高三化学一轮复习学案炔苯及其同系物的性质（苏教版）doc高中化学

2022高三化学一轮复习学案--炔、苯及其同系物的性质（苏教版）【本讲教育信息】一.教学内容：炔、苯及其同系物的性质二、教学目标了解乙炔的组成与构造，掌握乙炔的性质及用途；了解炔烃的构造与性质；了解苯的组成和构造特征，掌握苯及其同系物的化学性质。三、教学重点、难点炔烃的性质，苯及其同系物的构造与性质四、教学过程：（一）乙炔、炔烃：乙炔是一种无色无味的气体，密度比空气小，不溶于水。乙炔分子中C原子以sp杂化方式与其他原子形成共价键，因此，乙炔的构造式为：H－C≡C－H，分子中每个原子都处于同一条直线上，键角为180°。但乙炔分子中C≡C小于三倍的C－C单键的键能之和，也小于单键和双键的键能之和，因此乙炔的性质也比较活泼，能与X2、HX等物质发生加成反响，也能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂所氧化。乙炔的化学性质：①与X2、HX和H2O等物质的加成反响②燃烧与酸性KMnO4溶液作用使其褪色③在一定条件下，乙炔还能发生聚合反响：如三聚可得到苯，或发生加聚反响，生成高分子化合物聚乙炔等乙炔的实验室制法：说明：1、炔烃的构造与乙炔的构造相似，分子中都存在C≡C，C≡C含一个键和2个π键，与C≡C直接相连的原子处于同一条直线上，其不饱和度为2；2、C＝C与H2加成时，完全加成的物质的量之比为1：1，而C≡C与H2加成时，完全加成时的物质的量之比为1：2；11/11\n3、二烯烃（含两个C＝C）与炔烃的通式相同，两者互为同分异构体。二烯烃与X2、H2加成时，有多种可能，可以加成一个C＝C，也可以加成两个C＝C；假设是共轭二烯，那么还可以发生1，4加成等；4、实验室制取乙炔时，为得到平缓的乙炔气流，用块状电石代替粉末状电石，用饱和食盐水代替水，并用分液漏斗向锥形瓶（或烧瓶）内逐滴参加；生成的乙炔中由于含有H2S、PH3等气体而带有特殊难闻的气味，可通过CuSO4溶液除去。［例1］描述分子构造的以下表达中，正确的选项是：A、6个碳原子有可能都在一条直线上　　　　B、6个碳原子不可能都在一条直线上C、6个碳原子有可能都在同一平面上　　　　D、6个碳原子不可能都在同一平面上解析：C＝C属于平面型构造，与C＝C所直接相连的原子处于同一平面上，C≡C属于直线型构造，与之直接相连的原子处于同一条直线上。同时，由于单键可以旋转，因此CH3、CF3上各有一个H或F原子与双键处于同一平面，因此该构造中肯定共面的原子有8个，其中有6个是碳原子，可能共面的原子有10个；而共线的原子只有4个。故此题的答案为：BC答案：BC［例2］1mol某烃最多能与2mol氯化氢发生加成反响，生成氯代烃。1mol该氯代烃能和6mol氯气发生取代反响，生成只含碳元素和氯元素的氯代烃。求该烃的分子式及可能的构造简式。解析：设该有机物的化学式为CxHy，那么有：CxHy＋2HCl→CxHy＋2Cl2；CxHy＋2Cl2＋6Cl2→CxCl8＋6HCl，由此可得：2x＋2＝8，2＋y＝6，解得：x＝3，y＝4，那么该烃的化学式为：C3H4，构造简式为：CH3－C≡CH答案：C3H4、CH3－C≡CH（二）苯及其同系物：1、苯的构造：分子式：C6H6，最简式CH，构造简式：（凯库勒式）构造特点：苯分子为平面构造，碳碳键的键长、键角均相等，键角120°，键长介于单、双键之间，苯分子中的键是一种独特的键，由一个大π键和6个键组成。2、苯的性质物理性质：苯是一种无色、有特殊香味、易挥发的液体，熔点5.5℃、沸点80.5℃，当温度较低时凝结成无色晶体。比水轻，难溶于水，是常用的有机溶剂，苯是重要的有机化工原料。苯的化学性质：苯分子的特殊构造决定了苯分子稳定性，常温下苯不与溴水发生加成反响，也不能被酸性KMnO4溶液所氧化，在一定条件下，苯能与Cl2、溴单质、浓硝酸等发生反响。⑴取代反响（与卤素单质、浓硝酸的取代）：⑵燃烧反响：⑶加成反响（与H2加成）3、苯的同系物：11/11\n苯分子中的H原子被烷基取代后的生成物，其分子通式为：CnH2n－6（n≥6），而芳香烃是指分子中有苯环的烃，它可以含有1个或多个苯环，苯的同系物属于芳香烃。芳香族化合物是指分子里含有一个或多个苯环的化合物，它包括芳香烃和它们的衍生物。苯的同系物的物理性质：苯的同系物一般为无色液体，具有特殊气味，有毒，难溶于水，密度比相对分子质量相近的烷烃及烯烃的大，但小于1，其中甲苯、二甲苯常用作有机溶剂.苯的同系物的化学性质苯的同系物中含苯环和烷基，二者共同影响，使苯的同系物的性质不是苯和烷烃的性质的简单相加。苯的同系物的化学性质与苯相似。①取代（比苯更容易，侧链对苯环的影响）甲苯与液溴的取代：a、苯环上的取代b、侧链上的取代②氧化反响：燃烧生成CO2和H2O，能被酸性褪色③加成反响：（与H2加成，生成环己烷等物质）说明：1、苯及其同系物能将溴水中的溴萃取，但不能发生加成反响，萃取了溴的苯或苯的同系物在上层，呈橙色，水在下层。2、书写苯的同系物的同分异构体时，苯环不变，变取代基的位置，变取代基碳链的长短。如C9H12对应的苯的同系物有以下八种同分异构体。3、发生加成反响，苯及其同系物比烯烃、炔烃困难；4、苯及其同系物发生取代反响时，条件不同，产物不一样。当在铁或Fe3+作催化剂时，苯与卤素单质发生苯环上的取代反响，生成卤代苯；而在光照的条件下，那么是苯环侧链上的H被X原子所取代；5、两个重要实验：（1）苯和液溴的取代反响：11/11\n装置见以以下图：①试剂参加顺序：先加苯，再加溴，最后加铁粉。②长导管b段的作用：导气和冷凝。③导气管c段出口不插入液面下的原因是：防止溶液倒吸，因HBr极易溶于水。④现象：导管出口有白雾（HBr遇水形成）；锥形瓶d中加AgNO3溶液有浅黄色沉淀生成。⑤烧瓶的橡胶塞用锡箔包住的原因：防溴蒸气腐蚀胶塞。⑥把反响后圆底烧瓶中混合液别离开的方法：把混合液倒入盛水的烧杯，底部有褐色不溶于水的液体（这是溶有溴单质的溴苯），再向其中参加NaOH溶液洗涤（除Br2）后用分液漏斗分液即可，纯洁的溴苯是无色不溶于水的液体。⑦苯的用量不可太多，因苯、溴苯、溴相互溶解，当反响混合物倒入水中时不会在烧杯底部看到褐色液体。（2）苯的硝化反响：①试剂参加顺序是先加浓HNO3再加浓H2SO4，冷却后再参加苯，因为假设先把浓HNO3加到浓H2SO4中易发生液体飞溅；两种酸混合时放出大量的热，易使HNO3分解，使苯挥发并会出现其他副反响。②用水浴加热，温度计水银球应插入水浴中。水浴加热的好处：a受热均匀，b温度易控制。测水浴温度，应把水银球放入水浴中。要与实验室制乙烯时温度计的位置区别开来。③硝基苯是无色、有毒、有苦杏仁味的油状液体，密度比水大。生成的硝基苯有黄色，原因是溶解了NO2。可通过加NaOH溶液的方法除去，然后分液。［例1］能说明苯分子平面正六边形构造中碳碳键不是单双键相交替的事实是：A、苯的一元取代物没有同分异构体B、苯的间位二元取代物只有一种C、苯的邻位二元取代物只有一种D、苯的对位二元取代物只有一种解析：如果苯分子是单、双键交替组成的环状构造，那么苯分子的构造应为，那么苯的邻位二元取代物存在两种构造，即但是实际上苯的邻位二元取代物不存在同分异构体，说明苯分子中的碳碳键都是完全等同的。11/11\n答案：C［例2］在沥青蒸汽里含有多种稠环芳香烃，其中一些可视为同系物，如A，B，C……所示。它们都含有偶数个苯环构造。（1）该系列化合物中，相邻两化合物间递增的值中的n和m的数值分别是：n＝，m＝，其等差数列的公差为。（2）该系列化合物的通式为。（3）该系列化合物中第25个分子式是。（4）该系列化合物分子中所含C、H原子数的最大比值最接近于（5）该系列化合物中所含碳元素的最大质量分数是。解析：（1）根据上述三种化合物的构造简式，可知其分子式分别为C10H8、C16H10、C22H12，从而可知这个等差数列的公差为C6H2，其中n=6，m=2。（2）求通式要在分析前后两个分子式之差的根底上进展，令n=1时分子式为C10H8，因等差数列的公差为C6H2，那么通式为C6n+4H2n+6（n=1，2，3……）或者根据其分子式分别为C10H8、C10+6H8+2、C10+6+6H8+2+2可知，每增加两个苯环，分子中就增加6个碳原子（故碳原子是6n倍增加），增加2个氢原子（故氢原子是2n倍增加），那么通式为C6n+4H2n+6。（3）当n=25时，那么分子式为。（4）该系列化合物分子中所含C、H原子数的最大比值可通过该化合物的通式求极限求得：（5）该系列化合物中碳的最大质量分数为当时，的极大值为答案：（1）n＝6，m＝2；（2）C6n+4H2n+6（n=1，2，3……）；（3）（4）11/11\n（5）［例3］二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体，可以用复原法制得三种二甲苯，它们的熔点分别如下：六种溴二甲苯的熔点/℃234206213204214205对应复原二甲苯的熔点/℃13－54－27－54－27－54由此可推断熔点为234℃的分子的构造简式为，熔点为－54℃的分子的构造简式为。解析：对于数据题首先应该分析数据，找出规律。此题中第一行给出六种物质的熔点，而复原后只有3个熔点数据，其中熔点为206℃、204℃、205℃的三种溴二甲苯复原后得到同一种二甲苯，其熔点为－54℃；熔点为213℃和214℃的两种二甲苯复原后也得到同一种熔点为－27℃的二甲苯，由此说明，有一种二甲苯的苯环上的一溴代物有三种，有一种二甲苯的一溴代物有两种，当然剩下的一种二甲苯的一溴代物只有一种。这样就把问题转化成了判断二甲苯的一溴化物的同分异构体数目。二甲苯有三种：邻二甲苯，间二甲苯，对二甲苯，它们对应的一溴二甲苯的构造简式如下：所以，有三种一溴二甲苯的是间二甲苯，只有一种一溴二甲苯的是对二甲苯。答案：［例4］实验室用如以下图装置进展苯与溴反响的实验，请答复以下问题。（1）假设装置中缺洗气瓶，那么烧杯中产生的现象无法说明苯与溴的反响是取代反响，理由是：11/11\n（2）反响后得到的粗溴苯中溶有少量的苯、溴、三溴苯、溴化铁和溴化氢。可通过以下操作除去：①水洗；②碱洗；③水洗；④枯燥；⑤……。其中，操作②碱洗的目的是完成操作④枯燥后，接下来的操作⑤是（填操作名称）（3）如果省略（2）中的操作①，一开场就进展碱洗，会对后面的操作造成什么影响？（简要说明理由）　　　　　　　　　解析：假设装置中缺洗气瓶，那么挥发出的溴蒸气进入AgNO3溶液中生成AgBr沉淀，无法确定溴与苯反响有HBr生成。粗溴苯中含溴、FeBr3、HBr，苯等杂质，所以水洗目的是除去FeBr3、HBr，用碱洗的目的是除去溴及未除净的HBr，再水洗的目的是除去生成的NaBr、NaBrO，接下来枯燥是除去其中的水分，再接下来是除去苯，所需操作为蒸馏。很显然，一开场用碱洗的后果会生成Fe（OH）3沉淀，而使别离较难。答案：（1）溴与AgNO3溶液反响生成AgBr沉淀，无法确定溴与苯反响有HBr生成（2）除去粗溴苯中的溴和溴化氢；蒸馏（或分馏）（3）先用碱洗，溴化铁与碱反响生成Fe（OH）3沉淀，很难别离。【模拟试题】1、具有单双键交替长链（如：…）的高分子有可能成为导电塑料。2000年诺贝尔（Nobel）化学奖即授予开辟此领域的3位科学家。以下高分子中可能成为导电塑料的是:A、聚乙烯B、聚丁二烯C、聚苯乙烯D、聚乙炔2、假设1mol气态烃能和2molHCl加成，而加成产物又可以和8mol氯气完全取代。那么该烃是：A、2－甲基丙烯B、乙炔C、1，3－丁二烯D、丙炔3、某单炔烃，氢化后的产物构造简式为：，那么该烃可能有的构造有：A、1种B、2种C、3种D、4种4、以下混合物，不管它们按何种比例混合，只要质量一定，经完全燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量均为常数的是：A、乙炔和苯B、甲烷和乙烷C、乙烯和丁炔D、苯和苯乙烯5、用相对分子质量为43的烷基取代甲苯苯环上的1个氢原子，所得芳香烃产物的数目为：A、3B、4C、5D、66、在（CH3COO）2Zn存在的条件下，乙炔可以与乙酸作用生成CH2=CHOOCCH3。该反响的反响类型是：A、加成反响B、酯化反响C、消去反响D、缩合反响7、乙烯基乙炔（CH2=CH—C≡CH）是一种重要的不饱和烃，其分子里最多在同一条直线上和最多在同一个平面上的原子数分别是：A、4、8B、5、8C、3、6D、3、48、CaC2和ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等都同属离子型碳化物。请通过对CaC2制C2H2的反响进展思考，从中得到必要的启示，判断以下反响产物正确的选项是：11/11\nA、ZnC2水解生成乙烷（C2H6）　　　　B、Al4C3水解生成丙炔（C3H4）C、Mg2C3水解生成丙炔（C3H4）　　　　D、Li2C2水解生成乙烯（C2H4）9、mmolC2H2跟nmolH2在密闭容器中反响，当该可逆反响到达平衡时，生成pmolC2H4。将反响后的混合气体完全燃烧，生成CO2和H2O，所需氧气的物质的量是：A、（3m+n）mol　　　　　　　　　B、（5/2m+n/2－3p）molC、（3m+n+2p）mol　　　　　　　　D．（5/2m+n/2）mol10、苯环构造中不存在C—C与C=C的简单交替排列构造，可以作为证据的事实是：①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯不能使溴水因化学反响而褪色③经实验测定只有一种构造的邻二甲苯④苯能在加热和催化剂条件下氢化成环己烷⑤苯中相邻C原子与C原子间的距离都相等A、只有①②B、只有④⑤C、只有①②⑤D、只有①②③⑤11、已知化合物B3N3H6（硼氮苯）与C6H6（苯）的分子构造相似，如以以下图：那么硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为：A、2B、3C、4D、612、在实验室中，以下除去杂质的方法中正确的选项是：A、溴苯中混有溴，参加KI溶液，振荡，用直馏汽油萃取，分液B、硝基苯中混有浓硝酸，参加足量稀NaOH溶液洗涤，振荡，用分液漏斗分液C、乙烯中含有SO2，将其通入装有KMnO4溶液的洗气瓶中进展洗气D、乙烷中含有乙烯，通入适量的H2在一定条件下反响使乙烯转变成乙烷13、有三种不同取代基－X、－Y、－Z，当它们同时取代苯分子中的3个氢原子，且每种取代产物中，只有两个取代基相邻时，取代产物有：A、2种　　B、4种　　C、6种　　D、8种14、已知C—C可以绕键轴旋转，对于构造简式如以以下图所示的烃，以下说法正确的选项是：A、分子中至少有10个碳原子处于同一平面上B、分子中至少有9个碳原子处于同一平面上C、该烃的一氯取代物最多有4种D、该烃是苯的同系物15、在苯的同系物中，参加少量酸性高锰酸钾溶液，振荡后溶液褪色。如甲苯发生上述反响时生成苯甲酸（C6H5COOH），对此解释正确的选项是：A、苯的同系物分子中碳原子数比苯分子中碳原子数多B、苯环受侧链影响而易被氧化C、侧链受苯环影响而易被氧化D、由于苯环和侧链的相互影响，使苯环和侧链同时被氧化11/11\n16、气体A只含X、Y两种短周期元素，X的原子序数大于Y的原子序数。B、D、E是中学化学中常见气体。固体乙为某金属氧化物，F为某金属单质。各物质有如以下图的转化关系：试答复以下问题：（1）假设气体A中，X与Y的质量比小于3，那么气体A中肯定有（写化学式）；（2）假设气体A的分子为线型构造，且X与Y两元素的质量比数值上等于X的相对原子质量，那么X元素位于周期表　周期，族，A的电子式为。（3）C与固体甲在高温下反响的化学方程式为。17、烷基取代苯R可以被KMnO4的酸性溶液氧化生成COOH，但假设烷基R中直接与苯环连接的碳原子上没有C—H键，那么不容易被氧化得到COOH。现有分子式是C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成为COOH的异构体共有7种，其中的3种是：CH2CH2CH2CH2CH3，请写出其他4种的构造简式：，，，。18、某同学设计如以下图实验装置粗略测定电石中碳化钙的质量分数。（1）烧瓶中发生反响的化学方程式是，装置B和C的作用是。烧瓶要枯燥，放入电石后应塞紧橡皮塞，这是因为。（2）所用电石质量不能太大，否那么，假设容器B的容积为250mL（标准状况）那么所用电石质量为　　　　　　　　　　g．（3）漏斗与烧瓶之间的玻璃导管连接，其目的是。（4）实验中测得排入量筒中水的体积为VmL（换算成标准状况），电石的质量为Wg，那么电石中碳化钙的质量分数（不计导管中残留的水）。19、某化学课外小组用以以下图装置制取溴苯。先向分液漏斗中参加苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反响器A（A下端活塞关闭）中。11/11\n（1）写出A中反响的化学方程式：　　　　　　　　　（2）观察到A中的现象是　。（3）实验完毕时，翻开A下端的活塞，让反响液流入B中，充分振荡，目的是，写出有关的化学方程式。（4）C中盛放CCl4的作用是。（5）能证明苯和液溴发生的是取代反响，而不是加成反响，可向试管D中参加AgNO3溶液，假设产生淡黄色沉淀，那么能证明。另一种验证的方法是向试管D中参加　　，现象是　　　　　。20、下面是苯和一组稠环芳香烃的构造简式：⑴写出化合物②～⑤的分子式：①C6H6②、③、④、⑤。　⑵这类化合物的分子式通式是：CH（请以含m的表示式填在横线上，m=1，2，3，4，5……）。⑶由于取代基的位置不同而产生的异构现象，称为官能团位置异构，一氯并五苯有（填数字）个异构体，二氯蒽有（填数字）个异构体。21、两种气态链烃的混合气体1体积完全燃烧后得到3.6体积二氧化碳和3体积水蒸气（气体体积均在同温同压下测定）。已知两种烃都能使溴水褪色，且碳原子数均小于5。（1）分析判断两种烃各是哪一类？（2）通过计算和推理，确定这两种烃的分子式以及混合气体中的体积比。22、某种苯的同系物0.1mol完全燃烧，生成的气体通过浓硫酸，使浓硫酸增重10.8g，再通过NaOH溶液，气体减轻39.6g。这种苯的同系物苯环上的一氯代物、二氯代物分别有3种，没有四氯代物。根据以上条件，推断此物质的分子式和构造简式。11/11\n【试题答案】1、D　　2、C　　3、B　　4、AD　　5、D　　6、A　　7、A　　8、C　　9、D10、D　　11、C　　12、B　　13、C　　14、B　　15、C16、（1）H2（2）第二ⅣA（3）H2O+CCO+H217、18、（1）CaC2+2H2OCa（OH）2+C2H2↑；测定气体体积；防止空气中水蒸气与CaC2作用而产生误差。（2）B中水排完后导致空排，以至产生误差；0.7（3）有利于漏斗中的水滴下，同时可防止气体从漏斗中逸出。（4）或19、⑴⑵充满红棕色气体；⑶除去混杂在溴苯中的溴：Br2＋2NaOH＝NaBr＋NaBrO＋H2O⑷吸收挥发出来的溴蒸气⑸碳酸钠溶液，产生无色无味的气体（或紫色石蕊试液，试液变红）20、⑴②C10H8③C14H10④C18H12⑤C22H14⑵C4m+2H2m+4；⑶4、1521、（1）混合气体应由一种烯烃与一种炔烃（或二烯烃）组成（2）混合烃由C4H6和C3H6组成体积比为3∶2。22、苯的同系物的分子式为C9H12，构造简式为：11/11