第三章 有机化合物
第二讲 来自石油和煤的两种基本化工原料
复习重点：乙烯的加成反应、苯的取代与加成反应。让学生通过实验初步了解有机基本反应类型，形成对有机反应特殊性的正确认识，并能从结构上认识其反应特点。
复习难点：乙烯结构与性质的关系、苯的结构与性质的关系、苯的取代反应与烷烃取代反应的区别。
知识梳理
一、乙烯
（一） 乙烯的制得
1. 石蜡油分解实验。现象：①生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液中（和甲烷对比） ； ②生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中 ；③用排水集气法收集到一试管气体，点燃后现象是 。研究表明，石蜡油分解的产物主要是 和 的混合物。
2. 乙醇与浓硫酸共热（170 °C）制乙烯
写出化学反应方程式： 。
画出实验装置图：
（二） 乙烯的物理性质：乙烯是＿＿色＿＿气味的气体；＿＿溶于水；密度较空气＿＿，在标准状况下的密度为1.25g/L。
（三） 乙烯的结构：分子式 ，电子式 ，结构式 结构简式 空间构型 。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的烃叫烯烃。乙烯与乙烷结构的对比：
| 分子式 | 乙烷 | 乙烯 |
| 结构式 | CH3－CH3 | CH2＝CH2 |
| 键的类别 | C—C | C＝C |
| 键角 | 109o28' | 120o |
| 键长（10－10米） | 1.54 | 1.33 |
| 键能（KJ/mol） | 348 | 615 |
小结：乙烯的结构特点(1)乙烯是＿＿结构，不能旋转，键角为＿＿°(2) C＝C不稳定:C＝C易断裂而被氧化;C＝C有一个键不稳定，容易断裂，有一个键较稳定.
（四） 乙烯的化学性质
1.乙烯的氧化反应
a.可燃性：CH4 + O2 →
现象：
b.乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色。
乙烯的C＝C易被强氧化剂如KMnO4氧化而断裂，产物可能是CO2。现象：紫色褪去,以此反应可以区别乙烯和烷烃
2.乙烯的加成反应
CH2＝CH2＋Br－Br→＿＿＿＿＿＿（1，2－二溴乙烷）
现象： 。反应实质：C＝C断开一个，2个Br分别直接与2个价键不饱和的C结合。
加成反应： 。
练习：根据加成反应的特点，完成乙烯与H2、HCl、H2O反应的化学方程式：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3. 聚合反应
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的反应叫聚合反应。
聚合反应若同时也是加成反应，也叫＿＿＿＿＿反应，简称＿＿＿＿＿＿反应。
写出氯乙烯聚合反应方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿， 丙烯聚合反应方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（五） 用途：制造聚乙烯，用来 。
二、苯
（一）苯的结构
1.苯的发现：
2.分子式 ，结构式 ，结构简式 或 空间构型 。
思考：按照苯的结构式，你认为苯可能有哪些成键特点？如何设计实验证明你的猜想？
（二）物理性质
苯在通常情况下，是 色、带有 气味的 体，毒性 ，溶解性
密度比水 ，熔、沸点比较 。
思考：现有酒精、苯、四氯化碳三种无色透明的液体（只有水和试管、滴管等仪器）。如何用最简单的方法鉴别它们？
（三）化学性质
1.可燃性
自己完成化学方程式： 。
现象： 。
思考：1.与乙烯燃烧的现象对比如何？为什么伴有浓烈的黑烟？2.取代反应
a、与溴的反应
 |
|
+ Br—Br
注意：①所选用的溴必须是纯净的液态溴，溴水与苯不能反应（可通过铁和溴反应来生成催化剂）②生成的溴苯是无色的液体，密度比水大，但常因为溶解一部分未反应的溴而显黄色。
思考：1，2—二溴苯（邻二溴苯）是否存在同分异构体？苯和溴发生的不是加成反应，说明了一个什么样的事实？
b、与硝酸的反应：
思考：①你认为应如何操作才能满足50～60℃的加热要求？②反应前，在配制混合酸的时候，应在容器中先加浓硫酸还是先加浓硝酸？为什么？
3.加成反应：
思考：1.苯的加成反应，说明了苯分子中的化学键是一种什么类型的键？2.如何通过事实说明苯分子中的化学键不是单、双键交替排列？试举两例。
三、乙烷、乙烯和苯的比较
| 分子式 | C2H6 | C2H4 | C6H6 |
| 结构简式 | CH3—CH3 | CH2=CH2 |
|
| 结构特点 | C—C可以旋转 | ①C=C不能旋转 ②双键中一个键易断裂 | ①苯环很稳定 ②介于单、双键之间的独特的键 |
| 主要化学性质 | 取代、氧化（燃烧） | 加成、氧化 | 取代、加成、氧化（燃烧） |
典例剖析
【例１】下列有关说法不正确的是
A．由乙烯分子组成和结构推测含一个碳碳双键的单烯烃通式为CnH2n
B．乙烯的电子式为：
C．从乙烯与溴发生加成反应生成1，2—二溴乙烷可知乙烯分子的碳碳双键中有一个键不稳定，易发生断裂
D．乙烯空气中燃烧的现象与甲烷不同的原因是乙烯的含碳量高
解析：选项A，乙烯分子中含有一个碳碳双键，碳原子结合的氢原子比相同碳原子数烷烃少两个，因此单烯烃通式为CnH2n；选项B，乙烯分子式为C2H4，每个碳原子分别与两个氢原子形成两个C—H共价键，每个碳原子还有两个未成对电子相互共用形成碳碳双键，使每个碳原子均达到8电子稳定结构；选项C，对比乙烯和加成反应生成物的结构可以明显看出，乙烯分子中的碳碳双键经加成反应后变为碳碳单键，即反应时碳碳双键中断裂一个键，此键相对于烷烃分子中的碳碳单键来说不稳定，易发生断裂；选项D，乙烯燃烧时的伴有黑烟现象是碳不完全燃烧导致的，这是因为乙烯中含碳碳双键，使分子中碳氢的个数比增大，含碳量增大，在空气中燃烧时不能完全转化为气态无机物。答案：B。
点评：理解有机物性质时，要从有机物的结构入手，“结构决定性质”——这化学学习的基本思维方法，也是解题的思维程序。本题要紧紧抓住乙烯分子中含有碳碳双键这一特点进行思考。
【例2】由乙烯推测丙烯（CH2=CH—CH3）与溴水反应时，对反应产物的叙述正确的
A．CH2Br—CH2—CH2Br B．CH3—CBr2—CH3
C．CH3—CH2—CHBr2 D．CH3—CHBr—CH2Br
解析：丙烯与溴发生加成反应时，丙烯中（
，1、2、3是对丙烯中三个碳原子的编号）1号碳与2 号碳间的碳碳双键断裂一个键，1号碳和2号碳要重新达到8 电子的稳定结构，就必须与加成反应物溴的溴原子形成C—Br 键，可以看出发生加成反应时与3号碳原子无关。答案：D。
点评：解决此类问题，要深入理解典型有机反应的特点，加成反应的特点是发生在不饱和碳原子上，与其它原子或原子团无关，碳链的结构不发生变化，可以把产物看成是用于加成的物质拆成两部分，分别与烯烃中不饱和碳原子形成共价键，烯烃中的碳碳双键变为碳碳单键。
【例3】1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释下列事实有
A．苯不能使溴水褪色 B．苯能与H2发生加成反应
C．溴苯没有同分异构体 D．邻二溴苯只有一种
解析：苯环的结构如果是单、双键交替的正六边形平面结构，从分子结构中含有碳碳双键角度看，它应具有与溴发生加成反应使溴水褪色和与H2发生加成反应的性质；从碳原子所处环境看，6个碳原子的环境完全相同，故溴苯没有同分异构体，但邻二溴苯只有一种存在着
和
两种结构。若苯环的结构是6个碳原子间的键完全相同的结构，它没有典型的碳碳双键，不能与溴发生加成反应使溴水褪色，但仍能在特定条件下与H2发生加成反应；而一溴代物和邻位的二溴代物均无同分异构。答案：AD。
知能训练
一、选择题
1．以下化学用语正确的是
A．乙烯的结构简式CH2CH2 B．乙酸的分子式C2H4O2
C．明矾的化学式KAlSO4·12H2O D．氯化钠的电子式Na
2．下列反应中，属于加成反应的是 （ ）
A．SO3+H2O=H2SO4 B．CH2=CH2+HClO→CH3—CHOH
C．CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl D．CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
3．已知乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2。既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是 （ ）
A．通入足量溴水中 B．在空气中燃烧
C．通入酸性高锰酸钾溶液中 D．在一定条件下通入氧气
4．下列反应中能说明烯烃具有不饱和结构的是 （ ）
A．燃烧 B．取代反应 C．加成反应 D．分解反应
5．下列气体中，只能用排水集气法收集，不能用排空气法收集的是 （ ）
A．NO B．NH3 C．C2H4 D．CH4
6．制取较纯净的一氯乙烷最好采用的方法是 （ ）
A．乙烷和氯气反应 B．乙烯和氯气反应
C．乙烯和氯化氢反应 D．乙烯和氢气、氯气的混合气体反应
7．某气态烷烃与烯烃的混合气9 g，其密度为相同状况下氢气密度的11.2倍，将混合气体通过足量的溴水，溴水增重4.2 g，则原混合气体的组成为 （ ）
A．甲烷与乙烯 B．乙烷与乙烯 C．甲烷与丙烯 D．甲烷与丁烯
8．将0.1mol两种气体烃组成的混合气完全燃烧后得3.36L（标况）CO2和3.6g水，对于组成判断正确的是 （ ）
A．一定有甲烷 B．一定有乙烯 C．一定没有甲烷 D．一定没有乙烷
9．将苯分子中的一个碳原子换成一个氮原子，得到一种类似苯环结构的稳定有机物，此有机物的相对分子质量为 （ ）
A．78 B．79 C．80 D．81
10.能说明苯分子中的化学键不是单、双键交替排列的事实是（ ）
①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色②苯环中碳碳键的长度均相等③邻二氯苯只有一种④苯的对位二元取代物只有一种⑤苯的邻位二元取代物只有一种⑥在一定条件下苯与H2发生加成反应生成环己烷 （ ）
A.①②③④⑤ B.①②③⑤ C.②③④⑤⑥ D.①②④⑥
11.用分液漏斗可以分离的一组液体混合物是（ ）
A.溴和CCl4 B.苯和溴苯 C.硝基苯和水 D.汽油和苯
12.下列说法不正确的是（ ）
A.苯不溶于水且比水轻 B.苯具有特殊的香味，可作香料
C.用冷水冷却苯，可凝结成无色晶体 D.苯属于一种烃
13.浓溴水中加入苯中，充分振荡，静置后，溴水层颜色变浅的原因是（ ）
A.加成反应 B.溶解作用 C.取代反应 D.氧化反应
14.等质量的下列烃完全燃烧时，所需要氧气最多的是（ ）
A.C6H6 B.C2H6 C.C2H4 D.C4H6
15.能通过化学反应使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是（ ）
A.苯 B.氯化铁 C.乙烷 D.乙烯
16.绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转化成所需要的产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子的经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）（ ）
二、填空题
17．若将苯倒入盛有碘水的试管中，振荡后静置，现象是 ，
说明苯的密度比水 ，且 ；若将乒乓球碎片、食盐固体分别加入盛有苯的试管中，振荡后静置，现象是 ，说明苯是很好的 。将盛有苯的两支试管分别插入100℃的沸水和0℃的冰水中，现象是 ，说明苯的沸点 ，熔点 。
18．苯的分子式是 ，按照我们学习烷烃、乙烯的经验，且碳原子间还会形成—C≡C—的信息，苯分子比与它碳原子数相同的烷烃少 个氢原子，因而其分子中可能含 个双键，或可能含 个三键，或可能含个 双键和 个三键，或可能含1个环和 个双键等。这些结构式都显示苯应该具有不饱和烃的性质，但实验表明苯与酸性高锰酸钾溶液和嗅水都不反应，这说明苯分子里不存在 。
19．在一定条件下，乙烷和乙烯都能制备氯乙烷（C2H5Cl）。试回答：
⑴用乙烷制备氯乙烷的化学方程式是 ，该反应的类型是 ；
⑵用乙烯制备氯乙烷的化学方程式是 ，该反应的类型是 ；
⑶上述两种制备乙烷的方法中， 方法好。原因是 。
 |
20．有机化合物的结构简式可进一步简化，如：
写出下列物质的化学式：
⑴
⑵
⑶
⑷
三、实验题
21．某学生用右图所示装置证明溴和苯的反应是取代反应而不是加成反应。主要实验步骤如下：
⑴检查气密性，然后向烧瓶中加入一定量的苯和液溴。
⑵向锥形瓶中加入某溶液适量，小试管中加入CCl4，并将右边的长导管口浸入CCl4液面下。
⑶将A装置中的纯铁丝小心向下插入混合液中。
请填写下列空白：
①装置B的锥形瓶中小试管内CCl4的作用是 _；小试管外的液体是（填名称）___________，其作用是__ _________。
②反应后，向锥形瓶中滴加（填化学式）___________溶液，现象是___________，其作用是___________；装置（Ⅱ）还可起到的作用是___________。
22．实验室制备硝基苯的主要步骤如下：
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸，加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀。
③在50~60℃下发生反应，直至反应结束。
④除去混合酸后，粗产品依次用H2O和5％ NaOH溶液洗涤，最后再用H2O洗涤。
⑤将无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯硝基苯。
填写下列空白：
⑴配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时，操作注意事项是 ；
⑵步骤③中，为了使反应在50~60℃下进行，可采用的方法是 ；
⑶步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是 ；
⑷步骤④中粗产品用5％NaOH溶液洗涤的目的是 ；
⑸纯硝基苯是无色，密度比水 （填“大”或“小”），具有苦杏仁气味的 。
参考答案：
一、选择题
1、B2、B3、A4、C5、AC6、C7、C8、AB9、B10、B11、C12、B13、B14、B15、D16、C
二、填空题
17．液体分层，上层为紫红色，下层为无色；小；不溶于水；乒乓球碎片溶解于苯，而食盐不溶；有机溶剂；插入沸水中的苯沸腾，插入水中的苯则凝结成无色晶体；低于100℃；高于0℃
18．C6H6，8，4，2，2，1，3，典型的碳碳双键和碳碳三键（或不饱和碳碳键）
19．⑴CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl，取代反应；CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl，加成反应；⑶ ⑵，乙烷与氯气的取代反应，副反应较多，而乙烯与氯化氢的加成反应的产物是惟一的，无副产物。
20．⑴C6H14 ⑵C5H10 ⑶C7H12 ⑷C10H8
三、实验题
21．① 吸收挥发出的Br2蒸气；水，吸收反应生成的HBr气体。
② AgNO3，生成淡黄色沉淀，检验Br-；防倒吸。
22．⑴先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却；⑵将反应器放在盛有50～60℃（或回答60℃）水的烧杯中，水浴加热；⑶分液漏斗；⑷除去粗产品中残留的酸（或回答除去残留的硝酸、硫酸）⑸大，油状液体