2020届化学高考二轮复习（浙江）常见的烃学案

2020届化学高考二轮复习（浙江）常见的烃学案

第 3 讲 常见的烃 [考试说明] 知识内容 考试要求 (1)石油的分馏、裂化、裂解的主要原理及产物 b (2)可燃性燃料(气、液)在保存、点燃中的安全问题 a (3)煤的气化、液化和干馏的主要原理及产物 a (4)甲烷的分子组成、结构特征、主要性质(取代、氧化反应) b (5)乙烯的分子组成、结构特征及主要性质(加成、氧化) b (6)乙炔的分子组成及主要性质(加成、氧化) a (7)甲烷、乙烯和乙炔的组成、结构和空间构型 b (8)苯的分子组成、结构特征、主要性质(取代反应) b (9)脂肪烃和芳香烃、饱和烃和不饱和烃的概念及判断 b (10)烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的物理性质 a (11)烷烃、烯烃和炔烃等脂肪烃的化学性质(取代反应、加成反应、加 聚反应) c (12)天然气、石油液化气和汽油的来源和组成 a (13)苯的结构特点和化学性质 b (14)苯的用途 a (15)苯的同系物的结构特点和化学性质 c (16)芳香烃来源 a (17)工业上生产乙苯、异丙苯的工艺 a (18)多环芳烃的结构特点 a 脂肪烃的组成与性质[学生用书 P63] 一、典型代表物的分子组成与结构特点 甲烷 乙烯 乙炔 分子式 CH4 C2H4 C2H2 结构式 H—C≡C—H 结构简式 CH4 CH2===CH2 HC≡CH 分子构型 正四面体形 平面形 直线形 二、脂肪烃的化学性质 1．氧化反应 (1)均能燃烧，其充分燃烧时反应的通式为 CxHy＋ x＋y 4 O2――→点燃 xCO2＋y 2H2O。 (2)被强氧化剂氧化，三类脂肪烃中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是烯烃和炔烃。 2．烷烃的取代反应 (1)取代反应：有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。 (2)烷烃的卤代反应 3．烯烃、炔烃的加成反应 (1)加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合 物的反应。 (2)烯烃、炔烃的加成反应 4．烯烃、炔烃的加聚反应 (1)乙烯的加聚反应 nCH2===CH2――→催化剂 CH2—CH2。 三、天然气、液化石油气和汽油的主要成分及其应用 主要成分 应用 天然气 甲烷 燃料、化工原料 液化石油气 丙烷、丁烷、丙烯、丁烯 燃料 汽油 C5～C12 的烃类混合物 汽油发动机燃料 1．(2018·浙江 4 月选考，T15)下列说法正确的是( ) A．光照下，1 mol CH4 最多能与 4 mol Cl2 发生取代反应，产物中物质的量最多的是 CCl4 B．苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在一定条件下能发生取代反应 C．甲烷和乙烯混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离 D．乙烯和苯分子中均含独立的碳碳双键，都能与 H2 发生加成反应 答案：B 2．(2019·浙江 4 月选考，T16)下列表述正确的是( ) A．苯和氯气生成 C6H6Cl6 的反应是取代反应 B．乙烯与溴水发生加成反应的产物是 CH2CH2Br2 C．等物质的量的甲烷与氯气反应的产物是 CH3Cl D．硫酸作催化剂，CH3CO18OCH2CH3 水解所得乙醇分子中有 18O 答案：D 3．(2018·浙江 4 月选考，T26)摩尔质量为 32 g·mol－1 的烃的衍生物 A 能与金属钠反应，F 是由两种均具有芳香气味的有机物组成的混合物。相关物质转化关系如下(含有相同官能团的 有机物通常具有相似的化学性质)： 请回答： (1)D 中官能团的名称是________。 (2)B 的结构简式是________。 (3)D→E 的化学方程式是___________________________________________。 (4)下列说法正确的是________。 A．石油裂解气和 B 都能使酸性 KMnO4 溶液褪色 B．可以用碳酸钠溶液洗去 C、E 和 F 混合物中的 C、E C．相同物质的量的 D、E 或 F 充分燃烧时消耗等量的氧气 D．有机物 C 和 E 都能与金属钠反应 答案：(1)碳碳双键 (2)HCHO 芳香烃的组成与性质[学生用书 P64] 一、苯 1．结构 2．物理性质 颜色 状态 气味 密度 水溶性 熔、沸点 毒性 无色 液体 特殊 气味 比水小 不溶于水 低 有毒 3.化学性质 (1)取代反应 二、苯的同系物 1．概念：苯环上的氢原子被烷基取代的产物。通式为 CnH2n－6(n>6)。 2．化学性质(以甲苯为例) (1)氧化反应 ①能够燃烧； ②能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (2)取代反应(以甲苯生成 TNT 的反应为例)： 甲苯比苯更容易发生苯环上的取代反应，是由于甲基对苯环的影响所致。 (3)加成反应(以甲苯与氢气的反应为例)： (1)在判断苯的同系物时，一定要紧扣同系物的概念，苯的同系物应该符合只有一个苯环， 其余全部是烷烃基的有机物，在分子组成上比苯多一个或若干个 CH2 原子团。 (2)注意苯的取代反应条件：苯与液溴在 FeBr3 作催化剂的条件下发生反应，该反应不需要 加热，且液溴不能换为溴水。 题组一 芳香烃的结构与性质 1．下列说法正确的是( ) A．甲烷分子的比例模型为 ，其二氯取代物有 2 种结构 B．苯和乙烯都能使溴水褪色，其褪色原理相同 C．相同质量的乙炔与苯分别在足量的氧气中完全燃烧，消耗氧气的物质的量相同 D．在一定条件下，苯与氯气生成氯苯的反应类型是加成反应 解析：选 C。A.CH4 的二氯取代物有 1 种，错误；B.苯使溴水褪色是萃取，乙烯与溴水发 生加成反应，使溴水褪色，错误；C.乙炔和苯的最简式都是 CH，故消耗的 O2 的量相同，正 确；D.苯与 Cl2 生成氯苯的反应是取代反应，错误。 2．有关苯的结构和性质，下列说法正确的是( ) B．苯在空气中不易燃烧完全，燃烧时冒浓烟 C．煤干馏得到的煤焦油中可以分离出苯，苯是无色无味的液态烃 D．向 2 mL 苯中加入 1 mL 酸性高锰酸钾溶液，振荡后静置，可观察到液体分层，上层 呈紫红色 答案：B 3．有关苯的结构与性质，下列说法正确的是( ) A．分子中含有碳碳双键 B．易被酸性 KMnO4 溶液氧化 C．与溴水发生加成反应而使溴水褪色 D．在一定条件下可与浓硝酸和浓硫酸的混合酸反应生成硝基苯 解析：选 D。苯的分子式是 C6H6，实验证明，苯不能与溴水因发生加成反应而使溴水褪 色，也不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，这说明苯分子中不存在碳碳双键，即不存在碳碳单键 和碳碳双键交替出现的结构，苯分子中碳原子间的化学键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之 间的特殊的共价键。在一定条件下可与浓硝酸和浓硫酸的混合酸反应生成硝基苯(苯环上的 H 原子被—NO2 取代)。 题组二 芳香烃及其卤代物的同分异构体 4．下列物质中，属于芳香烃且一氯取代物有 5 种的是( ) 解析：选 C。A 项有 4 种一氯取代物；B 项有 3 种一氯取代物；C 项有 5 种一氯取代物； D 项不属于芳香烃。 5．已知分子式为 C12H12 的物质 A 的结构简式为 ，物质 A 苯环上的二溴代物 有 9 种同分异构体，由此推断物质 A 苯环上的四溴代物的同分异构体的数目有( ) A．9 种 B．10 种 C．11 种 D．12 种 答案：A 题组三 有机物分子中原子共线、共面的判断 6．下列化合物的分子中，所有原子都处于同一平面内的有( ) ①乙烷 ②甲苯 ③氟苯 ④四氯乙烯 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 解析：选 D。—CH3 为四面体结构，乙烷和甲苯分子中都含有—CH3，分子中所有原子不 可能处于同一平面内；苯和乙烯均为平面形结构，氟苯可看作苯分子中的一个 H 原子被 F 原 子取代形成的，四氯乙烯可看作乙烯分子中的四个 H 原子被四个 Cl 原子取代形成的，则氟苯 和四氯乙烯分子中所有原子均处于同一平面内。 7．下列说法正确的是( ) A．丙烷是直链烃，所以分子中 3 个碳原子也在一条直线上 B．丙烯中所有原子均在同一平面上 解析：选 D。A 项，直链烃是锯齿形的，错误；B 项，丙烯中的甲基上至少有两个氢原子 不和其他原子共平面，错误；C 项，环状结构不是平面结构，所有碳原子不可能在同一平面上， 错误；D 项，该分子中在同一条直线上的原子有 8 个( )，再加上其中一个 苯环上的另外 8 个原子，所以至少有 16 个原子共平面，正确。