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第二章 烃
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[对应学生用书第44页]
素养一 苯的同系物同分异构体数目的判断
分子式为C8H10的苯的同系物及一氯代物同分异构体种数的确定
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乙苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
结构简式
烃基上一氯代物种数 2 1 1 1
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乙苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
苯环上一氯代物种数 3 2 3 1
一氯代物种数 5 3 4 2
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含有苯环的有机物同分异构体的判断技巧
由于苯环的结构特殊并具有高度对称性,因此含有苯环结构的有机物同分异构体也有其特殊的地方。
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(1)对称法:苯分子中所有的氢原子的化学环境相同,含有多条对称轴,但是如果苯环上连有取代基,其对称性就会受到影响,如邻二甲苯有1条对称轴、间二甲苯有1条对称轴,对二甲苯有2条对称轴,故邻二甲苯苯环上的一氯代物有2种,而间二甲苯苯环上的一氯代物有3种,对二甲苯苯环上的一氯代物有1种。如图所示:(箭头方向表示可以被氯原子取代的氢原子位置)
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(2)换元法:对于芳香烃,若苯环上氢原子数为m,且有a+b=m,则该芳香烃苯环上的a元卤代物和b元卤代物的同分异构体种类相同。如对二甲苯环上的一氯取代物共有1种,则其苯环上的三氯取代物也为1种。
(3)“定一(或二)移一”法:苯环上连有两个取代基时,可固定一个,移动另一个,从而写出邻、间、对三种同分异构体;苯环上连有三个取代基时,可先固定两个取代基,得到几种结构,再逐一插入第三个取代基,从而确定出同分异构体的数目。
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1.某芳香烃分子式为C10H14,经测定分子中除含苯环外还含两个-CH3和两个-CH2-。则符合条件的有机物有 ( )
A.3种 B.4种
C.6种 D.9种
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答案 C
解析 芳香烃分子式为C10H14,分子式符合CnH2n-6,可知只有一个苯环,侧链为饱和烃基,除含苯环外还含两个-CH3和两个-CH2-,则含2个侧链:若为-CH3、
-CH2CH2CH3,在苯环上存在邻、间、对三种位置关系;若为-CH2CH3、-CH2CH3,在苯环上存在邻、间、对三种位置关系,共6种。
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2.有相对分子质量为43的烷基(烷烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团)取代甲苯
( )苯环上的一个氢原子,所得的芳香烃产物的种类为 ( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
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解析 设该烷基的化学式为CnH2n+1,则有12n+2n+1=43,解得n=3,即该烷基为丙基;丙基有正丙基(-CH2-CH2-CH3)和异丙基( ),而甲苯中苯环上有三种等效氢原子,即甲基的邻位、间位、对位上的氢原子,故题中所得的芳香烃产物有6种。
答案 D
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素养二 烃的检验
液溴 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性高锰酸钾溶液
烷烃 与溴蒸气在光照条件下发生取代反应 不反应,液态烷烃与溴水可以发生萃取从而使溴水层褪色 不反应,互溶不
褪色 不反应
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续表
液溴 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性高锰酸钾溶液
烯烃 常温加成褪色 常温加成褪色 常温加成褪色 氧化褪色
炔烃 常温加成褪色 常温加成褪色 常温加成褪色 氧化褪色
苯 一般不反应,催化条件下可取代 不反应,发生萃取而使溴水层褪色 不反应,互溶不褪色 不反应
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液溴 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性高锰酸钾溶液
苯的同系物 一般不反应,光照条件下发生侧链上的取代,催化条件下发生苯环上的取代 不反应,发生萃取而使溴水层褪色 不反应,互溶不褪色 氧化褪色
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对苯和苯的同系物的性质易混淆,由于烷基的引入,使苯的同系物分子结构中的侧链易被氧化,苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能。它们的共同性质是均不能因化学反应而使溴水褪色,都能发生取代反应,在苯的同系物中,取代基易取代苯环上烷基的邻位和对位上的氢原子。
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3.要鉴别己烯中是否混有少量甲苯,正确的实验方法是 ( )
A.先加足量的酸性高锰酸钾溶液,然后再加入溴水
B.先加足量溴水,然后再加入酸性高锰酸钾溶液
C.点燃这种液体,然后再观察火焰的颜色
D.加入浓硫酸与浓硝酸后加热
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解析 A项,先加足量的酸性高锰酸钾溶液,二者均能使它褪色,不能鉴别;B项,先加足量溴水,己烯与溴水发生加成反应,排除双键的影响,然后再加入酸性高锰酸钾溶液,褪色,可说明己烯中混有少量甲苯,正确;C项,二者含碳量均较高,燃烧时火焰均明亮、冒黑烟,故无法鉴别;D项,加入浓硫酸与浓硝酸后加热,虽然甲苯可以发生硝化反应,但是生成物可溶于己烯,且副反应较多,故无法鉴别。
答案 B
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4.只用