
第33講 脂肪烴、芳香烴 化石燃料
目標(biāo)要求 1.以甲烷、乙烯、乙炔、苯為例認(rèn)識(shí)碳原子的成鍵特點(diǎn),認(rèn)識(shí)它們的官能團(tuán)和性質(zhì)及應(yīng)用,知道氧化、加成、取代、聚合等有機(jī)反應(yīng)類型,知道有機(jī)物在一定條件下是可以轉(zhuǎn)化的。2.認(rèn)識(shí)烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),比較這些有機(jī)化合物的組成和性質(zhì)的差異。了解烴類在日常生活、有機(jī)合成和化工生產(chǎn)中的重要作用。3.結(jié)合石油化工了解化學(xué)在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用,以煤、石油的開(kāi)發(fā)利用為例,了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源和能源的方法。
1.烷烴、烯烴、炔烴的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和通式
典型代表物的組成與結(jié)構(gòu)
名稱
分子式
結(jié)構(gòu)式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
分子構(gòu)型
甲烷
CH4
CH4
正四面體形
乙烯
C2H4
CH2==CH2
平面形
乙炔
C2H2
H—C≡C—H
CH≡CH
直線形
2.脂肪烴的物理性質(zhì)
性質(zhì)
變化規(guī)律
狀態(tài)
常溫下含有1~4個(gè)碳原子的烴都是氣態(tài),隨著碳原子數(shù)的增多,逐漸過(guò)渡到液態(tài)、固態(tài)
沸點(diǎn)
隨著碳原子數(shù)的增多,沸點(diǎn)逐漸升高;同分異構(gòu)體之間,支鏈越多,沸點(diǎn)越低
相對(duì)密度
隨著碳原子數(shù)的增多,相對(duì)密度逐漸增大,密度均比水小
水溶性
均難溶于水
典型代表物的物理性質(zhì)
烴類
顏色
狀態(tài)
氣味
密度
水溶性
甲烷
無(wú)色
氣態(tài)
無(wú)味
小于空氣
極難溶
乙烯
稍有氣味
難溶
乙炔
無(wú)味
微溶
3.烷烴的化學(xué)性質(zhì)
應(yīng)用舉例
(1)烷烴(CnH2n+2)燃燒的通式為:__________________。
(2)烷烴代表物與氯氣在光照下的鹵代反應(yīng)
①甲烷與氯氣反應(yīng)(只寫(xiě)一個(gè)方程式即可):
CH4+2Cl2________________。
②乙烷與氯氣反應(yīng)(只寫(xiě)一種方程式即可):
CH3CH3+Cl2________________。
答案 (1)CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
(2)①CH2Cl2+2HCl?、贑H3CH2Cl+HCl
(1)取代反應(yīng):有機(jī)物分子中某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。
(2)烷烴的鹵代反應(yīng)特點(diǎn)
①反應(yīng)條件:氣態(tài)烷烴與氣態(tài)鹵素單質(zhì)在光照下反應(yīng)。
②產(chǎn)物成分:多種鹵代烴混合物(非純凈物)+HX。
③定量關(guān)系:~Cl2~HCl即取代1 mol氫原子,消耗1 mol鹵素單質(zhì),生成1 mol HCl。
4.烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)
(1)概念
①加成反應(yīng):有機(jī)物分子中的不飽和碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)。
②加聚反應(yīng):即加成聚合反應(yīng),一些含有不飽和鍵(雙鍵、叁鍵、共軛雙鍵)的化合物,在催化劑、引發(fā)劑等條件下,單體間相互加成形成高分子化合物的反應(yīng)。其特點(diǎn)是無(wú)副產(chǎn)物。
(2)典型代表物的化學(xué)性質(zhì)
5.脂肪烴的用途和來(lái)源
(1)甲烷、乙烯、乙炔的用途
脂肪烴
用途
甲烷
燃料、化工原料
乙烯
植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、化工原料
乙炔
切割、焊接金屬,化工原料
(2)脂肪烴的來(lái)源
來(lái)源
條件
產(chǎn)品
石油
常壓分餾
石油氣、汽油、煤油、柴油等
減壓分餾
潤(rùn)滑油、石蠟等
催化裂化、裂解
輕質(zhì)油、氣態(tài)烯烴
催化重整
芳香烴
天然氣
—
甲烷
煤
煤焦油的分餾
芳香烴
直接或間接液化
燃料油、多種化工原料
6.乙烯和乙炔的實(shí)驗(yàn)室制法
乙烯
乙炔
原理
CH3CH2OH CH2==CH2↑+H2O
CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+HC≡CH↑
反應(yīng)裝置
收集方法
排水集氣法
排水集氣法或向下排空氣法
拓展延伸
烯烴、炔烴被酸性KMnO4溶液氧化產(chǎn)物規(guī)律
應(yīng)用舉例
某烴的分子式為C11H20,1 mol該烴在催化劑作用下可以吸收2 mol H2;用熱的酸性KMnO4溶液氧化,得到丁酮()、琥珀酸()和丙酮
()三者的混合物。
該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________________________________________________________。
答案
(1)1 mol CH4與1 mol Cl2在光照條件下反應(yīng),生成1 mol CH3Cl氣體(×)
(2)乙烯可做水果的催熟劑(√)
(3)甲烷中含有乙烯氣體,可通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液除去(×)
(4)甲烷和乙烯可用溴的四氯化碳溶液鑒別(√)
(5)正丁烷的四個(gè)碳原子在同一條直線上,丙烯的所有原子在同一平面內(nèi)(×)
(6)用浸泡過(guò)高錳酸鉀溶液的硅土吸收水果釋放的乙烯,可達(dá)到水果保鮮的目的(√)
(7)將某氣體通入溴水中,溴水顏色退色,該氣體一定是乙烯(×)
(8)“瓦斯”是乙烯與空氣組成的混合物(×)
(9)沼氣的主要成分是甲烷,是一種可再生清潔能源(√)
(10)符合通式CnH2n+2的烴一定是烷烴(√)
(11)聚丙烯可發(fā)生加成反應(yīng)(×)
(12)烷烴同分異構(gòu)體之間,支鏈越多,沸點(diǎn)越高(×)
題組一 烷、烯、炔烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.己烷、己烯、己炔共同具有的性質(zhì)是( )
A.都不溶于水,且密度比水的小
B.能夠使溴水和酸性KMnO4溶液退色
C.分子中各原子都處在同一平面上
D.都能發(fā)生聚合反應(yīng)生成高分子化合物
答案 A
解析 己烷、己烯、己炔都屬于烴,不溶于水且密度比水小,A正確;己烷是飽和鏈烴,不能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液退色,B錯(cuò)誤;己烷不能發(fā)生聚合反應(yīng),D錯(cuò)誤。
2.已知:R—C≡C—H+R′BrR—C≡C—R′+HBr(R、R′表示氫原子或烴基),利用該反應(yīng)合成導(dǎo)電高分子材料P的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。下列說(shuō)法正確的是( )
A.和苯乙炔互為同系物
B.炔烴和鹵代烴在一定條件下可發(fā)生取代反應(yīng)
C.高分子P不能使溴的四氯化碳溶液退色
D.生成P的單體是
答案 B
解析 含有2個(gè)碳碳叁鍵,與苯乙炔結(jié)構(gòu)不同,不是同系物,故A錯(cuò)誤;由題給信息可知炔烴和鹵代烴在一定條件下可發(fā)生取代反應(yīng),故B正確;高分子P含有碳碳叁鍵,可與溴發(fā)生加成反應(yīng)而使溴的四氯化碳溶液退色,故C錯(cuò)誤;
的單體為和CH2Br2,故D錯(cuò)誤。
3.某烷烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
(1)若該烴是單烯烴與氫氣加成的產(chǎn)物,則該單烯烴可能有________________種結(jié)構(gòu)。
(2)若該烴是炔烴與氫氣加成的產(chǎn)物,則該炔烴可能有____________種結(jié)構(gòu)。
(3)若該烴是二烯烴與氫氣加成的產(chǎn)物,則該二烯烴可能有____________種結(jié)構(gòu)。
答案 (1)5 (2)1 (3)5
解析 該烷烴的碳骨架結(jié)構(gòu)為。(1)對(duì)應(yīng)的單烯烴中雙鍵可位于①、②、③、④、⑤五個(gè)位置。(2)對(duì)應(yīng)的炔烴中叁鍵只能位于①位置。(3)對(duì)應(yīng)的二烯烴,當(dāng)一個(gè)雙鍵位于①時(shí),另一個(gè)雙鍵可能位于③、④、⑤三個(gè)位置,當(dāng)一個(gè)雙鍵位于②時(shí),另一個(gè)雙鍵可能位于⑤一個(gè)位置,另外兩個(gè)雙鍵還可能分別位于④和⑤兩個(gè)位置。
題組二 脂肪烴與其他有機(jī)物的轉(zhuǎn)化
4.完成下列有機(jī)物的轉(zhuǎn)化,并判斷反應(yīng)類型。
(1)CH3CH==CH2+________―→,反應(yīng)類型:____________。
(2)CH3CH==CH2+Cl2____________+HCl,反應(yīng)類型:____________。
(3)CH2==CH—CH==CH2+________―→,反應(yīng)類型:___________。
(4)____________+Br2―→,反應(yīng)類型:____________。
(5)____________,反應(yīng)類型:____________。
答案 (1)Cl2 加成反應(yīng)
(2) 取代反應(yīng)
(3)Br2 加成反應(yīng)
(4)CH3—C≡CH 加成反應(yīng)
(5)nCH2==CHCl 加聚反應(yīng)
5.烯烴在化工生產(chǎn)過(guò)程中有重要意義。如圖所示是以烯烴A為原料合成粘合劑M的路線圖。
回答下列問(wèn)題:
(1)下列關(guān)于路線圖中的有機(jī)物或轉(zhuǎn)化關(guān)系的說(shuō)法正確的是________(填字母)。
A.A能發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)
B.B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2ClCHClCH3
C.C的分子式為C4H5O3
D.M的單體是CH2==CHCOOCH3和
(2)A分子中所含官能團(tuán)的名稱是________,反應(yīng)①的反應(yīng)類型為_(kāi)_______。
(3)設(shè)計(jì)步驟③⑤的目的是_____________________________________________________,
C的名稱為_(kāi)_____________________。
(4)C和D生成M的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。
答案 (1)D (2)碳碳雙鍵 取代反應(yīng)
(3)保護(hù)碳碳雙鍵,防止被氧化 丙烯酸甲酯
(4)nCH2==CHCOOCH3+nCH2==
解析 A為烯烴,分子式為C3H6,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH==CH2;結(jié)合反應(yīng)②的生成物為CH2==CHCH2OH,及反應(yīng)①的條件可知B為ClCH2CH==CH2;生成D的反應(yīng)物為CH2==CH—CN,由粘合劑M逆推可知D為,故C為CH2==CHCOOCH3。
(1)CH3CH==CH2可發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng),不能發(fā)生縮聚反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;B為ClCH2CH==CH2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;CH2==CHCOOCH3的分子式為C4H6O2,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
(2)A為CH3CH==CH2,其官能團(tuán)為碳碳雙鍵,反應(yīng)①是甲基在光照條件下的取代反應(yīng)。
(3)反應(yīng)③是CH2==CHCH2OH通過(guò)加成反應(yīng),使碳碳雙鍵得以保護(hù),防止后續(xù)加入酸性KMnO4溶液時(shí)被氧化,待羥基被氧化后,再通過(guò)消去反應(yīng),得到原來(lái)的碳碳雙鍵;C為CH2==CHCOOCH3,其名稱為丙烯酸甲酯。
(4)CH2==CHCOOCH3與通過(guò)加聚反應(yīng)生成
。
常見(jiàn)反應(yīng)類型的判斷方法
常見(jiàn)反應(yīng)類型包括取代反應(yīng)、加成反應(yīng)(加聚反應(yīng))、氧化反應(yīng)等。
(1)取代反應(yīng)。特點(diǎn):有上有下,包括鹵代、硝化、磺化、水解、酯化等反應(yīng)類型。
(2)加成反應(yīng)。特點(diǎn):只上不下,反應(yīng)物中一般含有不飽和鍵,如碳碳雙鍵等。
(3)加聚反應(yīng)全稱為加成聚合反應(yīng),即通過(guò)加成反應(yīng)聚合成高分子化合物,除具有加成反應(yīng)的特點(diǎn)外,生成物必是高分子化合物。
1.苯
(1)組成與結(jié)構(gòu)
(2)物理性質(zhì)
顏色
狀態(tài)
氣味
毒性
溶解性
密度
熔沸點(diǎn)
無(wú)色
液體
特殊氣味
有毒
不溶于水
比水小
低
(3)化學(xué)性質(zhì)
完成下列方程式:
①燃燒:2C6H6+15O212CO2+6H2O(火焰明亮,帶濃煙)。
②取代反應(yīng):
苯與液溴的反應(yīng):
+Br2+HBr;
苯的硝化反應(yīng):
+HNO3+H2O。
③加成反應(yīng):
一定條件下與H2加成:
+3H2。
2.芳香烴
分子里含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的烴。
芳香烴
3.苯的同系物與苯的性質(zhì)比較
(1)相同點(diǎn)
因都含有苯環(huán)
(2)不同點(diǎn):烷基對(duì)苯環(huán)有影響,所以苯的同系物比苯易發(fā)生取代反應(yīng);苯環(huán)對(duì)烷基也有影響,所以苯環(huán)上的甲基能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。
完成下列有關(guān)苯的同系物的化學(xué)方程式:
①硝化:+3HNO3
+3H2O。
②鹵代:+Br2+HBr;
+Cl2+HCl。
③易氧化,能使酸性KMnO4溶液退色:
。
應(yīng)用體驗(yàn)
有下列物質(zhì):①乙苯,②環(huán)己烯,③苯乙烯,④對(duì)二甲苯,⑤叔丁基苯
回答下列問(wèn)題:
(1)能使酸性高錳酸鉀溶液退色的是__(填序號(hào),下同)。
(2)互為同系物的是________。
(3)能使溴的四氯化碳溶液退色的是________。
(4)寫(xiě)出②④分別被酸性高錳酸鉀溶液氧化的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________________、________________。
答案 (1)①②③④ (2)①⑤或④⑤ (3)②③
(4)HOOC(CH2)4COOH
(1)苯不具有典型的雙鍵所具有的加成反應(yīng)的性質(zhì),故不可能發(fā)生加成反應(yīng)( )
(2)苯不能使酸性KMnO4溶液退色,因此苯不能發(fā)生氧化反應(yīng)( )
(3)用溴水鑒別苯和戊烷( )
(4)甲苯與氯氣在光照條件下反應(yīng),主要產(chǎn)物是2,4-二氯甲苯( )
(5)苯的二氯代物有三種( )
(6)己烯中混有少量甲苯,先加入足量溴水,然后加入酸性高錳酸鉀溶液,若溶液退色,則證明己烯中混有甲苯( )
(7)C2H2與的最簡(jiǎn)式相同( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)√
題組一 芳香烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)(不定項(xiàng)選擇題)
1.(2020·南昌質(zhì)檢)關(guān)于化合物(b)、(d)、(p)的下列說(shuō)法正確的是( )
A.b、d都屬于芳香烴
B.b、d、p的一氯代物均只有三種
C.b、d、p均可與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)
D.b、d中的所有原子可能處于同一平面
答案 AD
2.下列關(guān)于芳香烴的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.稠環(huán)芳烴菲()在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)、硝化反應(yīng)
B.化合物是苯的同系物
C.等質(zhì)量的與苯完全燃燒消耗氧氣的量相等
D.光照條件下,異丙苯與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成的一氯代物有3種
答案 BD
解析 A項(xiàng),菲屬于芳香烴,與苯的性質(zhì)相似,正確;B項(xiàng),所述物質(zhì)與苯在組成上不相差若干個(gè)CH2原子團(tuán),錯(cuò)誤;C項(xiàng),苯與的最簡(jiǎn)式相同,因而等質(zhì)量的兩物質(zhì)完全燃燒,消耗氧氣的量相同,正確;D項(xiàng),烷基只有兩種不等效H原子,錯(cuò)誤。
題組二 芳香烴與其有機(jī)物的轉(zhuǎn)化
3.苯的同系物中,有的側(cè)鏈能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,生成芳香酸,反應(yīng)如下:
(R、R′表示烷基或氫原子)
(1)現(xiàn)有苯的同系物甲、乙,分子式都是C10H14。甲不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化為芳香酸,它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是____________________;乙能被酸性高錳酸鉀溶液氧化為分子式為C8H6O4的芳香酸,則乙可能的結(jié)構(gòu)有________種。
(2)有機(jī)物丙也是苯的同系物,分子式也是C10H14,它的苯環(huán)上的一溴代物只有一種,試寫(xiě)出丙所有可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:__________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1) 9
(2)
解析 (1)本題以分子式為C10H14的苯的同系物可能具有的結(jié)構(gòu)展開(kāi)討論。側(cè)鏈與苯環(huán)直接相連的碳原子上都有氫原子,產(chǎn)物中羧基數(shù)目等于苯的同系物分子中能被氧化的側(cè)鏈數(shù)目;若苯的同系物能被氧化為分子式為C8H6O4的芳香酸(二元酸),說(shuō)明苯環(huán)上有兩個(gè)側(cè)鏈,可能是兩個(gè)乙基,也可能是一個(gè)甲基和一個(gè)丙基,而丙基又有兩種結(jié)構(gòu)(—CH2CH2CH3和),兩個(gè)側(cè)鏈在苯環(huán)上的位置又有鄰位、間位和對(duì)位3種可能,故分子式為C10H14、有兩個(gè)側(cè)鏈的苯的同系物有3×3=9種可能的結(jié)構(gòu)。(2)分子式為C10H14的苯的同系物苯環(huán)上的一溴代物只有一種,其苯環(huán)上可能只有2個(gè)相同的側(cè)鏈且位于對(duì)位,或4個(gè)相同的側(cè)鏈,且兩兩處于對(duì)稱位置。
4.已知苯可以進(jìn)行如下轉(zhuǎn)化:
溴苯 苯 ①
② C
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為_(kāi)_______,化合物A的化學(xué)名稱為_(kāi)_______。
(2)化合物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______,反應(yīng)②的反應(yīng)類型為_(kāi)_______。
(3)如何僅用水鑒別苯和溴苯:______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)加成反應(yīng) 環(huán)己烷 (2) 消去反應(yīng) (3)加入水,油層在上層的為苯,油層在下層的為溴苯
解析 (1)反應(yīng)①為加成反應(yīng),生成A為,為環(huán)己烷。
(2)環(huán)己烷在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成B(),B再發(fā)生消去反應(yīng)生成。
(3)苯的密度比水小,溴苯的密度比水大,加入水,油層在上層的為苯,油層在下層的為溴苯。
1.煤的綜合利用
(1)煤的干餾:把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過(guò)程。煤的干餾是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過(guò)程。
(2)煤的氣化
將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程,目前主要方法是碳和水蒸氣反應(yīng)制水煤氣?;瘜W(xué)方程式為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。
(3)煤的液化
①直接液化:煤+氫氣液體燃料。
②間接液化:煤+水水煤氣甲醇等。
2.石油的綜合利用
(1)石油的成分:由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物,主要成分是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。所含元素以C、H為主,還含有少量N、S、P、O等。
(2)石油的加工
方法
過(guò)程
目的
分餾
把原油中各組分分離成沸點(diǎn)不同的分餾產(chǎn)物
獲得各種燃料用油
裂化
把相對(duì)分子質(zhì)量大的烴斷裂成相對(duì)分子質(zhì)量小的烴
得到更多的汽油等輕質(zhì)油
裂解
深度裂化,產(chǎn)物呈氣態(tài)
得到乙烯、丙烯、甲烷等化工原料
3.天然氣的綜合利用
(1)天然氣的主要成分是甲烷,它是一種清潔的化石燃料,更是一種重要的化工原料。
(2)天然氣與水蒸氣反應(yīng)制取H2
原理:CH4+H2O(g)CO+3H2。
(1)石油是混合物,其分餾產(chǎn)品汽油為純凈物(×)
(2)大量燃燒化石燃料是造成霧霾天氣的一種重要因素(√)
(3)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)化合物(×)
(4)裂化的目的是得到輕質(zhì)油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料(√)
(5)常壓分餾得到的汽油是混合物,沒(méi)有固定的沸點(diǎn)(√)
(6)汽油與水互不相溶,可以用裂化汽油萃取溴水中的溴(×)
(7)煤的氣化和液化都是化學(xué)變化(√)
(8)石油裂解的主要目的是得到短鏈不飽和烴(√)
(1)煤的干餾和石油分餾有何不同?
答案 煤的干餾是在隔絕空氣加強(qiáng)熱的條件下發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化的過(guò)程,而石油分餾是根據(jù)沸點(diǎn)不同將石油中各成分分離的過(guò)程,是物理變化。
(2)為什么不能用裂化汽油萃取溴水中的溴?
答案 由于裂化汽油中含有不飽和的烯烴,能與溴水中的溴發(fā)生加成反應(yīng),所以裂化汽油不能用于萃取溴水中的溴。
1.下列說(shuō)法不正確的是( )
A.石油是由烴組成的混合物
B.①主要發(fā)生物理變化
C.②是石油的裂化、裂解
D.③屬于取代反應(yīng)
答案 D
解析?、贋槭偷姆逐s,發(fā)生物理變化,B項(xiàng)正確;由石油分餾產(chǎn)品獲得氣態(tài)烴乙烯需經(jīng)過(guò)石油的裂化和裂解,C項(xiàng)正確;由乙烯制得1,2-二溴乙烷的反應(yīng)為CH2==CH2+Br2―→CH2BrCH2Br,屬于加成反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.①是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使其分解的過(guò)程
B.條件a為Cl2/光照
C.反應(yīng)②為置換反應(yīng)
D.B為甲醇或乙酸時(shí),反應(yīng)③原子利用率均可達(dá)到100%
答案 A
解析 煤的干餾應(yīng)隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解。
3.如圖所示,將浸透了石蠟油(分子中含有17個(gè)碳原子以上的液態(tài)烷烴混合物)的礦渣棉放置在硬質(zhì)試管的底部,試管中加入碎瓷片,給碎瓷片加強(qiáng)熱,石蠟油蒸氣通過(guò)碎瓷片表面,發(fā)生反應(yīng),可得到一定量的氣體生成物,用該生成物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①生成的氣體通入酸性KMnO4溶液中,溶液退色?、谏傻臍怏w通入Br2的CCl4溶液中,溶液退色?、塾门潘ㄊ占辉嚬軞怏w,點(diǎn)燃,燃燒時(shí)火焰明亮,有黑煙產(chǎn)生(甲烷燃燒時(shí)火焰為淡藍(lán)色,無(wú)煙)。
根據(jù)以上現(xiàn)象思考:
(1)用其最簡(jiǎn)單的同系物為例,寫(xiě)出②的反應(yīng)方程式:__________________________
________________________________________________________________________。
(2)碎瓷片的作用是______________。
(3)產(chǎn)生黑煙的原因是_______________________________________________________。
答案 (1)CH2==CH2+Br2―→CH2BrCH2Br (2)催化劑 (3)烴中含碳量較高,不易充分燃燒
解析 生成的氣體通入酸性KMnO4溶液中,溶液退色。生成的氣體通入Br2的CCl4溶液中,溶液退色,用排水法收集一試管氣體,點(diǎn)燃,燃燒時(shí)火焰明亮,有黑煙產(chǎn)生(甲烷燃燒時(shí)火焰為淡藍(lán)色,無(wú)煙)這說(shuō)明生成物中含有不飽和烴。(1)最簡(jiǎn)單的烯烴是乙烯,和溴水發(fā)生加成反應(yīng)的方程式為CH2==CH2+Br2―→CH2BrCH2Br。(2)在碎瓷片的作用下石蠟分解,所以其作用是催化劑。(3)產(chǎn)生黑煙,這說(shuō)明烴中含碳量較高,不易充分燃燒。
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”
(1)汽油主要是C5~C11的烴類混合物(√)(2017·北京,9C)
(2)乙烯和聚氯乙烯都能使溴的四氯化碳溶液退色(×)(2017·海南,8C)
(3)甲烷與足量氯氣在光照條件下反應(yīng)可生成難溶于水的油狀液體(√)(2017·海南,8D)
(4)將乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最終變?yōu)闊o(wú)色透明,則生成的1,2-二溴乙烷無(wú)色、可溶于四氯化碳(√)(2017·全國(guó)卷Ⅱ,10A)
(5)甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)后的混合氣體能使?jié)駶?rùn)的石蕊試紙變紅,則生成的氯甲烷具有酸性(×)(2017·全國(guó)卷Ⅱ,10D)
(6)天然氣和液化石油氣是我國(guó)目前推廣使用的清潔燃料(√)(2017·全國(guó)卷Ⅲ,7D)
(7)環(huán)己烷與苯可用酸性KMnO4溶液鑒別(×)(2017·全國(guó)卷Ⅲ,8C)
(8)水可以用來(lái)分離溴苯和苯的混合物(×)(2017·全國(guó)卷Ⅲ,8D)
2.(2019·全國(guó)卷Ⅰ,8)關(guān)于化合物2-苯基丙烯(),下列說(shuō)法正確的是( )
A.不能使稀高錳酸鉀溶液退色
B.可以發(fā)生加成聚合反應(yīng)
C.分子中所有原子共平面
D.易溶于水及甲苯
答案 B
解析 2-苯基丙烯分子中苯環(huán)的側(cè)鏈上含有碳碳雙鍵,它能與稀高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng)而使其退色,A項(xiàng)錯(cuò)誤;類比乙烯,2-苯基丙烯能發(fā)生加成聚合反應(yīng),B項(xiàng)正確;2-苯基丙烯分子中含有甲基,故該分子中不可能所有原子共平面,C項(xiàng)錯(cuò)誤;2-苯基丙烯屬于烴,不易溶于水,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.(2019·上海等級(jí)考,7)已知有一種烴的結(jié)構(gòu)類似自行車,簡(jiǎn)稱“自行車烴”,如下圖所示,下列關(guān)于它的敘述正確的是( )
A.易溶于水 B.可以發(fā)生取代反應(yīng)
C.其密度大于水的密度 D.與環(huán)己烷互為同系物
答案 B
解析 A項(xiàng),烴難溶于水,錯(cuò)誤;B項(xiàng),烴可以與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng),正確;C項(xiàng),烴的密度小于水的密度,錯(cuò)誤;D項(xiàng),“自行車烴”與環(huán)己烷結(jié)構(gòu)不相似,不互為同系物,錯(cuò)誤。
4.(2016·北京理綜,9)在一定條件下,甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)如下:
對(duì)二甲苯
鄰二甲苯
間二甲苯
苯
沸點(diǎn)/℃
138
144
139
80
熔點(diǎn)/℃
13
-25
-47
6
下列說(shuō)法不正確的是( )
A.該反應(yīng)屬于取代反應(yīng)
B.甲苯的沸點(diǎn)高于144 ℃
C.用蒸餾的方法可將苯從反應(yīng)所得產(chǎn)物中首先分離出來(lái)
D.從二甲苯混合物中,用冷卻結(jié)晶的方法可將對(duì)二甲苯分離出來(lái)
答案 B
解析 A項(xiàng),甲苯生成二甲苯是甲苯苯環(huán)上的氫原子被甲基取代,屬于取代反應(yīng),正確;B項(xiàng),甲苯的相對(duì)分子質(zhì)量介于二甲苯和苯之間,故沸點(diǎn)也介于二甲苯和苯的沸點(diǎn)之間,即介于80 ℃和144 ℃之間,錯(cuò)誤;C項(xiàng),苯的沸點(diǎn)和二甲苯的沸點(diǎn)相差很大(大于30 ℃),可用蒸餾的方法將苯從反應(yīng)所得產(chǎn)物中首先分離出來(lái),正確;D項(xiàng),因?qū)Χ妆降娜埸c(diǎn)較高,可用冷卻結(jié)晶的方法從二甲苯混合物中將對(duì)二甲苯分離出來(lái),正確。
5.(2018·全國(guó)卷Ⅱ,9)實(shí)驗(yàn)室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。
光照下反應(yīng)一段時(shí)間后,下列裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是( )
答案 D
解析 甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生反應(yīng):CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。黃綠色的氯氣參加了反應(yīng),逐漸減少,生成無(wú)色的氣體,因此試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺;反應(yīng)生成的HCl極易溶于水,使試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,因此試管內(nèi)液面上升;生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均為無(wú)色油狀液體,附著在試管壁上,因此試管壁上出現(xiàn)油狀液滴;生成的HCl氣體遇到水蒸氣溶解生成鹽酸小液滴,形成白霧,因此試管中有少量白霧。綜合上述現(xiàn)象,答案選D項(xiàng)。
6.(2019·江蘇,17)化合物F是合成一種天然茋類化合物的重要中間體,其合成路線如下:
(1)A中含氧官能團(tuán)的名稱為_(kāi)_______和________。
(2)A→B的反應(yīng)類型為_(kāi)_______。
(3)C→D的反應(yīng)中有副產(chǎn)物X(分子式為C12H15O6Br)生成,寫(xiě)出X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________________。
(4)C的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫(xiě)出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________________。
①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);
②堿性水解后酸化,含苯環(huán)的產(chǎn)物分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子數(shù)目比為1∶1。
答案 (1)(酚)羥基 羧基 (2)取代反應(yīng)
(3)
(4)
解析 (1)A中含氧官能團(tuán)的名稱為(酚)羥基和羧基。(2)A→B為羧基中的羥基被氯原子取代。(3)C→D為—CH2OCH3取代1個(gè)酚羥基上的H原子,C中有2個(gè)酚羥基,二者均可以與—CH2OCH3發(fā)生取代反應(yīng),結(jié)合X的分子式,可以得出X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(4)能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),說(shuō)明含有酚羥基。
在堿性條件下水解之后酸化得,中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子數(shù)目比為1∶1。
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