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2022高考化学一轮复习教案：第9章 第1讲 重要的烃
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这是一份2022高考化学一轮复习教案：第9章 第1讲 重要的烃，共19页。
第1课时 必备知识——重要的烃
知识清单
[重要概念]①烃；②烷烃；③取代反应；④加成反应；⑤加聚反应
[基本规律]①同系物和同分异构体的判断；②烷烃的同分异构体的书写；③常见烃的结构与性质的关系
知识点1 常见烃的结构与性质
1．常见烃的结构和物理性质
甲烷
乙烯
苯
分子式
CH4
C2H4
C6H6
球棍模型
比例模型
结构式
结构简式
CH4
CH2===CH2
结构特点
全部是单键，属于饱和烃；碳原子位于正四面体的体心，4个氢原子分别位于4个顶点
含碳碳双键，属于不饱和烃，6个原子在同一平面上
碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键；所有原子均在同一平面上，键角为120°
空间构型
正四面体形
平面形
平面正六边形
物理性质
无色气体，难溶于水，甲烷密度小于空气，乙烯密度与空气相近
无色，具有特殊气味的透明液体，易挥发，密度比水小，难溶于水
2.常见烃的化学性质
(1)甲烷(CH4)
(2)乙烯(CH2＝CH2)
乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理不同，前者发生了加成反应，后者是乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2，故可用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙烯，但不能除去甲烷中的乙烯。
(3)苯()
苯分子中不存在单、双键交替结构的事实：①苯的邻位二元取代物(如邻二甲苯)不存在同分异构体；②苯为平面正六边形结构(碳原子之间共价键的键长相同)；③苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色；④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。
3．烷烃
(1)烷烃的结构与性质
通式
CnH2n＋2(n≥1)
结构特点
①链状分子，可带支链，其中碳原子呈锯齿状排列；
②碳原子间以单键相连，其余价键均被氢原子饱和；
③一个碳原子与相邻四个原子构成四面体形结构；1 mol CnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA
物理性质
①密度：随着碳原子数的增多，密度逐渐增大，但都小于水的密度；
②熔、沸点：随着碳原子数增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高；
③状态：气态→液态→固态，碳原子数小于5的烷烃常温下呈气态
化学性质
①取代反应(气态烷烃、卤素单质，光照)；
②氧化反应(燃烧)；
③分解反应(高温裂解)
(2)烷烃的习惯命名法
①当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；若n＞10时，用汉字数字表示。
②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。如：CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷，C(CH3)4称为新戊烷。
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020.1·浙江选考)天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料(√)
(2)(2020.7·浙江选考)相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧，放出的热量依次增加(×)
(3)(2019.4·浙江选考)苯和氯气生成C6H6Cl6的反应是取代反应(×)
(4)(2019.4·浙江选考)乙烯与溴水发生加成反应的产物是CH2CH2Br2(×)
(5)(2019.4·浙江选考)等物质的量的甲烷与氯气反应的产物是CH3Cl(×)
(6)(2019·全国卷Ⅱ)向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置，溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分层(×)
[通关2] (教材改编题)下列现象中，因发生氧化反应而产生的是( )
A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
B．将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色
C．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失
A [乙烯含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，而使其褪色，A项正确；苯使溴水褪色是由于苯萃取了溴水中的溴单质，B项错误；乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是由于发生了加成反应，C项错误； 甲烷与氯气混合光照一段时间后黄绿色消失是由于发生了取代反应，D项错误。]
[通关3] (2020·天津卷，9题改编) 关于的说法正确的是( )
A．分子中共平面的原子数目最多为14
B．分子中的苯环由单双键交替组成
C．与Cl2发生取代反应生成两种产物
D．该有机物可使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
D [共面原子数最多时，分子中的甲基中有两个氢原子不在该平面内，共面原子数最多为15，A错误；苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，B错误；与Cl2发生取代反应可得到5种产物，C错误；该有机物含有不饱和键(—C≡C—)，可被酸性KMnO4溶液氧化，可与溴水发生加成反应，故能使这两种溶液褪色，D正确。]
[通关4] (2019·全国卷Ⅰ)关于化合物2苯基丙烯()，下列说法正确的是( )
A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色
B．可以发生加成聚合反应
C．分子中所有原子共平面
D．易溶于水及甲苯
B [2苯基丙烯中含有，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误。2苯基丙烯中含有，可以发生加成聚合反应，B正确。2苯基丙烯分子中含有一个—CH3，所有原子不可能共平面，C错误。2苯基丙烯属于烃，难溶于水，易溶于甲苯等有机溶剂，D错误。]
[通关5] (2019·全国卷Ⅲ)下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是( )
A．甲苯 B．乙烷
C．丙炔 D．1，3丁二烯
D [甲苯、丙炔、乙烷都含有甲基，而甲基是三角锥形结构，故分子中所有原子不可能共平面，A、B、C均错误。乙烯是平面形结构，碳碳单键可以旋转，则1，3丁二烯中所有原子可能共平面，D正确。]
知识点2 碳原子的成键特点、同系物和同分异构体
1．有机物中碳原子的成键特征
(1)碳原子的最外层有4个电子，可与其他原子形成4个共价键，而且碳碳原子之间也能相互形成共价键；
(2)碳原子不仅可以形成碳碳单键，还可以形成碳碳双键或碳碳三键；
(3)多个碳原子可以相互结合形成碳链，也可以形成碳环，而且碳链或碳环上还可以连有支链。
依据原子的成键特点可知，有机化合物中碳原子形成4个共价键，N原子形成3个共价键，O和S原子可形成2个共价键，氢及卤素原子均形成1个共价键。
2．同系物
(1)定义：分子结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互称为同系物。
①烷烃的同系物：分子式都符合CnH2n＋2，例如，CH4、CH3CH3和互为同系物。
②苯的同系物：分子式都符合CnH2n－6(n≥7)，
例如，互为同系物。
(2)判断方法
“一差”
分子组成上相差一个或若干个CH2原子团
“二同”
①分子通式相同；②所含官能团的种类、数目都要相同(若有环状结构，必须满足环的种类和数目均相同)
“三注意”
①同系物必须是同一类物质；②同系物的分子结构相似；③同系物的物理性质不同，但化学性质相似
3.同分异构体
(1)定义：具有相同的分子式，但具有不同分子结构的化合物互称为同分异构体。
(2)特点
①“一同”：分子式相同，即相对分子质量相同。同分异构体的最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。
②“一不同”：分子结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。
(3)烷烃同分异构体的书写——碳链异构
①书写方法：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，一般采用“减碳法”。
②应用示例：以C6H14为例，用“有序思维”法书写同分异构体
第一步：将分子中全部碳原子连成直链作为母链：
C—C—C—C—C—C
第二步：从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：
不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。
第三步：从母链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，两甲基的位置依次相邻、相同，此时碳骨架结构有两种：
②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。
4．有机物结构的表示方法
电子式
用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况的式子
化学式(分子式)
C2H4
用元素符号表示物质组成的式子，也反映出一个分子中原子的种类和数目
结构式
(1)具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；
(2)表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间模型
结构简式
CH2===CH2
结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)
键线式
碳碳键用线段来体现，拐点或端点表示碳原子，碳原子上的氢原子不必标出，其他原子及其他原子上的氢原子都要指明
最简式(实验式)
乙烯的最简式为CH2
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
球棍模型
小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)
比例模型
用不同体积的小球表示不同大小的原子
用键线式表示有机化合物的分子结构时，苯环和官能团都不能省略。
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020.7·浙江选考)乙烯的结构式：；
甲酸甲酯的结构简式：C2H4O2(×)
(2)(2019.4·浙江选考)丁烷的球棍模型：；乙烯的结构简式CH2===CH2(√)
(3)(2020.7·浙江选考)HCOOH和HOCH2CHO互为同系物(×)
(4)(2020.1·浙江选考) 互为同系物(×)
(5)(2020.1·浙江选考)CH3COOCH2CH3和CH3CH2
CH2COOH互为同分异构体(√)
(6)(2019.4·浙江选考)H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体(×)
[通关2] (人教必修2·P65，8题改编)下列有关同分异构体的叙述正确的是( )
A．具有相似的化学性质
B．具有相同的物理性质
C．分子具有相同的空间结构
D．分子式相同，但分子内原子的连接方式不同
D [同分异构体的分子式相同，结构不同，故同分异构体分子内原子的连接方式不同，物理性质也不同；同分异构体可能存在碳链异构、官能团位置异构和官能团类别异构三种情况，则分子的空间结构不同；若为官能团类别异构，则化学性质一定不同，否则化学性质相似。]
[通关3] (2019·全国卷Ⅱ)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A．8种 B．10种
C．12种 D．14种
C [可利用“定一移一”法，正丁烷有两种等效氢原子，Br
[通关4] (深度思考)(1)分别写出丙基(—C3H7)、丁基(—C4H9)的同分异构体__________________________________，____________________________________。
(2)有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3
②CH3CH2CH2CH2CH3 ③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
其中，属于同系物的是__________；属于同分异构体的是__________；属于同种物质的是__________。
A．①② B．②③
C．③④⑤⑥⑦ D．①③
E．③④⑤⑦ F．④⑥
解析 (2)7种有机物均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，且分子结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种有机物的分子式分别为①C5H12，②C5H12，③C6H14，④C6H14，⑤C6H14，⑥C6H14，⑦C6H14，故①、②结构相同，属于同种物质；④、⑥结构相同，属于同种物质；①、②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。
答案 (1)—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2
(2)BD E AF
判断同分异构体数目的常用方法及思路
基团拼接法
将有机物看作由基团拼接而成，由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。例如，丁基有四种，则丁醇(C4H9—OH)、C4H9—Cl分别有四种结构
换元法
将有机物分子中的不同原子或基团进行种类互换。例如，乙烷分子中共有6个H原子，若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷也只有一种结构
等效氢法
分子中等效氢原子有如下情况：
①分子中同一个碳上的氢原子是等效的；
②同一个碳上的甲基氢原子是等效的；
③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时)上的氢原子是等效的
定一移一法
常用于分析烃的二元取代物，例如，判断C3H6Cl2的同分异构体种类，先固定其中一个Cl的位置，移动另外一个Cl原子
知识点3 化石燃料合成有机高分子
1．煤的综合利用
(1)煤的组成：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
(2)煤的综合利用
①煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。
②煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程，目前主要方法是煤和水蒸气高温下反应制水煤气，其化学方程式为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。
③煤的液化
直接液化
煤＋氢气液体燃料
间接液化
煤＋水水煤气甲醇等
2.石油的综合利用
(1)石油的成分：由多种碳氢化合物组成的混合物，主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃，所含元素以C、H为主，还含有少量N、S、P、O等。
(2)石油的加工
由于裂化汽油中含有不饱和的烯烃，能与溴水中的溴发生加成反应，所以裂化汽油不能用于萃取溴水中的溴。
3．天然气的综合利用
(1)天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。
(2)天然气与水蒸气反应制取H2的原理：CH4＋H2O(g)CO＋3H2。
4．高分子材料的合成及应用
(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)聚合反应
合成聚乙烯的化学方程式：nCH2===CH2CH2—CH2，
单体为CH2===CH2，链节为—CH2—CH2—，聚合度为n。
(3)完成下列反应的化学方程式
①加聚反应中单体和链节的相对分子质量相等，反应中原子利用率达到100%；②高分子化合物都是混合物，没有固定的熔、沸点。
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020.7·浙江选考)天然气是不可再生能源，煤的液化属于物理变化(×)
(2)(2020.7·浙江选考)用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物(√)
(3)(2020.1·浙江选考)石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化(×)
(4)(2020.1·浙江选考)石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油(√)
(5)(2017·北京卷)汽油主要是C5～C11的烃类混合物(√)
(6)(2017·全国卷Ⅲ)天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料(√)
[通关2] (人教必修2·P102，2、3题改编)下列有关化石燃料综合利用的说法中正确的是( )
A．石油的加工是对其成分的分离过程，属于物理变化
B．煤的干馏是把煤转化为化工产品的过程，属于物理变化
C．石油重整的目的是分离得到其中的芳香烃
D．天然气的主要成分是甲烷，既是一种清洁燃料也是重要的化工原料
D [石油的分馏是对其成分的分离过程，属于物理变化，石油的裂化、裂解和重整过程都有新物质生成，属于化学变化，A项错误；煤的干馏是一个复杂的物理化学变化，B项错误；石油的重整是对烃分子结构的调整，使直链烃转化为环状烃得到芳香烃的过程，而并不是简单对石油的分离，C项错误。 ]
[通关3] (2021·河南郑州模拟)下列说法正确的是( )
A．氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃
B．聚苯乙烯的结构简式为
C．氯乙烯制取聚氯乙烯的反应方程式为nCH2===CHCl
D．乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
C [氯乙烯含有氯元素，不属于烃，而聚乙烯为饱和烃，A项错误；聚苯乙烯的结构简式为，B项错误；乙烯含有碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，但聚乙烯的结构单元为—CH2—CH2—，不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，D项错误。]
[通关4] (2021·河南焦作六校联考)有关煤的综合利用如图所示，下列说法正确的是( )
A．煤和水煤气均是二次能源
B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D．B为甲醇或乙酸时，原子利用率均达到100%
D [煤直接取自于自然界，属于一次能源，A错误；煤的主要成分是碳，苯、甲苯、二甲苯等有机物是煤的干馏产物，B错误；煤的干馏要在隔绝空气条件下加强热使之分解，在空气中加强热，煤易着火燃烧，C错误；水煤气的成分是H2和CO，合成甲醇和乙酸时，原子利用率均达到100%，D正确。]
训练(四十四) 重要的烃
1．丙烯是一种常见的有机物。下列有关丙烯的化学用语中，不正确的是( )
A．实验式：CH2
B．结构简式：CH2===CHCH3
C．球棍模型：
D．聚丙烯的结构简式：
D [丙烯的分子式为C3H6，最简式(实验式)为CH2，A项正确；丙烯含有一个碳碳双键，其结构简式为CH2===CHCH3，B项正确；丙烯是含碳碳双键的烯烃，球棍模型为，C项正确；聚丙烯为高分子化合物，由丙烯加聚得到，其结构简式为，D项错误。]
2．(2021·福建南安检测)下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是( )
A．甲烷与氯气混合后光照反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷
C．苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成；乙烯与水生成乙醇的反应
D．在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯自身生成聚乙烯的反应
C [甲烷与氯气混合后光照，发生取代反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生氧化反应，A错误。乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷，发生加成反应，B错误。苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成，发生取代反应生成硝基苯；乙烯与水生成乙醇的反应，发生加成反应，C正确。在苯中滴入溴水，溴水褪色，苯萃取了溴水中的溴，属于物理变化；乙烯自身生成聚乙烯的反应，发生加聚反应，D错误。]
3．(2021·湖南长郡中学检测)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一，以乙烯为原料合成的部分产品如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．氧化反应有①⑤⑥，加成反应有②③
B．氯乙烯、聚乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．反应⑥的现象为产生砖红色沉淀
D．可用乙醇萃取Br2的CCl4溶液中的Br2
C [反应①、②是加成反应，反应⑤⑥是氧化反应，A项错误；乙烯发生加聚反应得到聚乙烯，分子中不含碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液褪色，B项错误；反应⑥是乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成乙酸，Cu(OH)2被还原为砖红色Cu2O，C项正确；乙醇与Br2、CCl4互溶，故不能用乙醇萃取Br2的CCl4溶液中的Br2，D项错误。]
4．(2019·海南卷，12题改编)下列化合物中，既能发生取代反应又能发生加成反应的有( )
D [CH2===CH2易发生加成反应，不易发生取代反应，A错误；CH3CH2CH3发生取代反应，不能发生加成反应，B错误；发生取代反应，不能发生加成反应，C错误；苯在Ni催化下可与H2发生加成反应，在FeBr3催化下可与Br2发生取代反应生成溴苯，D正确。]
5．(教材改编题)根据乙烯和苯的性质推测苯乙烯()的性质，下列说法错误的是( )
A．苯乙烯能与浓硫酸、浓硝酸的混酸发生反应
B．苯乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．苯乙烯与溴发生加成反应的产物为
D．苯乙烯在一定条件下能发生加聚反应生成聚苯乙烯
C [苯乙烯与浓硫酸、浓硝酸的混酸能发生苯环上的取代反应，A正确；苯乙烯中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色，B正确；苯乙烯与溴发生加成反应，在双键碳的两端均引入Br原子，反应产物为，C错误；苯乙烯含有碳碳双键，在一定条件下能发生加聚反应生成聚苯乙烯，D正确。]
6．(2021·安徽黄山检测)a、b、c的分子式均为C8H8，其结构如下所示，下列说法正确的是( )
A．b的同分异构体可与苯互为同系物
B．c苯环上的二氯代物有10种
C．a能与溴水发生取代反应
D．c中所有原子可以处于同一平面
D [a、b、c的分子式均为C8H8，三者的分子结构不同，互为同分异构体，苯的同系物的通式为CnH2n－6，因此b的同分异构体与苯不是同系物，A项错误；c分子中苯环上有3种氢原子，故苯环上的二氯代物有6种结构，B项错误；a分子中含有碳碳双键，与溴水发生加成反应，C项错误；c分子中含有苯环和碳碳双键，二者都是平面结构，故分子中所有原子可能处于同一平面内，D项正确。]
7．(2021·湖北武汉联考)以a为原料制备d(金刚烷)的路线如图所示。下列关于图中有机物的说法错误的是( )
A．c与d互为同分异构体
B．a中所有的原子都在同一个平面上
C．b的分子式为C10H12
D．d的二氯代物有6种
B [c和d的分子式均为C10H16，二者的分子结构不同，互为同分异构体，A项正确；a分子中含有—CH2—，分子中所有原子不可能处于同一平面内，B项错误；由有机物b的结构可知，其分子式为C10H12，C项正确；d分子中有2种不同氢原子，其二氯代物中，同种氢的二氯代物有2种，不同种氢的二氯代物有4种，故其二氯代物有6种，D项正确。]
8．(2021·河北辛集中学检测)在探索苯分子结构的过程中，人们写出了符合分子式“C6H6”的多种可能结构(如图所示)，下列说法正确的是( )
A．五种物质均能与氢气发生加成反应
B．b、c、e的一氯代物均有三种
C．五种物质中，只有a分子的所有原子处于同一平面
D．a、b、c、e能使溴的四氯化碳溶液褪色
C [三棱晶烷分子中只含单键，不能与H2发生加成反应，A错误；b的一氯代物有3种，c、e的一氯代物均有2种，B错误；苯是平面形分子，所有原子均处于同一平面内，其他分子均含有四面体碳原子(形成4个单键的碳原子)，所有原子不能处于同一平面，C正确；b、c、e含有碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使溶液褪色，苯则不能，D错误。]
9．(2021·山东实验中学检测)科学研究发现，具有高度对称的有机分子具有致密性高、稳定性强、张力能大等特点，因此这些分子成为化学界关注的热点。立体烷烃中有一系列对称结构的烃，如(正四面体烷，C4H4)、(棱晶烷，C6H6)、(立方烷，C8H8)等。下列有关说法正确的是( )
A．立体烷烃的碳原子都形成4个单键，因此它们都属于烷烃
B．上述一系列物质互为同系物，它们的通式为C2nH2n(n≥2)
C．棱晶烷与立方烷中碳原子均为饱和碳原子，其二氯代物的种类不同
D．苯、盆烯()与棱晶烷属于同分异构体
D [烷烃是指饱和链烃，立体烷烃不属于烷烃，A错误；互为同系物的有机物具有相似的分子结构，立体烷烃不是同系物，B错误；棱晶烷的二氯代物有3种，立方烷的二氯代物有3种，二者所含碳原子均形成4个键，均为饱和碳原子，C错误；苯、盆烯()与棱晶烷的分子式均为C6H6，三者的分子结构不同，互为同分异构体，D正确。]
10．(2021·山东师大附中检测)下列关于有机化合物(a)和(b)的说法正确的是( )
A．一氯代物数目均有6种
B．二者均能发生取代、加成和氧化反应
C．可用酸性高锰酸钾溶液区分
D．a分子中所有碳原子可能在同一平面上
C [有机物a分子中有6种不同氢原子，其一氯代物有6种；b分子中有4种不同氢原子，其一氯代物有4种，A项错误；有机物(b)分子中不含不饱和碳碳键，不能发生加成反应，B项错误；有机物a含有碳碳双键，可使酸性KMnO4溶液褪色，有机物b则不能，C项正确；a分子中有4个碳原子均形成4个单键，故a分子中所有碳原子不可能处于同一平面上，D项错误。]
11．(2021·四川雅安中学检测)工业上可用乙苯生产苯乙烯：，下列有关说法正确的是( )
A．乙苯和苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应和氧化反应
B．用溴水可以区分苯乙烯和乙苯
C．1 mol苯乙烯最多可与4 mol氢气加成，加成产物的一氯代物共有5种
D．乙苯和苯乙烯分子中共平面的碳原子数最多都为7
B [乙苯和苯乙烯都能发生取代反应和氧化反应，苯乙烯能发生加聚反应，乙苯则不能，A错误；苯乙烯可与溴水发生加成反应而使其褪色，乙苯则只能萃取溴水中的溴，现象不同，可以区分，B正确；苯乙烯含有苯环和碳碳双键，1 mol 苯乙烯可与4 mol H2发生加成反应生成，产物中含有6种不同氢原子，则加成产物的一氯代物有6种，C错误；乙苯和苯乙烯分子中，与苯环之间相连的碳原子在苯环所在平面内，单键可以旋转，故二者分子中共平面的碳原子数最多均为8，D错误。]
第1课时 必备知识——重要的烃
知识清单
[重要概念]①烃；②烷烃；③取代反应；④加成反应；⑤加聚反应
[基本规律]①同系物和同分异构体的判断；②烷烃的同分异构体的书写；③常见烃的结构与性质的关系
知识点1 常见烃的结构与性质
1．常见烃的结构和物理性质
甲烷
乙烯
苯
分子式
CH4
C2H4
C6H6
球棍模型
比例模型
结构式
结构简式
CH4
CH2===CH2
结构特点
全部是单键，属于饱和烃；碳原子位于正四面体的体心，4个氢原子分别位于4个顶点
含碳碳双键，属于不饱和烃，6个原子在同一平面上
碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键；所有原子均在同一平面上，键角为120°
空间构型
正四面体形
平面形
平面正六边形
物理性质
无色气体，难溶于水，甲烷密度小于空气，乙烯密度与空气相近
无色，具有特殊气味的透明液体，易挥发，密度比水小，难溶于水
2.常见烃的化学性质
(1)甲烷(CH4)
(2)乙烯(CH2＝CH2)
乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原理不同，前者发生了加成反应，后者是乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2，故可用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙烯，但不能除去甲烷中的乙烯。
(3)苯()
苯分子中不存在单、双键交替结构的事实：①苯的邻位二元取代物(如邻二甲苯)不存在同分异构体；②苯为平面正六边形结构(碳原子之间共价键的键长相同)；③苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色；④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。
3．烷烃
(1)烷烃的结构与性质
通式
CnH2n＋2(n≥1)
结构特点
①链状分子，可带支链，其中碳原子呈锯齿状排列；
②碳原子间以单键相连，其余价键均被氢原子饱和；
③一个碳原子与相邻四个原子构成四面体形结构；1 mol CnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA
物理性质
①密度：随着碳原子数的增多，密度逐渐增大，但都小于水的密度；
②熔、沸点：随着碳原子数增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高；
③状态：气态→液态→固态，碳原子数小于5的烷烃常温下呈气态
化学性质
①取代反应(气态烷烃、卤素单质，光照)；
②氧化反应(燃烧)；
③分解反应(高温裂解)
(2)烷烃的习惯命名法
①当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；若n＞10时，用汉字数字表示。
②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。如：CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷，C(CH3)4称为新戊烷。
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020.1·浙江选考)天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料(√)
(2)(2020.7·浙江选考)相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧，放出的热量依次增加(×)
(3)(2019.4·浙江选考)苯和氯气生成C6H6Cl6的反应是取代反应(×)
(4)(2019.4·浙江选考)乙烯与溴水发生加成反应的产物是CH2CH2Br2(×)
(5)(2019.4·浙江选考)等物质的量的甲烷与氯气反应的产物是CH3Cl(×)
(6)(2019·全国卷Ⅱ)向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置，溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分层(×)
[通关2] (教材改编题)下列现象中，因发生氧化反应而产生的是( )
A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
B．将苯滴入溴水中，振荡后水层接近无色
C．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
D．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失
A [乙烯含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，而使其褪色，A项正确；苯使溴水褪色是由于苯萃取了溴水中的溴单质，B项错误；乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是由于发生了加成反应，C项错误； 甲烷与氯气混合光照一段时间后黄绿色消失是由于发生了取代反应，D项错误。]
[通关3] (2020·天津卷，9题改编) 关于的说法正确的是( )
A．分子中共平面的原子数目最多为14
B．分子中的苯环由单双键交替组成
C．与Cl2发生取代反应生成两种产物
D．该有机物可使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
D [共面原子数最多时，分子中的甲基中有两个氢原子不在该平面内，共面原子数最多为15，A错误；苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，B错误；与Cl2发生取代反应可得到5种产物，C错误；该有机物含有不饱和键(—C≡C—)，可被酸性KMnO4溶液氧化，可与溴水发生加成反应，故能使这两种溶液褪色，D正确。]
[通关4] (2019·全国卷Ⅰ)关于化合物2苯基丙烯()，下列说法正确的是( )
A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色
B．可以发生加成聚合反应
C．分子中所有原子共平面
D．易溶于水及甲苯
B [2苯基丙烯中含有，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误。2苯基丙烯中含有，可以发生加成聚合反应，B正确。2苯基丙烯分子中含有一个—CH3，所有原子不可能共平面，C错误。2苯基丙烯属于烃，难溶于水，易溶于甲苯等有机溶剂，D错误。]
[通关5] (2019·全国卷Ⅲ)下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是( )
A．甲苯 B．乙烷
C．丙炔 D．1，3丁二烯
D [甲苯、丙炔、乙烷都含有甲基，而甲基是三角锥形结构，故分子中所有原子不可能共平面，A、B、C均错误。乙烯是平面形结构，碳碳单键可以旋转，则1，3丁二烯中所有原子可能共平面，D正确。]
知识点2 碳原子的成键特点、同系物和同分异构体
1．有机物中碳原子的成键特征
(1)碳原子的最外层有4个电子，可与其他原子形成4个共价键，而且碳碳原子之间也能相互形成共价键；
(2)碳原子不仅可以形成碳碳单键，还可以形成碳碳双键或碳碳三键；
(3)多个碳原子可以相互结合形成碳链，也可以形成碳环，而且碳链或碳环上还可以连有支链。
依据原子的成键特点可知，有机化合物中碳原子形成4个共价键，N原子形成3个共价键，O和S原子可形成2个共价键，氢及卤素原子均形成1个共价键。
2．同系物
(1)定义：分子结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互称为同系物。
①烷烃的同系物：分子式都符合CnH2n＋2，例如，CH4、CH3CH3和互为同系物。
②苯的同系物：分子式都符合CnH2n－6(n≥7)，
例如，互为同系物。
(2)判断方法
“一差”
分子组成上相差一个或若干个CH2原子团
“二同”
①分子通式相同；②所含官能团的种类、数目都要相同(若有环状结构，必须满足环的种类和数目均相同)
“三注意”
①同系物必须是同一类物质；②同系物的分子结构相似；③同系物的物理性质不同，但化学性质相似
3.同分异构体
(1)定义：具有相同的分子式，但具有不同分子结构的化合物互称为同分异构体。
(2)特点
①“一同”：分子式相同，即相对分子质量相同。同分异构体的最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。
②“一不同”：分子结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。
(3)烷烃同分异构体的书写——碳链异构
①书写方法：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，一般采用“减碳法”。
②应用示例：以C6H14为例，用“有序思维”法书写同分异构体
第一步：将分子中全部碳原子连成直链作为母链：
C—C—C—C—C—C
第二步：从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：
不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。
第三步：从母链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，两甲基的位置依次相邻、相同，此时碳骨架结构有两种：
②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。
4．有机物结构的表示方法
电子式
用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况的式子
化学式(分子式)
C2H4
用元素符号表示物质组成的式子，也反映出一个分子中原子的种类和数目
结构式
(1)具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；
(2)表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间模型
结构简式
CH2===CH2
结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)
键线式
碳碳键用线段来体现，拐点或端点表示碳原子，碳原子上的氢原子不必标出，其他原子及其他原子上的氢原子都要指明
最简式(实验式)
乙烯的最简式为CH2
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
球棍模型
小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或三键)
比例模型
用不同体积的小球表示不同大小的原子
用键线式表示有机化合物的分子结构时，苯环和官能团都不能省略。
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020.7·浙江选考)乙烯的结构式：；
甲酸甲酯的结构简式：C2H4O2(×)
(2)(2019.4·浙江选考)丁烷的球棍模型：；乙烯的结构简式CH2===CH2(√)
(3)(2020.7·浙江选考)HCOOH和HOCH2CHO互为同系物(×)
(4)(2020.1·浙江选考) 互为同系物(×)
(5)(2020.1·浙江选考)CH3COOCH2CH3和CH3CH2
CH2COOH互为同分异构体(√)
(6)(2019.4·浙江选考)H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体(×)
[通关2] (人教必修2·P65，8题改编)下列有关同分异构体的叙述正确的是( )
A．具有相似的化学性质
B．具有相同的物理性质
C．分子具有相同的空间结构
D．分子式相同，但分子内原子的连接方式不同
D [同分异构体的分子式相同，结构不同，故同分异构体分子内原子的连接方式不同，物理性质也不同；同分异构体可能存在碳链异构、官能团位置异构和官能团类别异构三种情况，则分子的空间结构不同；若为官能团类别异构，则化学性质一定不同，否则化学性质相似。]
[通关3] (2019·全国卷Ⅱ)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A．8种 B．10种
C．12种 D．14种
C [可利用“定一移一”法，正丁烷有两种等效氢原子，Br
[通关4] (深度思考)(1)分别写出丙基(—C3H7)、丁基(—C4H9)的同分异构体__________________________________，____________________________________。
(2)有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3
②CH3CH2CH2CH2CH3 ③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
其中，属于同系物的是__________；属于同分异构体的是__________；属于同种物质的是__________。
A．①② B．②③
C．③④⑤⑥⑦ D．①③
E．③④⑤⑦ F．④⑥
解析 (2)7种有机物均为烷烃，若碳原子数不同，则互为同系物；若碳原子数相同，且分子结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种有机物的分子式分别为①C5H12，②C5H12，③C6H14，④C6H14，⑤C6H14，⑥C6H14，⑦C6H14，故①、②结构相同，属于同种物质；④、⑥结构相同，属于同种物质；①、②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。
答案 (1)—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2
(2)BD E AF
判断同分异构体数目的常用方法及思路
基团拼接法
将有机物看作由基团拼接而成，由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。例如，丁基有四种，则丁醇(C4H9—OH)、C4H9—Cl分别有四种结构
换元法
将有机物分子中的不同原子或基团进行种类互换。例如，乙烷分子中共有6个H原子，若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷也只有一种结构
等效氢法
分子中等效氢原子有如下情况：
①分子中同一个碳上的氢原子是等效的；
②同一个碳上的甲基氢原子是等效的；
③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时)上的氢原子是等效的
定一移一法
常用于分析烃的二元取代物，例如，判断C3H6Cl2的同分异构体种类，先固定其中一个Cl的位置，移动另外一个Cl原子
知识点3 化石燃料合成有机高分子
1．煤的综合利用
(1)煤的组成：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
(2)煤的综合利用
①煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。
②煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程，目前主要方法是煤和水蒸气高温下反应制水煤气，其化学方程式为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。
③煤的液化
直接液化
煤＋氢气液体燃料
间接液化
煤＋水水煤气甲醇等
2.石油的综合利用
(1)石油的成分：由多种碳氢化合物组成的混合物，主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃，所含元素以C、H为主，还含有少量N、S、P、O等。
(2)石油的加工
由于裂化汽油中含有不饱和的烯烃，能与溴水中的溴发生加成反应，所以裂化汽油不能用于萃取溴水中的溴。
3．天然气的综合利用
(1)天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。
(2)天然气与水蒸气反应制取H2的原理：CH4＋H2O(g)CO＋3H2。
4．高分子材料的合成及应用
(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)聚合反应
合成聚乙烯的化学方程式：nCH2===CH2CH2—CH2，
单体为CH2===CH2，链节为—CH2—CH2—，聚合度为n。
(3)完成下列反应的化学方程式
①加聚反应中单体和链节的相对分子质量相等，反应中原子利用率达到100%；②高分子化合物都是混合物，没有固定的熔、沸点。
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020.7·浙江选考)天然气是不可再生能源，煤的液化属于物理变化(×)
(2)(2020.7·浙江选考)用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物(√)
(3)(2020.1·浙江选考)石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化(×)
(4)(2020.1·浙江选考)石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油(√)
(5)(2017·北京卷)汽油主要是C5～C11的烃类混合物(√)
(6)(2017·全国卷Ⅲ)天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料(√)
[通关2] (人教必修2·P102，2、3题改编)下列有关化石燃料综合利用的说法中正确的是( )
A．石油的加工是对其成分的分离过程，属于物理变化
B．煤的干馏是把煤转化为化工产品的过程，属于物理变化
C．石油重整的目的是分离得到其中的芳香烃
D．天然气的主要成分是甲烷，既是一种清洁燃料也是重要的化工原料
D [石油的分馏是对其成分的分离过程，属于物理变化，石油的裂化、裂解和重整过程都有新物质生成，属于化学变化，A项错误；煤的干馏是一个复杂的物理化学变化，B项错误；石油的重整是对烃分子结构的调整，使直链烃转化为环状烃得到芳香烃的过程，而并不是简单对石油的分离，C项错误。 ]
[通关3] (2021·河南郑州模拟)下列说法正确的是( )
A．氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃
B．聚苯乙烯的结构简式为
C．氯乙烯制取聚氯乙烯的反应方程式为nCH2===CHCl
D．乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
C [氯乙烯含有氯元素，不属于烃，而聚乙烯为饱和烃，A项错误；聚苯乙烯的结构简式为，B项错误；乙烯含有碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，但聚乙烯的结构单元为—CH2—CH2—，不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，D项错误。]
[通关4] (2021·河南焦作六校联考)有关煤的综合利用如图所示，下列说法正确的是( )
A．煤和水煤气均是二次能源
B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D．B为甲醇或乙酸时，原子利用率均达到100%
D [煤直接取自于自然界，属于一次能源，A错误；煤的主要成分是碳，苯、甲苯、二甲苯等有机物是煤的干馏产物，B错误；煤的干馏要在隔绝空气条件下加强热使之分解，在空气中加强热，煤易着火燃烧，C错误；水煤气的成分是H2和CO，合成甲醇和乙酸时，原子利用率均达到100%，D正确。]
训练(四十四) 重要的烃
1．丙烯是一种常见的有机物。下列有关丙烯的化学用语中，不正确的是( )
A．实验式：CH2
B．结构简式：CH2===CHCH3
C．球棍模型：
D．聚丙烯的结构简式：
D [丙烯的分子式为C3H6，最简式(实验式)为CH2，A项正确；丙烯含有一个碳碳双键，其结构简式为CH2===CHCH3，B项正确；丙烯是含碳碳双键的烯烃，球棍模型为，C项正确；聚丙烯为高分子化合物，由丙烯加聚得到，其结构简式为，D项错误。]
2．(2021·福建南安检测)下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是( )
A．甲烷与氯气混合后光照反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷
C．苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成；乙烯与水生成乙醇的反应
D．在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯自身生成聚乙烯的反应
C [甲烷与氯气混合后光照，发生取代反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生氧化反应，A错误。乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷，发生加成反应，B错误。苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成，发生取代反应生成硝基苯；乙烯与水生成乙醇的反应，发生加成反应，C正确。在苯中滴入溴水，溴水褪色，苯萃取了溴水中的溴，属于物理变化；乙烯自身生成聚乙烯的反应，发生加聚反应，D错误。]
3．(2021·湖南长郡中学检测)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一，以乙烯为原料合成的部分产品如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．氧化反应有①⑤⑥，加成反应有②③
B．氯乙烯、聚乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．反应⑥的现象为产生砖红色沉淀
D．可用乙醇萃取Br2的CCl4溶液中的Br2
C [反应①、②是加成反应，反应⑤⑥是氧化反应，A项错误；乙烯发生加聚反应得到聚乙烯，分子中不含碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液褪色，B项错误；反应⑥是乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成乙酸，Cu(OH)2被还原为砖红色Cu2O，C项正确；乙醇与Br2、CCl4互溶，故不能用乙醇萃取Br2的CCl4溶液中的Br2，D项错误。]
4．(2019·海南卷，12题改编)下列化合物中，既能发生取代反应又能发生加成反应的有( )
D [CH2===CH2易发生加成反应，不易发生取代反应，A错误；CH3CH2CH3发生取代反应，不能发生加成反应，B错误；发生取代反应，不能发生加成反应，C错误；苯在Ni催化下可与H2发生加成反应，在FeBr3催化下可与Br2发生取代反应生成溴苯，D正确。]
5．(教材改编题)根据乙烯和苯的性质推测苯乙烯()的性质，下列说法错误的是( )
A．苯乙烯能与浓硫酸、浓硝酸的混酸发生反应
B．苯乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．苯乙烯与溴发生加成反应的产物为
D．苯乙烯在一定条件下能发生加聚反应生成聚苯乙烯
C [苯乙烯与浓硫酸、浓硝酸的混酸能发生苯环上的取代反应，A正确；苯乙烯中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色，B正确；苯乙烯与溴发生加成反应，在双键碳的两端均引入Br原子，反应产物为，C错误；苯乙烯含有碳碳双键，在一定条件下能发生加聚反应生成聚苯乙烯，D正确。]
6．(2021·安徽黄山检测)a、b、c的分子式均为C8H8，其结构如下所示，下列说法正确的是( )
A．b的同分异构体可与苯互为同系物
B．c苯环上的二氯代物有10种
C．a能与溴水发生取代反应
D．c中所有原子可以处于同一平面
D [a、b、c的分子式均为C8H8，三者的分子结构不同，互为同分异构体，苯的同系物的通式为CnH2n－6，因此b的同分异构体与苯不是同系物，A项错误；c分子中苯环上有3种氢原子，故苯环上的二氯代物有6种结构，B项错误；a分子中含有碳碳双键，与溴水发生加成反应，C项错误；c分子中含有苯环和碳碳双键，二者都是平面结构，故分子中所有原子可能处于同一平面内，D项正确。]
7．(2021·湖北武汉联考)以a为原料制备d(金刚烷)的路线如图所示。下列关于图中有机物的说法错误的是( )
A．c与d互为同分异构体
B．a中所有的原子都在同一个平面上
C．b的分子式为C10H12
D．d的二氯代物有6种
B [c和d的分子式均为C10H16，二者的分子结构不同，互为同分异构体，A项正确；a分子中含有—CH2—，分子中所有原子不可能处于同一平面内，B项错误；由有机物b的结构可知，其分子式为C10H12，C项正确；d分子中有2种不同氢原子，其二氯代物中，同种氢的二氯代物有2种，不同种氢的二氯代物有4种，故其二氯代物有6种，D项正确。]
8．(2021·河北辛集中学检测)在探索苯分子结构的过程中，人们写出了符合分子式“C6H6”的多种可能结构(如图所示)，下列说法正确的是( )
A．五种物质均能与氢气发生加成反应
B．b、c、e的一氯代物均有三种
C．五种物质中，只有a分子的所有原子处于同一平面
D．a、b、c、e能使溴的四氯化碳溶液褪色
C [三棱晶烷分子中只含单键，不能与H2发生加成反应，A错误；b的一氯代物有3种，c、e的一氯代物均有2种，B错误；苯是平面形分子，所有原子均处于同一平面内，其他分子均含有四面体碳原子(形成4个单键的碳原子)，所有原子不能处于同一平面，C正确；b、c、e含有碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使溶液褪色，苯则不能，D错误。]
9．(2021·山东实验中学检测)科学研究发现，具有高度对称的有机分子具有致密性高、稳定性强、张力能大等特点，因此这些分子成为化学界关注的热点。立体烷烃中有一系列对称结构的烃，如(正四面体烷，C4H4)、(棱晶烷，C6H6)、(立方烷，C8H8)等。下列有关说法正确的是( )
A．立体烷烃的碳原子都形成4个单键，因此它们都属于烷烃
B．上述一系列物质互为同系物，它们的通式为C2nH2n(n≥2)
C．棱晶烷与立方烷中碳原子均为饱和碳原子，其二氯代物的种类不同
D．苯、盆烯()与棱晶烷属于同分异构体
D [烷烃是指饱和链烃，立体烷烃不属于烷烃，A错误；互为同系物的有机物具有相似的分子结构，立体烷烃不是同系物，B错误；棱晶烷的二氯代物有3种，立方烷的二氯代物有3种，二者所含碳原子均形成4个键，均为饱和碳原子，C错误；苯、盆烯()与棱晶烷的分子式均为C6H6，三者的分子结构不同，互为同分异构体，D正确。]
10．(2021·山东师大附中检测)下列关于有机化合物(a)和(b)的说法正确的是( )
A．一氯代物数目均有6种
B．二者均能发生取代、加成和氧化反应
C．可用酸性高锰酸钾溶液区分
D．a分子中所有碳原子可能在同一平面上
C [有机物a分子中有6种不同氢原子，其一氯代物有6种；b分子中有4种不同氢原子，其一氯代物有4种，A项错误；有机物(b)分子中不含不饱和碳碳键，不能发生加成反应，B项错误；有机物a含有碳碳双键，可使酸性KMnO4溶液褪色，有机物b则不能，C项正确；a分子中有4个碳原子均形成4个单键，故a分子中所有碳原子不可能处于同一平面上，D项错误。]
11．(2021·四川雅安中学检测)工业上可用乙苯生产苯乙烯：，下列有关说法正确的是( )
A．乙苯和苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应和氧化反应
B．用溴水可以区分苯乙烯和乙苯
C．1 mol苯乙烯最多可与4 mol氢气加成，加成产物的一氯代物共有5种
D．乙苯和苯乙烯分子中共平面的碳原子数最多都为7
B [乙苯和苯乙烯都能发生取代反应和氧化反应，苯乙烯能发生加聚反应，乙苯则不能，A错误；苯乙烯可与溴水发生加成反应而使其褪色，乙苯则只能萃取溴水中的溴，现象不同，可以区分，B正确；苯乙烯含有苯环和碳碳双键，1 mol 苯乙烯可与4 mol H2发生加成反应生成，产物中含有6种不同氢原子，则加成产物的一氯代物有6种，C错误；乙苯和苯乙烯分子中，与苯环之间相连的碳原子在苯环所在平面内，单键可以旋转，故二者分子中共平面的碳原子数最多均为8，D错误。]
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