【大纲创新设计】高考化学一轮复习 第3节 苯及其同系物 石油

第三节苯及其同系物石油复习目标展示1.了解苯的组成和结构，掌握苯的性质和用途。2.掌握苯的同系物的结构特点和通性。了解芳香烃的概念。3.了解石油的组成和加工方法，掌握分馏的原理及操作。此类试题包括：(1)苯分子结构的应用(2)苯的化学性质及实验应用(3)苯的同系物的通性(4)石油加工方法及产品用途知识点1苯的性质问题1：苯分子结构的特殊性？苯的物理性质和化学性质？苯的用途？【思维延伸】苯分子不是碳碳单键和碳碳双键交替组成的环状结构，苯环上的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的共价键，六个碳碳键完全相同，所以苯分子的空间构型为平面正六边形，是一种非极性分子。从苯分子中的氢原子数来看，苯的不饱和程度较大，但苯分子结构特殊，决定了苯具有与饱和烃、不饱和烃既相似又不同的特殊的化学性质。苯既不能使KMnO4酸性溶液褪色，也不能使溴水褪色；苯较易发生取代反应(卤代反应、硝化反应、磺化反应)，较难发生加成反应。知识点2苯的同系物问题2：苯的同系物的结构特点？苯的同系物的化学通性？2．定义：苯分子里的氢原子被一个或若干个

取代的产物。3.化学性质(1)苯环上的有关反应（取代反应，加成反应）烷烃基【思维延伸】苯的同系物的同分异构体，包括侧链的位置异构和侧链上的碳链异构。知识点3石油问题3：石油的加工方法和目的？4．石油的炼制(1)石油的成分：石油主要是由分子中含有不同数目碳原子的

、

、

组成的复杂混合物，常温下呈

态，是多种

烃溶解了部分

烃和

烃而形成的。(2)原油的预处理——

、

。(3)石油的一次加工——

。烷烃环烷烃芳香烃液液态气态固态脱水脱盐分馏5．石油的二次加工——裂化和裂解(1)裂化①原料：相对分子质量较大、沸点较高的烃，一般用重油、石蜡等。②原理：加热分解。③目的：提高

的产量和质量。④分类：热裂化和催化裂化。(2)裂解(深度裂化)①原料：长链的烃分子。②原理：高温分解。③目的：获得短链小分子的不饱和烃，提供有机化工基础原料。④产品：

、

、

等主要产品和甲烷、乙烷、丁烷、硫化氢等副产品。轻质油特别是汽油乙烯丙烯异丁烯考点1苯的溴代反应实验要点深化苯的溴代反应实验注意问题(1)反应用的是液溴，而不是溴水。(2)制溴苯反应中，实际起催化作用的是FeBr3；2Fe＋3Br2=2FeBr3。(3)跟瓶口垂直的长玻璃管兼起导气和冷凝的作用。(4)导管出口不能伸入水中，因HBr极易溶于水，要防止倒吸。(5)导管口附近出现的白雾是HBr遇水蒸气所形成的。(6)烧瓶中生成的溴苯因溶入溴而显褐色。提纯的方法是：将溶有溴的溴苯倒入盛有NaOH溶液的烧杯中，振荡，溴苯比水密度大，沉在下层，用分液漏斗分离出溴苯。Br2＋2NaOH=NaBr＋NaBrO＋H2O(7)粗溴苯提纯后，可进一步精制，其方法是①水洗(除去可溶性杂质FeBr3等)，②碱洗(除去Br2)，③水洗(除去NaOH等)，④干燥(除去H2O)，⑤蒸馏(除去苯)。【例1】苯和溴的取代反应的实验装置如图所示，其中A为具支试管改制成的反应容器，在其下端开了一小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑粉。填写下列空白：(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒内就发生反应。写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式)：

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

。除去HBr气体中混有的溴蒸气D试管中石蕊试液慢慢变红，并且导管口有白雾产生，然后E试管中出现浅黄色沉淀(3)反应2min～3min后，在B中的NaOH溶液中可观察到的现象是

。(4)在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有___________(填字母)。(5)该实验除①步骤简单，操作方便，成功率高；②各步现象明显；③对产品便于观察这三个优点外，还有一个优点是____________________________________。解析：苯与液溴反应剧烈生成和HBr气体，从导管出来的HBr气体中会混有一定量的溴蒸气，混合气体进入C可将气体中的溴蒸气除去(利用相似相溶原理)。气体在经D、E两装置时，分别可以观察到紫色石蕊试液变红，AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成，装置F是尾气吸收装置，以防污染环境。在溶液底部有无色油状液体出现D、E、F充分吸收有毒气体，防止污染大气变式练习1．实验室用溴和苯反应制取溴苯，得粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸馏；②水洗；③用干燥剂干燥；④10%NaOH溶液洗；⑤水洗。正确的操作顺序是()A．①②③④⑤B.②④⑤③①C.④②③①⑤D.②④①⑤③

解析：由实验得到的溴苯含有剩余的苯和溴，先用水洗，由于苯比水轻且不溶于水而浮于水面，用分液漏斗除去苯层和水层，得到溶有Br2的溴苯；再用10%NaOH溶液洗，则发生反应Br2＋NaOH=NaBr＋NaBrO＋H2O，生成的钠盐溶于水，难溶于溴苯，将溴苯中的Br2分离出；然后用分液法分离出水层得溴苯，最后进一步用水洗，并用干燥剂干燥后再蒸馏，即得干燥纯净的溴苯。

答案：B考点2芳香烃取代产物的同分异构问题处理要点深化稠环芳香烃，发生苯环一氯取代或二氯取代时，取代产物的结构式要按有序性和利用对称性来书写。如：有两个对称轴，为避免重复，只在区域分析即可。如的一氯代物有两种：；二氯代物只要在区域固定一个Cl原子即可，若一个Cl原子先在1位取代，则另一个Cl只有7种取代方式(2～8位)，然后一个Cl原子在2位取代，因1位已分析，1、4、5、8位对称，所以另一个Cl原子只在3、6、7位取代。因此的二氯代物共有7＋3＝10种。【例2】已知苯的同系物可以被酸性KMnO4溶液氧化，如：现有苯的同系物，其蒸气密度为相同状况下H2的60倍，该烃经氧化后，其产物1mol可中和3molNaOH，则该烃的结构可能有()A．1种B.3种C.4种D.5种解析：该芳香烃的相对分子质量为120，因其为苯的同系物，应符合通式CnH2n－6(n≥6)，则14n－6＝120，n＝9，故其分子式为C9H12。又因其被KMnO4氧化成三元羧酸，说明苯环上含有三个支链，即三个甲基，该烃的结构可能为：，共有3种。答案：B变式练习2．(2009·郑州模拟)有机物中碳和氢原子个数比为3∶4，不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍。在铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。该有机物可能是()A．CHCCH3B.CH3C2H5C．CH2CHCH3D.CH3C2H5解析：因该有机物不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色，所以排除A、C；又因在铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物，说明苯环上的一溴代物有两种，只能是B，而D苯环上的一溴代物有四种。答案：B考点3石油的分馏1．分馏的原理：石油的分馏是利用各种烃具有不同的沸点，把石油成分里的各种烃进行分离的过程。石油的分馏是物理变化，每一馏分都是混合物。其成分是多种烃的混合物。馏分呈气态的溶于液态烃之中的是C1～C4的烷烃；馏分呈液态的主要是汽油、煤油、柴油；馏分呈固态的溶解于液态烃中的是石蜡和沥青等。2．实验装置常压分馏产品为：溶剂油、汽油、煤油、重油；减压分馏产品为：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青。要点深化石油的分馏与裂化、裂解的比较【例3】(2009·合肥一中月考)将下图所列仪器组装成一套实验室分馏石油的装置，并进行分馏得到汽油和煤油。(1)上图中A、B、C三种仪器的名称分别是

。(2)将以上仪器（一）→(六)连接起来(用字母a，b，c……表示)：e接i；________接________；k接l；________接________；________接________。冷凝管，蒸馏烧瓶，锥形瓶habfgq(3)A仪器中，c口用于________(填“进水”或“出水”，下同)，d口用于________。(4)蒸馏时，温度计水银球应在

位置。(5)在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是

。(6)给B加热，收集到沸点在60℃～150℃间的馏分是

，收集到150℃～300℃之间的馏分是________。解析：此实验装置的安装应本着“由下往上，由左到右”的原则进行。冷凝管的水流方向是低进高出，温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处。进水出水蒸馏烧瓶支管口处防止暴沸汽油煤油变式练习3．下列有关石油及石油加工的说法中，正确的是()A．石油是各种液态烃的混合物B．常压分馏的原料是重油C．由分馏塔分馏出的各馏分均是混合物D.减压分馏的主要产品有汽油、润滑油、煤油和沥青解析：石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物，石油的大部分是液态烃，同时在液态烃中溶有气态烃和固态烃，选项A说法不对；常压分馏的原料是石油，减压分馏的原料是重油，选项B说法也不对；常压分馏的主要产品有汽油、柴油、煤油等，减压分馏的主要产品是润滑油、石蜡、燃料油、沥青等，选项D说法也不对；无论是常压分馏还是减压分馏，由分馏塔分馏出来的各馏分都是不同沸点范围的蒸馏产物，每一种馏分仍然是多种烃的混合物。

答案：C客观题

分子中的原子共面问题属于热点考试内容，对于考查学生有机物分子内的价键结构和空间构型的理解起到很好的导向作用，另外要求掌握特征构型的联想性和示范性。【考题一】已知C—C键可以绕键轴自由旋转，结构简式为的烃，下列说法中正确的是()A．分子中至少有9个碳原子处于同一平面上B．分子中至少有11个碳原子处于同一平面上C．分子中至少有16个碳原子处于同一平面上D.该烃属于苯的同系物B思路点拨：在苯分子中的12个原子，一定共平面，此分子中两个苯环以单键相连，单键可以旋转，所以两个苯环不一定共面，但苯环中对角线上的4个碳原子应在一条直线上，因此该分子中至少有11个碳原子处于同一平面上，所以B正确，A、C不正确；该烃分子结构中有2个苯环，不属于苯的同系物，所以D不正确。高分解密(1)至少有多少碳原子共面的含义不清楚，因理解为“可能共面”而错解。(2)“绕轴旋转”带来的点面变化不明确，空间想象力差而错解。(3)苯的同系物的概念理解不准确。知识链接几种简单有机物分子的空间构型(1)甲烷，正四面体结构，C原子居于正四面体的中心，分子中的5个原子中并没有任何4个原子处于同一平面内。其中任意三个原子在同一平面内，任意两个原子在同一直线上。(2)乙烯，平面形结构，分子中的6个原子处于同一平面内，键角都约为120°。(3)乙炔

，直线形结构，分子中的4个原子处于同一直线上。同一直线上的原子当然也处于同一平面内。(4)苯,平面形结构，分子中的12个原子都处于同一平面内。注意：①以上4种分子中的H原子如果被其他原子(如C、O、N、Cl等)所取代，则取代后的分子构型基本不变。②共价单键可以自由旋转，共价双键和共价三键则不能旋转。主观题

芳香烃的组成和结构的特殊性，是考查有机计算和结构推断的知识载体。官能团的多样性和反应类型的覆盖性成为高频题型的方向和依据。【考题二】(2009·海南，17)某含苯环的化合物A，其相对分子质量为104，碳的质量分数为92.3%。(1)A的分子式为________：(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为

，反应类型是

；(3)已知。请写出A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应的化学方程式(只写出A和A的产物且注明条件即可)

；(4)一定条件下，A与氢气反应，得到的化合物中碳的质量分数为85.7%，写出此化合物的结构简式；C8H8

加成反应(5)在一定条件下，由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为思路点拨：本题主要考查有机物的分子式和结构简式的确定，然后根据结构简式进行作答，全面考查考生灵活运用所学知识的能力。根据A的相对分子质量和碳的质量分数可以确定N(C)＝≈8，N(H)＝＝8，即A的分子式为C8H8；由于A中含有苯环，则A为。A与H2加成时，分子中碳原子的数目不改变，与H2加成后产物的相对分子质量为12×8/85.7%≈112。据此可以完成各题的解答。高分解密(1)不能从已知数据中得出只含C、H两元素的结论，从而影响后续解题。(2)错误应用溴代反应解题。(3)化学方程式和结构简式书写不准确，不规范。(4)只进行双键加成，未进行苯环加成而错答。方法支持有机物的结构决定性质，苯乙烯中乙烯基具有的性质，易与Br2加成,能使酸性KMnO4溶液褪色，也可发生加聚反应；苯基易发生取代反应，在一定条件下也可发生加成反应。有机物的性质与其所具有的官能团是相对应的，可根据有机物的某些性质(如反应对象、反应条件、反应数据、反应特征、反应现象、反应前后分子式的差异等)，首先确定其中的官能团及其位置，然后再结合分子式的价键规律、取代产物的种类、不饱和度等确定有机物的结构简式，最后再根据题设要求进行解答。1．(5分)有一种有机物，因其酷似奥林匹克旗中的五环(如下图)，科学家称其为奥林匹克烃。下列有关奥林匹克烃的说法正确的是()A．该烃属于苯的同系物B．该烃的一氯代物只有一种C．该烃分子中只含非极性键D.该烃完全燃烧生成H2O的物质的量小于CO2的物质的量

解析：该烃只有一条对称轴，其一氯代物有7种，从所给图示可看出，该烃高度缺氢，故D项正确。

答案：D2．(5分)下列叙述正确的是()A．苯的分子是环状结构，其性质跟环状烷烃相似B．表示苯的分子结构，其中含有碳碳单键、双键，因此苯的性质跟烯烃相同C．苯的分子式为C6H6，分子中碳原子远远没有饱和，因此能和溴水反应D.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物却可使酸性KMnO4溶液褪色

解析：苯分子的空间构形是平面六边形，有特殊的共价键，而环状烷烃的碳原子是四个共价单键，不是平面形，和苯的性质不同，A错；苯分子中碳碳间是一种特殊的化学键，不是单双键交替，B错；苯不能和溴水发生反应，C错；苯的同系物由于苯环上含有烃基，易被酸性KMnO4氧化，D正确。

答案：D3．(5分)有关分子结构的下列叙述中，正确的是()A．除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上B．除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上C．12个碳原子不可能都在同一平面上D.12个碳原子有可能都在同一平面上

解析：由图形可以看到，直线l一定在平面N中，甲基上3个氢只有一个可能在这个平面内；—CHF2基团中的两个氟原子和一个氢原子，最多只有一个在双键决定的平面M中；平面M和平面N一定共用两个碳原子，可以通过旋转碳碳单键，使两平面重合，此时仍有—CHF2中的两个原子和—CH3中的两个氢原子不在这个平面内。要