PAGE1-烯烴、炔烴和苯及其同系物的性質[課標要求]1．駕馭烷烴、烯烴、炔烴、苯及其同系物的化學性質。2．能從結構的角度分析烷烴、烯烴和炔烴化學性質的不同及烯烴與炔烴化學性質相像的緣由。,1.烯烴、炔烴分子中含有不飽和的雙鍵、叁鍵，簡單與鹵素單質、鹵化氫、H2、H2O等發生加成反應，易被酸性高錳酸鉀溶液氧化，能發生加聚反應生成高分子化合物。2．苯及其同系物的分子式通式為CnH2n－6(n≥6)，易發生取代反應，難發生加成反應，在苯的同系物中，若連接苯環烷基的碳原子上有氫原子，也被酸性高錳酸鉀溶液氧化。eq\a\vs4\al(烯烴、炔烴的化學性質)1．化學性質(1)可燃性C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(點燃))2CO2＋2H2O2C2H2＋5O2eq\o(→,\s\up7(點燃))4CO2＋2H2O(2)與鹵素單質、氫氣、氫鹵酸等的反應①與鹵素單質發生加成反應CHCH＋Br2→CHBr=CHBrCHBr=CHBr＋Br2→CHBr2—CHBr2CH3—CH=CH2＋Br2→CH3—CHBr—CH2Br②與氫氣發生加成反應CH3—CH=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CH3—CH2—CH3CHCH＋2H2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CH3CH3③與氫鹵酸發生加成反應烯烴、炔烴與氫鹵酸發生加成反應生成鹵代烴。CHCH＋HCleq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH2=CHCl④加成聚合反應nCH3—CH=CH2eq\o(→,\s\up7(引發劑))nHCCHeq\o(→,\s\up7(引發劑))(3)與酸性KMnO4溶液的反應①烯烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化氧化產物與不飽和鍵在碳鏈中的位置有關，如下表烯烴被氧化的部位CH2=RCH=氧化產物CO2、H2ORCOOH②乙炔被酸性高錳酸鉀溶液氧化CHCHeq\o(→,\s\up7(酸性KMnO4溶液))CO2＋H2O③利用酸性KMnO4溶液可以鑒別烷烴與烯烴或烷烴與炔烴。2．應用在有機合成中，通過這些反應可以得到含有鹵原子、氰基、羰基、羧基等官能團的化合物。1．乙烯能使溴水、酸性KMnO4溶液退色，反應原理相同嗎？提示：不同，乙烯使溴水退色，發生加成反應，使酸性KMnO4溶液退色，發生了氧化反應。2．能否用酸性KMnO4溶液除去甲烷中的乙烯(或乙炔)氣體。提示：不能，甲烷不與酸性KMnO4溶液反應，乙烯或乙炔氣體都能被酸性KMnO4溶液氧化，但生成CO2氣體，除去了舊的雜質，又引進了新的雜質，不行取。3．分子結構中含有雙鍵的物質是不是肯定能夠發生加成反應？能夠發生加成反應的分子中是不是肯定含有碳碳雙鍵？提示：不肯定。加成反應是有機化學中的一種反應類型，所以不是含有雙鍵的物質都能發生加成反應，如O2中含有雙鍵，但不能發生加成反應；不是只有含有碳碳雙鍵的烯烴才能發生加成反應，其他含有不飽和鍵的有機化合物(如炔烴、氯乙烯等)也可以發生加成反應。1．常用于烴類有機物的鑒別和檢驗的試劑和方法(1)酸性高錳酸鉀溶液eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(不退色——飽和烴烷烴和環烷烴或苯,退色——不飽和烴烯烴、二烯烴、炔烴等))(2)溴水eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水層無色——萃取，如汽油、苯、四氯化碳等做,萃取劑有機溶劑層有色，水層無色,退色\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(加成反應——烯烴、二烯烴、炔烴等不飽,和烴,氧化還原反應——如SO2＋Br2＋2H2O,=H2SO4＋2HBr)),不退色——飽和烴烷烴和環烷烴))2．依據氧化產物確定烯烴結構利用烯烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化的規律，可以依據產物確定烯烴可能的結構。基本步驟如下：(1)還原：將產物中的CO2、R—COOH、別還原為CH2=、RCH=、。(2)連接：依據碳元素的四價原則進行連接。(3)檢查：要留意在連接過程中檢查碳原子是否守恒，同時查看是否有因連接方式的變更而可能形成的同分異構體。1．下列物質，不行能是乙烯的加成產物的是()A．CH3CH3 B．CH3CHCl2C．CH3CH2OH D．CH3CH2Br解析：選B乙烯加成是斷開一個不飽和鍵，分別在雙鍵兩端的不飽和碳原子上各連接一個原子或原子團，假如去掉加上去的成分應復原為乙烯的結構。選項中只有B項不符合這一要求。2．下列說法中，錯誤的是()A．無論乙烯的加成，還是乙烯使酸性KMnO4溶液退色，都與乙烯分子中含有的碳碳雙鍵有關B．無論運用溴的四氯化碳溶液還是酸性KMnO4溶液都可以鑒別乙烯和乙烷C．相同質量的乙烯和甲烷完全燃燒后產生的水的質量相同D．乙烯的化學性質比乙烷的化學性質活潑解析：選C乙烯分子中含有碳碳雙鍵，因此，易與Br2發生加成反應，能使酸性KMnO4溶液退色，而乙烷不與Br2及酸性KMnO4溶液發生反應，因此可以用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液來鑒別乙烯和乙烷。因為乙烯與甲烷分子中氫的質量分數不同，因此等質量的乙烯和甲烷完全燃燒后生成水的質量不同。3．下列各組物質之間的化學反應，反應產物肯定為純凈物的是()A．CH3—CH=CH—CH3＋Br2(CCl4)→B．CH2=CH—CH2—CH3＋HCleq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△)))C．CH3—CH=CH2＋H2Oeq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加壓、加熱)))D．CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))解析：選ACH3CH=CH—CH3是對稱烯烴，和溴單質發生加成反應，產物只有一種：CH3—CHBr—CHBr—CH3，故A正確；CH2=CH—CH2—CH3是不對稱烯烴，與HCl加成得到兩種加成產物：CH3—CHCl—CH2—CH3、CH2Cl—CH2—CH2—CH3，故B錯誤；CH3—CH=CH2是不對稱烯烴，與水加成得到兩種加成產物：、CH3—CH2—CH2OH，故C錯誤；CH3CH3與Cl2光照下發生取代反應，得到多種氯代產物和HCl的混合物，故D錯誤。4．下列有關乙炔的敘述中，既不同于乙烯又不同于乙烷的是()A．能燃燒生成二氧化碳和水B．能跟溴水發生加成反應C．能跟酸性KMnO4溶液發生氧化反應D．能與氯化氫反應生成氯乙烯解析：選D乙炔、乙烯、乙烷都能燃燒生成二氧化碳和水；乙炔、乙烯都能與溴水發生加成反應；乙烯、乙炔都能與酸性KMnO4溶液發生氧化反應；只有乙炔可與HCl加成生成氯乙烯。5．下列說法中正確的是()①丙炔分子中三個碳原子有可能位于同始終線上②乙炔分子中碳碳間的三個共價鍵性質完全相同③分子組成符合CnH2n－2通式的鏈烴，肯定是炔烴④乙炔及其同系物中，乙炔的含碳量最大A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：選D由乙炔的分子結構可推知丙炔中的三個碳原子應在同始終線上；碳碳叁鍵中有一個共價鍵與其余兩個共價鍵不同；符合CnH2n－2通式的鏈烴還可以是二烯烴；乙炔同系物CnH2n－2中碳的質量分數為eq\f(12n,14n－2)×100%＝eq\f(12,14－\f(2,n))×100%，n增大時，14－eq\f(2,n)增大，w(C)減小，故n＝2時w(C)最大。6．由乙炔為原料制取CHClBr—CH2Br，下列方法中，最可行的是()A．先與HBr加成后，再與HCl加成B．先與H2完全加成后，再與Cl2、Br2取代C．先與HCl加成后，再與Br2加成D．先與Cl2加成后，再與HBr加成解析：選CCHClBr—CH2Br中無碳碳不飽和鍵，說明原料乙炔發生加成反應，兩個碳原子上各有一個溴原子，只有一個碳原子上有氯原子，因此是與氯化氫、溴水加成，考慮到碳碳叁鍵與溴水很簡單完全加成，所以要想得到CHClBr—CH2Br應當先與氯化氫加成，再與溴水加成，C項正確。7．某烯烴被酸性KMnO4溶液氧化得產物是CH3COOH和CO2、H2O此烯烴的結構簡式是________。解析：CH3COOH還原為“”，CO2和H2O還原為“CH2=”，故原烯烴是CH3CH=CH2。答案：CH3CH=CH2eq\a\vs4\al(苯及其同系物的化學性質)1．與鹵素單質、硝酸、濃硫酸的取代反應2．與氫氣的加成反應3．氧化反應(1)可燃性苯及其同系物都能燃燒，完全燃燒生成CO2和H2O。(2)苯的同系物與酸性KMnO4溶液的反應苯與酸性KMnO4溶液不反應，但苯的同系物中有的可被酸性KMnO4溶液氧化，側鏈烴基通常被氧化為羧基。如：[特殊提示]苯的同系物中，不管側鏈烴基的碳鏈有多長，只要側鏈烴基中與苯環干脆相連的碳原子上有氫原子，它就能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液退色，側鏈烴基通常被氧化為羧基。1．如何用試驗方法證明苯分子中沒有碳碳雙鍵？提示：方法一向苯中加入酸性高錳酸鉀溶液，振蕩，視察是否退色，若不退色說明苯分子中不存在碳碳雙鍵。方法二向苯中加入溴的四氯化碳溶液，振蕩，視察是否退色，若不退色說明苯分子中不存在碳碳雙鍵。2．苯的同系物比苯易發生取代反應的緣由是什么？提示：苯的同系物中含有共同的基團，因此，它們大都能發生取代反應，但受烷基的影響，其反應的難易程度與苯不同。如甲苯中的苯環受甲基的影響，使得苯環上的氫原子更活潑，發生取代反應時，鄰、間、對位上的氫原子都能被取代，而苯分子中通常只有一個氫原子能被取代。3．怎樣通過試驗來區分苯、甲苯和己烯？提示：在這三種液體中分別滴幾滴溴的四氯化碳溶液，振蕩，退色的是己烯；另取剩余兩種液體于干凈的試管中，再滴入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，充分振蕩，使其退色的是甲苯，不退色的是苯。1．苯與苯的同系物結構與性質的比較(1)結構①苯具有平面結構，分子中6個碳原子和6個氫原子在同一平面上，其中的碳碳鍵完全相同，是介于碳碳單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵。②苯的同系物是指分子里含有一個苯環，且側鏈為烷基的碳氫化合物，分子通式為CnH2n－6(n≥6)。(2)化學性質①相同點：a．燃燒時現象相同，火焰光明伴有濃煙。b．都易發生苯環上的取代反應。c．都能發生加成反應，但都比較困難。②不同點：a．由于側鏈對苯環的影響，使得苯的同系物比苯更簡單發生鄰、對位取代反應，常得到多元取代產物。b．由于苯環對側鏈的影響，使苯的同系物易被氧化劑氧化，能使酸性KMnO4溶液退色。c．苯的同系物發生鹵代反應時條件不同產物不同，Fe作催化劑時在苯環上取代，光照時在側鏈上取代。2．常見烴的結構、性質比較烷烴烯烴炔烴苯及其同系物通式CnH2n＋2(n≥1)CnH2n(n≥2)CnH2n－2(n≥2)CnH2n－6(n≥6)代表物分子式CH4C2H4C2H2C6H6代表物結構簡式CH4CH2=CH2代表物空間結構正四面體平面結構直線結構平面正六邊形代表物結構特點只含單鍵，飽和烴含碳碳雙鍵，不飽和鏈烴含碳碳叁鍵，不飽和鏈烴碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間獨特的鍵，不飽和烴化學活動性穩定活潑活潑較活潑燃燒火焰光明，淡藍色火焰火焰光明，帶黑煙帶火焰光明，濃烈黑煙火焰光明，帶濃烈黑煙溴的四氯化碳溶液不反應加成反應加成反應在Fe的作用下與鹵素單質發生取代反應酸性KMnO4溶液不反應氧化反應氧化反應某些苯的同系物可被氧化鑒別乙烯、乙炔能使酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液退色；甲烷、苯不能使酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液退色，但苯能萃取溴水中的溴而使水層變為無色1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)結構中因為含有苯環，所以是苯的同系物(×)(2)苯不能使溴的四氯化碳溶液退色，說明苯分子中沒有與乙烯分子中類似的碳碳雙鍵(√)(3)甲苯與溴水即使在加入鐵粉的條件下也不能發生取代反應(√)(4)可被酸性KMnO4溶液氧化為(×)(5)甲烷和氯氣反應生成一氯甲烷，與苯和硝酸反應生成硝基苯的反應類型相同(√)解析：(1)苯的同系物必需是苯環上的氫原子被烷基取代。(2)分子中若含有，能使Br2(CCl4)溶液退色。(3)苯及其同系物與鹵素單質的取代反應，必需是鹵素單質，與其水溶液不反應。(4)分子中與苯環相連的碳原子上沒有氫原子，不能被氧化為。(5)甲烷和氯氣反應生成一氯甲烷，以及苯和硝酸反應生成硝基苯的反應都屬于取代反應。2．下列物質屬于芳香烴，但不是苯的同系物的是()A．③④ B．②⑤C．①②⑤⑥ D．②③④⑤⑥解析：選B屬于芳香烴必需含有苯環，只含碳和氫元素，解除③和④；不是苯的同系物，則通式不符合CnH2n－6，解除①⑥。3．苯和甲苯相比較中，下列敘述中不正確的是()A．都屬于芳香烴B．都能在空氣中燃燒C．都能使KMnO4酸性溶液退色D．都能發生取代反應解析：選CA項，苯和甲苯都屬于芳香烴，正確；B項，苯和甲苯都能在空氣中燃燒，正確；C項，苯不能使KMnO4酸性溶液退色，錯誤；D項，苯和甲苯都能發生取代反應，正確。4．要鑒別己烯中是否混有少量甲苯，正確的試驗方法是()A．先加足量的酸性高錳酸鉀溶液，然后再加入溴水B．先加足量溴水，然后再加入酸性高錳酸鉀溶液C．點燃需鑒別的己烯，然后視察現象D．加入濃硫酸與濃硝酸后加熱解析：選B己烯和甲苯都能使酸性高錳酸鉀溶液退色，A項錯誤。先加溴水，己烯能與溴水發生加成反應變為飽和有機物，再加入酸性高錳酸鉀溶液，假如退色則證明混有甲苯，B項正確。點燃兩種液體，都有濃煙，C項錯誤。加入濃硫酸與濃硝酸后加熱，甲苯和苯都能反應，不宜采納，D項錯誤。5．校內“毒跑道”事務媒體常有報道，其對人體造成損害的緣由之一是超標運用了苯、甲苯等有機溶劑。下列有關說法正確的是()A．甲苯的分子式為B．甲苯分子中全部原子都處于同一平面C．甲苯的一氯取代物有5種同分異構體，它們的熔、沸點各不相同D．甲苯和苯互為同系物解析：選DA項，為甲苯的結構簡式，其分子式為C7H8，錯誤；B項，甲烷空間構型為正四面體，因此甲基上全部原子不共面，錯誤；C項，甲苯分子中有4種不同的氫原子，因此一氯代物有4種，錯誤；D項，甲苯和苯結構相像，分子組成上相差一個“CH2”，因此互為同系物，正確。6．下列敘述中，錯誤的是()A．苯與濃硝酸、濃硫酸共熱并保持55～60℃可反應生成硝基苯B．甲苯與氯氣在光照下發生一元取代反應，主要生成2-氯甲苯或4-氯甲苯C．乙苯可被酸性高錳酸鉀溶液氧化為(苯甲酸)D．苯乙烯在合適條件下催化加氫可生成乙基環己烷解析：選B苯與濃硝酸、濃硫酸共熱并保持55～60℃發生取代反應生成硝基苯和水，A項正確；甲苯與氯氣在光照下反應，甲基上的氫原子被取代而苯環上的氫原子不被取代，B項錯誤；乙苯可被酸性高錳酸鉀溶液氧化為苯甲酸，C項正確；苯環和碳碳雙鍵在合適的條件下均能與氫氣發生加成反應，苯乙烯在合適條件下催化加氫可生成乙基環己烷，D項正確。eq\a\vs4\al(烴的燃燒規律)1．烴完全燃燒前后氣體體積的變更完全燃燒時的通式：CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(1)燃燒后溫度高于100℃時，水為氣態：ΔV＝V后－V前＝eq\f(y,4)－1(烴為氣態)①y＝4時，ΔV＝0，體積不變；②y＞4時，ΔV＞0，體積增大；③y＜4時，ΔV＜0，體積減小。(2)燃燒后溫度低于100℃時，水為液態：ΔV＝V前－V后＝eq\f(y,4)＋1(烴為氣態)，體積總是減小。無論水為氣態，還是液態，燃燒前后氣體體積的變更都只與烴分子中的氫原子數有關，而與烴分子中的碳原子數無關。2．烴完全燃燒時所耗氧氣量的規律完全燃燒時的通式：CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(1)由烴完全燃燒的通式可知，等物質的量的烴(CxHy)完全燃燒時，耗氧量的大小取決于eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))的值，其值越大，耗氧量越大；其值越小，耗氧量越小；若值相同，耗氧量相等。(2)烴(CxHy)燃燒可看作烴中的C和H分別與氧結合。其關系式為：C＋O2～CO24H＋O2～2H2O12g32g4g32g由上面的關系式可知：相同質量的C和H，H的耗氧量大于C的耗氧量，故質量肯定時，烴(CxHy)中氫的質量分數越大，其耗氧量越多，即等質量的烴的耗氧量的多少取決于eq\f(y,x)的值的大小，eq\f(y,x)的值越大，耗氧量越多；eq\f(y,x)的值越小，耗氧量越少；eq\f(y,x)的值相等，耗氧量相同。(3)最簡式相同的烴，不論它們以何種比例混合，只要總質量肯定，完全燃燒時所消耗的氧氣以及燃燒后生成的二氧化碳和水的量均為定值。3．含碳量凹凸與燃燒現象的關系含碳量越高，燃燒現象越明顯，表現在火焰越光明，黑煙越濃，如C2H2、C6H6(含碳量均為92.3%)燃燒時火焰光明，伴隨有大量濃煙；而含碳量越低，燃燒現象越不明顯，往往火焰不光明，無黑煙，如CH4(含碳量為75%)就是如此；對于C2H4及其他單烯烴(含碳量均為85.7%)，燃燒時火焰較光明，并有少量黑煙。1．等質量的下列有機物完全燃燒，消耗O2最多的是()A．CH4 B．CH3CH3C．C2H2 D．C5H12解析：選A方法1：依據化學方程式進行計算，然后通過比較得到答案。方法2(碳氫比法)：烴中H元素的質量分數越大，即烴中碳氫比(可以是質量比，也可以是物質的量或原子個數比)越小，烴的耗O2量越大。方法3(CHx法)：將烴轉化為“最簡式”CHx的形式，等質量的烴完全燃燒耗O2量的大小可由x確定，x越大耗O2量越大，x越小耗O2量越小。CHx法是解決本題的快捷方法。2．10mL3種氣態烴的混合物和足量氧氣混合點燃爆炸后復原到原來狀態(常溫常壓)，氣體體積共縮小了20mL(不考慮CO2的溶解)。則這3種烴可能的組合是()A．CH4、C2H4、C3H6隨意體積比B．C3H8、C4H8、C2H2質量比為11∶14∶26C．C2H6、C4H6、C2H2同條件下體積比為2∶1∶1D．CH4、C3H6、C2H2保持n(C3H6)∶n(C2H2)＝1∶2解析：選B設烴的混合物的平均化學式為CxHy，則：CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2→xCO2＋eq\f(y,2)H2O(l)體積減小11＋eq\f(y,4)10mL20mL則1∶(1＋eq\f(y,4))＝10mL∶20mL，解得：y＝4，即混合氣體分子中平均含有4個H原子。A項，CH4、C2H4分子均含有4個H原子，而C3H6含有6個H原子，其混合物中氫原子的平均數不行能為4，錯誤；B項，C3H8、C4H8、C2H2質量比為11∶14∶26，其物質的量之比為eq\f(11,14)∶eq\f(14,56)∶eq\f(26,26)＝1∶1∶4，平均H原子數目為(8＋8＋2×4)/(1＋1＋4)＝4，正確；C項，C2H6、C4H6、C2H2同條件下體積比為2∶1∶1，平均H原子數目為(2×6＋6＋2)/(2＋1＋1)＝5，錯誤；D項，CH4、C3H6、C2H2混合，應保持n(C3H6)∶n(C2H2)＝1∶1才能滿意混合物中H原子數平均為4，錯誤。3．現有CH4、C2H4、C2H6三種有機化合物：(