高三化学044.doc

东北师范大学附属中学网校（版权所有 不得复制）
期数： 0512 HXG3 044
学科：化学 年级：高三 编稿老师：张晓娟
审稿老师：曲宝琦

[同步教学信息]
复 习 篇

五、苯及同系物
【基础知识梳理】
说明：苯既具有不饱和烃的加成性，又具有饱和烃的取代性，其结构是一种介于碳碳单键和双键之间的一种特殊的化学键。在学习中深入理解有机物中结构决定性质的理论。
1、苯及其同系物
苯
物理
性质
无色、带有特殊气味的液体，比水轻，不溶于水。沸点80.1℃、熔点5.5℃，易挥发。

结构
平面正六边形结构。键角120°碳碳键长介于C—C与C=C这间。苯环上的碳碳键均一样，称为一种介于碳碳单键和碳碳双键之间独特的键。

化
学
性
质
与
用
途
（1）取代反应

（2）加成反应

（3）燃烧

（不能被KMnO4溶液氧化）
另外，苯是常用的有机溶剂。广泛用来生产合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、染料，香料等。
来源
（1）石油加工 （2）煤焦油分馏提取

苯
的
同
系
物

（3）氧化反应

②能使KMnO4溶液（酸性）褪色。（区别苯和甲苯等）

【难疑点悟】
烃类完全燃烧的规律
（1）燃烧前后气体体积变化规律。
①若生成的水为气态时，根据反应式：

当y=4时，△V=0；当y＞4时，△V＞0；当y＜4时，△V＜0；
②若生成的水为液态时，则不论气态烃所含氢原子数多少，总是△V＜0。
（2）完全燃烧时的耗氧量规律。
①等物质的量的烃完全燃烧时，其耗氧量的大小取决于的值，其值越大，耗氧量越多。
②等质量的烃完全燃烧时，其耗氧量大小取决于该烃分子中氢的质量分数（或氢原子数与碳原子数的比值），其值越大，耗氧量越多。
此规律的证明如下：
该烃的质量为m，含氢的质量分数为w。由关系式C~O2~CO2及4H~O2~2H2O可知该烃耗氧量为：。
显然，当m定值时，w值越大，消耗O2的物质的量就越多。
由此规律还可得出以下推论。
（I）等质量的烷烃，碳原子数越多，氢的质量分数越小，耗氧量越少。由此可知CH4耗氧量最多。
（II）等质量的单烯烃（或环烷烃），因其碳、氢原子个数比为定值，故氢的质量分数为定值，即耗氧量相等。
（III）等质量的炔烃（或二烯烃），碳原子数越多，氢的质量分数越大，耗氧量越多。由此可知C2H2耗氧量最少。
（IV）等质量的苯及苯的同系物，碳原子数越多，氢的质量分数越大，耗氧量越大，由此可知C6H6的耗氧量最少。
（V）等质量的烷、烯、炔，因为氢的质量分数： 故耗氧量为：烷＞烯＞炔。
③最简式相同的烃，不论它们以何种比例相混合，只要总质量一定，完全燃烧时所消耗的O2以及燃烧后生成的CO2和H2O的量均为定值。满足上述条件的烃有C2H2与C6H6；烯烃与烯烃（如乙烯与丙烯）或烯烃与环烷烯（如乙烯与环丙烷）等。
3、不饱和度及其应用的规律
不饱和度又名“缺氢指数”用希腊字母Ω表示。顾名思义，不饱和度是反映有机物分子不饱和程度的量化标志。由于烷烃分子饱和程度最大，就规定其Ω=0，而其他有机物，如烃可以这样推算：烃分子中每增加一个碳碳双键或一个环，氢原子数就减少2个，其不饱和度就增加1；每增加一个碳碳叁键，氢原子数就减4个，其不饱和度就增加2。
烃及其含氧衍生物的不饱和度计算公式为：
不饱和度（Ω）=双键数+环数+叁键数×2
常见的烃分子和烃基的不饱和度如下：
①烷烃（如CH3CH3），Ω=0 ②烷烃基（如CH3CH3—），Ω=0
③烯烃如CH2=CH2，Ω=1 ④烯烃基如CH2=CH—，Ω=1
不饱和度公式的主要用途：
（1）可辅助推导化学式。（2）可辅助判断同分异构体。
（3）可辅助推断分子结构中的结构单元。
4、烃规律
（1）常温下。烃中除新戊烷外，只有碳原子数≤4的烃的气态，烃的衍生物中一般只有：CH3Cl，CH2=CHCl，HCHO为气态物质。
（2）烃的沸点规律：①同系物沸点一般随碳原子数增多而升高；②同分异构体；支链越多，空间位置越对称，沸点越低。
（3）烷烃裂解规律：四个碳原了以上的烷烃，偶数烷裂解一般生成一半烷一半烯（也有例外）；例如：C8H18=====C4H10+C4H8
5、各类烃使溴水、液溴、高锰酸钾溶液褪色的原理：

烷烃
烯烃
炔烃
苯
苯的同系物
液溴
一定条件下取代
加成
加成
加入Fe粉取代
加入Fe粉取代
溴水
不反应/萃取
加成
加成
不反应/萃取
不反应/萃取
(H+)KMnO4
不反应
氧化
氧化
不反应
氧化
6、分馏、干馏、裂化、裂解
概念
分馏
干馏
裂化
裂解
所属变化
物理变化
化学变化
化学变化
化学变化
原理
利用沸点不同进行分馏
高温分解
长链烃断裂成短链烃
深度裂化生成不饱和气态烃
7、知识网络

【典型题解析】
例1、如何鉴别下面六种无色液体？写出鉴别步骤、现象及结论。

解析：有机物的鉴别实际是鉴别有机物的官能团，对于此有机物来说，含有四种，可能用物理性质和化学性质并用来鉴别。

例2、科学家于1978年制得一种物质A，A可看作是烃B的所有氢原子被烃C的一价基取代而得，A遇Br2的CCl4溶液不褪色，A中氢原子被一个氯原子取代只得一种物质，一定量的C完全燃烧，的得的H2O和CO2的物质的量的比值为1.25，C的异构体不超过3种，而C的二溴代物为3种，一定量的B完全燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量的比值为2，B的相对分子质量大于26，小于78，试回答下列问题：
(1)B的化学式为________；
(2)写出C的二溴代物的结构式：________、________、________；
(3)A的化学式为________，A的结构简式为：________。
解析：

例3、、某碳氢化合物，其结构为，它的一种同分异构体A，A分子中含有一个苯环，且苯环上只有一个侧链，侧链中有一个碳碳不饱和键。A能发生如下变化：

②多个羟基连在同一个碳原子上不稳定，易自动失水：

若B、C、D、E、F分子中均有一个苯环，根据变化关系图和已知条件，请回答：
⑴A的结构简式是 ，B的结构简式是 。
⑵写出下列反应的化学方程式
① E经缩聚生成高聚物

②F经加聚生成高聚物

⑶EF的有机反应类型是 反应。
答案：

⑶消去

【高考真题演练】
（2004、四川、吉林）若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需用3mol O2，则
A x＝2，y＝2 B x＝2，y＝4 C x＝3，y＝6 D x＝3，y＝8
答案：B
（2004、四川、吉林）下列分子中，所有原子不可能共处在同一平面上的是
A C2H2 B CS2 C NH3 D C6H6
答案：C
(2004全国理综) 列反应的产物中，有的有同分异构体，有的没有同分异构体，其中一定不存在同分异构体的反应是
A 异戊二烯（CH2＝CH＝CH2）与等物质的量的Br2发生加成反应
B 2—氯丁烷（CH3CH2CHClCH3）与NaOH乙醇溶液共热发生消去HCl分子的反应
C 甲苯在一定条件下发生硝化生成一硝基甲苯的反应
D 邻羟基苯甲酸与NaHCO3溶液反应
答案：D
（2004、全国理综旧课程卷）乙烯是石油裂解的主要产物之一。将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，观察到的现象是 ；其反应方程式为 。乙烯在一定条件下发生加聚反应的化学方程式是 ，其产物的名称是 ；乙烯对水果具有 功能。
答案：溴的红棕色褪去（1分） Br2＋CH2＝CH2→BrCH2－CH2Br
nCH2＝CH2CH2—CH2（1分） 聚乙稀 催熟
（2004、全国理综旧课程卷）请将石油产品汽油、柴油、煤油、沥青、液化石油气按其组成物质分子中碳原子数递增的顺序排列 。
答案：液化石油气、汽油、煤油、柴油、沥青

【本周达标训练（※）】
一、选择题
1、下列关于芳香族化合物的叙述正确的是（ ）
A．其组成的通式是CnH2n－6(n≥6) B．分子里含有苯环的烃
C．分子里含有苯环的各种有机物 D．苯及其同系物的总称
2、属于苯的同系物的是（ ）

3、下列物质不能使酸性KMnO4溶液褪色的是（ ）
A．CH3CH3 B．CH2 = CH2 C． D．
4、下列烃中，一氯代物的同分异构体数目最少的是（ ）
A．邻—二甲苯 B．间—二甲苯
C．对—二甲苯 D．乙苯
5、将溴水与苯混合振荡，静置后分液分离，将分离出来的苯层置于一只试管中，加入某物质后可产生白雾，这种物质是（ ）
A．亚硫酸钠 B．溴化钠 C．锌粉 D．铁粉
6、下列是有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是（ ）
A．CH2 = CH—CN B．CH2 = CH—CH = CH2

7、在苯的同系物中，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡后溶液褪色，正确的解释是（ ）
A．苯的同系物的碳原子数比苯多
B．苯环受侧链影响而易被氧化
C．苯环侧链受苯环影响而易被氧化
D．由于侧链和苯环的相互影响，使侧链和苯环同时容易被氧化
8、能使酸性高锰酸钾溶液褪色而不能使溴水褪色的烃是（ ）
A．CH2=CH—CH2—CH2—CH2—CH3 B．CH≡C—CH2—CH2—CH2—CH3
C． D．
9、某烃的结构简式为，它可能具有的性质是（ ）
A．它能使溴水褪色，但不能使酸性KMnO4溶液褪色
B．它既能使溴水褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色

D．易溶于水，也易溶于有机溶剂
10、下列实验不需要加热的是（ ）
A．制C2H2 B．制C2H4

11、将浓溴水加入苯中，经充分振荡、静置后、溴水层的颜色变浅，这是因为发生了（ ）
A．加成反应 B．萃取作用 C．取代反应 D．氧化反应
12、某碳氢化合物中，碳与氢的质量比为12：1，它的蒸气密度是同温同压下乙炔气体密度的三倍。该碳氢化合物的分子式为（ ）
A．C4H8 B．C6H6 C．C6H12 D．C3H6
二、填空题
13、写出除去括号内杂质用的试剂名称和操作方法：
(1)苯(甲苯)_________________________________
(2)溴苯(溴) _________________________________
(3)苯(酒精) _________________________________
(4)乙苯(水) _________________________________
(5)苯磺酸(苯) _________________________________
14、某液态烃A的相对分子质量120，它能使酸性KMnO4溶液褪色，但不能使溴水褪色。在催化剂Ni的存在下，12gA与0.3mol H2发生加成反应生成饱和烃B。A属于______烃，A的化学式_________，B的化学式_______。
15、某烃可使高锰酸钾溶液褪色，该烃可能是_______。若该烃的化学式为C8H10，该烃属于_______烃，是_______的同系物。该烃可能具有的同分异构体的结构简式分别是_______。
16、苯是_______色_______气味的液体。把苯倒入盛有水的试管中，振荡，发现_______，说明苯的密度比水_______，而且_______溶于水。加几滴植物油于盛有苯的度管中，振荡，发现_______，说明苯是很好的_______剂。将盛有苯的两个试管分别插入100℃的沸水中和0℃的冰水中，将会发现前者_______，后者_______。
参考答案：
1、C 2、D 3、AC 4、C 5、D 6、D 7、C 8、D 9、BC 10、AD
11、B 12、B
13、(1)酸性KMnO4溶液 分液
(2)NaOH溶液 分液
(3)水 分液
(4)不用 分液
(5)水 分液
14、芳香烃 C9H12 C9H18
15、烯烃、炔烃或苯的同系物 芳香烃 苯

16、无 有特殊 苯不溶于水，苯在水的上层 小 不
植物油溶解在苯中形成 有机溶剂 苯沸腾 苯结晶

【本周达标训练（※※）】
1、苯环结构中不存在C—C单键和C = C双键的简单交替结构，可以作为依据的事实是（ ）
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色
②苯环中碳碳键完全相同
③苯能在催化剂存在和加热的条件下加成生成环已烷
④邻—二甲苯只有一种结构
⑤苯可与液溴在催化剂存在条件下发生取代反应，但不因化学反应使溴水褪色。
A．②③④⑤ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④
2、1mol某有机物在一定条件下最多可与4mol H2加成，生成带一个支链的饱和烃C9H18，则原有机物是（ ）

3、某烃的分子式为C8H10，它不能使溴水褪色，但能使酸性高锰酸钾溶液褪色。该有机物苯环上的一氯代物只有一种，则该烃是（ ）

4、以下物质属于芳香烃的是（ ）

5、苯的特征反应是（ ）
A．难氧化易取代能加成 B．难氧化易加成能取代
C．易氧化能取代易加成 D．难氧化难取代难加成
6、下列各种有机物的结构表示式中，不属于同分异构体的是（ ）

7、已知苯与一卤代烷在催化剂作用下可生成苯的同系物

在催化剂存在下，由苯和下列各组物质合成乙苯最好应选用的是（ ）
A．CH3CH3和Cl2 B．CH2 = CH2和Cl2
C．CH2 = CH2和HCl D．CH3CH3和HCl
8、工业上将苯蒸气通过赤热的铁合成一种传热载体的化合物，其分子中苯环上的一氯代物的3种，1mol该化合物催化加氢时最多消耗6mol氢气，则该传热载体的化合物是（ ）
A．C6H5—CH3 B．C6H5—C6H5

9、碘在几种不同溶液中的颜色如下：
溶剂
水
CCl4
C2H5OH
C6H6
颜色
棕黄
紫
棕褐
紫红
判断碘在CS2、丙酮(弱极性溶剂)、已烯的颜色依次为（ ）
A．棕褐、紫、无色 B．紫、棕褐、棕黄
C．紫、棕褐、无色 D．紫、无色、棕褐
10、下列叙述正确的是（ ）
A．除去苯中少量的苯酚可先加适量的浓溴水，使生成三溴苯酚，再过滤而除去。
B．将苯酚晶体放入少量水中，加热时全部溶解，冷却到50℃形成悬浊液。
C．苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色但可以和碳酸氢钠反应放出CO2
D．苯酚也可以和硝酸进行硝化反应。
11、在一定条件下，1mol下列物质与H2完全反应，消耗H2最多的是（ ）
A．二甲苯 B．丙炔
C．1—丁烯 D．苯乙烯()
二、填空题
12、苯与溴水混合振荡后现象是_____________________，这是因为_______的缘故，苯与纯溴在条件下可以反应生成_______，反应方程式为______________，此反应属于_______反应。苯和浓H2SO4、浓HNO3混合，可生成_______，方程式为______________。苯和浓H2SO4混合受热，可生成_______，方程式为______________。
13、实验室制备硝基苯的主要步骤如下：
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合液，加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。
③在50~60℃时发生反应，直至反应结束。
④除去混合酸后，将粗产品依次用蒸馏水和5%的NaOH溶液洗涤，最后用蒸馏水洗涤。
⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。
(1)配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸混合液时，应将_______慢慢注入到盛有_______的容器中，并不断搅拌。
(2)步骤③中，为了使反应在50~60℃下进行，常用的方法是_______。
A．直接加热 B．水浴加热
(3)纯硝基苯是_______色，具有_______气味的油状液体。
14、某烃含碳的质量分数为90.5%，其蒸气密度为空气密度的3.66倍，则其分子式为_______。
(1)若该烃硝化时，一硝基取代物只有一种，则该烃的结构简式为_______。
(2)若该烃硝化时，一硝基取代物有两种，则该烃的结构简式为_______。
(3)若该烃硝化时，一硝基取代物有三种，则这三种一硝基取代物的结构简式为：_______、_______、_______。
参考答案：
1、C 2、D 3、C 4、B 5、A 6、B 7、C 8、B 9、C 10、D 11、D
12、分层，上层呈橙红色；溴更易溶于苯；催化剂；溴苯；

14、(1)浓H2SO4 浓硝酸 (2)B (3)无 苦杏仁
14、解析：烃的相对分子质量M=29×3.66=106
烃分子中含有碳原子、氢原子数目分别为：
则该烃的分子式为C8H10。