2.1 脂肪烃 第2课时 烯烃 （同步讲义）化学沪科版选择性必修3

第二章 烃和卤代烃 第2课时 烯烃 教学目标 使学生掌握烯烃的结构特征（含碳碳双键）、系统命名法、顺反异构现象，并重点理解其重要的加成反应规律与机理。 重点和难点 教学重点：掌握烯烃的结构/命名/化学性质 教学难点：对π键形成机理及其对分子构型限制的理解，以及顺反异构体的辨认与命名。对涉及到烯烃的双键的特殊反应的理解与应用。 · 知识点一 乙烯及烯烃的物理及化学性质 1．乙烯——最简单的烯烃 (1)共价键的形成：分子中的碳原子均采取_________________________杂化，碳原子与氢原子形成σ键，两碳原子之间形成双键(1个_________________________键和1个_________________________键)。 (2)空间结构：乙烯分子中的所有原子都位于_________________________，相邻两个键之间的夹角约为_________________________。 (3)物理性质：乙烯为无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。 2、氧化反应 （1） 和氧气的反应 _________________________现象：_________________________ 注意：乙炔在氧气里燃烧时产生的火焰叫氧炔焰，氧炔焰的温度达3 000℃以上，可用来切割和焊接金属。 （2） 都能够使_________________________溶液褪色（体现乙烯的还原性，氧化还原反应） 5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO4→10CO2↑+12MnSO4+28H2O+6K2SO4 3、加成反应 （2） 和卤素的加成：_________________________和氢气的加成：_________________________ （3）和氢卤酸的加成：_________________________乙烯还能和水加成： _________________________；（乙醇的工业制备） 4、加聚反应 nCH2＝CH2 ，产物称为聚乙烯。 拓展1：如果已知高聚物，如何求单体？ 例：，则合成它的单体是？ 由于同一个碳上不能同时连接两个双键，所以需要断键，可得合成该有机物的单体有： 拓展2：加聚和缩聚的区别：一般情况下缩聚之后除了有缩聚成的大分子外，还有小分子生成，而加聚反应只有一种加聚产物。 即学即练 ◆ 知识点二 乙烯的实验室制取 1、乙烯的实验室制备 （1）反应原料：乙醇、浓硫酸 （2）反应原理：_________________________ 副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O C2H5OH + 6H2SO4（浓）6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O （3）发生装置和收集装置： 发生装置：l + l g （圆底烧瓶、酒精灯、温度计等） 收集装置：_________________________ （4）尾气处理：点燃法 2、实验室制取乙烯的注意事项 （1）配制乙醇和浓硫酸体积比为1:3的混合液应注意：应将浓硫酸缓缓注入乙醇并不断摇匀。 （2） 温度计水银球（或液泡）应插入反应混和液，液面以下，但不能接触瓶底，以便控制反应温度为170℃。 （3） 反应时应迅速升温到170℃。 （4） 为防止加热过程中液体爆沸，应在反应液中加少许_________________________。 （5）如控温不当，会发生副反应，是制得的乙烯中混有_________________________、乙醚等杂质，必须通过_________________________溶液（或碱石灰）后，才能收集到比较纯净的乙烯。 教学建议：通过本实验制取乙烯并验证和和溴的反应是取代还是加成时注意杂质_________________________的影响 即学即练 ◆ 知识点三 烃类化合物燃烧的规律 (1) 烃类燃烧的通式：_________________________物质的量相同的烃完全燃烧时，含氧量多少决定于x+y/4。 (2) 等质量的烃完全燃烧，氢碳比越高，耗氧量越多。 (3) 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。 (4) 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_________________________ ；y<4，气体体积_________________________；y>4，气体体积_________________________ 即学即练 一、烯烃的立体异构 1．顺反异构现象 通过_________________________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。 2．顺反异构体 相同的原子或原子团位于双键同一侧的称为_________________________结构，相同的原子或原子团位于双键两侧的称为_________________________结构，例如顺­2­丁烯和反­2­丁烯的结构简式分别是_________________________和_________________________ 3.有机物的顺反异构思维判断 顺式结构和反式结构的原子或原子团的连接顺序以及双键的位置均相同，区别仅仅是原子或原子团在空间的排列方式不同。 如果用a、b、c表示双键碳原子上的不同原子或原子团，那么，因双键所引起的顺反异构可以表示如下(其中前两种为顺式结构，后两种为反式结构) 实践应用 在一定条件下，1-苯基丙炔与氯化氢反应，主要产物为氯代烯烃A和B，1-苯基丙炔及产物的含量随时间变化关系如图1，整个反应的历程如图2。下列说法错误的是 A．产物为   B．比的化学性质稳定 C．生成产物A的活化能更小 D．欲获得较多的产物，需要延长反应时间直至反应到达平衡状态 2、 烯烃的组成、结构与性质 1．填表 烯烃 丙烯 1­丁烯 1­戊烯 分子式 C3H6 C4H8 C5H10 结构简式 (键线式) 碳原子杂化类型 _________________________ _________________________ _________________________ 共价键类型 (σ键或π键) _________________________ _________________________ _________________________ 2.(1)填写乙烯、丙烯与下列物质反应的化学方程式(提示：丙烯与氯化氢、与水的反应可能有两种产物)。 试剂 乙烯 丙烯 溴水 CH2===CH2＋Br2→CH2Br—CH2Br CH3CH===CH2＋Br2→ CH3CHBrCH2Br 氯化氢 CH2===CH2＋HClCH3CH2Cl CH3CH===CH2＋HCl CH3CH2CH2Cl CH3CH===CH2＋HBr CH3CHClCH3 水 CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH CH3—CH===CH2＋H2O CH3CH2CH2OH (2)写出氯乙烯、异丁烯的加聚反应方程式。 实践应用 通过化学键异裂产生的带正电的基团进攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。离子与烯烃反应形成碳正离子，是亲电加成反应的决速步。丙烯与发生加成反应的机理如图所示，下列说法不正确的是 A．氢离子与烯烃作用形成碳正离子过程中，只断裂键 B．反应2过程中形成的碳正离子更稳定 C．已知双键上电子云密度越大，亲电加成反应速率越快，所以发生亲电加成的速率大于 D．与发生加成反应的主产物是 考点一 涉及碳碳双键的常考反应 【例1】已知：Diels-Alder反应为共轭双烯与含有碳碳双键或碳碳三键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应。如： 或 合成所用的起始原料是 ①2-甲基-1，3-丁二烯和2-丁炔　　　　　②1，3-戊二烯和2-丁炔 ③2，3-二甲基-1，3-丁二烯和丙炔　　　　④2，3-二甲基-1，3-戊二烯和乙炔 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【变式1-1】一定条件下，烯烃经臭氧化和还原性水解反应生成羰基化合物，该反应可表示为： 某烯烃经上述反应生成物物质的量之比为的和，该烯烃的结构不可能是 A． B． B． C． C． D． D． 【变式1-2】有机物P（）的系统命名为2，3-二甲基-1，3-丁二烯，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-加聚反应得到高聚物_________________________（填结构简式），将该产物加入溴水中，溴水_________________________（填“能”或“不能”）褪色。 (3)写出P与环戊烯（）发生Diels-Alder反应的化学方程式_________________________。若利用Diels-Alder反应合成，所用的起始原料的结构简式：_________________________。 (4)设计一条从1，3-丁二烯合成阻燃剂的合成路线（其他无机试剂任选）。（合成路线常用的表示方式为：目标产物）_________________________ (5)P与酸性溶液反应生成的有机产物为_________________________。 考点二 烯烃的顺反异构 【例2】下列有机物化合物存在顺反异构体的是 A． B． C． D． 【变式2-1】下列有机物存在顺反异构的是 A．1-丁烯 B．2-丁烯 C．2-甲基-2-丁烯 D．2，3-二甲基-2-丁烯 【变式2-2】下列有机物可以形成顺反异构的是 A．丙烯 B．2-丁烯 C．2-甲基-2-丁烯 D．乙烯 基础达标 1．一定温度下，（X）在存在下与等物质的量的反应，主要产物为和。、和的物质的量分数随时间的变化如图1所示，反应过程中能量变化示意图如图2所示。 下列说法不正确的是 A．由图1可知，的活化能大于的活化能 B．时，各物质的物质的量分数变化可以用来解释 C．的过程中，存在键的断裂与形成、键的旋转 D．此温度下，生成的平衡常数小于生成的平衡常数 2．下列化学用语或图示表达正确的是 A．的电子式： B．的VSEPR模型： C．反-2-丁烯的键线式： D．基态溴原子的价电子排布式：4s24p5 3．烷烃M的结构简式为，M是单烯烃R和H2发生加成反应的产物，则R可能的结构有 A．7种 B．6种 C．5种 D．4种 4．下列化学用语或图示表示正确的是 A．基态S原子的价电子轨道表示式： B．反-2-丁烯的结构简式： C．p-p键形成的轨道重叠示意图： D．的VSEPR模型： 5．为解决污染、变废为宝，我国科研人员研究在串联催化剂和分子筛的表面将转化为烷烃，其过程如图。下列说法正确的是 A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应过程中均有水生成 B．和互为同系物 C．过程Ⅲ所得有机物X的名称为“2-甲基丁烷”或“异戊烷” D．催化剂与分子筛的联用会降低转化为烷烃的 综合应用 6．和HBr在通常情况下发生加成反应主要得到2-溴丙烷，其机理如下： 已知：①电负性H>B  ②-CN为吸电子基团。下列说法不正确的是 A．碳正离子中间体稳定性： B．与氢卤酸反应时速率大小HI>HBr>HCl C．与甲硼烷()加成最终能得到 D．乙炔可通过如下流程合成： 7．烯烃可与卤素发生加成反应，涉及环正离子中间体，历程如下： 已知：①反应机理表明，此反应是分两步的加成反应，卤素离子从背面进攻。 ②反应中，能否形成环正离子与卤素电负性，半径相关。 下列说法不正确的是 A．加成过程中，Br-Br键受到��电子云的作用，使键具有一定极性 B．乙烯与溴水反应，产物存在BrCH2CH2OH C．烯烃与HOCl的加成也可能通过环正离子机理进行 D．此加成过程，顺式产物与反式产物含量相当 8．卤代烃的制备有多种方法，下列卤代烃适合由烯烃通过加成反应制得的是 A． B． C． D． 9．下列物质各1mol分别与足量的H2发生加成反应，消耗H2物质的量最多的是 A． B． C． D． 10．下列反应中，属于加成反应的是 A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B．乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯 C．乙烯与溴反应生成1，2-二溴乙烷 D．甲烷与氯气在光照条件下反应 拓展培优 11.环戊二烯()是一种重要的有机合成原料，在化工、材料和制药等领域具有广泛的应用。 (1)通过_________________________(填仪器分析方法)可以确定环戊二烯中含有_________________________(填官能团名称)。 (2)由环戊二烯以及必要的无机试剂可合成，写出第一步合成反应的化学方程式_________________________。 (3)已知烯烃能发生如下反应：；。 ①环戊二烯()容易二聚生成双环戊二烯()，双环戊二烯的结构简式为_________________________。 ②双环戊二烯经臭氧氧化后，在Zn存在下水解，对应产物的结构简式为_________________________。 12.苯乙烯在一定条件下有如图转化关系(已知：不能和溴、水加成)，根据框图回答下列问题： （1）苯乙烯与的溶液生成B的化学方程式式为_________________________。 （2）苯乙烯生成高聚物D的化学方程式为_________________________，该反应类型是_________________________。 （3）物质A的分子式为，则其结构简式(可写键线式)为_________________________；写出物质C可能的结构简式：_________________________。 13．利用“氧氯化法”以乙烯为原料制备氯乙烯过程中的物质转化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．化合物分子中所有原子共平面 B．裂解时，另一产物X为HCl C．化合物是由HCl与化合物直接发生加成反应获得 D．化合物发生加聚反应的产物为 14．CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸甲酯的机理如图所示。下列叙述错误的是 A．步骤①属于加成反应 B．反应过程中存在C-H键的断裂 C．该反应的原子利用率为100% D．若将步骤②中CH3I换为CH3CH2I，则产品将变为丙烯酸乙酯 15．在电流作用下能转化为，在不同的催化剂作用下的部分转化路径如下图所示。下列说法正确的是 A．第②步反应属于加成反应，第⑤步反应属于取代反应 B．第①④⑥步反应需要电源提供电子 C．两种转化路径中原子均100%转化为产物 D．总反应可表示为：CO2+H+ = HCOO- 16．某有机物X与发生加成反应后只得到产物，则X可能的结构(不考虑立体结构)有 A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 17．烷烃是单烯烃R和氢气发生加成反应后的产物，则R可能的结构简式（不考虑顺反异构）有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 烃和卤代烃 第2课时 烯烃 教学目标 使学生掌握烯烃的结构特征（含碳碳双键）、系统命名法、顺反异构现象，并重点理解其重要的加成反应规律与机理。 重点和难点 教学重点：掌握烯烃的结构/命名/化学性质 教学难点：对π键形成机理及其对分子构型限制的理解，以及顺反异构体的辨认与命名。对涉及到烯烃的双键的特殊反应的理解与应用。 · 知识点一 乙烯及烯烃的物理及化学性质 1．乙烯——最简单的烯烃 (1)共价键的形成：分子中的碳原子均采取sp2杂化，碳原子与氢原子形成σ键，两碳原子之间形成双键(1个σ键和1个π键)。 (2)空间结构：乙烯分子中的所有原子都位于同一平面，相邻两个键之间的夹角约为120°。 (3)物理性质：乙烯为无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。 2、氧化反应 （1） 和氧气的反应 CH2=CH2 + 3O2 2CO2 + 2H2O 现象：火焰明亮并伴有黑烟 注意：乙炔在氧气里燃烧时产生的火焰叫氧炔焰，氧炔焰的温度达3 000℃以上，可用来切割和焊接金属。 （2） 都能够使酸性高锰酸钾溶液褪色（体现乙烯的还原性，氧化还原反应） 5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO4→10CO2↑+12MnSO4+28H2O+6K2SO4 3、加成反应 （1） 和卤素的加成： CH2＝CH2+Br2→CH2Br—CH2Br （2） 和氢气的加成： CH2＝CH2+H2CH3—CH3； （3）和氢卤酸的加成：CH2＝CH2+HClCH3CH2Cl 乙烯还能和水加成： CH2＝CH2+H2OCH3CH2OH；（乙醇的工业制备） 4、加聚反应 nCH2＝CH2 ，产物称为聚乙烯。 拓展1：如果已知高聚物，如何求单体？ 例：，则合成它的单体是？ 由于同一个碳上不能同时连接两个双键，所以需要断键，可得合成该有机物的单体有： 拓展2：加聚和缩聚的区别：一般情况下缩聚之后除了有缩聚成的大分子外，还有小分子生成，而加聚反应只有一种加聚产物。 即学即练 ◆ 知识点二 乙烯的实验室制取 1、乙烯的实验室制备 （1）反应原料：乙醇、浓硫酸 （2）反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O 副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O C2H5OH + 6H2SO4（浓）6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O （3）发生装置和收集装置： 发生装置：l + l g （圆底烧瓶、酒精灯、温度计等） 收集装置：排水法 （4）尾气处理：点燃法 2、实验室制取乙烯的注意事项 （1）配制乙醇和浓硫酸体积比为1:3的混合液应注意：应将浓硫酸缓缓注入乙醇并不断摇匀。 （2） 温度计水银球（或液泡）应插入反应混和液，液面以下，但不能接触瓶底，以便控制反应温度为170℃。 （3） 反应时应迅速升温到170℃。 （4） 为防止加热过程中液体爆沸，应在反应液中加少许碎瓷片。 （5）如控温不当，会发生副反应，是制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质，必须通过浓NaOH溶液（或碱石灰）后，才能收集到比较纯净的乙烯。 教学建议：通过本实验制取乙烯并验证和和溴的反应是取代还是加成时注意杂质二氧化硫的影响 即学即练 ◆ 知识点三 烃类化合物燃烧的规律 烃类燃烧的通式：CxHy+（x+y/4）O2 xCO2+y/2H2O (1) 物质的量相同的烃完全燃烧时，含氧量多少决定于x+y/4。 (2) 等质量的烃完全燃烧，氢碳比越高，耗氧量越多。 (3) 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。 (4) 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 即学即练 一、烯烃的立体异构 1．顺反异构现象 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。 2．顺反异构体 相同的原子或原子团位于双键同一侧的称为顺式结构，相同的原子或原子团位于双键两侧的称为反式结构，例如顺­2­丁烯和反­2­丁烯的结构简式分别是和 3.有机物的顺反异构思维判断 顺式结构和反式结构的原子或原子团的连接顺序以及双键的位置均相同，区别仅仅是原子或原子团在空间的排列方式不同。 如果用a、b、c表示双键碳原子上的不同原子或原子团，那么，因双键所引起的顺反异构可以表示如下(其中前两种为顺式结构，后两种为反式结构) 实践应用 在一定条件下，1-苯基丙炔与氯化氢反应，主要产物为氯代烯烃A和B，1-苯基丙炔及产物的含量随时间变化关系如图1，整个反应的历程如图2。下列说法错误的是 A．产物为   B．比的化学性质稳定 C．生成产物A的活化能更小 D．欲获得较多的产物，需要延长反应时间直至反应到达平衡状态 【答案】D 【分析】由图1得生成产物A的反应速率快，生成产物B的反应速率慢，且大概反应20 min后产物A开始转化为产物B，由图2得，反式产物的中间体能量更高，其反应速率慢，顺式产物的中间体能量低，反应速率快，且顺式产物的能量高于反式产物，则反式产物更稳定，反应一段时间后，顺式产物会逐渐转化为更稳定的反式产物，符合图1中的曲线变化，所以产物A为顺式产物，产物B为反式产物，据此解答。 【解析】A．产物B为反式产物，图示正确，A正确； B．反式产物更稳定，B正确； C．生成产物A的过渡态相对能量更低，则生成产物A的活化能更小，反应速率更快，C正确； D．欲获得更多的顺式产物，应在反应初期停止反应，延长反应时间会导致顺式产物逐渐转变为更稳定的反式产物，D错误； 故选D。 2、 烯烃的组成、结构与性质 1．填表 烯烃 丙烯 1­丁烯 1­戊烯 分子式 C3H6 C4H8 C5H10 结构简式 (键线式) 碳原子杂化类型 sp3、sp2 sp3、sp2 sp3、sp2 共价键类型 (σ键或π键) σ键和π键 σ键和π键 σ键和π键 2.(1)填写乙烯、丙烯与下列物质反应的化学方程式(提示：丙烯与氯化氢、与水的反应可能有两种产物)。 试剂 乙烯 丙烯 溴水 CH2===CH2＋Br2→CH2Br—CH2Br CH3CH===CH2＋Br2→ CH3CHBrCH2Br 氯化氢 CH2===CH2＋HClCH3CH2Cl CH3CH===CH2＋HCl CH3CH2CH2Cl CH3CH===CH2＋HBr CH3CHClCH3 水 CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH CH3—CH===CH2＋H2O CH3CH2CH2OH (2)写出氯乙烯、异丁烯的加聚反应方程式。 实践应用 通过化学键异裂产生的带正电的基团进攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。离子与烯烃反应形成碳正离子，是亲电加成反应的决速步。丙烯与发生加成反应的机理如图所示，下列说法不正确的是 A．氢离子与烯烃作用形成碳正离子过程中，只断裂键 B．反应2过程中形成的碳正离子更稳定 C．已知双键上电子云密度越大，亲电加成反应速率越快，所以发生亲电加成的速率大于 D．与发生加成反应的主产物是 【答案】D 【解析】A．氢离子与烯烃作用时，烯烃双键中的π键断裂，电子对与H+形成新的σ键，原双键的σ键未断裂，只断裂π键，A正确； B．反应1形成的碳正离子为（伯碳正离子），反应2形成的是CH3CH+CH3（仲碳正离子），碳正离子稳定性：仲＞伯，故反应2的碳正离子更稳定，B正确； C．-CH3为给电子基团，可增加双键电子云密度；-CF3为强吸电子基团，会降低双键电子云密度，双键电子云密度越大，亲电加成速率越快，故CH3CH=CH2的反应速率大于CF3CH=CH2，C正确； D．-CF3为强吸电子基团，该分子与HBr发生亲电加成反应时，决速步是形成最稳定的碳正离子。若H+进攻末端碳原子，生成，该仲碳正离子因正电荷靠近强吸电子基团-CF₃而很不稳定；若H⁺进攻与-CF₃相连的碳原子，生成，该伯碳正离子因正电荷远离-CF3而相对更稳定。因此，反应主要生成更稳定的，后续与Br-结合得到主产物，D错误； 故选D。 考点一 涉及碳碳双键的常考反应 【例1】已知：Diels-Alder反应为共轭双烯与含有碳碳双键或碳碳三键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应。如： 或 合成所用的起始原料是 ①2-甲基-1，3-丁二烯和2-丁炔　　　　　②1，3-戊二烯和2-丁炔 ③2，3-二甲基-1，3-丁二烯和丙炔　　　　④2，3-二甲基-1，3-戊二烯和乙炔 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【答案】C 【解析】由题中信息可知，断键位置可以是，对应起始原料为和，即③； 断键位置还可以是，对应起始原料为和，即①； 综上，故本题选C。 【变式1-1】一定条件下，烯烃经臭氧化和还原性水解反应生成羰基化合物，该反应可表示为： 某烯烃经上述反应生成物物质的量之比为的和，该烯烃的结构不可能是 A． B． B． C． C． D． D． 【答案】B 【解析】A．双键断裂后生成和甲醛()，2种产物，物质的量1:1，符合题意，故A正确； B．双键断裂后生成和甲醛()，2种产物，物质的量1:1，不符合题意，故B错误； C．双键断裂后生成和甲醛()，2种产物，物质的量1:1，符合题意，故C正确； D．双键断裂后生成和甲醛()，产物为2种且物质的量之比1:1，故D正确； 故答案为：B。 【变式1-2】有机物P（）的系统命名为2，3-二甲基-1，3-丁二烯，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-加聚反应得到高聚物 （填结构简式），将该产物加入溴水中，溴水 （填“能”或“不能”）褪色。 (3)写出P与环戊烯（）发生Diels-Alder反应的化学方程式 。若利用Diels-Alder反应合成，所用的起始原料的结构简式： 。 (4)设计一条从1，3-丁二烯合成阻燃剂的合成路线（其他无机试剂任选）。（合成路线常用的表示方式为：目标产物） (5)P与酸性溶液反应生成的有机产物为 。 【答案】(1)否 (2) 能 (3) + 、 (4) (5) 【解析】（1）P的系统命名为2，3-二甲基-1，3-丁二烯，结构简式为，碳碳双键两端的碳原子上连接2个相同的氢原子，故不存在顺反异构； （2）P发生1，4-加聚反应，则两端的双键变单键，中间形成碳碳双键，得到，将该产物中含有碳碳双键，加入溴水中，溴水褪色； （3）由已知①反应原理可知，P与环戊烯发生Diels-Alder反应的化学方程式为：+；由已知①反应原理可知，目标产物可由和合成； （4）1，3-丁二烯与Br2更容易发生1，4-加成，因此1，3-丁二烯先与Br2发生1，4-加成，再与另一个1，3-丁二烯分子发生Diels-Alder反应形成含1个碳碳双键的六元环，最后与Br2加成得到目标产物，即合成路线为； （5）P中含有2个碳碳双键，双键外侧的碳生成二氧化碳气体，双键内侧的碳生成羰基，故与酸性KMnO4溶液反应生成的有机产物为。 考点二 烯烃的顺反异构 【例2】下列有机物化合物存在顺反异构体的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．碳原子连接了2个相同的原子，不存在顺反异构，故A错误； B．碳原子连接了2个相同的H原子，不存在顺反异构，故B错误； C．存在、顺反异构体，故C正确； D．碳原子连接了2个相同的H原子，不存在顺反异构，故D错误； 故选C。 【变式2-1】下列有机物存在顺反异构的是 A．1-丁烯 B．2-丁烯 C．2-甲基-2-丁烯 D．2，3-二甲基-2-丁烯 【答案】B 【解析】 A．1-丁烯结构为：，1号碳连接两个相同的H，故不存在顺反异构，A不符合题意； B．2-丁烯中双键碳连接不同的原子（团），存在顺式结构：和反式结构，B符合题意； C．2-甲基-2-丁烯结构为：，2号碳连接两个相同的甲基，故不存在顺反异构，C不符合题意； D．2，3-二甲基-2-丁烯结构为：，2、3号碳连接两个相同的甲基，故不存在顺反异构，D不符合题意； 故答案选B。 【变式2-2】下列有机物可以形成顺反异构的是 A．丙烯 B．2-丁烯 C．2-甲基-2-丁烯 D．乙烯 【答案】B 【分析】含有碳碳双键的分子中若每个双键碳原子连接了两个不同的原子或原子团，那么则会由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同，从而产生顺反异构现象。 【解析】A．丙烯的分子中，其中一个双键碳原子连接了两个氢原子，所以不会产生顺反异构现象，A项错误； B．2-丁烯的结构简式为CH3CH=CHCH3，每个双键碳连接的都是两个不同的原子团，因此会产生顺反异构现象，B项正确； C．2-甲基-2-丁烯的结构简式为(CH3)2C=CHCH3，其中一个双键碳原子连接了两个甲基，因此不会产生顺反异构现象，C项错误； D．乙烯中每个双键碳原子都连接了两个氢原子，所以也不会产生顺反异构现象，D项错误； 答案选B。 基础达标 1．一定温度下，（X）在存在下与等物质的量的反应，主要产物为和。、和的物质的量分数随时间的变化如图1所示，反应过程中能量变化示意图如图2所示。 下列说法不正确的是 A．由图1可知，的活化能大于的活化能 B．时，各物质的物质的量分数变化可以用来解释 C．的过程中，存在键的断裂与形成、键的旋转 D．此温度下，生成的平衡常数小于生成的平衡常数 【答案】B 【解析】A．反应初期，随着X的物质的量分数下降，Y、Z的物质的量分数升高，但Z的物质的量分数相较于Y增加很少，说明开始生成Y的速率快于生成Z的速率；而活化能越低，反应速率越快，则X→Z的活化能大于X→Y的活化能，A正确； B．5~10min时，Z的物质的量分数很低，主要生成Y，根据图2可知，X生成Y的最大能垒E1小于Y生成Z的最大能垒E3，则生成Y的速率快、消耗Y的速率慢，导致Y的浓度大于Z，则可以用来解释，B错误； C．Y、Z互为顺反异构体，碳碳双键中σ键的键能大于π键，Y→Z的过程中，π键断裂后σ键发生旋转，最后重新形成π键，C正确； D．根据图1可知，最终Z的物质的量分数远大于Y的物质的量分数，说明X生成Z的平衡常数大，D正确； 故选B。 2．下列化学用语或图示表达正确的是 A．的电子式： B．的VSEPR模型： C．反-2-丁烯的键线式： D．基态溴原子的价电子排布式：4s24p5 【答案】D 【解析】 A．水合氢离子中O原子还含有一个孤电子对，其电子式为：，故A错误； B．SO3中S原子的价层电子对数为3+=3，没有孤电子对，其VSEPR模型为平面三角形，故B错误； C．的两个甲基在双键的同一侧，则为顺-2-丁烯，故C错误； D．基态溴原子为35号元素，价电子为最外层4s和4p轨道电子，排布式为4s24p5，D正确； 答案选D。 3．烷烃M的结构简式为，M是单烯烃R和H2发生加成反应的产物，则R可能的结构有 A．7种 B．6种 C．5种 D．4种 【答案】C 【解析】 根据烯烃与加成反应的原理，可知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置，故符合题目条件的烯烃分子有5种，即（数字为碳碳双键的位置）； 故答案选C。 4．下列化学用语或图示表示正确的是 A．基态S原子的价电子轨道表示式： B．反-2-丁烯的结构简式： C．p-p键形成的轨道重叠示意图： D．的VSEPR模型： 【答案】D 【解析】 A．基态S原子价电子为3s23p4，3p轨道有3个轨道，根据洪特规则，4个电子应先分占3个轨道（自旋平行），再成对，轨道表示式：，A错误； B．反-2-丁烯中两个甲基应在双键异侧，即正确结构简式为，题目结构简式中两个甲基在同侧，为顺式结构，B错误； C．p-p键为肩并肩重叠，图示为头碰头重叠（形成σ键），C错误； D．NH3中心N原子价层电子对数=，有1对孤对电子，VSEPR模型为正四面体形，图示符合，D正确； 故答案选D。 5．为解决污染、变废为宝，我国科研人员研究在串联催化剂和分子筛的表面将转化为烷烃，其过程如图。下列说法正确的是 A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应过程中均有水生成 B．和互为同系物 C．过程Ⅲ所得有机物X的名称为“2-甲基丁烷”或“异戊烷” D．催化剂与分子筛的联用会降低转化为烷烃的 【答案】B 【分析】根据题中信息可知，在新型纳米催化剂Na-Fe3O4的作用下二氧化碳和氢气先转化为一氧化碳，一氧化碳和氢气转化为乙烯和丙烯，乙烯和丙烯在HMCM-22的表面转化为2—甲基丁烷和3—甲基戊烷，由此分析； 【解析】A．根据转化过程图可知，Ⅲ只有烯烃与氢气作用，根本没有氧元素参与反应，所以不会产生H2O，A错误； B．和官能团相同，相差1个CH2原子团，互为同系物，B正确； C．根据产物X的结构可知，主链上有4个C，2号碳上连有1个甲基，其系统命名法为2-甲基丁烷（），或3—甲基戊烷（），C错误； D．催化剂不能改变，D错误； 故选B。 综合应用 6．和HBr在通常情况下发生加成反应主要得到2-溴丙烷，其机理如下： 已知：①电负性H>B  ②-CN为吸电子基团。下列说法不正确的是 A．碳正离子中间体稳定性： B．与氢卤酸反应时速率大小HI>HBr>HCl C．与甲硼烷()加成最终能得到 D．乙炔可通过如下流程合成： 【答案】D 【解析】A．第一步慢反应得到的碳正离子为CH3CH+CH3，可以推得碳正离子中间体稳定性：CH3CH+CH3>，A正确； B．慢反应决定反应速率，酸性HI>HBr>HCl，故加入HI第一步反应更快，可知CH3CH=CH2与氢卤酸反应时速率大小HI>HBr>HCl，B正确； C．根据所给机理，加成的小分子中化合价为负的部分连接中间碳原子，故CH3CH=CH2与甲硼烷(BH3)加成最终能得到(CH3CH2CH2)3B，C正确； D．根据题干信息，烯烃与HBr反应第一步是氢离子结合有一定负电性的碳原子，由于-CN为吸电子基团，减弱了碳原子的负电性，故CH2=CHCN与HBr无法发生加成反应，D错误； 故选D。 7．烯烃可与卤素发生加成反应，涉及环正离子中间体，历程如下： 已知：①反应机理表明，此反应是分两步的加成反应，卤素离子从背面进攻。 ②反应中，能否形成环正离子与卤素电负性，半径相关。 下列说法不正确的是 A．加成过程中，Br-Br键受到��电子云的作用，使键具有一定极性 B．乙烯与溴水反应，产物存在BrCH2CH2OH C．烯烃与HOCl的加成也可能通过环正离子机理进行 D．此加成过程，顺式产物与反式产物含量相当 【答案】D 【解析】A．根据反应历程可知，加成过程中，Br-Br键受到��电子云的作用，使键具有一定极性，即含有带正、负电荷的溴离子，A正确； B．溴水中有Br2单质，水分子，加成过程中通过第一步生成环正离子后，可能带负电的氢氧根从背面进攻生成BrCH2CH2OH，B正确； C．HOCl也会变为带正电荷的卤素离子和带负电荷的氢氧根，故烯烃与HOCl的加成也可能通过环正离子机理进行，C正确； D．由于加成过程中第一步是慢反应，第二步是快反应，故反式产物比顺式产物多，D错误； 故选D。 8．卤代烃的制备有多种方法，下列卤代烃适合由烯烃通过加成反应制得的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 A．中与氯原子相连的碳原子相邻碳原子上没有氢原子，不能由烯烃通过加成反应制得，A错误； B．中与氯原子相连的碳原子相邻碳原子上没有氢原子，不能由烯烃通过加成反应制得，B错误； C．该物质可以由与HCl发生加成反应制得，C正确； D．与氯原子相连的碳原子相邻碳原子上没有氢原子，不能由烯烃通过加成反应制得，D错误； 故选C。 9．下列物质各1mol分别与足量的H2发生加成反应，消耗H2物质的量最多的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A.1mol中含有1mol苯环，与氢气发生加成反应，消耗氢气3mol； B.1mol中含有1mol苯环、1molC=C双键，与氢气完全加成反应消耗氢气3mol+1mol=4mol； C.1molCH3-CH2-C≡CH含有1molC≡C三键，与氢气完全加成反应消耗2mol氢气； D.1molCH3(CH=CH)3CH3含有3molC=C双键，与氢气完全加成反应消耗3mol氢气； 故1mol与氢气完全加成反应消耗的氢气最多，故答案B正确； 故选B。 10．下列反应中，属于加成反应的是 A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B．乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯 C．乙烯与溴反应生成1，2-二溴乙烷 D．甲烷与氯气在光照条件下反应 【答案】C 【分析】加成反应是有机物发生化学反应生成唯一产物的反应类型，常见于具有不饱和键的有机物中，据此回答问题。 【解析】A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水，产物不唯一，属于氧化反应，选项A错误； B．乙醇与乙酸发生取代反应制备乙酸乙酯，属于取代反应或酯化反应，选项B错误； C．乙烯与溴反应生成1,2—二溴乙烷，产物唯一，发生加成反应，选项C正确； D．甲烷与氯气反应生成一氯甲烷等卤代烃和氯化氢，产物不唯一，属于取代反应，选项D错误。 答案选C。 拓展培优 11.环戊二烯()是一种重要的有机合成原料，在化工、材料和制药等领域具有广泛的应用。 (1)通过 (填仪器分析方法)可以确定环戊二烯中含有 (填官能团名称)。 (2)由环戊二烯以及必要的无机试剂可合成，写出第一步合成反应的化学方程式 。 (3)已知烯烃能发生如下反应：；。 ①环戊二烯()容易二聚生成双环戊二烯()，双环戊二烯的结构简式为 。 ②双环戊二烯经臭氧氧化后，在Zn存在下水解，对应产物的结构简式为 。 【答案】(1) 红外光谱法 碳碳双键 (2)+Br2 (3) 【解析】（1）通过红外光谱法可以确定环戊二烯中的碳碳双键； （2） 由环戊二烯以及必要的无机试剂可合成，先与Br2发生1,4-加成得到，再与H2加成得到，第一步合成反应的化学方程式+Br2； （3） ①根据已知第一个反应的信息，两分子的相互加成得到双环戊二烯()，双环戊二烯的结构简式为； ②根据已知第二个反应的信息，两个碳碳双键都可以断开，都变为醛基，生成的产物的结构简式为； 12.苯乙烯在一定条件下有如图转化关系(已知：不能和溴、水加成)，根据框图回答下列问题： （1）苯乙烯与的溶液生成B的化学方程式式为 。 （2）苯乙烯生成高聚物D的化学方程式为 ，该反应类型是 。 （3）物质A的分子式为，则其结构简式(可写键线式)为 ；写出物质C可能的结构简式： 。 【答案】（1） （2） 加聚反应 （3） 和 【分析】 苯乙烯和氢气加成生成A；苯乙烯和溴发生加成反应生成B为；苯乙烯和水发生加成反应引入羟基生成C，C可能为或；苯乙烯含碳碳双键，能发生加聚反应生成高聚物D为。 （1） 苯乙烯与Br2的CCl4发生加成反应使得溴水褪色且生成B，化学方程式为：。 （2） 苯乙烯含碳碳双键，能发生加聚反应生成高聚物D为，化学方程式为：。 （3） 物质A的分子式为，苯乙烯和氢气加成生成A为，苯乙烯和水发生加成反应引入羟基生成C，C可能为或。 13．利用“氧氯化法”以乙烯为原料制备氯乙烯过程中的物质转化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．化合物分子中所有原子共平面 B．裂解时，另一产物X为HCl C．化合物是由HCl与化合物直接发生加成反应获得 D．化合物发生加聚反应的产物为 【答案】C 【解析】A．化合物I为乙烯，是平面型结构，所有原子共面，故A正确； B．由原子守恒可知，化合物Ⅱ发生裂解生成化合物Ⅲ和HCl，故B正确； C．HCl与化合物Ⅰ直接发生加成反应生成CH3CH2Cl，不能生成化合物Ⅱ，故C错误； D．化合物Ⅲ为氯乙烯，含碳碳双键，发生加聚反应生成，故D正确； 故选：C。 14．CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸甲酯的机理如图所示。下列叙述错误的是 A．步骤①属于加成反应 B．反应过程中存在C-H键的断裂 C．该反应的原子利用率为100% D．若将步骤②中CH3I换为CH3CH2I，则产品将变为丙烯酸乙酯 【答案】C 【分析】由图可知，CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸甲酯的反应物为二氧化碳、乙烯和一碘甲烷，生成物为丙烯酸甲酯和碘化氢，反应的化学方程式为CO2+CH2=CH2+CH3I CH2=CHCOOCH3+HI。 【解析】 A．由图可知，步骤①发生的反应为乙烯与二氧化碳发生加成反应生成酯，A正确； B．由图可知，步骤③中生成碳碳双键，C—H键的断裂，B正确； C．由分析可知，生成物为丙烯酸甲酯和碘化氢，则反应的原子利用率不可能为100%，C错误； D．由分析可知，二氧化碳、乙烯和一碘甲烷在催化剂作用下反应生成丙烯酸甲酯和碘化氢，则二氧化碳、乙烯和碘乙烷在催化剂作用下反应生成丙烯酸乙酯和碘化氢，D正确； 故选C。 15．在电流作用下能转化为，在不同的催化剂作用下的部分转化路径如下图所示。下列说法正确的是 A．第②步反应属于加成反应，第⑤步反应属于取代反应 B．第①④⑥步反应需要电源提供电子 C．两种转化路径中原子均100%转化为产物 D．总反应可表示为：CO2+H+ = HCOO- 【答案】B 【解析】A．根据图示，第②步反应中二氧化碳分子断裂1个碳氧双键，氧原子连接氢原子、碳原子连接催化剂上的氧原子；第⑤步反应是二氧化碳分子中断裂2个碳氧双键，C原子与H相连、氧原子连接催化剂，都属于加成反应，故A错误； B．根据图示，第①④步反应由带1个正电荷到不带电荷，第⑥步反应由不带电荷到带1个负电荷，需要电源提供电子，故B正确； C．左侧路径中有1个氧原子没有进入产物，故C错误； D．总反应可表示为：CO2+H+ +2e-= HCOO-，故D错误； 选B。 16．某有机物X与发生加成反应后只得到产物，则X可能的结构(不考虑立体结构)有 A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 【答案】A 【解析】 某有机物X与发生加成反应后只得到产物，说明X中存在一个碳碳双键，碳碳双键可能的位置为，共5种，答案选A。 17．烷烃是单烯烃R和氢气发生加成反应后的产物，则R可能的结构简式（不考虑顺反异构）有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】D 【解析】 根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置，碳碳双键有如图位置：(标号处为碳碳双键的位置)共6种，故符合条件的烯烃分子有6种，选项D符合题意； 答案选D。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $