文档内容
第 02 讲 烃
目 录
01 考情透视·目标导航.........................................................................................................................2
02 知识导图·思维引航.........................................................................................................................3
03 考点突破·考法探究.........................................................................................................................5
考点一 脂肪烃的结构与性质.....................................................................................................5
知识点1 脂肪烃的结构特点和通式.......................................................................................5
知识点2 脂肪烃的性质...........................................................................................................6
考向1 考查脂肪烃的结构与性质.........................................................................................10
考向2 考查乙烯和乙炔的性质及制备.................................................................................12
考向3 考查烃的燃烧规律.....................................................................................................14
考点二 芳香烃的结构与性质...................................................................................................16
知识点1 芳香烃的结构.........................................................................................................16
知识点2 芳香烃的性质.........................................................................................................17
考向1 考查芳香烃的结构与性质.........................................................................................19
考向2 考查芳香烃、同分异构体的判断.............................................................................20
考点三 化石燃料的综合利用...................................................................................................22
知识点1 煤的综合利用.........................................................................................................22
知识点2 石油的综合利用.....................................................................................................23
知识点3 天然气的综合利用.................................................................................................24
考向 考查化石燃料的综合利用............................................................................................25
04 真题练习·命题洞见.......................................................................................................................26
考点要求 考题统计 考情分析
一、分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下
脂肪烃的结构与性质 2024·湖南卷4题，3分
规律：2024·浙江6月卷12题，3分 1.从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选
2023浙江6月卷10题，2分 择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：
2022河北卷11题，3分 （1）脂肪烃的组成、结构和性质。
2022天津卷3题，3分 （2）芳香烃的组成、结构特点和性质。
2024北京卷13题，3分 2.从命题思路上看，侧重芳香烃的性质及应用考查。
2022辽宁卷4题，3分 预计2025年高考会以新的情境载体考查烷烃、烯
芳香烃的结构与性质 2022浙江1月卷18题，2分 烃、炔烃和芳香烃结构、性质等知识，题目难度一
般适中。
2022年6月浙江卷，2分；
二、根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下
2021浙江1月卷6题，2分
几个方面：
1.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在
组成、结构和性质上的差异。
2.了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及应
2022浙江1月卷6题，2分
化石燃料的综合利用
用。
2021海南卷4题，2分
3.了解加成反应、取代反应和消去反应。
4.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要
作用。
复习目标：
1．掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。
2．结合石油化工了解化学在生产中的具体应用。
3．了解化石燃料的综合利用。考点一 脂肪烃的结构与性质
知识点1 脂肪烃的结构特点和通式
1．烷烃、烯烃、炔烃的结构特点和组成通式
2．甲烷、乙烯、乙炔的分子结构
名称 甲烷(CH) 乙烯(C H) 乙炔(C H)
4 2 4 2 2
空间结构 H—C≡C—H
结构特点 正四面体 平面形 直线形
键角 109°28′ 120° 180°
3.烯烃的顺反异构
（1）顺反异构的含义：由于碳碳双键不能旋转而导致分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同所产
生的异构现象。
（2）存在顺反异构的条件：每个双键碳原子上连接了两个不同的原子或原子团。
（3）两种异构形式
顺式结构 反式结构
两个相同的原子或原子团排列在双键的 两个相同的原子或原子团排列在双键的两
特点
同一侧 侧实例
4.脂肪烃同系物
烷烃 烯烃 炔烃
活泼性 较稳定 较活泼 较活泼
取代反应 能够与卤素取代 —
加成反应 不能发生 能与H、X、HX、HO、HCN等加成(X代表卤素原子)
2 2 2
淡蓝色火焰 燃烧火焰明亮，有黑烟 燃烧火焰明亮，有浓烟
氧化反应 不与酸性高锰酸钾溶
能使酸性高锰酸钾溶液褪色
液反应
加聚反应 不能发生 能发生
不能使溴水、酸性高
鉴别 能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
锰酸钾溶液褪色
①区别烯烃(炔烃)使溴水、KMnO (H＋)溶液褪色机理差异。
4
②乙烷与乙烯的鉴别和除去乙烷中的杂质乙烯所选试剂的差异。 [因
其他
CH===CH ――→CO ，有新杂质气体CO 产生，不能用KMnO (H＋)除乙烷中的杂
2 2 2 2 4
质乙烯，可用溴水，但KMnO (H＋)可鉴别二者。]
4
知识点2 脂肪烃的性质
1.脂肪烃的物理性质
性质 变化规律
常温下含有 1 ～ 4 个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增
状态
多，逐渐过渡到液态、固态
随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链
沸点
越多，沸点越低
相对密度 随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小
水溶性 均难溶于水
2.脂肪烃的化学性质
（1）烷烃的取代反应、分解反应
①取代反应：有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的反应。
②卤代反应特点
烷烃与卤素单质发生一卤代反应的通式为：C H ＋ X ――→ C H X ＋ HX 。如甲烷与氯气反应的第一步
n 2n＋2 2 n 2n＋1方程式为：CH ＋ C l ――→ CH Cl ＋ HCl 。
4 2 3
【易错警示】a.反应条件：气态烷烃与气态卤素单质在光照下反应。
b.产物成分：多种卤代烃混合物(非纯净物)+HX。
c.定量关系(以Cl 为例)： 即取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl 生成1 mol HCl。
2 2
③分解反应：CH ――→ C ＋ 2H 。
4 2
④裂解反应
如C H 的裂解反应方程式为：C H ――→ C H ＋ C H C H ――→ C H ＋ C H
16 34 16 34 8 18 8 16 8 18 4 8 4 10
（2）烯烃、炔烃的加成反应——π键断裂——只上不下，断一加二
①加成反应：有机化合物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
②烯烃、炔烃的加成反应(写出有关反应的化学方程式)。
（3）加聚反应——π键打开，链节相连形成高分子化合物
①丙烯加聚反应的化学方程式为 n CH == =CH—CH ――→ 。
2 3
②乙炔加聚反应的化学方程式为 n CH≡CH ――→ 。
（4）二烯烃的加成反应和加聚反应
①加成反应
②加聚反应： n CH == =CH—CH == =CH ――→ 。
2 2
（5）脂肪烃的氧化反应
①烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，烯烃、炔烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色。②燃烧：烷烃燃烧火焰较明亮；烯烃燃烧火焰明亮冒黑烟；炔烃燃烧很明亮冒浓烟。烃的完全燃烧通式：
CxH +(x+ ―― )O ――→ xCO + ―― H O。
y 2 2 2
③烯烃、炔烃与酸性KMnO 溶液反应的产物判断
4
【易错警示】不同的碳碳键对有机物的性质有着不同的影响
①碳碳单键有稳定的化学性质，典型反应是取代反应;
②碳碳双键中有一个化学键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应;
③碳碳叁键中有两个化学键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应。
3.乙烯的实验室制法
（1）药品：乙醇、浓硫酸
（2）反应原理：CHCHOH CH=CH ↑+H O
3 2 2 2 2
（3）装置：液—液加热，如图：
（4）收集方法：排水集气法
【注意事项】①浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂。
②温度计的位置：插入反应液中但不能触及烧瓶底部，目的在于控制反应液的温度在170℃，避免发生副
反应。
③加入碎瓷片是为了防止液体暴沸。
④点燃乙烯前要验纯。
⑤反应液变黑是因浓硫酸使乙醇脱水碳化，碳把硫酸还原为SO ，故乙烯中混有SO 。
2 2
C + 2H SO （浓） == CO ↑+ 2SO↑+ 2H O
2 4 2 2 2
4.乙炔的实验室制法
反应原料 电石(主要成分CaC 、含有杂质CaS、Ca P 等)、饱和食盐水
2 3 2
主反应 CaC ＋2HO C H↑＋Ca(OH) (不需要加热)
2 2 2 2 2
实验原理 CaS＋2HO==Ca(OH) ＋HS↑
2 2 2
副反应
Ca P＋6HO==3Ca(OH) ＋2PH ↑
3 2 2 2 3制气类型 “固＋液 气”型(如图1) [圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽]
实验装置
图1 图2 图3
净化装置 通过盛有 NaOH 溶液或 CuSO 溶液的洗气瓶除去HS、PH 等杂质
4 2 3
收集装置 排水法
【注意事项】
①实验室制取乙炔时，不能用排空气法收集乙炔：乙炔的相对分子质量为26，空气的平均相对分子质量为
29，二者密度相差不大，难以收集到纯净的乙炔
②电石与水反应剧烈，为得到平稳的乙炔气流，可用饱和氯化钠溶液代替水，并用分液漏斗控制滴加饱和
氯化钠溶液的速率，让饱和氯化钠溶液慢慢地滴入
③CaC 和水反应剧烈并产生泡沫，为防止产生的泡沫涌入导管，应在导管口塞入少许棉花 (图示装置中未
2
画出)
④生成的乙炔有臭味的原因：由于电石中含有可以与水发生反应的杂质(如CaS、Ca P 等)，使制得的乙炔
3 2
中往往含有HS、PH 等杂质，将混合气体通过盛有NaOH溶液或CuSO 溶液的洗气瓶可将杂质除去
2 3 4
⑤制取乙炔不能用启普发生器或具有启普发生器原理的实验装置，原因是
a．碳化钙吸水性强，与水反应剧烈，不能随用、随停
b．反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂
c．反应后生成的石灰乳是糊状，堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙，使启普发生器失去作用
⑥盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处，严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取，切忌用手拿。
5.有机物燃烧定量规律
（1）一定温度下的气态烃完全燃烧前后气体体积的变化
①当燃烧后温度高于100 ℃，即水为气态时：CH＋(x＋)O ――→xCO＋HO(g)
x y 2 2 2
a．y＝4，气体总体积不变；
V －V ＝ －1 b．y<4，气体总体积减小；
后 前
c．y>4，气体总体积增大。
②当燃烧后温度低于100 ℃，即水为液态时：CH＋(x＋)O ――→xCO＋HO(l)
x y 2 2 2
V －V ＝＋1，气体体积总是减小。
前 后
（2）有机物完全燃烧耗氧量规律
①等物质的量的有机物完全燃烧耗氧量计算
CHO＋(x＋－)O ――→xCO＋HO，耗氧量可根据(x＋－)的值来比较，此值越大，耗氧量越多。
x y z 2 2 2
②等质量的烃完全燃烧耗氧量计算
等质量的烃(CH)完全燃烧时，耗氧量取决于的值大小。比值越大，燃烧时耗氧量越大。
x y
（3）有机物完全燃烧产生CO 和HO的规律
2 2①若烃分子的组成中碳、氢原子个数比为1∶2，则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。
②等质量的且最简式相同的各种烃完全燃烧时其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。
考向1 考查脂肪烃的结构与性质
例1（2024·福建漳州·一模）下列说法正确的是( )
A.1 mol甲烷参加反应生成CCl ，最多消耗2 mol氯气
4
B.乙烯使酸性高锰酸钾溶液及溴的四氯化碳溶液褪色的原理相同
C.聚乙烯可使溴水因发生化学反应而褪色
D.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧生成的CO 的物质的量相等
2
【答案】D
【解析】A.取代甲烷中的一个氢原子，消耗1个氯气，因此1 mol甲烷参加反应生成CCl 和氯化氢，最多
4
消耗4 mol氯气，A错误；B.乙烯因氧化反应使酸性高锰酸钾溶液褪色、乙烯因加成反应使溴的四氯化碳
溶液褪色，原理不相同，B错误；C.聚乙烯只含有碳碳单键，不能使溴水因发生化学反应而褪色，C错
误；D.乙烯和聚乙烯的最简式均为CH，等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧生成的CO 的物质的量相等，D
2 2
正确，答案选D。
【思维建模】（1）取代反应中，每取代1 mol氢原子，需要1 mol X (Cl 、Br 等)。
2 2 2
（2）加成反应中，每有 1 mol碳碳双键加成，则需要 1 mol X (H 、Cl 、Br 等)或1 mol HX(HBr、HCl
2 2 2 2
等)。每有1 mol碳碳三键完全加成，则需要2 mol X (H 、Cl 、Br 等)或2 mol HX(HBr、HCl等)。1个苯环
2 2 2 2
可理解为3个碳碳双键，所以1 mol苯环完全加成需要3 mol X (H 、Cl、Br 等)。
2 2 2 2
【变式训练1】（2024·辽宁·模拟预测）丙烯可发生如下转化，下列说法不正确的是
A．丙烯分子中最少有6个原子共平面
B．X具有顺反异构
C．Y与足量NaOH溶液共热可生成1，2-丙二醇
D．聚合物Z的链节结构简式为
【答案】B
【分析】CH-CH=CH 在光照条件下，与Br 发生-CH 上的取代反应，生成X为CHBr-CH=CH ；与Br 的
3 2 2 3 2 2 2
CCl 溶液发生加成反应，生成Y为CH-CHBr-CH Br；在催化剂作用下发生加聚反应，生成
4 3 2
。【解析】A．丙烯分子结构可表示为 ，红框内原子可能共平面，则最多7个原子共平
面，最少有6个原子（红色方框内）共面，A正确；B．双键的同一碳原子上不能有相同的基团，X的结构
简式为CHBrCH=CH ，不具有顺反异构，B错误；C．Y为CH-CHBr-CH Br，与足量NaOH溶液共热可
2 2 3 2
生成醇反应，生成1，2-丙二醇，C正确；D．聚合物Z为 ，链节为
，D正确； 故选B。
【变式训练2】（2024·浙江温州·一模）2-丁炔可发生如下转化，下列说法不正确的是
A．2-丁炔分子中最多有6个原子共面
B．X与酸性KMnO 溶液反应可生成CHCOOH
4 3
C．Y可以发生银镜反应
D．高分子Z可能存在顺式结构和反式结构
【答案】C
【解析】A．2-丁炔中含有碳碳三键，分子中最多有6个原子共面，A正确；B．X为2-丁炔加H 生成，根
2
据分子式可知X中含有碳碳双键，为2-丁烯，与酸性KMnO 溶液反应可生成CHCOOH，B正确；C．Y
4 3
为2-丁炔与水发生反应获得，由于2-丁炔中三键位置不在两端，所以Y中没有醛基，Y的结构简式为
CHCOCH CH，Y不能发生银镜反应，C错误；D．Z是由2-丁炔聚合生成，Z的结构简式为
3 2 3
，所以存在顺式结构和反式结构，D正确；故答案为：C。
考向2 考查乙烯和乙炔的性质及制备
例2（2024·吉林松原·模拟）化学小组设计在实验室中制取乙烯并验证乙烯的不饱和性。利用如图所示装
置(部分夹持装置略去)不能达到相应实验目的是( )A.利用装置Ⅰ制取乙烯
B.利用装置Ⅱ除去乙烯中的CO 和SO
2 2
C.利用装置Ⅲ收集乙烯
D.利用装置Ⅳ验证乙烯的不饱和性
【答案】C
【解析】浓硫酸具有脱水性和强氧化性，生成的乙烯中混有CO 和SO ，可用NaOH溶液除去；乙烯难溶
2 2
于水，可用排水法收集乙烯，但装置中导管应短进长出，答案选C。
【变式训练1】（2024·江苏扬州·模拟预测）实验室制取少量 的原理及装置均正确的是
C．收集
A．制取 B．干燥 D．吸收
【答案】B
【解析】A．实验室制取乙烯，其原理为CHCHOH CH=CH ↑+H O，题中所给装置缺少加热装
3 2 2 2 2
置，不能完成实验目的，故A不符合题意；B．乙烯不与碱石灰反应，可以用碱石灰干燥乙烯，故B符合
题意；C．乙烯的密度略小于空气，不能用排空气法收集，乙烯不溶于水，应用排水法收集，故C不符合
题意；D．乙烯不溶于水，不能水吸收乙烯，故D不符合题意；答案为B。
【变式训练2】（2024·甘肃张掖·模拟预测）利用传统方式制备乙炔的过程中，存在一些难以解决的问题，
如反应速率过快、放热过多不易控制，生成的糊状物难以实现固液分离导致乙炔气流不平稳，甚至发生堵
塞问题。为解决上述问题，某化学小组设计了一套乙炔制备、净化和收集实验的一体化实验装置。下列说
法错误的是A．固体反应物电石应放置在A装置中的乙处位置
B．装置B中装NaClO溶液可吸收混在乙炔气体中的杂质气体 、
C．传统方式制备乙炔的过程主要反应为
D．7mm玻璃珠的作用是造成空隙，促进固液分离，防止堵塞
【答案】A
【分析】为了解决传统方式制备乙炔的过程中，存在的一些问题，如反应速率过快、放热过多不易控制，
生成的糊状物难以实现固液分离导致乙炔气流不平稳，甚至发生堵塞等问题，设计出一套乙炔制备、净化
和收集实验的一体化实验装置，A是乙炔制备装置、B是乙炔净化装置，C是乙炔收集装置。
【解析】A．将电石放置于甲处时，产生的糊状物质由于重力作用沿着玻璃珠空隙流下，而电石则因固体
无流动性而留在玻璃珠上方，由此实现固体与糊状物质的及时分离，并保持糊状物有足够的时间处于流动
状态，不会因滞留导致堵塞，而放置于乙处则无法实现，A错误；B．B是乙炔净化装置，其中盛放
NaClO溶液，可吸收混在乙炔气体中的杂质气体 、 ，B正确；C．电石的主要成分是CaC ，其与
2
水反应制取乙炔的方程式为 ，C正确；D．玻璃珠之间留有空隙，可
以促进固液分离，防止堵塞，D正确；故选A。
考向3 考查烃的燃烧规律
例3下列对有机物的描述错误的是( )
A．1 mol 完全燃烧消耗11 mol O
2
B．乙烷和1-丁炔的物质的量共1 mol，完全燃烧生成3 mol H O
2
C．相同物质的量的乙炔与苯分别在足量的氧气中完全燃烧，消耗氧气的量相同
D．相同物质的量的丙烷、丙烯和丙炔3种物质完全燃烧，生成的气体在标准状况下的体积相同
【答案】C
【解析】有机物分子式为C H ，根据(x＋)计算1 mol该有机物消耗11 mol O ，A项正确；二者化学式中氢
8 12 2
原子数均为6，B项正确；苯分子中的碳、氢原子数较多，故等物质的量的乙炔和苯完全燃烧的耗氧量不
同，C项错误；相同物质的量的三种有机物中碳原子数相同，因而产生的二氧化碳的体积相同，答案选C。
【思维建模】（1）烃完全燃烧耗氧量大小的比较。
①等质量的烃(CH)完全燃烧，耗氧量与碳元素(或氢元素)的质量分数有关，碳元素质量分数越小(或氢元
x y
素质量分数越大)，耗氧量越多。
②等质量的烃，若最简式相同，则完全燃烧耗氧量相同，且燃烧产物的量均相同。推广：最简式相同的有
机化合物无论以何种比例混合，只要总质量相同，完全燃烧耗氧量就不变。
③等物质的量的烃(CH)完全燃烧时，耗氧量取决于值的大小，其值越大，耗氧量越多。
x y
④等物质的量的不饱和烃和该烃与水加成的产物(如乙烯和乙醇)或该烃与水加成的产物的同分异构体完全
燃烧，耗氧量相同。
（2）气态烃完全燃烧前后气体体积的变化。
根据烃燃烧通式CH＋O――→xCO ＋HO推断，燃烧后温度高于100 ℃即水为气态时：ΔV＝V －V ＝
x y 2 2 2 后 前
－1。
①y>4时，ΔV>0，体积增大；
②y＝4时，ΔV＝0，体积不变；
③y<4时，ΔV<0，体积减小。
【变式训练1】某温度和压强下，将4 g由三种炔烃(分子中都只含有一个—C≡C—)组成的混合气体与足量
的H 反应，充分加成后，生成4.4 g三种对应的烷烃，则所得烷烃中一定有( )
2
A．异丁烷 B．乙烷
C．丙烷 D．丁烷
【答案】B
【解析】n(H )＝＝0.2 mol，因为1 mol炔烃可以与2 mol H 完全加成，故n(炔)＝
2 2
0.1 mol。三种炔烃的平均摩尔质量＝＝40 g·mol－1，即平均相对分子质量为40。由平均值原理可知，三种
炔烃中必有相对分子质量小于40的炔烃，而相对分子质量小于40的炔烃只有乙炔，由此可推知加成后所
得烷烃中必含乙烷，答案选B。
【变式训练2】150 ℃时，将1 L混合烃与9 L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150 ℃，体积
恒定时，容器内压强增大8%，则该混合烃的组成是( )
A．甲烷与乙烷体积比是1∶4
B．丙炔与乙炔体积比是1∶4
C．乙烯与丁烷体积比是1∶4
D．乙烯与丁烯体积比是1∶4
【答案】D
【解析】根据烃燃烧的化学方程式：
CH＋(x＋)O ――→xCO＋HO(g) ΔV
x y 2 2 2
1 mol (x＋)mol x mol mol －1
1 L 0.8 L
可得y＝7.2，若是乙烯与丁烷，则乙烯与丁烷体积比是7∶8，C错误；若是乙烯与丁烯，则乙烯与丁烯体积
比是1∶4，D正确，答案选D。考点二 芳香烃的结构与性质
知识点1 芳香烃的结构
1.概念：分子里含有一个或多个苯环的烃。
2.结构特点：含有苯环，无论多少，侧链可有可无，可多可少，可长可短，可直可环。
3.稠环芳香烃：通过两个或多个苯环合并而形成的芳香烃叫稠环芳香烃。稠环芳香烃最典型的代表物是 萘 (
)。
4.分类
5.苯的分子结构
分子式 结构式 结构简式 空间充填模型
H H
C C
C 6 H 6 H C C H 或
C C
H H
苯分子中的6个碳原子均采取sp2杂化，每个碳的杂化轨道分别与氢原子及相邻碳原子的
化学键 sp2杂化轨道以σ键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，
形成 都是139 pm，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、
氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧
①6个碳碳键键长完全相同。
②是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊化学键。
结构特点 ③苯的6个氢原子所处的化学环境完全相同。
④分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。
⑤苯分子中处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，在同一条直线上。
知识点2 芳香烃的性质
1.苯的性质
1）苯的物理性质：苯是一种无色、有特殊气味的液体，有毒，不溶于水。苯易挥发，沸点为80.1 ℃，熔
点为5.5 ℃，常温下密度比水的小。注意“苯的外观似水，而并非水”。2）苯的化学性质
（1）苯的氧化反应
①与氧气的燃烧反应：2C H ＋ 15O
⃗点燃12CO
＋ 6H O
6 6 2 2 2
实验现象：空气里燃烧产生浓重的黑烟，同时放出大量的热
②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能被酸性KMnO 溶液氧化
4
（2）苯与溴的取代反应：苯与溴在FeBr 催化下可以发生反应，苯环上的氢原子可被溴原子取代，生成溴
3
FeBr
苯， ＋Br
2
3 Br ＋HBr 。
（3）苯与浓硝酸的取代反应：在浓硫酸作用下，苯在50～60℃能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯，
NO2
+HO—NO 浓硫酸 +H 2 O。
2 50°C~60°C
（4）苯与浓硫酸的取代反应：苯与浓硫酸在 70～80℃可以发生磺化反应，生成苯磺酸，
SO3H
＋HO—SO H
＋ H
2
O。
3
（5）苯的加成反应：在以Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应，生成环己烷，
催化剂
＋3H
2
。
2.苯的同系物性质
（1）概念：苯环上的氢原子被烷基取代的产物，其通式为C H (n≥6)。
n 2n－6
（2）苯的同系物的同分异构体
写出分子式符合C H 属于苯的同系物的结构简式及名称：
8 10
结构简式
名称 乙苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
（3）苯的同系物的物理性质
①苯的同系物一般是具有类似苯的气味的无色液体，密度比水小，不溶于水，易溶于有机溶剂，本身作有
机溶剂
②随碳原子数增多，熔沸点依次升高，密度依次增大；苯环上的支链越多，溶沸点越低
③同分异构体中，苯环上的侧链越短，侧链在苯环上分布越散，熔沸点越低。
④三种二甲苯的沸点与密度
沸点：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯
密度：邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯
（4）苯的同系物的化学性质 (以甲苯为例)
1)相同点2)不同点：烷基对苯环有影响，所以苯的同系物比苯易发生取代反应；苯环对烷基也有影响，所以苯环上
的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
3)氧化反应
①苯的同系物燃烧通式：C H ＋ O ⃗点燃 n CO ＋ ( n － 3)H O
n 2n－6 2 2 2
如甲苯与氧气燃烧：C H ＋ 9O ⃗点燃 7CO ＋ 4H O
7 8 2 2 2
②苯的同系物大多数能被酸性KMnO 溶液氧化而使其褪色 (苯环对侧链的影响)
4
4)取代反应
①甲苯的硝化反应：甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下可以发生取代反应，生成一硝基取代
物、二硝基取代物和三硝基取代物，硝基取代的位置均以甲基的邻、对位为主。生成三硝基的取代产物的
化学方程式为：
CH 3 CH 3
O N NO
2 2
＋3HO—NO
2
浓硫酸 ＋3H 2 O
NO
2
2,4,6—三硝基甲苯 (TNT)
【名师提醒】通过这个反应，可以说明：苯环的侧链影响了苯环：甲基活化了苯环的邻位和对位。硝基取
代更易发生，且取代的位置均以甲基的邻、对位为主。
②甲苯的卤代反应：甲苯与Cl 反应时，若在光照条件下，发生在侧链；若有催化剂时，发生在苯环上
2
光照
a．甲苯与氯气在光照条件下(侧链取代)： CH 3＋ Cl
2
CH 2 Cl ＋ HCl
CH CH
3 FeCl 3
3
b．甲苯与液氯在铁粉催化剂作用下(苯环上取代)： ＋ Cl ＋ HCl
2
Cl
FeCl
CH 3＋ Cl 2 3 Cl CH 3 ＋ HCl
【名师提醒】甲基的存在活化了苯环上处于甲基邻位和对位的氢原子，使相应的C-H键更容易断裂，发生
取代反应。产物以邻位代甲苯、对位代甲苯为主。
5)加成反应：在一定条件下甲苯与 H 发生加成反应，生成甲基环己烷，化学反应方程式为：
2
CH3 CH3
催化剂 。
＋ 3H 2
考向1 考查芳香烃的结构与性质
例1（2024·河南新乡·一模）下列关于苯和甲苯的说法正确的是( )
A.甲苯苯环上的一个氢原子被—C H 取代得到的有机物结构共有3种
3 7B.等质量的苯和甲苯分别完全燃烧后，生成的CO 与消耗的O 的物质的量均相同
2 2
C.苯和甲苯均能发生取代反应和加成反应
D.间二甲苯只有一种结构可说明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键交替的结构
【答案】C
【解析】A.—C H 有两种结构，甲苯苯环上的一个氢原子被—C H 取代得到的有机物结构共有6种，故A
3 7 3 7
错误；B.苯和甲苯含碳量不等，则等质量的苯和甲苯分别完全燃烧后，生成的CO 与消耗的O 的物质的量
2 2
均不相同，故B错误；C.苯和甲苯均能与氢气发生加成反应，能和Br 在一定条件下发生取代反应，故C
2
正确；D.邻二甲苯只有一种结构才可说明苯分子中不存在碳碳单键与碳碳双键交替的结构，故D错误，答
案选C。
【思维建模】常见烃的重要性质
类别 液溴 溴水 溴的CCl 溶液 酸性KMnO 溶液
4 4
不反应，液态烷烃
与溴蒸气在光照条件
烷烃 可萃取溴水中的溴 不反应，互溶不褪色 不反应
下发生取代反应
而使溴水褪色
烯、炔烃 常温加成褪色 常温加成褪色 常温加成褪色 氧化褪色
一般不反应，催化条 不反应，发生萃取
苯 不反应，互溶不褪色 不反应
件下可取代 而使溴水褪色
光照条件下发生侧链
苯的同系 不反应，发生萃取
上的取代，催化条件 不反应，互溶不褪色 氧化褪色
物 而使溴水层褪色
下发生苯环上的取代
【变式训练1】（2024·湖南邵阳·模拟）下列各组有机物中，只需加入溴水就能一一鉴别的是( )
A.己烯、苯、四氯化碳
B.苯、己炔、己烯
C.己烷、苯、环己烷
D.甲苯、己烷、己烯
【答案】A
【解析】己烯能使溴水褪色，苯、四氯化碳均能萃取溴水中的溴，苯比水的密度小，油状液体在上层，四
氯化碳比水的密度大，油状液体在下层，A正确；己炔、己烯均能使溴水褪色，B错误；C项三种物质均
比水的密度小，油状液体均在上层，C错误；同理D项中甲苯和己烷也无法鉴别，答案 选A。
【变式训练2】（2024·江苏盐城·期中）化工原料Z是X与HBr反应的主产物。X→Z的反应机理如下：
下列说法错误的是
A．X中所有碳原子可共平面 B．Y中有2个碳原子采取sp3杂化
C．X→Z反应类型是加成反应 D．X与HBr反应可产生一种无手性的副产物【答案】B
【解析】A．与苯环直接相连的原子共面、碳碳双键两端的原子共面，单键可以旋转，则X中所有碳原子
可共平面，A错误；B．Y中只有甲基碳采取sp3杂化，B错误；C．X→Z反应类型是碳碳双键和HBr的加
成反应，C正确；D．手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子；X与HBr反应可产生一种无手性的副产
物 ，D正确；故选B。
考向2 考查芳香烃、同分异构体的判断
例2（2024·江西南昌·期中）下列说法不正确的是
A． 的二溴代物有9种
B． 有多种同分异构体，其中与氧气发生催化氧化后的产物中，与银氨溶液共热，会产生银镜现象
的有4种
C． 存在顺反异构
D． 有机物最多有21个原子在同一平面上
【答案】A
【解析】A． 的二溴代物有 、 有10种，A错误；
B．与氧气发生催化氧化后的产物中，与银氨溶液共热，会产生银镜现象说明含有醛基，则该物质含有-
CHOH结构，满足条件的同分异构体有： 、 、
2
、 ，共4种，B正确；
C． 存在顺反异构： (顺式)、 (反式)，C正确；
D．苯环、碳碳双键是平面型结构，碳碳三键是直线型结构，与它们相连的原子共平面，一定在一个平面上，由于单键可以旋转， 有机物最多有21个原子在同一平面上，D正
确；
故选A。
【思维建模】苯环上连有取代基的同分异构体数目判断
（1）苯环上有两个取代基时，有3种同分异构体。
（2）苯环上有三个取代基时，若三个取代基完全相同，有3种同分异构体；若有两个取代基相同，有6种
同分异构体；若三个取代基均不相同，有10种同分异构体。
【变式训练1】（2024·湖南长沙·一模）有机物①、②、③结构如图。下列说法正确的是
A．①的一氯代物有6种
B．②分子中所有碳原子可能处于同一平面
C．③的一氯代物有6种
D．①、②、③都能使溴水因化学反应而褪色，且互为同分异构体
【答案】C
【解析】A．①结构对称，含5种化学环境的H，则它的一氯代物有5种，故A错误；B．②分子中中间碳
原子为甲烷的结构，根据甲烷的正四面体可知，所有碳原子不可能处于同一平面，故B错误；C．③中有6
种化学环境的H，其一氯代物有6种，故C正确；D．①中不含碳碳双键，不能使溴水因化学反应而褪
色；②、③能使溴水因化学反应而褪色，三者互为同分异构体，故D错误。答案选C。
【变式训练2】（2024·重庆·模拟预测）可见光催化的Csp3—H官能团化反应是近年来的研究热点。应用该
策略可实现如下转化：
下列说法正确的是
A．M按系统命名法命名为1，4-甲苯
B．N中最多有14个原子共平面
C．M和N的一溴代物种类数目相同
D．M和N均可被氧化为
【答案】D【解析】A．由结构简式可知， 的名称为1，4-二甲苯，故A错误；B．由结构简
式可知， 分子中苯环和醛基共平面，甲基上最多有1个H原子参与共面，分子中
最多有15个原子共平面，故B错误；C．由结构简式可知， 分子中含有2类氢原
子，一溴代物有2种， 分子中含有3类氢原子一溴代物有3种，故C错误；D．由
结构简式可知， 、 分子中苯环上连有的甲基和醛基都
能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成 ，故D正确；故选D。
考点三 化石燃料的综合利用
知识点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，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫
等元素。
2.综合利用
方法 原理和产品
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，也称煤的焦化。煤的干馏是一
原理
干馏 个复杂的物理、化学变化过程
产品 主要有焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气
原理：将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应的化学方程式为
气化
C＋HO(g)=====CO＋H
2 2
直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料
液化
间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等
【易错提醒】1.煤于馏是化学变化，其目的是获得多种化工原料，如焦炭、焦炉气、煤焦油等；
2.煤干馏有两个条件：一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；二是加强热；
3.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，煤中并不合有小分子有机物苯、萘，酚类等，苯、萘、
酚类等物质是煤于馏的产物中含有的。
4.煤的气化、液化都是化学变化。
3.煤的干馏产品和用途
产品 主要成分 用途出 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料
炉 粗氨水 氨、铵盐
煤
粗苯 苯、甲苯、二甲苯 化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料
气
苯、甲苯、二甲苯
煤焦油 酚类、萘 医药、染料、农药、合成材料
沥清 碳素电极、筑路材料
焦炭 碳 电石、冶金、燃料、合成氨造气
知识点2 石油的综合利用
1.石油的物理性质和成分
（1）颜色状态： 黄绿 色至黑褐色 的黏稠液体。
（2）组成：主要是由气态烃、 液 态烃 和 固 态烃 组成的混合物，其成分主要是烷烃和环烷烃，有的含芳香
烃。所含元素以 C 、 H 为主，还含有少量 N 、 S 、 P 、 O 等。
2.石油炼制方法
石油的
石油的分馏 石油的裂化 石油的裂解 石油的催化重整
炼制方法
在催化剂存在的条件 在加热和催化剂
用蒸发和冷凝的方 在高温下，把石油产
下，把相对分子质量 作用下，通过结
法把石油分成不同 品中具有长链分子的
原理 大、沸点高的烃断裂为 构的调整，使链
沸点范围的蒸馏产 烃断裂为各种短链的
相对分子质量小、沸点 状烃转化为环状
物 气态烃或液态烃
低的烃 烃
主要 石油分馏产品(包括 石油中的脂肪链
原油 重油
原料 石油气) 烃
主要 汽油、煤油、柴 汽油、甲烷、乙烷、丁
乙烯、丙烯等 苯、甲苯
产品 油、重油 烷、乙烯、丙烯等
主要变
物理变化 化学变化 化学变化 化学变化
化类型
3.蒸馏、分馏、干馏辨析：
名称 定义 适用范围 变化类型
被蒸馏混合物中至少有一种组分为液
把液体加热到沸腾变为蒸气，再
蒸馏 体，各组分沸点差别越大，挥发出的物 物理变化
使蒸气冷却凝结成液体的操作
质(馏分)越纯
对多组分混合物在控温下先后、 多组分沸点不同的混合物在一个完整操
分馏 物理变化
连续进行的两次或多次蒸馏 作中分离出多种馏分
把固态混合物(如煤、木材)隔绝
干馏 化学变化
空气加强热使它分解的过程
4.裂化与裂解对比名称 裂化 裂解
在高温下，使具有长链分子的烃
在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的
原理 断裂成各种短链的气态烃和少量
烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃
液态烃
目的 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 获得短链不饱和烃
【特别提醒】（1）由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。
（2）煤的干馏有两个条件：一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；二是加强热。（3）煤是由有机物和无
机物组成的复杂混合物，煤中并不含有小分子有机物苯、萘、蒽等；苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物煤
焦油中含有的。
知识点3 天然气的综合利用
1.主要成分：CH
4
2.用途：
①清洁的化石燃料
②生产甲醇 ： CH ＋ H O(g) ――→ CO ＋ 3H ， CO ＋ 2H ――→ CH OH。
4 2 2 2 3
③合成氨：CH ――→ C ＋ 2H 或CH+H O C O+H ， C O+H O C O +H ，N＋3H 2NH ；
4 2 4 2 2 2 2 2 2 2 3
④合成分子内含2个或2个以上碳原子的有机物。
3．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
以煤、石油、天然气为原料，通过聚合反应原理合成的材料的相对分子质量很大，属于高分子化合物。塑
料、合成纤维、合成橡胶为三大合成材料。
4.化学“七气”
名称 来源 主要成分 用途
高炉煤气 炼铁高炉 CO、CO等 燃料
2
水煤气 水煤气炉 CO、H 等 燃料、化工原料
2
炼厂气 石油炼制厂 低级烷烃 燃料、化工原料
油田气 油田 低级烷烃 燃料、化工原料
天然气 天然气田、油田 CH 燃料、化工原料
4
裂解气 裂解炉 “三烯二烷” 石油化工原料
焦炉气 炼焦炉 H、CH、C H 等 燃料、化工原料
2 4 2 4
考向 考查化石燃料的综合利用
例（2024·上海徐汇·一模）下列工业中以提高汽油、柴油等轻质液体燃料的产量和质量为目的是
A．石油分馏 B．重油裂解 C．石油裂化 D．煤的干馏
【答案】C
【解析】A．石油分馏是为了对石油进行综合利用，A不选；B．重油裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、
丁二烯、丁烯等不饱和烯烃，特别是提高乙烯的产量，B不选；C．石油裂化的主要目的是提高汽油、柴油等轻质液体燃料的产量和质量，故C选；D．煤干馏的目的是对煤进行综合利用，得到煤焦油、焦炭、
焦炉煤气等物质，D不选；故选C。
【变式训练1】（2024·江苏盐城·三模）石油是一种重要的化石燃料，通过石油的炼制。我们可以获得多种
有机化合物。第23届世界石油展览大会于2020年12月7日～10日在美国休斯敦中心举行。下列关于石油
及其炼制的说法中错误的是
A．石油是混合物 B．石油的分馏是物理变化
C．石油分馏得到的馏分是纯净物 D．通过裂解可以提高乙烯等短链烃的产量
【答案】C
【解析】A．石油是多种烷烃、环烷烃和少量芳香烃的混合物，其成分因产地的不同而稍有不同，故 A正
确；B．根据石油中各组分的沸点的不同，用加热的方法将各组分分离的操作为石油的分馏，是物理变
化，故B正确；C．石油的馏分仍为混合物，无固定的熔沸点，故C错误；D．石油裂解的目的是为了获
得“三烯”，即乙烯、丙烯和丁二烯等短链的烯烃，提高乙烯等的产量和质量，故D正确；故答案选C。
【变式训练2】（2024·云南曲靖·一模）化学与生产生活有着密切的联系。下列有关说法中不正确的是
A．安全可降解的聚乳酸材料，属于合成有机高分子材料
B．煤的气化、石油的裂化和裂解均是化学变化
C．氧化铝具有高强度、高稳定性等特点，属于金属材料
D．塑料、合成橡胶和合成纤维主要是以石油、煤和天然气为原料生产的
【答案】C
【解析】A．冬奥餐具使用安全可降解的聚乳酸材料是人工合成的高分子材料，属于合成的高分子化合
物，故A正确；B．有新物质生成的变化是化学变化，煤的气化和石油的裂化、裂解都有新的物质生成，
均是化学变化，故B正确；C．氧化铝不属于金属材料，属于无机非金属材料，故C错误；D．以煤、石
油、天然气为主要原料，可制造化工产品、合成塑料、合成橡胶、合成纤维等，即塑料、合成橡胶、合成
纤维三大合成材料，是以石油、煤、天然气为主要原料生产的，故D正确。答案选C。
1.（2024·湖南卷）下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A. 分子是正四面体结构，则 没有同分异构体
B. 环己烷与苯分子中 键的键能相等
C. 甲苯的质谱图中，质荷比为92的峰归属于
D. 由 与 组成的离子液体常温下呈液态，与其离子的体积较大有关
【答案】B
【解析】 为四面体结构，其中任何两个顶点都是相邻关系，因此 没有同分异构体，故A
项说法正确；环己烷中碳原子采用sp3杂化，苯分子中碳原子采用sp2杂化，由于同能层中s轨道更接近原子核，因此杂化轨道的s成分越多，其杂化轨道更接近原子核，由此可知sp2杂化轨道参与组成的C-H共价
键的电子云更偏向碳原子核，即苯分子中的C-H键长小于环己烷，键能更高，故B项说法错误；
带1个单位电荷，其相对分子质量为92，因此其质荷比为92，故C项说法正确；当阴阳离子体积较大时，
其电荷较为分散，导致它们之间的作用力较低，以至于熔点接近室温，故D项说法正确；故选B。
2.（2024·浙江卷）丙烯可发生如下转化(反应条件略)：
下列说法不正确的是
A. 产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构)
B. 可提高Y→Z转化的反应速率
C. Y→Z过程中，a处碳氧键比b处更易断裂
D. Y→P是缩聚反应，该工艺有利于减轻温室效应
【答案】D
【解析】丙烯与HOCl发生加成反应得到M，M有CH-CHCl-CH OH和CH-CHOH-CH Cl两种可能的结
3 2 3 2
构，在Ca(OH) 环境下脱去HCl生成物质Y( )，Y在H+环境水解引入羟基再脱H+得到主产物Z；Y
2
与CO 可发生反应得到物质P( )。据分析，产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体
2
异构)，A正确；据分析， 促进Y中醚键的水解，后又脱离，使Z成为主产物，故其可提高Y→Z转化
的反应速率，B正确；从题干 部分可看出，是a处碳氧键断裂，故a处碳氧键比
b处更易断裂，C正确；Y→P是CO 与Y发生加聚反应，没有小分子生成，不是缩聚反应，该工艺有利于
2
消耗CO，减轻温室效应，D错误；故选D。
2
3.（2024·辽宁卷）如下图所示的自催化反应，Y作催化剂。下列说法正确的是
A. X不能发生水解反应 B. Y与盐酸反应的产物不溶于水C. Z中碳原子均采用 杂化 D. 随 增大，该反应速率不断增大
【答案】C
【解析】根据X的结构简式可知，其结构中含有酯基和酰胺基，因此可以发生水解反应，A错误；有机物
Y中含有氨基，其呈碱性，可以与盐酸发生反应生成盐，生成的盐在水中的溶解性较好，B错误；有机物
Z中含有苯环和碳碳双键，无饱和碳原子，其所有的碳原子均为sp2杂化，C正确；随着体系中c(Y)增大，
Y在反应中起催化作用，反应初始阶段化学反应会加快，但随着反应的不断进行，反应物X的浓度不断减
小，且浓度的减小占主要因素，反应速率又逐渐减小，即不会一直增大，D错误；故选C。
4．(2022·辽宁卷)下列关于苯乙炔( )的说法正确的是( )
A．不能使酸性KMnO 溶液褪色
4
B．分子中最多有5个原子共直线
C．能发生加成反应和取代反应
D．可溶于水
【答案】C
【解析】苯乙炔分子中含有碳碳三键，能使酸性KMnO 溶液褪色，A错误；如图所示： ，
4
苯乙炔分子中最多有6个原子共直线，B错误；苯乙炔分子中含有苯环和碳碳三键，能发生加成反应，苯
环上的氢原子能被取代，可发生取代反应，C正确；苯乙炔属于烃，难溶于水，D错误。
5．(2022·江苏卷)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物，X→Z的反应机理如下：
＋HBr―→ ＋Br－―→
X Y Z
下列说法不正确的是( )
A．X与 互为顺反异构体
B．X能使溴的CCl 溶液褪色
4
C．X与HBr反应有副产物 生成
D．Z分子中含有2个不对称碳原子
【答案】D
【解析】X中含有碳碳双键，故能使溴的CCl 溶液褪色，故B正确；X还可以和HBr发生加成反应生成
4
，故C正确；Z分子中含有1个不对称碳原子，如图(标*)： ，故D错误。
6．(2022·河北卷)在EY沸石催化下，萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。下列说法正确的是( )
A．M和N互为同系物 B．M分子中最多有12个碳原子共平面
C．N的一溴代物有5种 D．萘的二溴代物有10种
【答案】CD
【解析】A项，由题中信息可知，M和N均属于二异丙基萘，两者分子式相同，但是其结构不同，故两者
互为同分异构体，两者不互为同系物，A不正确；B项，因为萘分子中的10个碳原子是共面的，由于单键
可以旋转，异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面，因此，M分子中最多有14个碳原子共平面，B不
正确；C项，N分子中有5种不同化学环境的H，因此其一溴代物有5种，C正确；D项，萘分子中有8个
H，但是只有两种不同化学环境的H(分别用α、β表示，其分别有4个)，根据定一议二法可知，若先取代
α，则取代另一个H的位置有7个；然后先取代1个β，然后再取代其他β，有3种，因此，萘的二溴代物
有10种，D正确；故选CD。
