【大綱創新設計】高考化學一輪復習 第3節 苯及其同系物 石油

第三節苯及其同系物石油復習目標展示1.了解苯的組成和結構，掌握苯的性質和用途。2.掌握苯的同系物的結構特點和通性。了解芳香烴的概念。3.了解石油的組成和加工方法，掌握分餾的原理及操作。此類試題包括：(1)苯分子結構的應用(2)苯的化學性質及實驗應用(3)苯的同系物的通性(4)石油加工方法及產品用途知識點1苯的性質問題1：苯分子結構的特殊性？苯的物理性質和化學性質？苯的用途？【思維延伸】苯分子不是碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替組成的環狀結構，苯環上的碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨特的共價鍵，六個碳碳鍵完全相同，所以苯分子的空間構型為平面正六邊形，是一種非極性分子。從苯分子中的氫原子數來看，苯的不飽和程度較大，但苯分子結構特殊，決定了苯具有與飽和烴、不飽和烴既相似又不同的特殊的化學性質。苯既不能使KMnO4酸性溶液褪色，也不能使溴水褪色；苯較易發生取代反應(鹵代反應、硝化反應、磺化反應)，較難發生加成反應。知識點2苯的同系物問題2：苯的同系物的結構特點？苯的同系物的化學通性？2．定義：苯分子里的氫原子被一個或若干個

取代的產物。3.化學性質(1)苯環上的有關反應（取代反應，加成反應）烷烴基【思維延伸】苯的同系物的同分異構體，包括側鏈的位置異構和側鏈上的碳鏈異構。知識點3石油問題3：石油的加工方法和目的？4．石油的煉制(1)石油的成分：石油主要是由分子中含有不同數目碳原子的

、

、

組成的復雜混合物，常溫下呈

態，是多種

烴溶解了部分

烴和

烴而形成的。(2)原油的預處理——

、

。(3)石油的一次加工——

。烷烴環烷烴芳香烴液液態氣態固態脫水脫鹽分餾5．石油的二次加工——裂化和裂解(1)裂化①原料：相對分子質量較大、沸點較高的烴，一般用重油、石蠟等。②原理：加熱分解。③目的：提高

的產量和質量。④分類：熱裂化和催化裂化。(2)裂解(深度裂化)①原料：長鏈的烴分子。②原理：高溫分解。③目的：獲得短鏈小分子的不飽和烴，提供有機化工基礎原料。④產品：

、

、

等主要產品和甲烷、乙烷、丁烷、硫化氫等副產品。輕質油特別是汽油乙烯丙烯異丁烯考點1苯的溴代反應實驗要點深化苯的溴代反應實驗注意問題(1)反應用的是液溴，而不是溴水。(2)制溴苯反應中，實際起催化作用的是FeBr3；2Fe＋3Br2=2FeBr3。(3)跟瓶口垂直的長玻璃管兼起導氣和冷凝的作用。(4)導管出口不能伸入水中，因HBr極易溶于水，要防止倒吸。(5)導管口附近出現的白霧是HBr遇水蒸氣所形成的。(6)燒瓶中生成的溴苯因溶入溴而顯褐色。提純的方法是：將溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的燒杯中，振蕩，溴苯比水密度大，沉在下層，用分液漏斗分離出溴苯。Br2＋2NaOH=NaBr＋NaBrO＋H2O(7)粗溴苯提純后，可進一步精制，其方法是①水洗(除去可溶性雜質FeBr3等)，②堿洗(除去Br2)，③水洗(除去NaOH等)，④干燥(除去H2O)，⑤蒸餾(除去苯)?！纠?】苯和溴的取代反應的實驗裝置如圖所示，其中A為具支試管改制成的反應容器，在其下端開了一小孔，塞好石棉絨，再加入少量鐵屑粉。填寫下列空白：(1)向反應容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，幾秒內就發生反應。寫出A中所發生反應的化學方程式(有機物寫結構簡式)：

。(2)試管C中苯的作用是________________________________________________________

。除去HBr氣體中混有的溴蒸氣D試管中石蕊試液慢慢變紅，并且導管口有白霧產生，然后E試管中出現淺黃色沉淀(3)反應2min～3min后，在B中的NaOH溶液中可觀察到的現象是

。(4)在上述整套裝置中，具有防倒吸作用的儀器有___________(填字母)。(5)該實驗除①步驟簡單，操作方便，成功率高；②各步現象明顯；③對產品便于觀察這三個優點外，還有一個優點是____________________________________。解析：苯與液溴反應劇烈生成和HBr氣體，從導管出來的HBr氣體中會混有一定量的溴蒸氣，混合氣體進入C可將氣體中的溴蒸氣除去(利用相似相溶原理)。氣體在經D、E兩裝置時，分別可以觀察到紫色石蕊試液變紅，AgNO3溶液中有淺黃色沉淀生成，裝置F是尾氣吸收裝置，以防污染環境。在溶液底部有無色油狀液體出現D、E、F充分吸收有毒氣體，防止污染大氣變式練習1．實驗室用溴和苯反應制取溴苯，得粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸餾；②水洗；③用干燥劑干燥；④10%NaOH溶液洗；⑤水洗。正確的操作順序是()A．①②③④⑤B.②④⑤③①C.④②③①⑤D.②④①⑤③

解析：由實驗得到的溴苯含有剩余的苯和溴，先用水洗，由于苯比水輕且不溶于水而浮于水面，用分液漏斗除去苯層和水層，得到溶有Br2的溴苯；再用10%NaOH溶液洗，則發生反應Br2＋NaOH=NaBr＋NaBrO＋H2O，生成的鈉鹽溶于水，難溶于溴苯，將溴苯中的Br2分離出；然后用分液法分離出水層得溴苯，最后進一步用水洗，并用干燥劑干燥后再蒸餾，即得干燥純凈的溴苯。

答案：B考點2芳香烴取代產物的同分異構問題處理要點深化稠環芳香烴，發生苯環一氯取代或二氯取代時，取代產物的結構式要按有序性和利用對稱性來書寫。如：有兩個對稱軸，為避免重復，只在區域分析即可。如的一氯代物有兩種：；二氯代物只要在區域固定一個Cl原子即可，若一個Cl原子先在1位取代，則另一個Cl只有7種取代方式(2～8位)，然后一個Cl原子在2位取代，因1位已分析，1、4、5、8位對稱，所以另一個Cl原子只在3、6、7位取代。因此的二氯代物共有7＋3＝10種?！纠?】已知苯的同系物可以被酸性KMnO4溶液氧化，如：現有苯的同系物，其蒸氣密度為相同狀況下H2的60倍，該烴經氧化后，其產物1mol可中和3molNaOH，則該烴的結構可能有()A．1種B.3種C.4種D.5種解析：該芳香烴的相對分子質量為120，因其為苯的同系物，應符合通式CnH2n－6(n≥6)，則14n－6＝120，n＝9，故其分子式為C9H12。又因其被KMnO4氧化成三元羧酸，說明苯環上含有三個支鏈，即三個甲基，該烴的結構可能為：，共有3種。答案：B變式練習2．(2009·鄭州模擬)有機物中碳和氫原子個數比為3∶4，不能與溴水反應卻能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸氣密度是相同狀況下甲烷密度的7.5倍。在鐵存在時與溴反應，能生成兩種一溴代物。該有機物可能是()A．CHCCH3B.CH3C2H5C．CH2CHCH3D.CH3C2H5解析：因該有機物不能與溴水反應卻能使酸性KMnO4溶液褪色，所以排除A、C；又因在鐵存在時與溴反應，能生成兩種一溴代物，說明苯環上的一溴代物有兩種，只能是B，而D苯環上的一溴代物有四種。答案：B考點3石油的分餾1．分餾的原理：石油的分餾是利用各種烴具有不同的沸點，把石油成分里的各種烴進行分離的過程。石油的分餾是物理變化，每一餾分都是混合物。其成分是多種烴的混合物。餾分呈氣態的溶于液態烴之中的是C1～C4的烷烴；餾分呈液態的主要是汽油、煤油、柴油；餾分呈固態的溶解于液態烴中的是石蠟和瀝青等。2．實驗裝置常壓分餾產品為：溶劑油、汽油、煤油、重油；減壓分餾產品為：重柴油、潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青。要點深化石油的分餾與裂化、裂解的比較【例3】(2009·合肥一中月考)將下圖所列儀器組裝成一套實驗室分餾石油的裝置，并進行分餾得到汽油和煤油。(1)上圖中A、B、C三種儀器的名稱分別是

。(2)將以上儀器（一）→(六)連接起來(用字母a，b，c……表示)：e接i；________接________；k接l；________接________；________接________。冷凝管，蒸餾燒瓶，錐形瓶habfgq(3)A儀器中，c口用于________(填“進水”或“出水”，下同)，d口用于________。(4)蒸餾時，溫度計水銀球應在

位置。(5)在B中注入原油后，加幾片碎瓷片的目的是

。(6)給B加熱，收集到沸點在60℃～150℃間的餾分是

，收集到150℃～300℃之間的餾分是________。解析：此實驗裝置的安裝應本著“由下往上，由左到右”的原則進行。冷凝管的水流方向是低進高出，溫度計水銀球的位置應在蒸餾燒瓶支管口處。進水出水蒸餾燒瓶支管口處防止暴沸汽油煤油變式練習3．下列有關石油及石油加工的說法中，正確的是()A．石油是各種液態烴的混合物B．常壓分餾的原料是重油C．由分餾塔分餾出的各餾分均是混合物D.減壓分餾的主要產品有汽油、潤滑油、煤油和瀝青解析：石油主要是由各種烷烴、環烷烴和芳香烴組成的混合物，石油的大部分是液態烴，同時在液態烴中溶有氣態烴和固態烴，選項A說法不對；常壓分餾的原料是石油，減壓分餾的原料是重油，選項B說法也不對；常壓分餾的主要產品有汽油、柴油、煤油等，減壓分餾的主要產品是潤滑油、石蠟、燃料油、瀝青等，選項D說法也不對；無論是常壓分餾還是減壓分餾，由分餾塔分餾出來的各餾分都是不同沸點范圍的蒸餾產物，每一種餾分仍然是多種烴的混合物。

答案：C客觀題

分子中的原子共面問題屬于熱點考試內容，對于考查學生有機物分子內的價鍵結構和空間構型的理解起到很好的導向作用，另外要求掌握特征構型的聯想性和示范性?！究碱}一】已知C—C鍵可以繞鍵軸自由旋轉，結構簡式為的烴，下列說法中正確的是()A．分子中至少有9個碳原子處于同一平面上B．分子中至少有11個碳原子處于同一平面上C．分子中至少有16個碳原子處于同一平面上D.該烴屬于苯的同系物B思路點撥：在苯分子中的12個原子，一定共平面，此分子中兩個苯環以單鍵相連，單鍵可以旋轉，所以兩個苯環不一定共面，但苯環中對角線上的4個碳原子應在一條直線上，因此該分子中至少有11個碳原子處于同一平面上，所以B正確，A、C不正確；該烴分子結構中有2個苯環，不屬于苯的同系物，所以D不正確。高分解密(1)至少有多少碳原子共面的含義不清楚，因理解為“可能共面”而錯解。(2)“繞軸旋轉”帶來的點面變化不明確，空間想象力差而錯解。(3)苯的同系物的概念理解不準確。知識鏈接幾種簡單有機物分子的空間構型(1)甲烷，正四面體結構，C原子居于正四面體的中心，分子中的5個原子中并沒有任何4個原子處于同一平面內。其中任意三個原子在同一平面內，任意兩個原子在同一直線上。(2)乙烯，平面形結構，分子中的6個原子處于同一平面內，鍵角都約為120°。(3)乙炔

，直線形結構，分子中的4個原子處于同一直線上。同一直線上的原子當然也處于同一平面內。(4)苯,平面形結構，分子中的12個原子都處于同一平面內。注意：①以上4種分子中的H原子如果被其他原子(如C、O、N、Cl等)所取代，則取代后的分子構型基本不變。②共價單鍵可以自由旋轉，共價雙鍵和共價三鍵則不能旋轉。主觀題

芳香烴的組成和結構的特殊性，是考查有機計算和結構推斷的知識載體。官能團的多樣性和反應類型的覆蓋性成為高頻題型的方向和依據?！究碱}二】(2009·海南，17)某含苯環的化合物A，其相對分子質量為104，碳的質量分數為92.3%。(1)A的分子式為________：(2)A與溴的四氯化碳溶液反應的化學方程式為

，反應類型是

；(3)已知。請寫出A與稀、冷的KMnO4溶液在堿性條件下反應的化學方程式(只寫出A和A的產物且注明條件即可)

；(4)一定條件下，A與氫氣反應，得到的化合物中碳的質量分數為85.7%，寫出此化合物的結構簡式；C8H8

加成反應(5)在一定條件下，由A聚合得到的高分子化合物的結構簡式為思路點撥：本題主要考查有機物的分子式和結構簡式的確定，然后根據結構簡式進行作答，全面考查考生靈活運用所學知識的能力。根據A的相對分子質量和碳的質量分數可以確定N(C)＝≈8，N(H)＝＝8，即A的分子式為C8H8；由于A中含有苯環，則A為。A與H2加成時，分子中碳原子的數目不改變，與H2加成后產物的相對分子質量為12×8/85.7%≈112。據此可以完成各題的解答。高分解密(1)不能從已知數據中得出只含C、H兩元素的結論，從而影響后續解題。(2)錯誤應用溴代反應解題。(3)化學方程式和結構簡式書寫不準確，不規范。(4)只進行雙鍵加成，未進行苯環加成而錯答。方法支持有機物的結構決定性質，苯乙烯中乙烯基具有的性質，易與Br2加成,能使酸性KMnO4溶液褪色，也可發生加聚反應；苯基易發生取代反應，在一定條件下也可發生加成反應。有機物的性質與其所具有的官能團是相對應的，可根據有機物的某些性質(如反應對象、反應條件、反應數據、反應特征、反應現象、反應前后分子式的差異等)，首先確定其中的官能團及其位置，然后再結合分子式的價鍵規律、取代產物的種類、不飽和度等確定有機物的結構簡式，最后再根據題設要求進行解答。1．(5分)有一種有機物，因其酷似奧林匹克旗中的五環(如下圖)，科學家稱其為奧林匹克烴。下列有關奧林匹克烴的說法正確的是()A．該烴屬于苯的同系物B．該烴的一氯代物只有一種C．該烴分子中只含非極性鍵D.該烴完全燃燒生成H2O的物質的量小于CO2的物質的量

解析：該烴只有一條對稱軸，其一氯代物有7種，從所給圖示可看出，該烴高度缺氫，故D項正確。

答案：D2．(5分)下列敘述正確的是()A．苯的分子是環狀結構，其性質跟環狀烷烴相似B．表示苯的分子結構，其中含有碳碳單鍵、雙鍵，因此苯的性質跟烯烴相同C．苯的分子式為C6H6，分子中碳原子遠遠沒有飽和，因此能和溴水反應D.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物卻可使酸性KMnO4溶液褪色

解析：苯分子的空間構形是平面六邊形，有特殊的共價鍵，而環狀烷烴的碳原子是四個共價單鍵，不是平面形，和苯的性質不同，A錯；苯分子中碳碳間是一種特殊的化學鍵，不是單雙鍵交替，B錯；苯不能和溴水發生反應，C錯；苯的同系物由于苯環上含有烴基，易被酸性KMnO4氧化，D正確。

答案：D3．(5分)有關分子結構的下列敘述中，正確的是()A．除苯環外的其余碳原子有可能都在一條直線上B．除苯環外的其余碳原子不可能都在一條直線上C．12個碳原子不可能都在同一平面上D.12個碳原子有可能都在同一平面上

解析：由圖形可以看到，直線l一定在平面N中，甲基上3個氫只有一個可能在這個平面內；—CHF2基團中的兩個氟原子和一個氫原子，最多只有一個在雙鍵決定的平面M中；平面M和平面N一定共用兩個碳原子，可以通過旋轉碳碳單鍵，使兩平面重合，此時仍有—CHF2中的兩個原子和—CH3中的兩個氫原子不在這個平面內。要