内容正文:
专题03 脂肪烃
解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试
一.饱和烃的性质
1.烃
(1)定义:仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物。
(2)分类:根据结构不同,烃可以分 为脂肪烃和芳香烃。烃分子中的氢原子可以被卤素原子取代,所得产物称为卤代烃。
2.脂肪烃
(1)定义:分子中不含苯环的烃
(2)分类:在脂肪烃中,碳原子的排列形式可以呈 链状或环状,分别称为脂链烃和脂环烃。根据是否含有不 饱和键,又可以将脂肪烃分为饱和烃与不饱和烃。
3.烷烃
(1)结构特点:烷烃的结构与甲烷的相似,其分子中的碳原子都采取sp3杂化,以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合,形成σ键。
(2)链状烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1)。
(3)物理性质
①常温常压下的状态:碳原子数≤4的烷烃为气态,其他为液态或固态(注意:新戊烷常温下为气态)。
②熔、沸点:随着分子中碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔、沸点越低。
③密度:相对密度随碳原子数的增加而逐渐增大,但均小于1。
④溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂。
(4)化学性质:常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应,只有在特殊条件下(如光照或高温)才能发生某些反应。
①燃烧反应:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。
如:甲烷的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O (注意:点燃前,一定要验纯)
汽油的成分之一辛烷(C8H18)完全燃烧:2C8H18+25O216CO2+18H2O。
②取代反应(特征反应):烷烃可与纯卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。
如:乙烷与氯气反应生成一氯乙烷和氯化氢:CH3—CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
③分解反应:烷烃受热时会分解生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃。
如:16烷的分解:C16H34C8H18+C8H16。
二.不饱和烃的性质
1.烯烃的结构特点
(1)官能团:碳碳双键()。
(2)结构特点:除乙烯外,其他烯烃分子中不仅含有碳碳双键和碳氢键,还含有碳碳单键。
(3)通式:烯烃只含有一个碳碳双键(单烯烃)时,其通式为CnH2n(n≥2)。
2.烯烃的物理性质
(1)常温常压下的状态:碳原子数≤4的烯烃为气态,其他为液态或固态。
(2)熔、沸点:随着分子中碳原子数的增加,烯烃的熔、沸点逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔、沸点越低。
(3)密度:相对密度逐渐增大,但相对密度均小于1。
(4)溶解性:都难溶于水,易溶于有机溶剂。
3.烯烃的化学性质
(1)氧化反应
①能使酸性KMnO4溶液褪色,常用于的检验。
②燃烧:火焰明亮,并伴有黑烟,其燃烧通式为CnH2n+O2nCO2+nH2O。
(2)加成反应(特征反应)
①烯烃可以与X2、HX(X表示卤素)、H2、H2O等在一定条件下发生加成反应。例如:
乙烯与溴水反应:CH2===CH2+Br2―→CH2Br—CH2Br(名称为1,2-二溴乙烷)
乙烯与氢气反应:CH2===CH2+H2CH3CH3
乙烯与HCl反应:CH2===CH2+HClCH3CH2Cl
乙烯与水反应:CH2===CH2+H2OCH3CH2OH
②当不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时,通常“氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧”。
丙烯和溴化氢的加成反应主要产物为2-溴丙烷:CH2=CH—CH3+HBr
丙烯和水的加成反应主要产物为2-丙醇:CH2===CHCH3+H2O
(3)加聚反应:单烯烃可在一定条件下发生加成聚合反应,如丙烯生成聚丙烯:
(3)二烯烃
①二烯烃的加成反应:分子中含有两个双键的链烃叫做二烯烃,二烯烃可用通式CnH2n-2表示。1,3-丁二烯是最重要的代表物。其与Br2按1∶1发生加成反应时分为两种情况。
1,2-加成:
1,4-加成:
②烯烃的立体异构
a.顺反异构的概念:通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间排列方式不同,产生顺反异构现象。
b.顺式结构:相同的原子或原子团位于双键同一侧的顺式结构,如顺-2-丁烯:。
c.反式结构:相同的原子或原子团位于双键两侧的反式结构,如反-2-丁烯:。
d.性质特点:互为顺反异构体的两种有机化合物,它们的化学性质基本相同,而物理性质有一定的差异。
4.炔烃的物理性质
(1)概念:分子中含有碳碳三键的烃称为炔烃。如乙炔(CH≡CH)、丙炔(CH3C≡CH)、2-丁炔(CH3C≡CCH3)等。乙炔是最简单的炔烃。
(2)炔烃的官能团是碳碳三键(—C≡C—)。
(3)分子中只含有1个碳碳三键的链状炔烃的通式为CnH2n-2(n≥2)
(4)物理性质:随着碳原子数的递增,炔烃的沸点逐渐升高,密度逐渐增大,但都小于水的密度,一般都难溶于水。
5.炔烃(乙炔)的化学性质
(1)乙炔的组成和结构:结构式为H—C≡C—H,分子中4个原子在同一条直线上,结构特征是含有碳碳三键。乙炔分子中的碳原子均采取sp杂化,碳原子与氢原子之间均以单键(σ键)相连接,碳原子与碳原子之间以三键(1个σ键和2个π键)相连接,相邻两个键之间的夹角为180°。
(2)乙炔的化学性质
①氧化反应
a.能使KMnO4溶液褪色;
b.在空气中燃烧火焰明亮,并伴有浓烈黑烟。乙炔燃烧的化学方程式为:2C2H2+5O24CO2+2H2O
②加成反应
a.与Br2加成(1:2):CH≡CH+2Br2→CHBr2—CHBr2
b.与H2加成(1:1):CH≡CH+H2CH2=CH2,(1:2):CH≡CH+2H2CH3—CH3
c.与HCl加成制取氯乙烯: CH≡CH+HClCH2=CHCl
d.与H2O反应(制乙醛):CH≡CH+H2OCH3CHO
③加聚反应:,产物为聚乙炔,可用于制备导电高分子材料。
【注意】
①烯烃和炔烃的性质
烯烃(单烯烃)
炔烃(单炔烃)
定义
分子里含有碳碳双键的链烃
分子里含有碳碳三键的链烃
通式
CnH2n(n≧2)(注:通式满足 CnH2n的不一定是烯烃,也可能是环烷烃)
CnH2n-2(n≧2)(注:满足此通式的也可能是二烯烃)
物理性质
1 碳原子数小于等于4的为气态,5-10个碳 的为液态,碳原子数大于10的为固态
2 随碳原子数的增加,熔沸点逐渐增大,密度逐渐增大,但始终小于水的密度。
3 难溶于水,易溶于有机溶剂
1 碳原子数小于等于4的为气态,其它为液态或固体
2 随碳原子的增加,熔沸点逐渐增大,密度逐渐增大,但始终小于水的密度
3 3 难溶于水,易溶于有机溶剂
化学性质
类同乙烯
类同乙炔
②烃类燃烧的规律
a.烃类燃烧的通式:CxHy+(x+y/4)O2 xCO2+y/2H2O
b.物质的量相同的烃完全燃烧时,含氧量多少决定于x+y/4。
c.等质量的烃完全燃烧,氢碳比越高,耗氧量越多。
d.最简式相同的烃,不论以何种比例混合,只要混合物总质量一定,完全燃烧生成CO2和H2O,以及耗氧量就一定。
e.烃完全燃烧前后气体积的变化规律(水为气态):y=4,气体体积不变 ;y<4,气体体积减少;y>4,气体体积增大
【例1】下列有关叙述中正确的是
①的同分异构体数目为8种
②链状烷烃中除甲烷外,都能使酸性溶液褪色
③异戊烷与2,2-二甲基丙烷互为同分异构体
④所有的链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤丙烷分子中的所有碳原子在一条直线上
A.①③④ B.①③⑤ C.②③⑤ D.①②④
【例2】某有机物(结构如图所示)与按1:2的物质的量之比发生加成反应,可得到___________种加成产物(不考虑立体异构)。
A.2 B.3 C.4 D.5
【例3】某烯烃分子中含有一个碳碳双键,一定条件下与氢气加成所得产物的键线式如图所示,此烯烃可能的结构(考虑顺反异构)有
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
【例4】环丙烷可作为全身麻醉剂,环己烷是重要的有机溶剂。已知:某些有机化合物的反应方程式如下(其中、是催化剂且催化性能相当):
①;
②;
③;
④。
回答下列问题:
(1)从反应①~③可以看出,最容易发生开环加成反应的环烷烃是 (填名称),判断依据为 。
(2)环烷烃还可与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应,如环丁烷与在一定条件下反应,其化学方程式为 (不需注明反应条件)。
(3)写出鉴别环丙烷与丙烯的一种方法,试剂: ;现象与结论: 。
(4)已知:某烯烃在酸性溶液的作用下只产生一种有机物,其产物物质的量是原烯烃的2倍且其核磁共振氢谱图上只有一组峰,则该烯烃的结构简式为 ,用系统命名法其名称为 。
【例5】完成下列问题
(1)用化学方程式写出实验室制取乙炔的反应原理 。
(2)为什么用饱和食盐水代替水 ?
(3)装置②的作用是什么 ?
(4)实验室制取乙炔时,如何收集 ?能否用排空气法收集乙炔 ?
1.关于烷烃性质的叙述中,不正确的是
A.烷烃同系物的熔、沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高,常温下的状态由气态递变到液态,再递变到固态
B.烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大,从比水轻递变到比水重
C.烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应
D.烷烃同系物都不能使溴水、酸性溶液褪色
2.烯烃或炔烃在酸性高锰酸钾溶液作用下,分子中的不饱和键完全断裂,氧化规律如表所示,此法可用于减短碳链。现有某烯烃与酸性KMnO4溶液作用后得到的氧化产物有CO2、乙二酸(HOOC-COOH)和丙酮(),则该烯烃的结构简式可能是
烯烃被氧化的部位
CH2=
RCH=
对应的氧化产物
CO2
RCOOH
A. B.
C.CH2=CH-CH=CHCH2CH3 D.CH2=CH-CH2-CH=CH2
3.立体异构包括对映异构、顺反异构等。2-丁烯存在如下顺反异构:下列关于2-丁烯的说法错误的是
A.顺、反-2-丁烯均只有两种不同化学环境的氢原子
B.顺-2-丁烯沸点低于反-2-丁烯
C.与2-丁烯具有相同官能团的同分异构体有2种
D.顺、反-2-丁烯与氯气发生加成反应后的产物都有2个手性碳原子
4.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是
A.都能使溴的四氯化碳溶液褪色 B.都可能使KMnO4溶液褪色
C.都既含有极性键又含有非极性键 D.都是纯净物
5.Diels-Alder反应,又称为双烯合成可用于制备环己烯:。将原料X和Y两种有机物进行双烯合成后可得:。则合成该物质的原料X和Y不可能的是
A.和 B.和
C.和 D.和
6.已知丁烷的分子结构可简写成键线式:。有机化合物X的键线式为;有机化合物Y与等物质的量的发生加成反应可得到有机化合物X,下列有关说法错误的是
A.有机化合物X的一氯代物只有4种
B.用系统命名法命名有机化合物X,名称为2,2,3—三甲基戊烷
C.有机化合物X的分子式为
D.Y的结构可能有3种,其中一种的系统命名为3,4,4-三甲基-2-戊烯
7.的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用为原料可以合成新型可降解高分子P,其合成路线如下。已知反应①中无其他产物生成。下列说法错误的是
A.X与乙烯互为同系物
B.反应①中与X的化学计量比为
C.Y分子中含有2种官能团
D.P可使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色,且原理不同
8.烯烃或炔烃在酸性高锰酸钾溶液作用下,分子中的不饱和键完全断裂,此法可用于减短碳链。已知:
烯烃被氧化的部位
CH2=
RCH=
对应的氧化产物
CO2
RCOOH
现有某烯烃与酸性溶液作用后得到的氧化产物有、乙二酸()和丙酮(),则该烯烃的结构简式可能是
A. B.
C.CH2=CH-CH=CHCH2CH3 D.
9.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式为:,下列有关柠檬烯的分析正确的是
A.它的一氯代物有5种
B.它和丁基苯()互为同分异构体
C.它的分子中所有的碳原子一定在同一平面上
D.一定条件下,它分别可以发生加成、取代、氧化、还原等反应
10.实验室用下图装置制备乙烯并验证生成气体的性质,下列说法不正确的是
A.向装置A的圆底烧瓶中先加入乙醇,再加入浓硫酸
B.应将装置A中的混合液迅速升温至140℃,并持续加热
C.装置B中品红溶液的作用是检验反应是否生成
D.装置E中酸性溶液更换为溴的四氯化碳溶液,也可以检验乙烯
11.某兴趣小组在实验室用如图装置制备乙烯,并检验气体产物组分含有乙烯和二氧化硫。如图装置中的药品使用错误的是
A.装置Ⅰ B.装置Ⅱ C.装置Ⅲ D.装置Ⅳ
12.第尔斯和阿尔德在研究1,3-丁二烯的性质时发现如下反应,该反应被称为第尔斯阿尔德反应。
(也可表示为)
回答下列问题:
(1)第尔斯-阿尔德反应属于 (填反应类型)。
(2)1,3-丁二烯也能与乙炔发生类似上述成环反应,请写出其化学方程式 。
(3)写出与乙烯发生第尔斯-阿尔德反应的产物是 。
(4)已知乙烯与异丁烯[]互为同系物,写出异丁烯在一定条件下生成聚异丁烯的化学方程式: 。
(5)已知某些烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化生成羧酸和酮,例如:(丙酮)。现有分子式为的某烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化后生成正丁酸()和2-丁酮(),则该烯烃的结构简式为 。
13.有机物P(),常用于合成橡胶。
已知:①Diels-Alder反应:;
②、;
回答下列问题
(1)P是否存在顺反异构 (填“是”或“否”)。
(2)P发生1,4-加聚反应得到 (填结构简式),将该产物加入溴的四氯化碳中,现象是 。
(3)写出P与发生Diels-Alder反应的化学方程式 。
(4)P与酸性溶液反应生成的有机产物为 (填结构简式)。
(5)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式如图,下列它的说法错误的是_______。
A.在催化剂作用下,最多可以消耗 B.能使酸性溶液褪色
C.不能使溴的溶液褪色 D.M中的碳原子可能在同一平面
(6)丁苯橡胶是合成橡胶的一种,其结构简式为,写出合成丁苯橡胶的单体的结构简式: 。
(7)某烃与氢气发生反应后能生成,则该烃不可能是_______。
A.2-甲基-2-丁烯 B.3-甲基-1-丁烯 C.2-甲基-1-丁烯 D.2,3-二甲基-1-丁烯
14.聚氯乙烯英文缩写为PVC,是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一。
工业上以乙烯和氯气为原料合成PVC的流程如下:
乙烯1,2-二氯乙烷()氯乙烯()PVC
(1)乙烯生成1,2-二氯乙烷的化学方程式为 ,反应类型是 。
(2)1,2-二氯乙烷还可以通过乙烷和光照制备而成,请评价:是用该方案制备好还是题干中“乙烯1,2-二氯乙烷”来制备好,说清理由: 。
(3)下列有关PVC的说法正确的是___________。
A.能使溴的四氯化碳溶液褪色 B.能在空气中燃烧,但产物易引起环境污染
C.能使酸性溶液褪色 D.PVC是纯净物
15.近日,支原体肺炎频频出现在热搜榜上,而支原体肺炎主要通过呼吸道飞沫传播,戴口罩可有效阻止病菌的传播。
(1)口罩面罩所用的无纺布成分是聚丙烯,由丙烯制备聚丙烯的化学方程式为 ,丙烯中最多有 个原子共平面。
(2)下列有关聚丙烯的说法正确的是_______。
A.聚丙烯的最简式 B.聚丙烯是纯净物
C.聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧,耗氧量相同
(3)一种口罩的滤材被提前注入了电荷,并且这部分电荷在正常储存时可以长时间存在,该滤材对_______成分的吸附效果较好。
A. B.胶体粒子 C.水蒸气 D.NO
(4)已知当不对称烯烃与含氢物质(如:、)加成时,氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上,写出丙烯与发生加成时的主要产物的结构简式 。
(5)丙烯的某种同系物(M)与氢气加成后所得产物结构为,该产物用习惯命名法命名为 ,M可能的结构共 种。
16.乙炔是有机合成的重要原料。利用电石可制备乙炔,电石的主要成分为CaC2,还含有CaS和Ca3P2等少量杂质。
Ⅰ. CaC2的结构,一种CaC2的晶胞如图所示。
(1)CaC2晶体属于 (填晶体类型)晶体
(2)每个Ca2+在 个阴离子构成的多面体中心。
(3)一个CaC2晶胞中,含有 个σ键和 个π键。
Ⅱ 制备乙炔并检验其性质
已知:ⅰ. CaS、Ca3P2能发生水解反应;
ⅱ. PH3能被CuSO4、Br2及酸性KMnO4溶液氧化
(4)a中生成乙炔的化学方程式是 。
(5)实验过程中,b中溶液一直保持蓝色的目的是 。
(6)实验过程中,c、d试管中溶液的颜色均褪去。其中,c验证了乙炔能与Br2发生加成反应,d则说明乙炔具有 性。
17.聚乙烯醇Z是具有广泛用途的合成高分子材料,结构简式为 ,其工业合成路线如图:
CH CH X(C4H6O2)→Y(C4H6O2)n
已知:下列反应中R,R',R"代表烃基
i.RCOOH +HC≡CH RCOOCH=CH2
ii.RCOOR'+R"OH RCOOR"+R'OH
回答下列问题:
(1)乙炔的空间构型是 ;
(2)X的结构简式是 ;
(3)Y转化为Z的化学方程式是 ;
(4)在一定条件下,也可用乙烯、氧气和乙酸制取X,该反应的化学方程式是 ;
(5)已知:
在横线上填入物质和系数 完成聚乙烯醇转化为维纶的化学方程式。
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专题03 脂肪烃
解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试
一.饱和烃的性质
1.烃
(1)定义:仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物。
(2)分类:根据结构不同,烃可以分 为脂肪烃和芳香烃。烃分子中的氢原子可以被卤素原子取代,所得产物称为卤代烃。
2.脂肪烃
(1)定义:分子中不含苯环的烃
(2)分类:在脂肪烃中,碳原子的排列形式可以呈 链状或环状,分别称为脂链烃和脂环烃。根据是否含有不 饱和键,又可以将脂肪烃分为饱和烃与不饱和烃。
3.烷烃
(1)结构特点:烷烃的结构与甲烷的相似,其分子中的碳原子都采取sp3杂化,以伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合,形成σ键。
(2)链状烷烃的通式:CnH2n+2(n≥1)。
(3)物理性质
①常温常压下的状态:碳原子数≤4的烷烃为气态,其他为液态或固态(注意:新戊烷常温下为气态)。
②熔、沸点:随着分子中碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔、沸点越低。
③密度:相对密度随碳原子数的增加而逐渐增大,但均小于1。
④溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂。
(4)化学性质:常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应,只有在特殊条件下(如光照或高温)才能发生某些反应。
①燃烧反应:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。
如:甲烷的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O (注意:点燃前,一定要验纯)
汽油的成分之一辛烷(C8H18)完全燃烧:2C8H18+25O216CO2+18H2O。
②取代反应(特征反应):烷烃可与纯卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。
如:乙烷与氯气反应生成一氯乙烷和氯化氢:CH3—CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
③分解反应:烷烃受热时会分解生成含碳原子数较少的烷烃和烯烃。
如:16烷的分解:C16H34C8H18+C8H16。
二.不饱和烃的性质
1.烯烃的结构特点
(1)官能团:碳碳双键()。
(2)结构特点:除乙烯外,其他烯烃分子中不仅含有碳碳双键和碳氢键,还含有碳碳单键。
(3)通式:烯烃只含有一个碳碳双键(单烯烃)时,其通式为CnH2n(n≥2)。
2.烯烃的物理性质
(1)常温常压下的状态:碳原子数≤4的烯烃为气态,其他为液态或固态。
(2)熔、沸点:随着分子中碳原子数的增加,烯烃的熔、沸点逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔、沸点越低。
(3)密度:相对密度逐渐增大,但相对密度均小于1。
(4)溶解性:都难溶于水,易溶于有机溶剂。
3.烯烃的化学性质
(1)氧化反应
①能使酸性KMnO4溶液褪色,常用于的检验。
②燃烧:火焰明亮,并伴有黑烟,其燃烧通式为CnH2n+O2nCO2+nH2O。
(2)加成反应(特征反应)
①烯烃可以与X2、HX(X表示卤素)、H2、H2O等在一定条件下发生加成反应。例如:
乙烯与溴水反应:CH2===CH2+Br2―→CH2Br—CH2Br(名称为1,2-二溴乙烷)
乙烯与氢气反应:CH2===CH2+H2CH3CH3
乙烯与HCl反应:CH2===CH2+HClCH3CH2Cl
乙烯与水反应:CH2===CH2+H2OCH3CH2OH
②当不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时,通常“氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧”。
丙烯和溴化氢的加成反应主要产物为2-溴丙烷:CH2=CH—CH3+HBr
丙烯和水的加成反应主要产物为2-丙醇:CH2===CHCH3+H2O
(3)加聚反应:单烯烃可在一定条件下发生加成聚合反应,如丙烯生成聚丙烯:
(3)二烯烃
①二烯烃的加成反应:分子中含有两个双键的链烃叫做二烯烃,二烯烃可用通式CnH2n-2表示。1,3-丁二烯是最重要的代表物。其与Br2按1∶1发生加成反应时分为两种情况。
1,2-加成:
1,4-加成:
②烯烃的立体异构
a.顺反异构的概念:通过碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转会导致其空间排列方式不同,产生顺反异构现象。
b.顺式结构:相同的原子或原子团位于双键同一侧的顺式结构,如顺-2-丁烯:。
c.反式结构:相同的原子或原子团位于双键两侧的反式结构,如反-2-丁烯:。
d.性质特点:互为顺反异构体的两种有机化合物,它们的化学性质基本相同,而物理性质有一定的差异。
4.炔烃的物理性质
(1)概念:分子中含有碳碳三键的烃称为炔烃。如乙炔(CH≡CH)、丙炔(CH3C≡CH)、2-丁炔(CH3C≡CCH3)等。乙炔是最简单的炔烃。
(2)炔烃的官能团是碳碳三键(—C≡C—)。
(3)分子中只含有1个碳碳三键的链状炔烃的通式为CnH2n-2(n≥2)
(4)物理性质:随着碳原子数的递增,炔烃的沸点逐渐升高,密度逐渐增大,但都小于水的密度,一般都难溶于水。
5.炔烃(乙炔)的化学性质
(1)乙炔的组成和结构:结构式为H—C≡C—H,分子中4个原子在同一条直线上,结构特征是含有碳碳三键。乙炔分子中的碳原子均采取sp杂化,碳原子与氢原子之间均以单键(σ键)相连接,碳原子与碳原子之间以三键(1个σ键和2个π键)相连接,相邻两个键之间的夹角为180°。
(2)乙炔的化学性质
①氧化反应
a.能使KMnO4溶液褪色;
b.在空气中燃烧火焰明亮,并伴有浓烈黑烟。乙炔燃烧的化学方程式为:2C2H2+5O24CO2+2H2O
②加成反应
a.与Br2加成(1:2):CH≡CH+2Br2→CHBr2—CHBr2
b.与H2加成(1:1):CH≡CH+H2CH2=CH2,(1:2):CH≡CH+2H2CH3—CH3
c.与HCl加成制取氯乙烯: CH≡CH+HClCH2=CHCl
d.与H2O反应(制乙醛):CH≡CH+H2OCH3CHO
③加聚反应:,产物为聚乙炔,可用于制备导电高分子材料。
【注意】
①烯烃和炔烃的性质
烯烃(单烯烃)
炔烃(单炔烃)
定义
分子里含有碳碳双键的链烃
分子里含有碳碳三键的链烃
通式
CnH2n(n≧2)(注:通式满足 CnH2n的不一定是烯烃,也可能是环烷烃)
CnH2n-2(n≧2)(注:满足此通式的也可能是二烯烃)
物理性质
1 碳原子数小于等于4的为气态,5-10个碳 的为液态,碳原子数大于10的为固态
2 随碳原子数的增加,熔沸点逐渐增大,密度逐渐增大,但始终小于水的密度。
3 难溶于水,易溶于有机溶剂
1 碳原子数小于等于4的为气态,其它为液态或固体
2 随碳原子的增加,熔沸点逐渐增大,密度逐渐增大,但始终小于水的密度
3 3 难溶于水,易溶于有机溶剂
化学性质
类同乙烯
类同乙炔
②烃类燃烧的规律
a.烃类燃烧的通式:CxHy+(x+y/4)O2 xCO2+y/2H2O
b.物质的量相同的烃完全燃烧时,含氧量多少决定于x+y/4。
c.等质量的烃完全燃烧,氢碳比越高,耗氧量越多。
d.最简式相同的烃,不论以何种比例混合,只要混合物总质量一定,完全燃烧生成CO2和H2O,以及耗氧量就一定。
e.烃完全燃烧前后气体积的变化规律(水为气态):y=4,气体体积不变 ;y<4,气体体积减少;y>4,气体体积增大
【例1】下列有关叙述中正确的是
①的同分异构体数目为8种
②链状烷烃中除甲烷外,都能使酸性溶液褪色
③异戊烷与2,2-二甲基丙烷互为同分异构体
④所有的链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤丙烷分子中的所有碳原子在一条直线上
A.①③④ B.①③⑤ C.②③⑤ D.①②④
【答案】A
【解析】①正戊烷的一氯代物有3种,异戊烷的一氯代物有4种,新戊烷的一氯代物有1种,的同分异构体数目共有8种,故①正确;
②链状烷烃均不能使酸性溶液褪色,故②错误;
③异戊烷与2,2-二甲基丙烷分子式相同、都为C5H12,结构不同,二者互为同分异构体,故③正确;
④烷烃的特征反应为取代反应,所有链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,故④正确;
⑤丙烷分子中的碳原子都是饱和碳原子,与碳原子相连的4个原子形成像甲烷一样的四面体结构,所以丙烷分子中的所有碳原子不可能在一条直线上,故⑤错误;
综上①③④正确,故选A。
【例2】某有机物(结构如图所示)与按1:2的物质的量之比发生加成反应,可得到___________种加成产物(不考虑立体异构)。
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】根据有机物结构,其中含有一个结构(a和b部分)。与按1∶2的物质的量之比发生加成反应,可以分别形成以下几种情况(只画出双键的变化情况):一、b和c加成:;二、c和a加成:;三、a和b加成:;四、a和b发生1,4加成,消耗溴,另外溴与c加成:。所以一共有四种加成产物;
答案为C。
【例3】某烯烃分子中含有一个碳碳双键,一定条件下与氢气加成所得产物的键线式如图所示,此烯烃可能的结构(考虑顺反异构)有
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
【答案】D
【解析】
每个C原子最多只能形成四个共价键,根据某烯烃分子中含有一个碳碳双键,一定条件下与氢气加成所得产物的键线式为,可知该烯烃双键的位置可能为5种,其中③、⑤具有顺反异构体,故一共有7种;
答案选D。
【例4】环丙烷可作为全身麻醉剂,环己烷是重要的有机溶剂。已知:某些有机化合物的反应方程式如下(其中、是催化剂且催化性能相当):
①;
②;
③;
④。
回答下列问题:
(1)从反应①~③可以看出,最容易发生开环加成反应的环烷烃是 (填名称),判断依据为 。
(2)环烷烃还可与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应,如环丁烷与在一定条件下反应,其化学方程式为 (不需注明反应条件)。
(3)写出鉴别环丙烷与丙烯的一种方法,试剂: ;现象与结论: 。
(4)已知:某烯烃在酸性溶液的作用下只产生一种有机物,其产物物质的量是原烯烃的2倍且其核磁共振氢谱图上只有一组峰,则该烯烃的结构简式为 ,用系统命名法其名称为 。
【答案】(1)环丙烷 在都使用催化剂的条件下,加成反应的温度最低
(2)
(3)酸性高锰酸钾溶液 使酸性高锰酸钾溶液褪色的是丙烯,另一种是环丙烷(或溴水,使溴水褪色的是丙烯)
(4)C(CH3)2=C(CH3)2 2,3−二甲基−2−丁烯
【解析】(1)比较①∼③的反应条件(温度)知,在都使用催化剂的条件下,加成反应的温度最低,故环丙烷最易发生开环加成反应,故答案为:环丙烷;在都使用催化剂的条件下,加成反应的温度最低;
(2)
根据题干加成反应的信息:环结构变为链结构,如环丁烷与在一定条件下反应,其化学方程式为。故答案为:;
(3)由反应④知环烷结构不与KMnO4(H+)反应,而碳碳双键易被氧化,故用酸性KMnO4溶液可将环丙烷和丙烯区别开,故答案为:酸性高锰酸钾溶液;使酸性高锰酸钾溶液褪色的是丙烯,另一种是环丙烷(或溴水,使溴水褪色的是丙烯);
(4)某烯烃在酸性溶液的作用下只产生一种有机物,其产物物质的量是原烯烃的2倍且其核磁共振氢谱图上只有一组峰,说明烯烃结构对称,被高锰酸钾氧化生成丙酮,烯烃为2,3−二甲基−2−丁烯,结构简式为C(CH3)2=C(CH3)2,故答案为:C(CH3)2=C(CH3)2;2,3−二甲基−2−丁烯。
【例5】完成下列问题
(1)用化学方程式写出实验室制取乙炔的反应原理 。
(2)为什么用饱和食盐水代替水 ?
(3)装置②的作用是什么 ?
(4)实验室制取乙炔时,如何收集 ?能否用排空气法收集乙炔 ?
【答案】(1)
(2)碳化钙与水的反应剧烈,为了减慢反应速率,得到平稳的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水
(3)除去等杂质气体
(4)排水法 否
【解析】(1)用化学方程式写出实验室制取乙炔的反应原理。故答案为:;
(2)碳化钙与水的反应剧烈,为了减慢反应速率,得到平稳的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水;故答案为:碳化钙与水的反应剧烈,为了减慢反应速率,得到平稳的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水;
(3)装置②的作用是除去等杂质气体,防止杂质气体干扰乙炔性质的检验;故答案为:除去等杂质气体;
(4)乙炔难溶于水,实验室制取乙炔时,用排水法收集;乙炔的相对分子质量为26,空气的平均相对分子质量为29,二者密度相差不大,难以收集到纯净的乙炔;故答案为:排水法;否。
1.关于烷烃性质的叙述中,不正确的是
A.烷烃同系物的熔、沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高,常温下的状态由气态递变到液态,再递变到固态
B.烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大,从比水轻递变到比水重
C.烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应
D.烷烃同系物都不能使溴水、酸性溶液褪色
【答案】B
【解析】A.一般由分子组成结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大熔沸点越高;烷烃由分子组成,碳原子越多,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。烷烃同系物的熔、沸点随分子内碳原子数的增多,分子间作用力增强,熔沸点逐渐升高,常温下的状态由气态递变到液态,再递变到固态,A正确;
B.烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多逐渐增大,但密度比水的小,B错误;
C.烷烃与卤素单质在光照下能发生取代反应生成卤代烃和卤化氢,C正确;
D.烷烃同系物只含饱和碳原子,均不能使溴水、酸性溶液褪色,D正确;
故答案为:B。
2.烯烃或炔烃在酸性高锰酸钾溶液作用下,分子中的不饱和键完全断裂,氧化规律如表所示,此法可用于减短碳链。现有某烯烃与酸性KMnO4溶液作用后得到的氧化产物有CO2、乙二酸(HOOC-COOH)和丙酮(),则该烯烃的结构简式可能是
烯烃被氧化的部位
CH2=
RCH=
对应的氧化产物
CO2
RCOOH
A. B.
C.CH2=CH-CH=CHCH2CH3 D.CH2=CH-CH2-CH=CH2
【答案】B
【分析】由信息可知,碳碳双键中不饱和碳原子连接2个氢原子会被氧化生成CO2,若连接1个碳原子被氧化生成-COOH,若不连接碳原子会被氧化为羰基。
【解析】
A.该有机物被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2、,不符合题意,故A错误;
B.被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2、乙二酸(HOOC-COOH)和丙酮(),故B正确;
C.CH2=CH-CH=CHCH2CH3被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2、HOOC-COOH、CH3CH2COOH,不符合题意,故C错误;
D.CH2=CH-CH2-CH=CH2被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2、HOOCCH2COOH,不符合题意,故D错误;
故选:B。
3.立体异构包括对映异构、顺反异构等。2-丁烯存在如下顺反异构:下列关于2-丁烯的说法错误的是
A.顺、反-2-丁烯均只有两种不同化学环境的氢原子
B.顺-2-丁烯沸点低于反-2-丁烯
C.与2-丁烯具有相同官能团的同分异构体有2种
D.顺、反-2-丁烯与氯气发生加成反应后的产物都有2个手性碳原子
【答案】B
【解析】A.顺-2-丁烯只有两种不同化学环境的氢原子,反-2-丁烯也有两种不同化学环境的氢原子,A正确;
B.顺-2-丁烯与反-2-丁烯分子间作用均为范德华力,顺-2-丁烯分子两个甲基位于同一侧,正负电荷中心不重合,极性较大,范德华力较大,故沸点高,B错误;
C.与2-丁烯具有相同官能团的同分异构体有2种,1-丁烯和2-甲基-1-丙烯,C正确;
D.手性碳原子是连接了4个不同的原子或原子团的碳原子,顺、反-2-丁烯与氯气发生加成反应后的产物均为CH3CHClCHClCH3,与氯原子相连的是手性碳原子,均有2个手性碳原子,D正确;
故选B。
4.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是
A.都能使溴的四氯化碳溶液褪色 B.都可能使KMnO4溶液褪色
C.都既含有极性键又含有非极性键 D.都是纯净物
【答案】C
【解析】A.乙烯分子中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,而聚乙烯分子中不含碳碳双键,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,A不正确;
B.乙烯分子中含有碳碳双键,能使KMnO4溶液褪色,聚乙烯中不含碳碳双键,不能使KMnO4溶液褪色,B不正确;
C.乙烯和聚乙烯分子中,都含有碳碳键(非极性键)和碳氢键(极性键),所以都既含有极性键又含有非极性键,C正确;
D.乙烯是纯净物,聚乙烯是混合物,D不正确;
故选C。
5.Diels-Alder反应,又称为双烯合成可用于制备环己烯:。将原料X和Y两种有机物进行双烯合成后可得:。则合成该物质的原料X和Y不可能的是
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】B
【分析】由题干信息可知,此类反应的原理为共轭二烯烃与烯烃发生1,4-加成。
【解析】
A.和可以发生双烯合成生成,A不符合题意;
B.该组合中没有共轭二烯烃,无法发生双烯合成,B符合题意;
C.和可以发生双烯合成,生成,C不符合题意;
D.和可以发生双烯合成,生成,D不符合题意;
答案选B。
6.已知丁烷的分子结构可简写成键线式:。有机化合物X的键线式为;有机化合物Y与等物质的量的发生加成反应可得到有机化合物X,下列有关说法错误的是
A.有机化合物X的一氯代物只有4种
B.用系统命名法命名有机化合物X,名称为2,2,3—三甲基戊烷
C.有机化合物X的分子式为
D.Y的结构可能有3种,其中一种的系统命名为3,4,4-三甲基-2-戊烯
【答案】A
【分析】
由键线式可知,X的结构简式为,分子式为,分子中最长碳链含有5个碳原子,侧链为3个甲基,名称为2,2,3—三甲基戊烷。
【解析】A.由结构简式可知,X分子中含有5种不同化学环境的氢原子,所以一氯代物有5种,故A错误;
B.由分析可知,X的名称为2,2,3—三甲基戊烷,故B正确;
C. 由分析可知,X的分子式为,故C正确;
D.X是Y和等物质的量的氢气加成后的产物,则Y为烯烃,由X的结构简式可知,Y的结构简式可能为、、,命名依次为3,3-二甲基-2-乙基-1-丁烯、3,4,4-三甲基-2-戊烯、3,4,4-三甲基-1-戊烯,故D正确;
故选A。
7.的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用为原料可以合成新型可降解高分子P,其合成路线如下。已知反应①中无其他产物生成。下列说法错误的是
A.X与乙烯互为同系物
B.反应①中与X的化学计量比为
C.Y分子中含有2种官能团
D.P可使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色,且原理不同
【答案】A
【解析】A.X中含有2个碳碳双键,乙烯中含有1个碳碳双键,X与乙烯不互为同系物,A错误;
B.结合已知信息,通过对比X、Y的结构和分子式可知与X的化学计量比为,B正确;
C.由Y的结构简式可知,Y分子中含有碳碳双键、酯基2种官能团,C正确;
D.P中含有碳碳双键,可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,使溶液褪色,也可以和Br2发生加成反应,使溴水褪色,两种原理不同,D正确;
故选A。
8.烯烃或炔烃在酸性高锰酸钾溶液作用下,分子中的不饱和键完全断裂,此法可用于减短碳链。已知:
烯烃被氧化的部位
CH2=
RCH=
对应的氧化产物
CO2
RCOOH
现有某烯烃与酸性溶液作用后得到的氧化产物有、乙二酸()和丙酮(),则该烯烃的结构简式可能是
A. B.
C.CH2=CH-CH=CHCH2CH3 D.
【答案】D
【分析】由信息可知,碳碳双键中不饱和碳原子连接2个氢原子会被氧化生成CO2,若连接1个碳原子被氧化生成-COOH,若不连接碳原子会被氧化为羰基。
【解析】
A.该有机物被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2、,不符合题意,故A错误;
B.被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2、HOOCCH2COOH,不符合题意,故B错误;
C.CH2=CH-CH=CHCH2CH3被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2、、CH3CH2COOH,不符合题意,故C错误;
D.被酸性高锰酸钾溶液氧化生成、乙二酸()和丙酮(),故D正确;
答案选D。
9.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式为:,下列有关柠檬烯的分析正确的是
A.它的一氯代物有5种
B.它和丁基苯()互为同分异构体
C.它的分子中所有的碳原子一定在同一平面上
D.一定条件下,它分别可以发生加成、取代、氧化、还原等反应
【答案】D
【解析】A.由结构简式可知,柠檬烯分子中含有8类氢原子,分子的一氯代物有8种,故A错误;
B.由结构简式可知,柠檬烯的分子式为C10H16,丁基苯的分子式为C10H14,两者的分子式不同,不可能互为同分异构体,故B错误;
C.由结构简式可知,柠檬烯分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子,分子中所有的碳原子不可能在同一平面上,故C错误;
D.由结构简式可知,柠檬烯分子中含有碳碳双键一定条件下能发生加成反应、氧化反应和还原反应,含有的饱和碳原子一定条件下能发生取代反应,故D正确;
故选D。
10.实验室用下图装置制备乙烯并验证生成气体的性质,下列说法不正确的是
A.向装置A的圆底烧瓶中先加入乙醇,再加入浓硫酸
B.应将装置A中的混合液迅速升温至140℃,并持续加热
C.装置B中品红溶液的作用是检验反应是否生成
D.装置E中酸性溶液更换为溴的四氯化碳溶液,也可以检验乙烯
【答案】B
【分析】A装置是制取乙烯装置,B是检验产物中有SO2,能使品红褪色,C除去乙烯中的二氧化硫和二氧化碳,D检验SO2是否除尽,E用来检验乙烯产生。
【解析】A.浓硫酸乙醇混合放热,乙醇的密度小于浓硫酸,应该先加入乙醇,后加入浓硫酸,A正确;
B.乙醇在170℃下发生消去反应生成乙烯,在140℃下发生分子间脱水生成乙醚,则迅速升温至170℃,目的是防止发生副反应生成乙醚,B错误;
C.二氧化硫能使得品红溶液褪色,B中品红是检验产物中是否有SO2,D中品红检验SO2是否除去完全,C正确;
D.乙烯也能使溴的CCl4褪色,也可以用来检验乙烯的存在,D正确;
答案选B。
11.某兴趣小组在实验室用如图装置制备乙烯,并检验气体产物组分含有乙烯和二氧化硫。如图装置中的药品使用错误的是
A.装置Ⅰ B.装置Ⅱ C.装置Ⅲ D.装置Ⅳ
【答案】C
【分析】用装置Ⅰ制取乙烯时,浓硫酸可能会将乙醇氧化,本身被还原为二氧化硫,则制得的乙烯气体中混有二氧化硫;装置Ⅱ用于检验二氧化硫的存在,装置Ⅲ用于除去二氧化硫,但KMnO4也能将乙烯氧化;装置Ⅳ用于检验二氧化硫是否除尽,装置Ⅴ用于检验乙烯的存在。
【解析】A.装置Ⅰ用于制取乙烯,将乙醇、浓硫酸的混合溶液加热至170℃,乙醇发生消去反应生成乙烯等,A正确;
B.装置Ⅱ用于检验二氧化硫的存在,若存在二氧化硫,则品红溶液褪色,B正确;
C.装置Ⅲ中,KMnO4不仅能氧化二氧化硫,还能氧化乙烯,不能用于除去二氧化硫,C错误;
D.装置Ⅳ中,利用品红溶液检验乙烯中混有的二氧化硫是否除尽,以免干扰后续操作中乙烯的检验,D正确;
故选C。
12.第尔斯和阿尔德在研究1,3-丁二烯的性质时发现如下反应,该反应被称为第尔斯阿尔德反应。
(也可表示为)
回答下列问题:
(1)第尔斯-阿尔德反应属于 (填反应类型)。
(2)1,3-丁二烯也能与乙炔发生类似上述成环反应,请写出其化学方程式 。
(3)写出与乙烯发生第尔斯-阿尔德反应的产物是 。
(4)已知乙烯与异丁烯[]互为同系物,写出异丁烯在一定条件下生成聚异丁烯的化学方程式: 。
(5)已知某些烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化生成羧酸和酮,例如:(丙酮)。现有分子式为的某烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化后生成正丁酸()和2-丁酮(),则该烯烃的结构简式为 。
【答案】(1)加成反应
(2)
(3)
(4)
(5)
【解析】(1)第尔斯-阿尔德反应中1,3-丁二烯发生1,4-加成,乙烯发生加成反应,属于加成反应;
(2)
根据第尔斯-阿尔德反应1,3-丁二烯也能与乙炔反应生成,故反应的化学方程式为:;
(3)
与乙烯发生第尔斯-阿尔德反应的产物为:;
(4)
异丁烯[]含有碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应生成聚异丁烯的化学方程式为:;
(5)
分子式为的某烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化后生成正丁酸()和2-丁酮(),根据已知某些烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化生成羧酸和酮,例如:,则该烯烃的结构简式为:。
13.有机物P(),常用于合成橡胶。
已知:①Diels-Alder反应:;
②、;
回答下列问题
(1)P是否存在顺反异构 (填“是”或“否”)。
(2)P发生1,4-加聚反应得到 (填结构简式),将该产物加入溴的四氯化碳中,现象是 。
(3)写出P与发生Diels-Alder反应的化学方程式 。
(4)P与酸性溶液反应生成的有机产物为 (填结构简式)。
(5)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式如图,下列它的说法错误的是_______。
A.在催化剂作用下,最多可以消耗 B.能使酸性溶液褪色
C.不能使溴的溶液褪色 D.M中的碳原子可能在同一平面
(6)丁苯橡胶是合成橡胶的一种,其结构简式为,写出合成丁苯橡胶的单体的结构简式: 。
(7)某烃与氢气发生反应后能生成,则该烃不可能是_______。
A.2-甲基-2-丁烯 B.3-甲基-1-丁烯 C.2-甲基-1-丁烯 D.2,3-二甲基-1-丁烯
【答案】(1)否
(2) 溴的四氯化碳溶液褪色
(3)
(4)
(5)CD
(6)和CH2=CH-CH=CH2
(7)D
【分析】有机物P()为,具有烯烃的加成反应和加聚反应的特性,但由于有2个双键,通常会发生1,4加成或1,2加成,加聚以1,4加聚为主,据此信息解答。
【解析】(1)P的结构为,双键的一端为结构,处于对称结构,因此不存在顺反异构。
故答案为:否。
(2)P发生1,4-加聚反应时,2个双键同时断裂,其中2、3碳连接形成1个新的双键,其聚合物的结构简式为:;将该产物加入溴的四氯化碳溶液中,溴加成在聚合物的双键上,导致溴的四氯化碳溶液褪色。
故答案为:;溴的四氯化碳溶液褪色。
(3)根据已知①的Diels-Alder反应机理信息,可以仿照格式写出P与发生Diels-Alder反应的化学方程式为:。
故答案为:。
(4)根据已知②的反应机理,双键结构中的被氧化为、被氧化为羧基结构、被氧化为酮羰基结构,则P与酸性溶液反应式为:,得到的有机物为:。
故答案为:。
(5)三元乙丙橡胶的一种单体M的键线式为,存在着结构,具有烯的结构和性质,能加成反应和加聚反应,能使酸性溶液褪色,则关于它的说法中错误的是:
A.在 中,含有,要完全加成需要,A正确;
B.在 中存在着烯烃的结构,能使酸性溶液褪色,B正确;
C.在 中存在着烯烃的结构,能与溴加成生成无色有机物而使溴的溶液褪色,C错误;
D.在中含有多个sp3杂化的C原子,因此所有的碳原子不可能处于同一平面中,D错误;
故答案为:CD 。
(6)根据丁苯橡胶的其结构简式为可知,它是由一种单烯烃和一种二烯烃通过互相交替加成聚合形成的,其聚合物中的双键部分由二烯烃提供,所以丁苯橡胶中左边的4个碳原子属于二烯烃,右边2个碳原子由单烯烃提供,则合成丁苯橡胶的单体的结构简式分别为:和。
故答案为:和。
(7)某烃与氢气发生反应后能生成:,则该烃不可能为:
A.2-甲基-2-丁烯的结构简式为:,加成后得到,与题目结构简式相同,A不符合题意;
B.3-甲基-1-丁烯的结构简式为:,加成后得到,与题目结构简式相同,B不符合题意;
C.2-甲基-1-丁烯的结构简式为:,加成后得到,与题目结构简式相同,C不符合题意;
D.2,3-二甲基-1-丁烯的结构简式为:,加成后得到,与题目结构简式不相同,D符合题意;
故答案为:D。
14.聚氯乙烯英文缩写为PVC,是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一。
工业上以乙烯和氯气为原料合成PVC的流程如下:
乙烯1,2-二氯乙烷()氯乙烯()PVC
(1)乙烯生成1,2-二氯乙烷的化学方程式为 ,反应类型是 。
(2)1,2-二氯乙烷还可以通过乙烷和光照制备而成,请评价:是用该方案制备好还是题干中“乙烯1,2-二氯乙烷”来制备好,说清理由: 。
(3)下列有关PVC的说法正确的是___________。
A.能使溴的四氯化碳溶液褪色 B.能在空气中燃烧,但产物易引起环境污染
C.能使酸性溶液褪色 D.PVC是纯净物
【答案】(1)CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl 加成反应
(2)乙烷和光照发生取代反应会生成多种取代物,乙烯和氯气加成的产物单一,可制取纯净的1,2-二氯乙烷
(3)B
【解析】(1)乙烯和Cl2发生加成反应生成1,2-二氯乙烷,反应的化学方程式为CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl,反应类型是加成反应;
(2)乙烷和光照发生取代反应会生成一氯乙烷、1,1-二氯乙烷等多种取代物,产物是混合物,很难制取纯净的1,2-二氯乙烷,而乙烯和氯气加成的产物单一,便于分离,因此题干中“乙烯1,2-二氯乙烷”来制备1,2-二氯乙烷的方案较好;
(3)A.PVC是聚氯乙烯,不存在碳碳双键,则不能使溴的四氯化碳溶液褪色,A错误;
B .PVC是聚氯乙烯,属于有机物,能在空气中燃烧,含有氯元素,燃烧的产物易引起环境污染,B正确;
C.PVC是聚氯乙烯,不存在碳碳双键,则不能使酸性溶液褪色,C错误;
D.PVC是聚氯乙烯,其聚合度不确定,是混合物,D错误;
故选B。
15.近日,支原体肺炎频频出现在热搜榜上,而支原体肺炎主要通过呼吸道飞沫传播,戴口罩可有效阻止病菌的传播。
(1)口罩面罩所用的无纺布成分是聚丙烯,由丙烯制备聚丙烯的化学方程式为 ,丙烯中最多有 个原子共平面。
(2)下列有关聚丙烯的说法正确的是_______。
A.聚丙烯的最简式 B.聚丙烯是纯净物
C.聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧,耗氧量相同
(3)一种口罩的滤材被提前注入了电荷,并且这部分电荷在正常储存时可以长时间存在,该滤材对_______成分的吸附效果较好。
A. B.胶体粒子 C.水蒸气 D.NO
(4)已知当不对称烯烃与含氢物质(如:、)加成时,氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上,写出丙烯与发生加成时的主要产物的结构简式 。
(5)丙烯的某种同系物(M)与氢气加成后所得产物结构为,该产物用习惯命名法命名为 ,M可能的结构共 种。
【答案】(1) 7
(2)AD
(3)B
(4)
(5)异戊烷 3
【解析】(1)丙烯通过加聚反应生成聚丙烯,反应方程式为;丙烯中双键两边总共有6个原子共平面,甲基上还有一个氢原子能与这6个原子共平面,因此最多有7个原子共平面;
(2)A.聚丙烯是n个丙烯通过加聚反应而来,因此其最简式是CH2,A项正确;
B.高聚物都是混合物,由于聚合度n值不确定,聚丙烯也是混合物,B项错误;
C.聚丙烯中已经没有双键,不能使高锰酸钾褪色,C项错误;
D.因为聚丙烯和丙烯的最简式相同,因此相同质量的二者耗氧量相同,D项正确;
答案选AD;
(3)带电荷的材料,对胶体有较强的吸附作用,胶体粒子带有电荷,可以被吸引,答案选B;
(4)不对称烯烃与含氢物质(如:HCl)加成时,氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上,故丙烯和HCl加成时,H加在“-CH2”上,答案为:;
(5)丙烯的某种同系物(M)与氢气加成后所得产物结构为,碳原子个数是5即为戊烷,有一个甲基取代基,用习惯命名法命名为异戊烷,M的结构有CH2=C(CH3)-CH2CH3、CH3-C(CH3)=CH-CH3、CH3-CH(CH3)- CH=CH2共3种。
16.乙炔是有机合成的重要原料。利用电石可制备乙炔,电石的主要成分为CaC2,还含有CaS和Ca3P2等少量杂质。
Ⅰ. CaC2的结构,一种CaC2的晶胞如图所示。
(1)CaC2晶体属于 (填晶体类型)晶体
(2)每个Ca2+在 个阴离子构成的多面体中心。
(3)一个CaC2晶胞中,含有 个σ键和 个π键。
Ⅱ 制备乙炔并检验其性质
已知:ⅰ. CaS、Ca3P2能发生水解反应;
ⅱ. PH3能被CuSO4、Br2及酸性KMnO4溶液氧化
(4)a中生成乙炔的化学方程式是 。
(5)实验过程中,b中溶液一直保持蓝色的目的是 。
(6)实验过程中,c、d试管中溶液的颜色均褪去。其中,c验证了乙炔能与Br2发生加成反应,d则说明乙炔具有 性。
【答案】(1)离子
(2)6
(3)4 8
(4)CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2
(5)确保除去H2S和PH3,避免干扰后续实验
(6)还原
【分析】Ⅰ.分析CaC2晶胞,CaC2晶体属于离子晶体,根据均摊原则,一个CaC2晶胞中,含有数个,存在碳碳三键,故一个晶胞中含有4个σ键和8个π键;
Ⅱ .制备乙炔并检验其性质,实验室用电石和饱和食盐水制备乙炔,反应的化学方程式是CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑,产生的气体通过硫酸铜溶液去除硫化氢、磷化氢杂质气体的干扰,通过溴的四氯化碳溶液,验证了乙炔能与Br2发生加成反应,再通过高锰酸钾溶液,验证了乙炔的还原性,最后处理尾气。
【解析】(1)CaC2由Ca2+、 构成,属于离子晶体;
(2)根据图示,每个Ca2+在6个阴离子构成的多面体中心;
(3)根据均摊原则,一个CaC2晶胞中,含有数个,存在碳碳三键,含有4个σ键和8个π键;
(4)实验室用电石和饱和食盐水制备乙炔,反应的化学方程式是CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;
(5)实验过程中,会产生硫化氢、磷化氢杂质气体,b中溶液一直保持蓝色的目的是确保除去H2S和PH3,避免干扰后续实验;
(6)d试管用酸性高锰酸钾溶液验证乙炔具有还原性。
17.聚乙烯醇Z是具有广泛用途的合成高分子材料,结构简式为 ,其工业合成路线如图:
CH CH X(C4H6O2)→Y(C4H6O2)n
已知:下列反应中R,R',R"代表烃基
i.RCOOH +HC≡CH RCOOCH=CH2
ii.RCOOR'+R"OH RCOOR"+R'OH
回答下列问题:
(1)乙炔的空间构型是 ;
(2)X的结构简式是 ;
(3)Y转化为Z的化学方程式是 ;
(4)在一定条件下,也可用乙烯、氧气和乙酸制取X,该反应的化学方程式是 ;
(5)已知:
在横线上填入物质和系数 完成聚乙烯醇转化为维纶的化学方程式。
【答案】(1)直线形
(2)CH3COOCH=CH2
(3)+nCH3OH +nCH3COOCH3
(4)2CH2=CH2+O2+2CH3COOH 2CH3COOCH=CH2+2H2O
(5)HCHO
【分析】根据合成路线,乙炔(CH≡CH)与乙酸在催化剂的作用下发生已知反应i生成X,X的分子式为C4H6O2,则X为CH3COOCH=CH2,X再发生加聚反应生成Y,Y的分子式为(C4H6O2)n,则Y为,Y与CH3OH发生已知反应ii生成Z(),据此分析解答。
【解析】(1)乙炔的结构简式为CH≡CH,其空间构型为直线形;
(2)根据上述分析可知,X为CH3COOCH=CH2;
(3)
Y为,Y与CH3OH发生已知反应ii生成Z(),反应的化学方程式为 +nCH3OH +nCH3COOCH3;
(4)在一定条件下,也可用乙烯、氧气和乙酸制取CH3COOCH=CH2,根据原子守恒可知产物还有H2O,则反应的化学方程式为2CH2=CH2+O2+2CH3COOH 2CH3COOCH=CH2+2H2O;
(5)根据题干信息,因此聚乙烯醇转化为维纶的化学方程式为+HCHO+H2O。
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