可表示为
根据乙烯、苯为平面结构，乙炔为直线形结构，CH4为四面体结构及单键能绕键轴旋转，双键和三键不能绕键轴旋转，从a、b两个图示中可得：当a、b中用虚线所围的两个面完全重合时共面的原子最多，此时所有的碳原子都共面，但共直线的碳原子只有a图中编号的5个碳原子。由于分子中有—CH3，故分子中所有原子不共面。烷烃
烯烃
通式
CnH2n+2(n≥1)
CnH2n(n≥2)
代表物
CH4
CH2＝CH2
结构特点
全部单键，饱和链烃，正四面体结构
含碳碳双键，不饱和链烃，平面形分子，键角120°
化学性质
取代反应
光照条件下卤代
/
加成反应
不能发生
能与H2、X2、HX、H2O、HCN等发生加成反应
氧化反应
燃烧火焰较明亮
燃烧火焰明亮带黑烟
不与酸性KMnO4溶液反应
酸性KMnO4溶液褪色
加聚反应
不能发生
能发生
鉴别
溴水不褪色；酸性KMnO4溶液不褪色
溴水褪色；酸性KMnO4溶液褪色
①
②
③
习惯命名法
邻二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
系统命名法
1，2-二甲苯
1，3-二甲苯
1，4-二甲苯
苯
苯的同系物
相同点
①分子中都含有一个苯环
②都符合分子式通式CnH2n-6(n≥6)
①燃烧时现象相同，火焰明亮，伴有浓烟。
②都易发生苯环上的取代反应。
③都能发生加成反应，但反应都比较困难
不同点
易发生取代反应主要得到一元取代产物
更容易发生取代反应常得到多元取代产物
难被氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色
易被氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色
差异原因
苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响，苯环影响侧链，使侧链烃基性质活泼而易被氧化。侧链烃基影响苯环，使苯环邻、对位的氢更活泼而易被取代
乙苯
邻二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
烃基上一氯代物种数
2
1
1
1
苯环上一氯代物种数
3
2
3
1
一氯代物种数
5
3
4
2
1．烷烃的结构特点
烷烃的结构与甲烷相似，分子中的碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。
2．通式：CnH2n+2(n≥1)。
3．物理性质
(1)常温常压下的状态：碳原子数≤4的烷烃为气态，其他为液态或固态(注意：新戊烷常温下为气态)。
(2)熔沸点：随着分子中碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高；相同碳原子数时，支链越多，熔沸点越低。
(3)密度：相对密度随碳原子数的增加而逐渐增大，但均小于1。
(4)溶解性：难溶于水，易溶于有机溶剂。
4．化学性质
常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应，只有在特殊条件下(如光照或高温)才能发生某些反应。
(1)氧化反应：
烷烃可在空气或氧气中燃烧生成CO2和H2O，燃烧通式为
CnH2n+2+ QUOTE 3n+12 eq \f(3n+1,2)O2eq \(———→,\s\up7(点燃))nCO2+(n+1)H2O
(2)取代反应：
烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷：CH3CH3+Cl2eq \(———→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl+HCl
(3)分解反应：
烷烃受热时会分解产生含碳原子数较少的烷烃和烯烃，如：C16H34eq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温))C8H16+C8H18
5．同系物
结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。
【典例1】下列有关烷烃的叙述错误的是( )
A．甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应
B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C．分子通式为CnH2n+2的烃一定是链状烷烃
D．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸
答案：B
解析：甲烷与氯气反应属于取代反应，A正确；所有烷烃包括CH4都不能使酸性KMnO4溶液褪色，B错误；烷烃为饱和链烃，其分子通式为CnH2n+2，C正确；甲烷与氧气的混合气体在一定体积含量范围内，点燃会发生爆炸，D正确。
考点02 烷烃的命名
1．烃基
烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团叫作烃基。
例如甲基：—CH3，乙基：—CH2CH3，丙基有2种：正丙基—CH2CH2CH3、异丙基。
2．习惯命名法：
用“正”“异”“新”来区分烷烃
(1)丁烷有两种即正丁烷和异丁烷，结构简式分别为CH3CH2CH2CH3和。
(2)戊烷有三种，即正戊烷、异戊烷、新戊烷，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CH3、、。
3．烷烃的系统命名法
(1)选取分子结构中最长的碳链作为主链，根据主链上的碳原子数称“某烷”。
(2)给主链碳原子进行编号，以离支链(取代基)最近的一端开始编号，定为1号位。
(3)取代基名称写在主链名称的前面，并用阿拉伯数字注明取代基(由简单到复杂的顺序)位置，数字与取代基名称之间用短线隔开。
示例：
4．烷烃命名的原则
(1)最长碳链原则：应选最长的碳链作为主链。
(2)最多支链原则：若存在多条等长碳链时，应选择含支链最多的碳链作为主链。
(3)最近编号原则：应从离支链最近的一端对主链碳原子进行编号。
(4)最简原则：若不同的支链距主链两端距离相等时，应从靠近简单支链的一端对主链碳原子进行编号。
(5)最小编号原则：若相同的支链距主链两端距离相等时，应以支链编号数之和最小为原则，对主链碳原子编号。
【典例2】(1)按照系统命名法写出下列烷烃的名称：
①______________________；
②______________________。
(2)根据下列有机物的名称，写出相应的结构简式：
①2，4-二甲基戊烷：______________________；
②2，2，5-三甲基-3-乙基己烷：______________________。
答案：(1)①3，3，5-三甲基庚烷 ②4-甲基-3-乙基庚烷
(2)①
②
解析：(1)按照系统命名法对烷烃进行命名时，首先选主链，称某烷；然后编碳号定基位；最后再写名称。
(2)由有机物的名称确定烷烃的主链及其碳原子数，再依据支链位置画出碳骨架，最后根据碳满四价原则补写氢。
【特别提示】烷烃系统命名正误判断的方法
1．直接排除法
(1)主链选择错误。
若烷烃中出现“1-甲基”“2-乙基”(或倒数第2号碳原子上有乙基)“3-丙基”等，则为主链选择错误。
(2)名称书写是否规范。
①必须用2、3、4等表示取代基位置且位次和最小，即使同一个碳原子上连两个相同取代基也不能省略。数字之间用“，”隔开。
②必须用二、三、四等汉字表示相同取代基的数目。
③名称中凡阿拉伯数字与汉字之间必须用短线“-”隔开。
④必须把简单取代基写在前面，然后取代基依次变复杂。
2．重新命名法
将烷烃结构展开或由题给烷烃名称写出碳骨架结构，利用系统命名法进行命名，看名称是否一致。
考点03 烯烃的结构和性质
1．烯烃的结构特点
(1)烯烃的官能团是碳碳双键()。乙烯是最简单的烯烃。
(2)乙烯的结构特点
分子中所有原子都处于同一平面内。
2．通式
单烯烃的通式为CnH2n(n≥2)
3．物理性质
(1)常温常压下的状态：碳原子数≤4的烯烃为气态，其他为液态或固态。
(2)熔、沸点：随着分子中碳原子数的增加，烯烃的熔、沸点逐渐升高；相同碳原子数时，支链越多，熔沸点越低。
(3)密度：相对密度逐渐增大，但相对密度均小于1。
(4)溶解性：都难溶于水，易溶于有机溶剂。
4．化学性质
(1)氧化反应：
①能使酸性KMnO4溶液褪色，常用于的检验。
②燃烧：火焰明亮，并伴有黑烟，其燃烧通式为：CnH2n+eq \f(3n,2) QUOTE 3n2 O2eq \(———→,\s\up7(点燃))nCO2+nH2O。
(2)加成反应：
烯烃可以与X2、HX(X表示卤素)、H2、H2O等在一定条件下发生加成反应。例如：
乙烯与溴反应：CH2＝CH—CH3+Br2——→CH2Br—CHBr—CH3
乙烯与水反应：CH2＝CH2+H2Oeq \(——————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热加压))CH3CH2OH
丙烯与水反应：CH2＝CHCH3+H2Oeq \(——————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热加压))(或)
丙烯与HCl反应：CH2＝CHCH3+HCleq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))(或CH3CH2CH2Cl)
(3)加聚反应：
含有碳碳双键官能团的有机物在一定条件下能发生加聚反应。
丙烯生成聚丙烯：neq \(—————→,\s\up7(催化剂))
异丁烯（）发生加聚反应：neq \(—————→,\s\up7(催化剂))
5．二烯烃的加成反应
二烯烃是分子中含有两个碳碳双键的烯烃。1,3-丁二烯与氯气发生加成反应有两种方式：
(1)1,2-加成：
CH2=CH-CH=CH2+Cl2——→
(2)1,4-加成：
CH2=CH-CH=CH2+Cl2——→
6．烷烃、烯烃的比较
【典例3】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( )
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
答案：B
解析：苯的同系物必须只含有1个苯环，侧链为烷烃基，A错误；苯并降冰片烯分子中苯环上的6个碳原子和连在苯环上的2个碳原子共平面，B正确；苯并降冰片烯分子的结构上下对称，分子中含有5类氢原子，则一氯代物有5种，C错误；苯环不是单双键交替的结构，D错误。
考点04 烯烃的立体异构
1．顺反异构现象
通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间排列方式不同，产生顺反异构现象。
2．顺反异构体
(1)相同的原子或原子团位于双键同一侧的称为顺式结构，相同的原子或原子团位于双键两侧的称为反式结构，例如顺-2-丁烯和反-2-丁烯的结构简式分别是和。
(2)顺反异构体的化学性质基本相同，物理性质有一定的差异。
3．顺反异构的形成条件
一是具有碳碳双键，二是要求在组成双键的每个碳原子上必须连接两个不同的原子或原子团。
4．烯烃顺反异构的判断方法
(1)顺式结构和反式结构的原子或原子团的连接顺序以及双键的位置均相同，区别仅仅是原子或原子团在空间的排列方式不同。
(2)如果用a、b、c表示双键碳原子上的不同原子或原子团，那么，因双键所引起的顺反异构可以表示如下(其中前两种为顺式结构，后两种为反式结构)。
、、、。
【典例4】下列物质中，有顺反异构体的是( )
A．1，2 -二氯乙烯 ClHC=CHClB．1，1 -二氯乙烯 Cl2C=CH2
C．丙烯 CH3 —CH＝CH2D．苯乙烯
答案：A
解析：1，2 -二氯乙烯分子中，碳碳双键上同一碳上连有不同的原子，具有顺反异构，故A正确；1，1 -二氯乙烯中双键上同一碳上连有相同的原子，不具有顺反异构，故B错误； 丙烯CH3—CH＝CH2 ，碳碳双键上同一碳上连相同的氢原子，并不具有顺反异构，故C错误；苯乙烯分子中，其中碳碳双键上的碳原子连接相同的H原子，不具有顺反异构，故D错误。
考点05 烯烃的命名
1．烯烃的命名
(1)将含有双键的最长碳链作为主链，称为“某烯”；
(2)从距离双键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位；
(3)用阿拉伯数字标明双键的位置。用“二”“三”等表示双键的个数。
2．烯烃与烷烃命名的不同点
(1)主链选择不同
烷烃命名时要求选择分子结构中的最长碳链作为主链，而烯烃要求选择含有双键最长碳链作为主链。
(2)编号定位不同
编号时，烷烃要求从离支链最近一端开始，即保证支链的位置编号尽可能小，而烯烃要求从离双键最近一端开始，保证双键的位置编号最小。但如果两端离双键的位置相同，则从距离取代基较近的一端开始编号。
(3)书写名称不同
必须在“某烯”前标明双键的位置。
【典例5】某有机物的结构表达式为，其名称是( )
A．5-乙基-2-己烯 B．3-甲基庚烯
C．3-甲基-5-庚烯 D．5-甲基-2-庚烯
答案：D
解析：该有机物的结构简式展开为，从离双键最近的一端编号，故其名称为5-甲基-2-庚烯。
考点06 乙炔的结构和性质
1．乙炔的分子结构
(1)分子式：C2H2、电子式：、结构式：H—C≡C—H、结构简式：CH≡CH。
(2)碳原子的杂化方式：sp杂化，C—H键为σ键，C≡C键中含有1个σ键和2个π键，键角为180°。
(3)分子空间结构为直线形。
2．乙炔的物理性质
无色、无臭的气体，微溶于水，易溶于有机溶剂。
3．乙炔的化学性质
(1)氧化反应 ：
①能使KMnO4溶液褪色；
②在空气中燃烧火焰明亮，并伴有浓烈黑烟。乙炔燃烧的化学方程式：2C2H2+5O2eq \(———→,\s\up7(点燃))4CO2+2H2O。
(2)加成反应：
①与Br2加成（与溴的四氯化碳溶液反应）：
CH≡CH+Br2—→CHBr=CHBr CH≡CH+2Br2—→CHBr2—CHBr2
②与H2加成：
CH≡CH+H2eq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH2＝CH2CH≡CH+2H2eq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3—CH3
③与HCl加成制取氯乙烯： CH≡CH+HCleq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH2＝CHCl
④与H2O反应(制乙醛)：CH≡CH+H2Oeq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3CHO
(3)加聚反应：
4．乙炔的实验室制法
实验室常用如图所示装置制取乙炔，并验证乙炔的性质。
(1)电石(碳化钙CaC2)与水反应制取乙炔的化学方程式：CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑。
电石与水反应非常剧烈，为了减小其反应速率，可用饱和氯化钠溶液代替水作反应试剂。
(2)装CuSO4溶液的作用是除去H2S等杂质气体，防止H2S等气体干扰乙炔性质的检验，装置B中的现象是溶液褪色，装置C中的现象是溶液褪色。
【典例6】如图是制备和研究乙炔性质的实验装置图，有关说法不正确的是( )
A．用蒸馏水替代a中饱和食盐水产生的乙炔更为纯净
B．c中溶液(过量)的作用是除去影响后续实验的杂质
C．d、e中溶液褪色的原理不同
D．f处产生明亮、伴有浓烟的火焰
答案：A
解析：b中饱和食盐水与电石发生反应CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑，为制备乙炔的反应原理，蒸馏水代替饱和食盐水会使反应速率加快，不容易控制，故A错误；c中硫酸铜溶液除去杂质硫化氢，防止硫化氢对后续实验的影响，故B正确；d中溴水与乙炔发生加成反应生成的有机产物为1，1，2，2-四溴乙烷，e中乙炔与高锰酸钾发生氧化反应，高锰酸钾溶液褪色可说明乙炔能被氧化，反应原理不同，故C正确；c中已经排除杂质的干扰，e中乙炔与高锰酸钾发生氧化反应，高锰酸钾溶液褪色可说明乙炔能被氧化，f处若有剩余气体应为乙炔，燃烧放出明亮火焰，伴有浓烟，故D正确。
考点07 炔烃的结构和性质
1．结构特点：
炔烃的官能团是碳碳三键(—C≡C—)，结构和乙炔相似。
2．通式：单炔烃的通式为CnH2n-2(n≥2)
3．物理性质：
炔烃的物理性质与烷烃和烯烃相似，沸点随碳原子数的递增而逐渐升高。
4．化学性质：
炔烃的化学性质和乙炔相似，能发生加成反应、加聚反应和氧化反应。
5．命名：与烯烃命名方法相同，称为某炔。如命名为4-甲基-1-戊炔。
【典例7】已知1 ml某烃X能与2 ml Cl2完全加成得到Y，1 ml Y能与4 ml Cl2完全取代得到Z，则X的结构简式可能是( )
A．CH2＝CH2 B．CH≡CHC．CH≡CCH3D．CH2＝CHCl
答案：C
解析：“1 ml X能与2 ml Cl2完全加成”说明X中含有1个碳碳三键或2个碳碳双键，“1 ml Y能与4 ml Cl2完全取代”说明Y中含有4个氢原子，而X与Cl2加成时没有增加氢原子，则X中也只含有4个氢原子，故选C。
【特别提示】部分有机反应中的数量关系
(1)取代反应：烷烃的取代反应中，取代1 ml H需要1 ml X2(卤素)。
(2)加成反应：1 ml碳碳双键()可以和1 ml Br2(或1 ml H2)完全加成，1 ml碳碳三键(—C≡C—)可以和2 ml Br2(或2 ml H2)完全加成。
考点08 苯的分子结构
1．苯的分子结构
苯的分子式：C6H6，最简式：CH，结构式：，结构简式：或。
2．苯分子的空间结构
(1)苯的空间结构是平面正六边形，六个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子形成σ键，键角均为120°；碳碳键的键长相等，介于单键和双键之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。
(2)苯不存在单双键交替结构，可以从以下几个方面证明：
①结构上：苯分子中六个碳碳键均等长，六元碳环呈平面正六边形；
②性质上：苯不能发生碳碳双键可发生的反应，如使酸性KMnO4溶液褪色等；
③二氯代苯的结构：邻二氯苯只有一种结构，而若为单双键交替应有两种结构(和)。
【典例8】能说明苯分子的碳碳键不是单双键交替的事实是( )
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色；
②苯环中碳碳键的键长都相等；
③邻二氯苯只有一种；
④间二甲苯只有一种；
⑤在一定条件下苯与H2发生加成反应生成环己烷
A．①②③④ B．①②③C．②③④⑤ D．①②③⑤
答案：B
解析：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碳碳单键与碳碳双键的交替结构，故①正确；苯环上碳碳键的键长相等，说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构，故②正确；如果是单双键交替结构，苯的邻位二氯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，不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构，故③正确；无论苯环结构中是否存在碳碳双键和碳碳单键，间二甲苯只有一种，所以不能证明苯环结构中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构，故④错误；苯虽然并不具有碳碳双键，但在镍作催化剂的条件下也可与H2加成生成环己烷，所以不能说明苯分子中碳碳键不是单、双键相间交替的事实，故⑤错误。
考点09 苯的性质
1．苯的物理性质
无色，有特殊气味的液体，不溶于水，密度小于水，熔沸点低，有毒。
2．化学性质
(1)氧化反应：燃烧时火焰明亮，有浓烟，反应方程式：2C6H6+15O2eq \(———→,\s\up7(点燃))12CO2+6H2O。
(2)取代反应
①卤代反应：苯与液溴在FeBr3催化条件下的反应：
+Br2eq \(———→,\s\up7(FeBr3))+HBr↑。
溴苯()：无色液体，有特殊气味，不溶于水，密度比水的大。
②硝化反应：苯与浓硝酸在浓硫酸催化条件下的反应：
+HO—NO2+H2O。
硝基苯()：无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。
③磺化反应：苯与浓硫酸在70～80 ℃发生反应生成苯磺酸：
+HO—SO3H+H2O。
(3)加成反应
苯与H2在以Pt、Ni为催化剂并加热的情况下发生加成反应生成环己烷：
+3H2eq \(————→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 。
【典例9】以苯为原料，不能通过一步反应制得的有机物是( )
A． B．
C．D．
答案：C
解析：苯和氯气能发生取代反应生成氯苯，故A正确；苯与浓硝酸一定条件下能够发生取代反应生成硝基苯，故B正确；苯应先生成甲苯，然后再生成三硝基甲苯，不能由苯一步反应制得，故C错误；苯一定条件下可以与氢气发生加成反应生成环己烷，故D正确。
考点10 苯的取代反应实验
1．苯的溴代反应
(1)实验原理
+Br2+HBr↑
(2)实验现象
烧瓶充满红棕色气体，在导管口有白雾(HBr遇水蒸气形成)；反应完毕后，向锥形瓶中滴加AgNO3溶液，有浅黄色的AgBr沉淀生成；把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里，烧杯底部有褐色(溶有Br2)不溶于水的液体生成
(3)注意事项
①应该用纯溴；
②要使用催化剂FeBr3，需加入铁屑；
③锥形瓶中的导管不能插入液面以下，防止倒吸，因HBr极易溶于水
(4)产品处理(精制溴苯)
2．苯的硝化反应
(1)实验原理
+HNO3+H2O
(2)实验现象
将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，烧杯底部有黄色油状物质(溶有NO2)生成，然后用NaOH(5%)溶液洗涤，最后用蒸馏水洗涤后得无色油状、有苦杏仁味、密度比水大的液体
(3)注意事项
①试剂添加顺序：浓硝酸+浓硫酸+苯
②浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂
③必须用水浴加热，温度计插入水浴中测量水的温度
【典例10】实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是( )
A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C．装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯
答案：D
解析：向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液后二者会立即发生反应产生溴化氢和溴苯，所以需先打开K，A正确；由于反应过程是放热的，所以溴蒸气会挥发，溶解在CCl4中，故装置b中的液体逐渐变为浅红色，B正确；本实验中苯与溴发生取代反应会产生溴化氢，可以与碳酸钠发生反应，故装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢，C正确；因溴苯不是固体，是油状液体，所以反应后的混合液经稀碱溶液洗涤，分液后得到溴苯，D不正确。
考点11 苯的同系物的结构和命名
1．苯的同系物
苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物，其分子中有一个苯环，侧链都是烷基。
通式为CnH2 n-6 (n≥7)。
2．芳香烃的命名
(1)习惯命名法
以苯为母体，将苯环侧链的烷基作为取代基，称为“某苯”。如称为甲苯，称为乙苯。当苯分子中有两个氢原子被取代后，取代基的位置可分别用邻、间、对来表示。
(2)系统命名法
将苯环上的6个碳原子编号，把某个甲基所在的碳原子的位置编为1号，选取最小位次号给另一个甲基编号。如二甲苯有三种同分异构体：
【典例11】下列有机物中，属于苯的同系物的是( )
A． B．
C． D．
答案：D
解析：同系物是指结构相似，在分子组成上相差若干个CH2原子团的物质。A项，该结构是苯，不符合题意；B项，除了苯环，还含有碳碳双键，不饱和度与苯不同，不符合题意；C项，没有苯环，与苯结构不相似，不符合题意；D项，符合同系物的定义，符合题意。
考点12 苯的同系物的性质
1．苯的同系物的物理性质
苯的同系物为无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的小。
2．苯的同系物的化学性质
(1)氧化反应
①甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，这是由于甲苯上的甲基被酸性KMnO4溶液氧化的结果。
②燃烧
燃烧的通式为CnH2n-6+eq \f(3n-3,2) eq \(———→,\s\up7(点燃)) nCO2+(n-3)H2O。
(2)取代反应
甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下发生反应生成2，4，6-三硝基甲苯，发生反应的化学方程式为
+3HO—NO2+3H2O。
(3)加成反应
在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷，化学反应方程式为
+3H2。
3．苯和苯的同系物的比较
【典例12】甲苯是苯的同系物，化学性质与苯相似，但由于基团之间的相互影响，使甲苯的某些性质又与苯不同。下列有关推断及解释都正确的是( )
A．苯不能通过化学反应使溴水褪色，但甲苯可以，这是甲基对苯环影响的结果
B．苯不能在光照下与Cl2发生取代反应，但甲苯可以，这是苯环对甲基影响的结果
C．苯的一氯代物只有一种，而甲苯的苯环上一氯代物有3种，这是苯环对甲基影响的结果
D．苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，但甲苯可以，这是苯环对甲基影响的结果
答案：D
解析：苯与甲苯不含碳碳双键，都不能使溴水褪色，故A错误；苯不能在光照下与Cl2发生取代反应，但甲苯可以，是因为甲基上的氢原子容易被取代，与苯环的影响无关，故B错误；苯的一氯代物只有一种，而甲苯的一氯代物有3种，是因为苯环上氢原子完全相同，而甲苯苯环上有3种不同环境下的氢原子，与苯环对甲基影响无关，故C错误；苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，但甲苯可以，这是苯环对甲基影响的结果，故D正确。
考点13 苯的同系物同分异构体数目的判断
1．分子式为C8H10的苯的同系物及一氯代物同分异构体种数的确定
2．含有苯环的有机物同分异构体的判断技巧
由于苯环的结构特殊并具有高度对称性，因此含有苯环结构的有机物同分异构体也有其特殊的地方。
(1)对称法：苯分子中所有的氢原子的化学环境相同，含有多条对称轴，但是如果苯环上连有取代基，其对称性就会受到影响，如邻二甲苯有1条对称轴，间二甲苯有1条对称轴，而对二甲苯有2条对称轴，故邻二甲苯苯环上的一氯代物有2种，而间二甲苯苯环上的一氯代物有3种，对二甲苯苯环上的一氯代物有1种。如图所示：(箭头方向表示可以被氯原子取代的氢原子位置)
(2)换元法：对于芳香烃，若苯环上氢原子数为m，且有a+b=m，则该芳香烃苯环上的a元卤代物和b元卤代物的同分异构体种类相同。如对二甲苯苯环上的一氯取代物共有1种，则其苯环上的三氯取代物也为1种。
(3)定一(或二)移一法：苯环上连有两个取代基时，可固定一个，移动另一个，从而写出邻、间、对三种同分异构体；苯环上连有三个取代基时，可先固定两个取代基，得到几种结构，再逐一插入第三个取代基，从而确定出同分异构体的数目。
【典例13】某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，分子结构中只含有两个不相同烷基，符合条件的烃有( )
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
答案：D
解析：该烃不能使溴水褪色，可使酸性KMnO4溶液褪色，可判断该烃为苯的同系物；分子结构中含有两个不相同的烷基，则一个为甲基，另一个为丙基(—CH2—CH2—CH3、 )，而两个烷基在苯环上有邻、间、对三种位置，故符合条件的烃共有6种。
考点14 有机物分子的共面、共线问题
1．四种代表物的空间结构
甲烷的四面体结构(其中3个原子共面)，乙烯的6原子共面结构，乙炔的4原子共线结构，苯的12原子共面结构。
2．判定有机化合物分子中原子共线、共面的基本方法
(1)以上4种分子中的H原子如果被其他原子(如C、O、N、Cl等)所取代，则取代后的分子构型基本不变。
(2)共价单键可以自由旋转，共价双键和共价三键则不能旋转。
(3)若在分子结构中有一个碳原子形成四个单键，则该分子中所有原子不可能共面。
(4)若两个平面形结构通过一个碳碳单键相连接，则所有原子可能共平面。在中学所学的有机化合物中，所有的原子能够共平面的有CH2＝CH2、CH≡CH、C6H6、、CH2＝CH—CH＝CH2、等。
(5)分子中，结构中的所有原子共平面，把甲基看作一个可旋转的方向盘，连接苯环和甲基的单键看作该方向盘的轴，通过旋转仅能使甲基中的一个氢原子转到苯环所在平面内。
【典例14】某烃的结构简式为，有关其结构说法正确的是( )
A．所有原子可能在同一平面上
B．所有原子可能在同一条直线上
C．所有碳原子可能在同一平面上
D．所有氢原子可能在同一平面上
答案：C
解析：该分子可表示为
根据乙烯、苯为平面结构，乙炔为直线形结构，CH4为四面体结构及单键能绕键轴旋转，双键和三键不能绕键轴旋转，从a、b两个图示中可得：当a、b中用虚线所围的两个面完全重合时共面的原子最多，此时所有的碳原子都共面，但共直线的碳原子只有a图中编号的5个碳原子。由于分子中有—CH3，故分子中所有原子不共面。烷烃
烯烃
通式
CnH2n+2(n≥1)
CnH2n(n≥2)
代表物
CH4
CH2＝CH2
结构特点
全部单键，饱和链烃，正四面体结构
含碳碳双键，不饱和链烃，平面形分子，键角120°
化学性质
取代反应
光照条件下卤代
/
加成反应
不能发生
能与H2、X2、HX、H2O、HCN等发生加成反应
氧化反应
燃烧火焰较明亮
燃烧火焰明亮带黑烟
不与酸性KMnO4溶液反应
酸性KMnO4溶液褪色
加聚反应
不能发生
能发生
鉴别
溴水不褪色；酸性KMnO4溶液不褪色
溴水褪色；酸性KMnO4溶液褪色
①
②
③
习惯命名法
邻二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
系统命名法
1，2-二甲苯
1，3-二甲苯
1，4-二甲苯
苯
苯的同系物
相同点
①分子中都含有一个苯环
②都符合分子式通式CnH2n-6(n≥6)
①燃烧时现象相同，火焰明亮，伴有浓烟。
②都易发生苯环上的取代反应。
③都能发生加成反应，但反应都比较困难
不同点
易发生取代反应主要得到一元取代产物
更容易发生取代反应常得到多元取代产物
难被氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色
易被氧化，能使酸性KMnO4溶液褪色
差异原因
苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响，苯环影响侧链，使侧链烃基性质活泼而易被氧化。侧链烃基影响苯环，使苯环邻、对位的氢更活泼而易被取代
乙苯
邻二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
烃基上一氯代物种数
2
1
1
1
苯环上一氯代物种数
3
2
3
1
一氯代物种数
5
3
4
2
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