备战2021 高考化学 考点61 烃和卤代烃（解析版）

备战2021 高考化学 考点61 烃和卤代烃（解析版）

考点 61 烃和卤代烃 一、烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质 1．脂肪烃的来源 来源 条件 产品 石油 常压分馏 石油气、汽油、煤油、柴油等 减压分馏 润滑油、石蜡等 催化裂化、裂解 轻质油、气态烯烃 催化重整 芳香烃 天然气 － 甲烷 煤 煤焦油的分馏 芳香烃 直接或间接液化 燃料油、多种化工原料 2．烷烃、烯烃和炔烃 （1）组成与结构特点 烃类 结构特点 通式 烷烃 分子中碳原子之间以单键结合成链状，碳原子剩 余的价键全部与氢原子结合的饱和烃 CnH2n+2(n≥1) 烯烃 分子里含有碳碳双键的不饱和链烃 CnH2n(n≥2) 炔烃 分子里含有碳碳三键的不饱和链烃 CnH2n－2(n≥2) （1）直接连在饱和碳原子上的四个原子形成的空间构型为四面体形； （2）直接连在双键碳原子上的四个原子与双键两端的碳原子共平面； （3）直接连在三键碳原子上的两个原子与三键两端的碳原子共线。 （2）物理性质 比较内容（以 CxHy 表示烷烃、烯烃和炔烃） 状态 沸点 x 增多，沸点升高 相同的 x，支链越多，沸点越低 相对密度 x 增多，相对密度逐渐增大，但比水的密度小 水中的溶解度 CxHy 均难溶于水 （3）化学性质 ①烷烃的取代反应 a．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。 b．烷烃的卤代反应。 ②烯烃、炔烃的加成反应 a．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。 b．烯烃、炔烃的加成反应 ③烯烃的加聚反应 乙烯的加聚反应方程式为 nCH2=CH2 催化剂 。 ④脂肪烃的氧化反应 烷烃 烯烃 炔烃 燃烧现象 燃烧火焰较明亮 燃烧火焰明亮，带黑烟 燃烧火焰很明亮，带浓黑烟 通入酸性 KMnO4 溶液 不褪色 褪色 褪色 3．乙炔的分子结构与性质 乙炔是炔烃的代表物，分子中含有碳碳三键，具有不饱和烃的通性。 （1）乙炔的结构 分子式为 C2H2；电子式为 H∶CC∶H；结构式为 H—C≡C—H；结构简式为 HC≡CH；空间结构是 直线形，分子中四个原子共线。 （2）乙炔的物理性质 纯净的乙炔是无色、无味气体，比空气轻，微溶于水，易溶于有机溶剂。 （3）乙炔的化学性质 ①氧化反应 a．可以燃烧：2C2H2+5O2 点燃 4CO2+2H2O； b．使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ②加成反应 CH≡CH+2Br2→CHBr2CHBr2（使溴水褪色） CH≡CH+2H2 Ni CH3CH3（制乙烷） CH≡CH+HCl 催化剂 △ CH2=CHCl（制氯乙烯） ③聚合反应 nCH≡CH 催化剂 （4）乙炔的实验室制法 ①药品：电石、水（通常用饱和食盐水）。 ②原理：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2。 实验室制乙炔 （1）实验室制备乙炔时，不能使用启普发生器的原因：①该反应放出大量的热；②生成的 Ca(OH)2 为白色 浆状物，易堵塞导管而发生爆炸。 （2）控制反应速率的方法：用饱和食盐水代替水与电石反应，以减小反应速率。同时用分液漏斗通过控制 加入饱和食盐水的快慢来控制反应速率。 （3）点燃乙炔前应先检验乙炔的纯度。 （4）收集、分离、提纯和检验 ①收集方法：一般不用排空气法收集而用排水法收集。 ②除去乙炔气体中杂质硫化氢和磷化氢的方法：用硫酸铜溶液洗气，可得到纯净的乙炔气体。 ③检验：能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。 二、芳香烃的结构与性质 1．芳香烃的分类 2．苯的同系物与苯的性质比较 （1）概念 苯的同系物是指苯环上的氢原子被烷基取代的产物。其通式为 CnH2n－6(n≥7)，化学性质(以甲苯为例)主要 表现为氧化反应和取代反应。 （2）化学性质 由于苯环与侧链的相互影响，使得苯的同系物与苯相比，在化学性质上既有相似之处也有不同之处。 ①相似之处 a．都能燃烧，燃烧时发出明亮的火焰，并带有浓烟，燃烧通式为 CnH2n-6+ 3 3 2 n  O2 点燃 nCO2+(n−3)H2O。 b．都能与卤素单质、浓硝酸、浓硫酸等发生取代反应。 c．都能与氢气发生加成反应。 ②不同之处 a．氧化反应：甲苯能使酸性 KMnO4 溶液褪色，本身被氧化为苯甲酸。 b．取代反应：甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在一定条件下可发生反应生成三硝基甲苯（TNT）。 （1）苯的同系物的结构特点：分子中只有一个苯环，苯环上的侧链全部为烷基。 （2）书写苯的同系物的同分异构体，实际上只需书写出烷基的异构体，然后使之与 相连即可。 （3）有机物分子中若含有 2 个或 2 个以上的苯环，或除苯环外还有其他环，或侧链上有不饱和烃基，则其 分子组成均不符合通式 CnH2n-6，都不是苯的同系物。 （3）苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物的比较 苯的同系物 芳香烃 芳香族化合物 相同点 都含有碳、氢元素；都含有苯环 不同点 元素组成 只含碳、氢元素 除碳、氢元素外，还可能 含有氧、氮等其他元素 结构 含有一个苯环，苯环 上只有烃基 含有一个或多个苯环，苯 环上可能含有多种烃基 含有一个或多个苯环，苯 环可能含有多种取代基 相互关系 三、卤代烃 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃。溴乙烷是卤代烃的代表物。 1．卤代烃的物理性质 （1）状态 通常情况下，CH3Cl、C2H5Cl、CH3Br 为气体，其余均为液体、固体（不考虑氟代烃）。 （2）气味 具有一种令人不愉快的气味且蒸气有毒。 （3）溶解性 不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。有些卤代烃本身就是很好的有机溶剂，如氯仿、四氯化碳等。 （4）密度 ①卤素原子相同而烃基不同时，随着碳原子数的增多，密度呈递减趋势；烃基相同（碳原子数相同）时， 支链越多，密度越小。 ②烃基相同而卤素原子不同时，密度一般随卤素原子相对原子质量的增大而增大。分子中卤素原子个数 越多，密度越大。氯代烃的密度比相应烃的略大，但一般比水的密度小；溴代烃的密度大于水的密度（如 溴乙烷）。 （5）沸点 ①对于卤素原子相同的一元取代物，烃基不同时，随着碳原子数的增多，其沸点逐渐升高；烃基相同（碳 原子数相同）时，支链越多，沸点越低。 ②烃基相同而卤素原子不同时，其沸点随卤素原子相对原子质量的增大而升高，如沸点：CH3I＞CH3Br ＞CH3Cl＞CH3F。 2．卤代烃的化学性质（以溴乙烷为例） （1）水解反应 条件：NaOH 水溶液、加热。 本质：水分子中的—OH 取代了卤代烃中的—X。 化学方程式：CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr。 知识点睛 （1）该反应属于取代反应。 （2）判断溴乙烷是否已经发生水解的方法：用滴管吸取少量上层清液，加入稀硝酸酸化，然后滴入 2～3 滴 AgNO3 溶液，若有淡黄色沉淀生成，说明溴乙烷已发生水解。 （3）判断溴乙烷是否完全水解的方法：看反应后的溶液是否出现分层，若分层则没有完全水解。 （2）消去反应 消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子（如 H2O、HX 等），而生成含 不饱和键化合物的反应。 条件：NaOH 醇溶液、加热。 本质：从有机物分子中相邻的两个碳原子上脱去一分子的 HX，生成含不饱和键的烃。 化学方程式：CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2↑+NaBr+H2O。 检验卤代烃中卤素原子的方法 R—X NaOH水溶液 △ R—OH+NaX NaOH( )稀硝酸酸化 中和过量的 3AgNO溶液    若产生白色沉淀，则卤素原子为氯原子 若产生淡黄色沉淀，则卤素原子为溴原子 若产生黄色沉淀，则卤素原子为碘原子 注意事项： （1）卤代烃均属于非电解质，不能电离出 X－，不能用 AgNO3 溶液直接检验卤素原子的存在。 （2）将卤代烃中的卤素原子转化为 X－，也可用卤代烃的消去反应。 （3）卤代烃发生消去反应的结构条件是 。 3．卤代烃的制备 （1）加成反应 不饱和烃与卤素单质、卤化氢等能发生加成反应，如：CH3—CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br CH3—CH=CH2+HBr→ ；CH≡CH+HCl→CH2=CHCl （2）取代反应 烷烃、芳香烃可以通过与卤素单质或卤化氢发生取代反应，如：CH3CH3+Cl2 光 CH3CH2Cl+HCl； C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O 考向一 脂肪烃的结构与性质 典例 1 有机物的结构可用“键线式”表示，如：CH3CH==CHCH3 可简写为 ，有机物 X 的键线式为 ， 下列说法不正确的是 A．X 与溴的加成产物可能有 3 种 B．X 能使酸性 KMnO4 溶液褪色 C．X 与足量的 H2 在一定条件下反应可生成环状的饱和烃 Z，Z 的一氯代物有 4 种 D．Y 是 X 的同分异构体，且属于芳香烃，则 Y 的结构简式为 【答案】C 【解析】X 分别与 1 分子 Br2，2 分子 Br2，3 分子 Br2 加成得到 3 种加成产物，A 项正确；有机物 X 中具 有碳碳双键，具有烯烃的性质，能被高锰酸钾氧化，使酸性 KMnO4 溶液褪色，B 项正确；X 与足量 H2 加成 后的产物中只有两种不等效氢原子，因而只有两种一氯取代物，C 项错误；Y 的化学式为 C8H8，与 X 相同， D 项正确。 1．下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型的叙述正确的是( ) A．烷烃只含有饱和键，烯烃只含有不饱和键 B．烷烃不能发生加成反应，烯烃不能发生取代反应 C．烷烃的通式一定是 CnH2n＋2，而烯烃的通式一定是 CnH2n D．烷烃与烯烃相比，发生加成反应的一定是烯烃 【答案】 D 【解析】 A 项，烯烃可以含饱和键和不饱和键；B 项，烯烃可以发生取代反应；C 项，单烯烃的通式为 CnH2n(n≥2)，多烯烃的通式不是 CnH2n；D 项，加成反应是不饱和烃的特征反应。 烯烃、炔烃与酸性 KMnO4 溶液反应图解 考向二 常见的反应类型 典例 2 下列各组中的反应，属于同一反应类型的是 A．由溴乙烷水解制乙醇；由乙烯与水反应制乙醇 B．由苯硝化制硝基苯；由苯制溴苯 C．由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制 1，2-二溴丙烷 D．氯乙烷在氢氧化钠溶液加热条件下反应；氯乙烷在氢氧化钠醇溶液加热条件下反应 【答案】B 【解析】由溴乙烷水解制乙醇是取代反应，由乙烯与水反应制乙醇是加成反应；由苯硝化制硝基苯和 由苯制溴苯都是取代反应；C 项前者是消去反应，后者是加成反应；D 项前者是水解反应，后者是消去反应。 2．下图是以石油为原料的部分转化流程： 下列关于 4 个反应的反应类型的说法正确的是( ) A．反应①与反应③反应类型相同 B．反应①与反应④反应类型相同 C．反应③与反应④ 反应类型相同 D．反应②与反应④反应类型相同 【答案】 B 【解析】 C2H5—O—SO3H 的结构简式应为 CH3CH2O—SO3H，由此结合乙烯、乙醇的结构，则反应①为 加成反应、反应②为取代反应；由 分子中氯原子、溴原子的位置、个数，再结合丙烯的 结构简式 CH3CH==CH2，则反应③为取代反应、反应④为加成反应。 常见反应类型的特点 （1）取代反应。特点：有上有下，包括卤代、硝化、磺化、水解、酯化等反应类型。 （2）加成反应。特点：只上不下，反应物中一般含有不饱和键，如碳碳双键、碳碳三键等。 （3）加聚反应全称为加成聚合反应，即通过加成反应聚合成高分子化合物，除具有加成反应特点外， 生成物必是高分子化合物。 考向三 芳香烃的结构和性质 典例 3 对于苯乙烯 CH===CH2 的下列叙述：①能使酸性 KMnO4 溶液褪色，②可发生加聚反应， ③可溶于水，④可溶于苯，⑤苯环能与溴水发生取代反应，⑥所有的原子可能共面。其中完全正确的 是 A．①②④ B．①②④⑥ C．①②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥ 【答案】B 【解析】苯乙烯中含有碳碳双键，能使酸性 KMnO4 溶液褪色，可发生加聚反应，①②正确；苯乙烯属 于烃类，不溶于水，易溶于有机溶剂如苯中，③错误，④正确；苯乙烯中，苯环不能与溴水发生取代反应， ⑤错误；苯乙烯中， 和—CH===CH2 均为平面结构，两结构可处于同一平面，则所有原子可能处 于同一平面内，⑥正确。 3．苯乙烯转化为乙苯的反应为 ＋H2 ―――→ 一定条件 ，下列相关分析正确的是 Ⅰ Ⅱ A．→Ⅱ属于取代反应 B．可用 CCl4 分离Ⅰ和Ⅱ的混合物 C．Ⅰ和Ⅱ都属于苯的同系物 D．可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ 【答案】 D 【解析】 Ⅰ→Ⅱ属于加成反应，A 项错误；Ⅰ和Ⅱ均为有机物，均溶于四氯化碳，不可用 CCl4 分离Ⅰ和 Ⅱ的混合物，B 项错误；Ⅱ属于苯的同系物，但Ⅰ不属于苯的同系物，C 项错误；Ⅰ中碳碳双键可以与溴发 生加成反应，但Ⅱ不能，可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ，D 项正确。 苯与苯的同系物化学性质的区别 （1）苯的同系物发生卤代反应时，条件不同，取代的位置不同，一般光照条件下发生烷基上的取代， 铁粉或 FeBr3 催化时，发生苯环上的取代。 （2）烷烃不易被氧化，但苯环上的烷基受苯环的影响，易被氧化。大多数的苯的同系物都能使酸性高 锰酸钾溶液褪色，而苯不能，可用此性质鉴别苯与某些苯的同系物。 考向四 含苯环的同分异构体 典例 4 下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是 A．甲苯苯环上的一个氢原子被含 3 个碳原子的烷基取代，所得产物有 6 种 B．与 互为同分异构体的芳香族化合物有 6 种 C．含有 5 个碳原子的某饱和链烃，其一氯取代物可能有 3 种 D．菲的结构简式为 ，它与硝酸反应，可生成 5 种一硝基取代物 【答案】B 【解析】含 3 个碳原子的烷基有 2 种，甲苯苯环上的氢原子有 3 种，故产物有 6 种，A 正确；B 项中物 质的分子式为 C7H8O，与其互为同分异构体的芳香族化合物中有 1 种醇(苯甲醇)、1 种醚(苯甲醚)、3 种酚(邻 甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)，总共有 5 种，B 错误；含有 5 个碳原子的烷烃有三种同分异构体， 即正戊烷、异戊烷和新戊烷，其一氯取代物分别为 3、4、1 种，C 正确；由菲的结构简式可以看出其结构中 含有 5 种氢原子，可生成 5 种一硝基取代物，D 正确。 4．分子式为 C8H10 的苯的同系物，在 FeBr3 存在时与 Br2 反应，最多可生成几种一溴代烃 A．7 B．8 C．9 D．11 【答案】C 【解析】分子式为 C8H10 的苯的同系物有 、 、 和 ，在 FeBr3 存在时与 Br2 反应，苯环上的氢原子被溴原子取代，其一溴代物： 有 3 种， 有 2 种， 有 3 种， 有 1 种，故共有 9 种。 苯环上取代物数目判断的定一(或定二)移一法 在苯环上连有两个新的原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体； 苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第三个原 子或原子团。 考向五 卤代烃的性质与检验 典例 5 化合物 X 的分子式为 C5H11Cl，用 NaOH 的醇溶液处理 X，可得分子式为 C5H10 的两种产物 Y、Z， Y、Z 经催化加氢后都可得到 2-甲基丁烷。若将化合物 X 用 NaOH 的水溶液处理，则所得有机产物的结构 简式可能是( ) A．CH3CH2CH2CH2CH2OH B． C． D． 【答案】 B 【解析】 X 与 NaOH 的醇溶液发生反应生成 Y、Z 的过程中有机物的碳架结构未变；由 2-甲基丁烷的结 构可推知 X 的碳架结构为 ，其连接 Cl 原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子的化学环境 不同。从而推知有机物 X 的结构简式为 或 ，则化合物 X 用 NaOH 的水溶液处理可得到 或 ，故选 B。 5．下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是 A．CH3Cl B．C6H5Br C．(CH3)3CCH2Br D．CH3CH2CH2Br 【答案】D 【解析】卤代烃均能发生水解反应，但卤代烃发生消去反应有结构上的要求，即卤代烃分子中和卤素原 子相邻碳上必须有氢原子。A 中没有相邻碳原子，也就无相邻氢原子，不能发生消去反应；B 中卤原子 直接与苯环相连，不能发生消去反应；C 中相邻碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应；D 中相邻碳 原子上有氢原子，可发生消去反应。 卤代烃反应的规律 （1）所有卤代烃在 NaOH 的水溶液中均能发生水解反应。 （2）两类卤代烃不能发生消去反应 结构特点 实例 与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子 CH3Cl 与卤素原子相连的碳有邻位碳原子， 但邻位碳原子上无氢原子 （3）有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。如： +NaOH (或 )+NaCl+H2O。 （4） 型卤代烃，发生消去反应可以生成 R—C≡C—R，如 BrCH2CH2Br+2NaOH CH≡CH↑+2NaBr+2H2O。 考向六 卤代烃在有机合成中的作用 典例 6 根据下面的反应路线及所给信息填空。 A B （1）A 的结构简式是 ，名称是 。 （2）①的反应类型是 ，③的反应类型是 。 （3）反应④的化学方程式是 。 【答案】（1） 环己烷 （2）取代反应 加成反应 （3） +2NaOH +2NaBr+2H2O 【解析】Cl2 在光照条件下发生取代反应得 ，可推知 A 为 。 在 NaOH 的乙醇溶 液、加热条件下发生消去反应得 。 在 Br2 的 CCl4 溶液中发生加成反应得 。 在 NaOH 的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应制得 。 6．富马酸(反式丁烯二酸)与 Fe2＋形成的配合物——富马酸铁又称“富血铁”，可用于治疗缺铁性贫血。以下 是合成富马酸铁的一种工艺路线： 回答下列问题： （1）A 的化学名称为________，由 A 生成 B 的反应类型为________。 （2）C 的结构简式为________________________。 （3）富马酸的结构简式为________________________。 （4）检验富血铁中是否含有 Fe3＋的实验操作步骤是___________________________。 【答案】（1）环己烷 取代反应 （2） （4）取少量富血铁，加入稀硫酸溶解，再滴加 KSCN 溶液，若溶液显血红色，则产品中含有 Fe3＋；反 之，则无 【解析】（1）A 的化学名称为环己烷，由环己烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成 1-氯环己烷。 （2）环己烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成 C，C 的结构简式为 。 （3）丁烯二酸钠酸化得富马酸，其结构简式为 。 （4）考查 Fe3＋的检验。检验富血铁中是否含有 Fe3＋的实验操作步骤是取少量富血铁，加入稀硫酸溶解， 再滴加 KSCN 溶液，若溶液显血红色，则产品中含有 Fe3＋；反之，则无。 卤代烃在有机合成中的四大应用 1．联系烃和烃的含氧衍生物的桥梁 如 2．改变官能团的个数 如 CH3CH2Br NaOH醇，△ CH2==CH2 2Br CH2BrCH2Br。 3．改变官能团的位置 如 CH2BrCH2CH2CH3 NaOH醇，△ CH2==CHCH2CH3 HBr 4．进行官能团的保护 如 在 氧 化 CH2==CHCH2OH 的 羟 基 时 ， 碳 碳 双 键 易 被 氧 化 ， 常 采 用 下 列 方 法 保 护 ： CH2==CHCH2OH HBr 1．有两种有机物 Q( )与 P( )，下列有关它们的说法中正确的是( ) A．二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰且峰面积之比为 3∶2 B．二者在 NaOH 醇溶液中均可发生消去反应 C．一定条件下，二者在 NaOH 溶液中均可发生取代反应 D．Q 的一氯代物只有 1 种，P 的一溴代物有 2 种 【答案】 C 【解析】Q 中两个甲基上有 6 个等效氢原子，苯环上有 2 个等效氢原子，峰面积之比应为 3∶1，A 项错误； Q 中苯环上的卤素原子无法发生消去反应，P 中与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子上缺少氢原子，无法发 生消去反应，B 项错误；在适当条件下，卤素原子均可被—OH 取代，C 项正确；Q 中苯环上的氢原子、甲 基上的氢原子均可被氯原子取代，其一氯代物有 2 种，D 项错误。 2．已知有一种烃的结构类似自行车，简称“自行车烃”，如下图所示，下列关于它的叙述正确的是( ) A．易溶于水 B．可以发生取代反应 C．其密度大于水的密度 D．与环己烷互为同系物 【答案】 B 【解析】 A 项，烃难溶于水，错误；B 项，烃可以与卤素单质发生取代反应，正确；C 项，烃的密度小于 水的密度，错误；D 项，“自行车烃”与环己烷结构不相似，不互为同系物，错误。 3．从溴乙烷制取 1,2-二溴乙烷，下列制备方案中最好的是( ) A．CH3CH2Br ―――――→ NaOH 水溶液 △ CH3CH2OH ――――――→ 浓硫酸，170 ℃ CH2==CH2――→Br2 CH2BrCH2Br B．CH3CH2Br――→Br2 CH2BrCH2Br C．CH3CH2Br ―――――→ NaOH 醇溶液 △ CH2==CH2――→HBr CH3CH2Br――→Br2 CH2BrCH2Br D．CH3CH2Br ―――――→ NaOH 醇溶液 △ CH2==CH2――→Br2 CH2BrCH2Br 【答案】 D 【解析】 本题考查卤代烃制取方案的设计。在有机合成中，理想合成方案有以下特点：①尽量少的步骤； ②选择生成副产物最少的反应原理；③试剂价廉；④实验安全；⑤符合环保要求。在有机合成中引入卤素 原子或引入卤素原子作中间产物，用加成反应，而不用取代反应，因为光照下卤代反应产物无法控制，得 到产品纯度低。A 项，发生三步反应，步骤多，产率低；B 项，溴与烷烃发生取代反应，是连续反应，不能 控制产物种类，副产物多；C 项，步骤多，且发生卤代反应难控制产物纯度；D 项，步骤少，产物纯度高。 4．(1)下面是含有苯环的一系列化合物： A B C D ①B 的化学名称为________，D 的分子式为_______________________________________， 上述一系列化合物分子的通式为_________________________________________________。 ②C 的一氯取代物有________种，D 的一氯取代物有____种。 ③上述物质中的某一种可用于制取 TNT，该反应的化学方程式为_____________________。 (2)与 互为同分异构体的芳香族化合物有________种，列举三种结构简式(要求不同类别)： ____________________、______________________、_________________。 【答案】 (1)①乙苯 C12H18 CnH2n－6(n≥6) ②4 1 ③ ＋3HNO3(浓)―――→ 浓 H2SO4 △ ＋3H2O (2)5 (或 或 ) 5．A、E、F、G、H 的转化关系如图所示： 请回答下列问题： (1)链烃 A 有支链且只有一个官能团，其相对分子质量在 65～75 之间，1 mol A 完全燃烧消耗 7 mol 氧气， 则 A 的结构简式是________________，名称是__________________________。 (2)在特定催化剂作用下，A 与等物质的量的 H2 反应生成 E。由 E 转化为 F 的化学方程式是 _____________________________________________________________________________。 (3)G 与金属钠反应能放出气体。由 G 转化为 H 的化学方程式是______________________ _____________________________________________________________________________。 (4)①的反应类型是____________；③的反应类型是____________。 (5)链烃 B 是 A 的同分异构体，分子中的所有碳原子共平面，其催化氢化产物为正戊烷，写出 B 所有可能的 结构简式：____________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 【答案】 (1)CH≡CCH(CH3)2 3-甲基-1-丁炔 (2)CH2==CHCH(CH3)2＋Br2―→CH2BrCHBrCH(CH3)2 (3) ＋ H＋ △ ＋2H2O (4)加成反应(或还原反应) 取代反应 (5)CH3CH==CHCH==CH2、CH3CH2C≡CCH3 【解析】 (1)由“链烃 A 有支链且只有一个官能团，其相对分子质量在 65～75 之间，1 mol A 完全燃烧消耗 7 mol 氧气”及合成路线图中 A 能发生加成反应可知 A 中含碳碳不饱和键，设 A 的分子式为 CxHy(x、y 均为 正整数)，则 65＜12x＋y＜75，且 x＋y 4 ＝7，根据烃的组成，讨论 x、y 取值，x＝5，y＝8，故 A 为 C5H8， 因链烃 A 有支链且只有一个官能团，故 A 的结构简式是 CH≡CCH(CH3)2，其名称是 3-甲基-1-丁炔。 (2)在特定催化剂作用下，A 与等物质的量的 H2 反应生成 E，则 E 为 CH2==CHCH(CH3)2，由 E 转化为 F 的 化学方程式是 CH2==CHCH(CH3)2＋Br2―→CH2BrCHBrCH(CH3)2。 (3)G 与金属钠反应能放出气体，G 的结构简式为 HOCH2CH(OH)CH(CH3)2，G 和丁二酸反应生成 H，结合 H 的分子式知 H 的结构简式为 。 (4)①的反应类型是加成反应或还原反应；③的反应类型是取代反应。 (5)链烃 B 是 A 的同分异构体，其催化氢化产物为正戊烷，则 B 中不含支链，且含有一个碳碳三键或两个碳 碳双键，根据乙烯和乙炔的结构，并结合分子中的所有碳原子共平面知，B 所有可能的结构简式是 CH3CH==CHCH==CH2、CH3CH2C≡CCH3。 6．已知二氯烯丹是一种播前除草剂，其合成路线如下： A ――――→ Cl2、光照 ① B ――――→ Cl2、室温 ②加成 CH2Cl—CHCl—CH2Cl――――→ NaOH、醇 ③ C ―――→ Cl2、室温 ④ D ――――→ NaOH、醇 ⑤ E D 在反应⑤中所生成的 E，其结构只有一种。 (1)写出下列反应的反应类型：反应①是__________________________________________， 反应③是______________，反应⑥是____________________________________________。 (2)写出下列物质的结构简式：A___________________，E__________________________。 (3)写出反应③的化学方程式：__________________________________________________。 【答案】 (1)取代反应 消去反应 取代反应 (2)CH3—CH==CH2 CH2Cl—CCl==CHCl (3)CH2Cl—CHCl—CH2Cl＋NaOH――→ 醇 △ CH2Cl—CCl==CH2＋NaCl＋H2O 【 解 析 】 此 题 的 突 破 口 在 于 B 与 氯 气 加 成 得 到 CH2Cl—CHCl—CH2Cl ， 从 而 逆 向 推 出 B 为 CH2Cl—CH==CH2 、 A 为 CH3—CH==CH2 。 CH2Cl—CHCl—CH2Cl 通 过 反 应 ③ 得 到 C ， 难 以 判 断 CH2Cl—CHCl—CH2Cl 消去哪个氯？消去几个氯？此时可以从合成路线的另一端开始逆推。由反应⑥E 与 发生取代反应而得到二氯烯丹可推知，E 为 CH2Cl—CCl==CHCl，D 的消去产物 E 只有 一种结构，所以 D 应该是一种对称结构，D 为 CH2Cl—CCl2—CH2Cl，再进一步联系反应③，可推知 C 为 CH2Cl—CCl==CH2。 1．（2020·天津高考真题）关于 的说法正确的是 A．分子中有 3 种杂化轨道类型的碳原子 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 【答案】A 【解析】A．—CH3 的碳原子有 4 个σ键，无孤对电子，是 sp3 杂化，苯环上的碳原子有 3 个σ键，无孤对电 子，是 sp2 杂化，—C≡CH 的碳原子有 2 个σ键，无孤对电子，是 sp 杂化，因此分子中有 3 种杂化轨道 类型的碳原子，正确；B．根据苯中 12 个原子共平面，乙炔中四个原子共直线，甲烷中三个原子共平 面，因此分子中共平面的原子数目最多为 15 个(甲基中碳原子和其中一个氢原子与其他原子共面)，错 误；C．分子中的苯环中碳碳键是介于碳碳单键和双键之间独特的键，错误；D．与 Cl2 发生取代反应， 取代甲基上的氢有一种产物，取代苯环上的氢有四种产物，因此取代反应生成五种产物，错误。综上 所述，答案为 A。 2．（2019·浙江高考真题）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 【解析】A．苯和氯气生成农药六六六，其反应方程式为 ，反应类型是加成反应， 错误；B．乙烯与溴水发生加成反应的产物是 CH2BrCH2Br，错误；C．甲烷和氯气反应为连续反应， 甲烷和氯气生成 CH3Cl 和 HCl，接着 CH3Cl 和氯气生成 CH2Cl2 和 HCl，之后生成 CHCl3 和 CCl4,，因 而产物除了 4 种有机物，还有 HCl，错误；D．酯类水解断裂 C-18O 单键，该 18O 原子结合水中 H，即 生成乙醇 H18OCH2CH3，因而，正确。故答案选 D。 3．（2019·全国高考真题）关于化合物 2−苯基丙烯（ ），下列说法正确的是 A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B．可以发生加成聚合反应 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-苯基丙烯的分子式为 C9H10，官能团为碳碳双键，能够发生加成反应、氧化反应和加聚反应。A．2- 苯基丙烯的官能团为碳碳双键，能够与高锰酸钾溶液发生氧化反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，错误； B．2-苯基丙烯的官能团为碳碳双键，一定条件下能够发生加聚反应生成聚 2-苯基丙烯，正确；C．有 机物分子中含有饱和碳原子，所有原子不可能在同一平面。2-苯基丙烯中含有甲基，所有原子不可能在 同一平面上，错误；D．2-苯基丙烯为烃类，分子中不含羟基、羧基等亲水基团，难溶于水，易溶于有 机溶剂，则 2-苯基丙烯难溶于水，易溶于有机溶剂甲苯，错误。故选 B。 4．[2019 新课标Ⅱ] 分子式为 C4H8BrCl 的有机物共有（不含立体异构） A．8 种 B．10 种 C．12 种 D．14 种 【答案】C 【解析】C4H8ClBr 可以看成丁烷中的 2 个 H 原子分别被 1 个 Cl、1 个 Br 原子取代，丁烷只有 2 种结构， 氯原子与溴原子可以取代同一碳原子上的 H 原子，可以取代不同碳原子上的 H 原子，据此书写判断。 先分析碳骨架异构，分别为 C-C-C-C 与 2 种情况，然后分别对 2 种碳骨架采用“定一移一”的 方法分析，其中骨架 C-C-C-C 有 、 共 8 种，骨架 有 和 ， 4 种，综上所述，分子式为 C4H8BrCl 的有机物种类共 8+4=12 种，C 项正确；答案选 C。 【点睛】本题考查同分异构体的书写，难度中等，学会利用同分异构体的判断方法解题是关键。 5．[2018 新课标Ⅲ卷]苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是 A．与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应 B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯 D．在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯 【答案】C 【解析】A．苯乙烯中有苯环，液溴和铁粉作用下，溴取代苯环上的氢原子，所以选项 A 正确。B．苯 乙烯中有碳碳双键可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色，选项 B 正确。C．苯 乙烯与 HCl 应该发生加成反应，得到的是氯代苯乙烷，选项 C 错误。D．苯乙烯中有碳碳双键，可以通 过加聚反应得到聚苯乙烯，选项 D 正确。 点睛：本题需要注意的是选项 A，题目说将苯乙烯与液溴混合，再加入铁粉，能发生取代，这里的问题 是，会不会发生加成反应。碳碳双键和液溴是可以发生加成的，但是反应的速率较慢，加入的铁粉与液 溴反应得到溴化铁，在溴化铁催化下，发生苯环上的氢原子与溴的取代会比较快；或者也可以认为溴过 量，发生加成以后再进行取代。 6．[2018 江苏卷]化合物 Y 能用于高性能光学树脂的合成，可由化合物 X 与 2 −甲基丙烯酰氯在一定条件下 反应制得： 下列有关化合物 X、Y 的说法正确的是 A．X 分子中所有原子一定在同一平面上 B．Y 与 Br2 的加成产物分子中含有手性碳原子 C．X、Y 均不能使酸性 KMnO4 溶液褪色 D．X→Y 的反应为取代反应 【答案】BD 【解析】A 项，X 中与苯环直接相连的 2 个 H、3 个 Br、1 个 O 和苯环碳原子一定在同一平面上，由于 单键可以旋转，X 分子中羟基氢与其它原子不一定在同一平面上，A 项错误；B 项，Y 与 Br2 的加成产物 为 ， 中“*”碳为手性碳原子，B 项正确；C 项，X 中含酚羟基，X 能与酸性 KMnO4 溶液反应，Y 中含碳碳双键，Y 能使酸性 KMnO4 溶液褪色，C 项错误；D 项，对比 X、2-甲基丙烯酰氯和 Y 的结构简式，X+2 −甲基丙烯酰氯→Y+HCl，反应类型为取 代反应，D 项正确；答案选 BD。 点睛：本题考查有机物的结构和性质、手性碳原子的判断、有机物共面原子的判断。难点是分子中共面 原子的确定，分子中共面原子的判断需要注意：①联想典型有机物的结构，如 CH4、乙烯、乙炔、苯、 甲醛等；②单键可以旋转，双键和三键不能旋转；③任意三个原子一定共平面。 7．[2017 江苏]萜类化合物广泛存在于动植物体内，关于下列萜类化合物的说法正确的是 A．a 和 b 都属于芳香族化合物 B．a 和 c 分子中所有碳原子均处于同一平面上 C．a、b 和 c 均能使酸性 KMnO4 溶液褪色 D．b 和 c 均能与新制的 Cu(OH)2 反应生成红色沉淀 【答案】C 【解析】A．a 分子中没有苯环，所以 a 不属于芳香族化合物，A 错误；B．a、c 分子中分别有 6 个和 9 个 sp3 杂化的碳原子，所以这两个分子中所有碳原子不可能处于同一平面内，B 错误；C．a 分子中有 2 个碳碳双键，b 分子中苯环上连接有甲基，c 分子中有醛基，这三种物质都能被酸性高锰酸钾溶液氧化， 所以 C 正确；D．b 分子中没有醛基，所以其不能与新制的氢氧化铜反应，D 错误。 【名师点睛】本题考查学生对有机物的分类、结构和性质的掌握情况。解题方法是通过观察、分析有机 化合物的结构，确定其含有的官能团，建立官能团与其特征反应的联系。备考方法是：①掌握有机物的 分类方法，弄清几个基本概念，如芳香族化合物、脂肪烃等；②认识有机物的结构特点，能看懂键线式、 结构简式，能以甲烷、乙烯、乙炔、苯等分子结构为母体分析分子中多原子共面问题；③建立有机物的 结构与性质的联系，掌握常见重要的官能团及其特征反应等；④能正确书写有机反应方程式，并掌握重 要有机反应的反应条件。 8．[2016 海南]工业上可由乙苯生产苯乙烯： ，下列说法正确的是 A．该反应的类型为消去反应 B．乙苯的同分异构体共有三种 C．可用 Br2/CCl4 鉴别乙苯和苯乙烯 D．乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数均为 7 【答案】AC 【解析】A．由乙苯生产苯乙烯，单键变成双键，则该反应为消去反应，A 项正确；B．乙苯的同分异构 体可以是二甲苯，而二甲苯有邻、间、对三种，包括乙苯，乙苯的同分异构体共有四种，B 项错误；C．苯 乙烯中含有碳碳双键，能使溴的 CCl4 溶液褪色，而乙苯不能，所以可用 Br2/CCl4 鉴别乙苯和苯乙烯，C 项正确；D．苯环是平面形结构，所以乙苯中共平面的碳原子有 7 个，而苯乙烯中，苯和乙烯均是平面 形分子，通过碳碳单键的旋转，共平面的碳原子有 8 个，D 项错误；答案选 AC。 9．[2016 新课标Ⅱ]下列各组中的物质均能发生加成反应的是 A．乙烯和乙醇 B．苯和氯乙烯 C．乙酸和溴乙烷 D．丙烯和丙烷 【答案】B 【解析】苯和氯乙烯中均含有不饱和键，能与氢气发生加成反应，乙醇、溴乙烷和丙烷分子中均是饱和 键，只能发生取代反应，不能发生加成反应，答案选 B。 10．[2016 新课标Ⅲ]已知异丙苯的结构简式如下，下列说法错误的是 A．异丙苯的分子式为 C9H12 B．异丙苯的沸点比苯高 C．异丙苯中碳原子可能都处于同一平面 D．异丙苯和苯为同系物 【答案】C 【解析】A、根据有机物碳原子的特点，分子式为 C9H12，故正确；B、碳原子数越多，熔沸点越高，故 沸点比苯高，故正确；C、苯环是平面结构，当异丙基中“CH2”的碳原子形成四个单键，碳原子不都在一 个平面，故错误；D、异丙苯和苯结构相似，在分子组成上相差 3 个 CH2 原子团，属于同系物，故正确。 11．[2019 新课标Ⅱ] 环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应 用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂 G 的合成路线： 已知以下信息： 回答下列问题： （1）A 是一种烯烃，化学名称为__________，C 中官能团的名称为__________、__________。 （2）由 B 生成 C 的反应类型为__________。 （3）由 C 生成 D 的反应方程式为__________。 （4）E 的结构简式为__________。 （5）E 的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式 __________、__________。 ①能发生银镜反应；②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为 3∶2∶1。 （6）假设化合物 D、F 和 NaOH 恰好完全反应生成 1 mol 单一聚合度的 G，若生成的 NaCl 和 H2O 的总 质量为 765 g，则 G 的 n 值理论上应等于__________。 【答案】（1）丙烯 氯原子、羟基 （2）加成反应 （3） （或 ） （4） （5） （6）8 【解析】 【分析】根据 D 的分子结构可知 A 为链状结构，故 A 为 CH3CH=CH2；A 和 Cl2 在光照条件下发生取代 反应生成 B 为 CH2=CHCH2Cl，B 和 HOCl 发生加成反应生成 C 为 ，C 在碱性条件下脱去 HCl 生成 D；由 F 结构可知苯酚和 E 发生信息①的反应生成 F，则 E 为 ；D 和 F 聚合生成 G， 据此分析解答。 【详解】（1）根据以上分析，A 为 CH3CH=CH2，化学名称为丙烯；C 为 ，所含官能团的 名称为氯原子、羟基，故答案为：丙烯；氯原子、羟基； （2）B 和 HOCl 发生加成反应生成 C，故答案为：加成反应； （3）C 在碱性条件下脱去 HCl 生成 D，化学方程式为： ，故 答案为： ； （4）E 的结构简式为 。 （5）E 的二氯代物有多种同分异构体，同时满足以下条件的芳香化合物：①能发生银镜反应，说明含有 醛基；②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为 3∶2∶1，说明分子中有 3 种类型的氢原子，且个数比 为 3：2：1。则符合条件的有机物的结构简式为 ； （6）根据信息②和③，每消耗 1molD，反应生成 1molNaCl 和 H2O，若生成的 NaCl 和 H2O 的总质量为 765g，生成 NaCl 和 H2O 的总物质的量为 765g 76.5g/mol =10mol，由 G 的结构可知，要生成 1 mol 单一聚合 度的 G，需要(n+2)molD，则(n+2)=10，解得 n=8，即 G 的 n 值理论上应等于 8，故答案为：8。