第9章至完_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023新高考一轮教参+课件+练案_1、电子教参WORD

第九章 有机化学基础 第27讲 有机化合物的结构特点与研究方法 高考备考导航 学科核心素养 1．辨识有机化合物分子中的官能团，判断有 1．宏观辨识与微观探析：从不同层次认识有 机化合物分子中碳原子的饱和程度、键的类 机化合物的多样性，按不同的标准对有机化 型，分析键的极性；能依据有机化合物分子的 合物进行分类，并认识有机化合物的组成、结 结构特征分析简单有机化合物的某些化学性 构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观 质。 念。从宏观和微观相结合的视角分析与解决 2．辨识同分异构现象，能写出符合特定条件 实际问题。 的同分异构体，能举例说明同分异构现象。 2．证据推理与模型认知：通过分析、推理等方 3．说出测定有机化合物分子结构的常用仪器 法认识有机化合物的本质特征、构成要素及 分析方法，能结合简单图谱信息分析判断有 其相互关系。建立模型并能运用模型解释化 机化合物的分子结构。 学现象，揭示现象的本质。 考点一 有机化合物的结构特点 (对应学生用书学案P252) 必备知识·梳理夯实 1．有机化合物的分类 (1)按元素组成分类 有机化合物 (2)按碳骨架分类。 碳骨架：在有机化合物中，碳原子互相连接成的链或环是分子的骨架，又称碳架。 根据碳骨架不同可将有机物分成： ②烃 (3)按官能团分类。 ①官能团：决定有机化合物共同特性的_原子或原子团__。 ②有机物主要类别与其官能团： 官能团 典型代表物 类别 名称 结构 名称 结构简式 烷烃 — — 甲烷 _CH__ 4 烯烃 碳碳双键 乙烯 _H C == =CH __ _ __ 2 2 炔烃 碳碳三键 _ － C ≡ C － __ 乙炔 _ HC ≡ CH __芳香烃 — — 苯 _ __ 卤代烃 卤素原子 －X 溴乙烷 _C HBr__ 2 5 醇 乙醇 _C HOH__ 2 5 羟基 _—OH__ 酚 苯酚 _C HOH__ 6 5 醚 醚键 乙醚 _CHCHOCH CH__ _ __ 3 2 2 3 醛 醛基 乙醛 _CHCHO__ _ __ 3 酮 羰基 丙酮 _CHCOCH __ _ __ 3 3 羧酸 羧基 ___ 乙酸 ___ 酯 酯基 乙酸乙酯 _CHCOOCH CH__ _ __ 3 2 3 氨基 _—NH __ 2 氨基酸 甘氨酸 羧基 _—COOH__ _ __ [微点拨] 有机物分类的几个易错点 ①含醛基的物质不一定为醛类，如HCOOH、HCOOCH 、葡萄糖等。 3 ② 不能认为属于醇类，应为羧酸。 ③ (酯基)与 (羧基)有区别。 ④ 虽然含有醛基，但不属于醛类，应属于酯。 ⑤可以根据碳原子是否达到饱和，将烃分为饱和烃和不饱和烃，如烷烃、环烷烃属于饱 和烃，烯烃、炔烃、芳香烃属于不饱和烃。 ⑥官能团的书写必须注意规范性，例如碳碳双键为“ ”，而不能写成“C===C”， 碳碳三键为“—C≡C—”，而不能写成“C≡C”，醛基应为“—CHO”，而不能写成“— COH”。 ⑦苯环不属于官能团。 2．有机物的结构特点、同系物与同分异构体 (1)有机物中碳原子的成键特点。 ―→每个碳原子与其他原子形成_4__个共价键 | ―→_单__键、_双__键或_三__键 | ―→碳链或_碳环__ (2)有机物结构的三种常用表示方法结构式 结构简式 键线式 _CH == =CH—CH == =CH __ 2 2 CH 3 CH 2 OH或C 2 H 5 OH _ __ CH===CHCHO 2 _ __ (3)同系物。 ①定义与特点 结构_相似__，分子组成上相差一个或若干个_CH__原子团的物质称为同系物。其特点 2 是官能团种类、数目均相同，具有相同的通式。其物理性质是随分子中碳原子数的增加发生 规律性变化，化学性质相似。 ②烃的三种同系物 分子通式 结构特点 实例 ①分子中碳原子之间以 CH、CHCH、 4 3 3 C H 单键结合，呈链状 n 2n＋2 烷烃 (n≥1) ②剩余价键全部与氢原 子结合 C H 分子中含有碳碳双键， CH===CH 与 n 2n 2 2 烯烃 (n≥2) 呈链状 CHCH===CH 3 2 苯的 C H 分子中有且只有一个苯 n 2n－6 同系物 (n≥6) 环，侧链为烷烃基 ③同系物的判断 关于同系物的理解可归纳为以下几条： “一差”：分子组成上相差一个或若干个“CH”原子团。 2 “二同”：官能团种类和数目相同，通式相同。 “三注意”：同系物必须为同一类物质；同系物的结构相似，但不一定完全相同；各同系 物间物理性质不同，但化学性质相似，有时化学性质也相同。 [微点拨] ①分子组成上相差若干个“CH”并不一定属于同系物。 2 如CH===CH 和 不属于同系物。 2 2 ②具有相同官能团的有机物不一定属于同系物。 如CH===CH 和CH===CH—CH===CH 不属于同系物。 2 2 2 2(4)同分异构体。 ①定义：化合物具有相同的_分子式__但具有不同_结构__的化合物互称为同分异构体。 ②同分异构体的特点——一同一不同 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C H 和C H。 2 2 6 6 一不同：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同分异构现象的常见类型： a．碳链异构，碳链骨架不同，如： CH—CH—CH—CH 与_ __ 3 2 2 3 b．位置异构，官能团的位置不同，如： CH===CH—CH—CH 与CH—CH===CH—CH 2 2 3 3 3 c．官能团异构，官能团种类不同： 组成通式 可能的类别 典型实例 HC===CH—CH 与 2 3 C H 烯烃、环烷烃 n 2n _ __ HCCCH CH 与 2 3 C H 炔烃、二烯烃等 n 2n－2 _H C == =CHCH == =CH __ 2 2 C H O 醇、醚 C HOH与_CHOCH __ n 2n＋2 2 5 3 3 CHCHCHO、CHCOCH 、 3 2 3 3 HC===CHCHOH、 醛、酮、烯醇、 2 2 C H O n 2n 环醚、环醇等 C H O 羧酸、酯 CHCOOH与HCOOCH n 2n 2 3 3 酚、芳香醇、 C H O n 2n－6 芳香醚 _ __(醇类)与 CHCH—NO 与 3 2 2 C H NO 硝基烷、氨基酸 n 2n＋1 2 _HN—CH —COOH__ 2 2 C (H O) 单糖或二糖 葡萄糖与_果糖__、蔗糖与_麦芽糖__ n 2 m ④同分异构体的书写 甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体，丁烷的同分异构体有2种，戊烷的同分异构体有3种。 烷烃只存在链架异构，书写时应注意要全面但是不重复，一般采用“减碳法”。“有序思维”法书写同分异构体如以C H 为例： 6 14 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C H 共有 6 14 5种同分异构体。 特别提醒 (1)同分异构体的书写规律 —根据有机物分子式判断其可能的类别异构。 ↓ —确定各类别异构中可能的碳链异构。 ↓ —在各异构碳链上移动官能团，得到不同异构体。 ↓ — (2)同分异构体的书写步骤 ①书写同分异构体时，首先判断该有机物是否有类别异构。 ②对每一类物质，先写出碳链异构体，再写出官能团的位置异构体。 ③碳链异构体按“主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间”的规 律书写。④检查是否有书写重复或书写遗漏，根据“碳四价”原则检查是否有书写错误。 例如：寻找符合分子式C H O的同分异构体有多少种。 4 10 C H O――→ 4 10 C H O共有两条碳骨架，分别为C—C—C—C和 ，若为醇，羟基连在碳原子上， 4 10 位置有 和 共4种；若为醚，醚键可用插入法放于两个碳原子之间，位置有 CCC—C和 共3种。因此符合C H O分子式的共有7种同分异构体。 4 10 (3)限定条件同分异构体的书写 限定范围书写或补写同分异构体，解题时要看清所限范围，分析已知几个同分异构体的 结构特点，对比联想找出规律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。 ①芳香化合物同分异构体： A．烷基的类别与个数，即碳链异构。 B．若有2个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。 ②具有官能团的有机物： 一般的书写顺序：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。书写要有序进行，如 书写酯类物质的同分异构体时，可采用逐一增加碳原子的方法。如C HO 含苯环的属于酯类 8 8 2 的同分异构体为甲酸某酯： ；乙酸某酯： ；苯甲酸某酯： 。 (4)烃的同分异构体数目的判断方法 ①烷烃的同分异构体判断方法：排主链，主链由长到短→减碳(从头摘)架支链(支链位置 由心到边，但不到端；等效碳不重排；多支链时，排布由对到邻再到间)→最后用氢原子补足 碳原子的四个价键。 ②烯烃、炔烃同分异构体的判断方法：在相同碳原子数的烷烃的基础上，用碳碳双键或 碳碳三键替换烷烃分子中的碳碳单键。 ③苯的同系物的同分异构体的判断方法：从单取代到多取代，二取代时取代基有邻、间、 对三种情况，三取代时取代基有连、偏、均三种情况。 (5)烃的衍生物的同分异构体数目的判断方法(以卤代烃为例) ①一卤代烃的同分异构体判断方法：A．基元法 记住常见烃基的异构体种数，可快速判断含官能团有机物同分异构体的数目。 —C H_2__种 —C H_4__种 —C H _8__种 3 7 4 9 5 11 如C HCl有_4__种同分异构体。 4 9 B．替代法 如二氯苯(C HCl)有_3__种同分异构体，则四氯苯(C HCl)也有_3__种同分异构体(将H 6 4 2 6 2 4 替代Cl)。 C．等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有以下三点： a．同一甲基上的氢是等效的。 b．同一碳原子上所连甲基上的氢是等效的。 c．处于对称位置上的氢原子是等效的。 如新戊烷的一氯代物有_1__种。 ②二卤代烃的同分异构体判断方法：定一动一。“定一”时，有几种氢就有几种情况； “动一”时，在“定一”确定的每一条碳骨架上寻找第二个取代基的位置。如乙烷的二氯代 物共有_2__种。 ③多卤代烃的同分异构体判断方法：换元法，即一种烃若有m个H可被取代，则它的n 元取代物与(m－n)元取代物种类相等。如乙烷的一氯代物有_1__种，二氯代物有_2__种，三 氯代物有_2__种，四氯代物有_2__种，五氯代物有_1__种，六氯代物有_1__种。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)KCN、CHCOOH、C H、SiC、CO(NH) 都是有机物。( × ) 3 2 4 2 2 [提示] 不是所有含碳的化合物都是有机物，KCN和SiC是无机物。 (2) 属于烃的衍生物，官能团是羟基，属于酚类。( × ) [提示] 属于醇类。 (3) 含有三种官能团，羟基、醛基和苯环。( × ) [提示] 苯环不是官能团，该物质含有两种官能团，羟基和醛基。 (4)含有苯环的有机物属于芳香烃。( × ) [提示] 烃只含C、H两种元素，而含有苯环的有机物可能含C、H之外的其他元素，如 苯甲酸。 (5)官能团相同的物质一定是同一类物质。( × ) [提示] 官能团相同也不一定是同类物质。如 (环己醇)与 (苯酚)。 (6)含有羟基的物质只有醇或酚。( × ) [提示] 羧酸中也含羟基。(7)含有醛基的有机物一定属于醛类。( × ) [提示] 虽含醛基，但属于酯类。 (8)醛基的结构简式为“—COH”。( × ) [提示] 醛基的结构简式为—CHO。 (9) 属于苯的同系物、芳香烃和芳香族化合物。( × ) [提示] 苯的同系物要求仅含一个苯环、侧链为烷基，故 不属于苯的同系物。 (10)C HCl 分子表示的物质一定是纯净物。( × ) 2 4 2 [提示] C HCl 有两种结构。 2 4 2 (11)C H 的同分异构体有4种，其熔点各不相同。( × ) 6 14 [提示] C H 的同分异构体有5种。 6 14 (12)甲基丙烯酸和甲酸丙酯互为同分异构体。( × ) [提示] 甲基丙烯酸和甲酸丙酯的分子式不同。 (13)同分异构现象仅存在于有机物中。( × ) [提示] 同分异构现象不仅存在于有机物中，也存在于某些无机物中，而且有机物与无 机物也可互为同分异构体，如有机物尿素[CO(NH ) ]与无机盐氰酸铵[NH CNO]互为同分 2 2 4 异构体。 (14)乙烯(C H)与环丙烷(C H)互为同系物。( × ) 2 4 3 6 [提示] 同系物是结构相似，组成上相差若干CH 的有机物，乙烯与环丙烷结构不相似。 2 (15)组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同的不同化合物互为同分异构体。( √ ) [提示] 相对分子质量相同、组成元素的质量分数相同，即为分子式相同。 (16)苯乙烯( )和 属于同系物。( × ) (17) 和 互为同分异构体。( × ) [提示] 由于甲烷是正四面体结构，分子的四个顶点完全相同，因此二氯甲烷中的两个 氯原子始终处于相邻的位置， 是同种物质，只是分子结构式的写法不同 而已。 (18)分子式为C H 的烯烃且双键在链端的同分异构体有7种。( √ ) 6 12 [提示] 符合要求的烯烃有两种情况，一种为C H—CH===CH ，有四种结构，还有 4 9 2 (CHCH)C===CH 、CHCHCH—C(CH)===CH 、(CH)CH—C(CH )===CH 三种，共有7 3 2 2 2 3 2 2 3 2 3 2 3 2种。 (19)分子式为C HCl 的有机物有4种同分异构体。( √ ) 3 6 2 [提示] 丙烷的二氯代物有4种结构。 (20)分子式为C HClBr的有机物的同分异构体共有5种。( √ ) 3 6 [提示] 根据C—C—C的结构，固定氯原子在第一个碳原子上，移动溴原子，有3种结 构，固定氯原子在第二个碳原子上，移动溴原子，有2种结构，共有5种。 2．深度思考： (1)有下列四种含苯环的有机物：① ② ③ ④TNT 按要求回答下列问题： (ⅰ)属于苯的同系物的是_①__。(填序号，下同) (ⅱ)属于芳香烃的是_①②__。 (ⅲ)属于芳香族化合物的是_①②③④__。 (ⅳ)用图示画出上述三类物质之间的包含关系。 _ __ (2)下列有机化合物中，有多个官能团： ①可以看作醇类的是_BD__；(填编号，下同) ②可以看作酚类的是_ABC__； ③可以看作羧酸类的是_BCD__； ④可以看作酯类的是_E__。 (3)如图是由4个碳原子结合成的四种有机物(氢原子没有画出)。 ①有机物(a)有一种同分异构体，试写出其结构简式：_CHCHCHCH__。 3 2 2 3②上述有机物中与(c)互为同分异构体的是_(b)(d)__(填代号)。 ③任写一种与(b)互为同系物的有机物的结构简式：_CH —CH == =CH ( 或 CH == =CH 等 3 2 2 2 合理答案 )__。 ④上述有机物中不能与溴水发生加成反应使其褪色的有_(a)(d)__(填代号)。 (4)芹菜中的芹黄素具有抗肿瘤、抗病毒等生物学活性，其熔点为347～348 ℃，结构简式 如图所示。 ①芹黄素的分子式为_C H O__。 15 10 5 ②芹黄素中官能团有_碳碳双键、羟基、醚键、羰基__。 ③1 mol芹黄素最多能与_3__ mol NaOH反应。 [解析] ①根据芹黄素的结构简式，可推知其分子式为C H O。②芹黄素中官能团有 15 10 5 碳碳双键、羟基、醚键、羰基。③芹黄素中含有3个酚羟基，所以1 mol芹黄素最多能与3 mol NaOH反应。 (5)官能团相同的物质一定是同一类有机物吗？ [提示] 具有相同官能团的物质不一定是同一类有机物。如：CH—OH、 虽都含 3 有—OH，但二者属不同类型的有机物。 考点突破·训练提升 微考点1 有机物的分类与官能团的识别 典例1 (1)(2022·河南商丘模拟)按官能团分类，下列说法正确的是( B ) A． 属于芳香族化合物 B． 属于羧酸 C． 属于醛类 D． 属于酚类 [解析] A项，该物质为环己醇，不含苯环，所以不属于芳香族化合物，错误；B项，苯甲 酸分子中含有羧基，所以属于羧酸，正确；C项，该物质中含有羰基，不含醛基，所以不属于醛 类，错误；D项，该物质中羟基与链烃基相连，所以属于醇类，错误。 (2)识别下列有机物中的官能团。 ① 中含氧官能团名称是_ ( 醇 ) 羟基 __。② 中含氧官能团的名称是_ ( 酚 ) 羟基、酯基 __。 ③CHCl 的类别是_卤代烃__，C HCHO中的官能团是_醛基__。 3 6 5 ④ 中显酸性的官能团是_羧基__(填名称)。 ⑤ 中含有的官能团名称是_碳碳双键、酯基、羰基__。 [解析] ②—OH直接连在苯环上，为酚羟基，COO为酯基。③CHCl 中含有氯原子，属 3 于卤代烃，—CHO为醛基。④—COOH显酸性。 〔对点集训1〕 (1)(2022·四川绵阳模拟)下列物质的分类中，所属关系不符合“X包含 Y、Y包含Z”的是( D ) 选项 X Y Z 芳香族 芳香烃的 A (硝基苯) 化合物 衍生物 脂肪族 链状烃的 B CHCHCHO(丙醛) 3 2 化合物 衍生物 苯的同 C 芳香烃 (邻二乙苯) 系物 不饱 D 烯烃 (环己烷) 和烃 [解析] 环己烷属于环烷烃，不属于烯烃，D错误。 (2)指出下列有机化合物分子结构中的官能团。 ① 中的官能团是_醛基__(填名称)。 ② 中的官能团是_氨基、羧基__(填名称)。 ③ 中含有的官能团名称是_碳碳双键、酯基、羰基__，分子中碳原子的杂化 类型有_ sp 2 、 sp 3 __。④CHCHCHCH(CH )、 二者属于_同系物__。 3 2 2 3 2 ⑤ 二者属于_同分异构体__。 ⑥HCOOCH CH、CHCHCOOH二者属于_同分异构体__。 2 3 3 2 (3)①(2020·江苏化学，节选)A( )中的含氧官能团名称为硝基、_醛基__和 _ ( 酚 ) 羟基 __。 ②(2020·全国1，节选)C( )中所含官能团的名称为_碳碳双键、氯原子__。 ③(2020·天津化学，节选)F的分子式为_C H O__，G所含官能团的名称为_羰基、酯基 13 12 3 __。 ④(2019·全国1，节选)(ⅰ)有机化合物A( )中的官能团名称是_羟基__。 (ⅱ)碳原子上连有4个不同的原子或原子团时，该碳称为手性碳。在B( )的结构简 式中用星号(*)标出B中的手性碳_ __。 ⑤(2019·全国2，节选)烃A(分子式是C H)是一种烯烃，化学名称为_丙烯__，有机化合 3 6 物C( )中官能团的名称为_氯原子__、_羟基__。 [易错警示] ①醇和酚的结构差别是羟基是否直接连在苯环上。如 属于醇类， 属于酚类。 ②含有醛基的有机化合物不一定属于醛类。如甲酸某酯，虽然含有—CHO，但醛基不与 烃基直接相连，不属于醛类。 微考点2 同系物、同分异构体的判断 典例2 (1)(2022·海南高考调研测试)下列物质互为同分异构体的是( B ) A．CHCHC≡CH和 3 2C． 和HCOOCH CH 2 3 [解析] A项，CHCHC≡CH的分子式为C H， 的分子式为C H，二者分子式 3 2 4 6 4 8 不同，不是同分异构体，错误；B项，二者分子式均为C H O，结构不同，互为同分异构体，正 7 14 确；C项， 的分子式为C HO，HCOOCH CH 的分子式为C HO，二者不互为同分 3 4 2 2 3 3 6 2 异构体，错误；D项，二者均为2－甲基丁烷，属于同种物质，错误。 (2)下列各组物质： ② 和 ③CH 与C H ④1－ 4 3 8 丁烯与2－甲基丙烯 ⑥乙醇与乙二醇 ⑦ 和 互为同系物的是_②③⑤__。 互为同分异构体的是_④⑦__。 〔对点集训2〕 (1)(2020·浙江1月选考，7)下列说法不正确的是( C ) A．O和O互为同位素 B．金刚石和石墨互为同素异形体 C． 互为同系物 D．CHCOOCH CH 和CHCHCHCOOH互为同分异构体 3 2 3 3 2 2 [解析] 属于酚， 属于醇，两者结构不相似，不互为同系物，C项错 误。 [微点拨] 同系物的判断方法——“二同一差” 例：①CH===CH 与 2 2②CHCHCHCH 与 3 2 2 3 (2)(2022·湖南怀化模拟)有机物R( )是一种重要的有机中间体。下列有关说法正 确的是( D ) A．R与M( )互为同分异构体 B．R的六元环上的一氯代物有3种 C．R中所有碳原子一定处于同一平面 D．R能发生取代、加成、氧化反应 [解析] R的分子式为C HO，M的分子式为C HO，二者分子式不同，不互为同分异 8 8 4 8 6 4 构体，A项错误；R的六元环上的氢原子有5种，所以R的六元环上的一氯代物有5种，B项 错误；R的结构中含有“ ”，因此所有碳原子不处于同一平面，C项错误；R中含有碳碳双 键、羧基，可以发生取代、加成、氧化反应，D项正确。 (3)(2022·山东第二次模拟考)(双选)下列关于有机化合物结构的说法错误的是( AD ) A．环己烷中所有C—C—C键角均为120° B．C H Cl与C HCl (n取相同值)同分异构体数目相同 n 2n＋1 n 2n＋1 C．碳原子与氮原子之间可形成单键、双键和三键 D．含有手性碳原子的饱和链烃中，碳原子数最少的一定是3－甲基己烷 [解析] 环己烷中所有碳原子均为sp3杂化，都具有四面体结构，键角为109°28′，A项 错误；C H Cl的等效氢与C HCl 的等效氯数目相同，则同分异构体数目相同，B项正确； n 2n＋1 n 2n＋1 碳原子与氮原子之间可形成单键、双键和三键(氰基—C≡N)，C项正确；含有手性碳原子，且 碳原子数最少的饱和链烃( )分子式为C H ，由于丙基(—C H)有两种结构，故可 7 16 3 7能是3－甲基己烷或2,3－二甲基戊烷，D项错误。 考点二 研究有机化合物的一般方法 (对应学生用书学案P258) 必备知识·梳理夯实 1．研究有机化合物的基本步骤 ―→―→―→ ↓ ↓ ↓ ↓ 纯净物 确定_实验式__ 确定_分子式__ 确定_结构式__ 2．分离、提纯有机化合物的常用方法 类型 适用对象(或类型) 要求(或原理) (1) ①该有机物热稳定性较_强__ 蒸 常用于分离、提纯_液__态有机物 ②该有机物与杂质的沸点相差较_大__ 馏 (2) ①杂质在所选溶剂中溶解度_很大__或_ 重 很小__，易于除去 常用于分离、提纯_固__态有机物 结 ②被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受 晶 温度影响_较大__ (3) 利用有机物在两种_互不相溶__的溶剂中 液—液萃取 萃 的_溶解性__不同，将有机物分离 取 分 用有机溶剂从_固体__物质中溶解出有机 固—液萃取 液 物的过程 3．有机物分子式的确定方法 (1)元素分析。(2)相对分子质量的测定——质谱法。 质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)_最大__值即为该有机物的相 对分子质量。 (3)确定有机物分子式的规律 ①最简式规律 最简式 对应物质 CH 乙炔和苯 CH 分子中只含1个碳碳双键的链状烯烃或环烷烃 2 CHO 甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖 2 ②常见相对分子质量相同的有机物 a．同分异构体相对分子质量相同。 b．含有n个碳原子的醇与含(n－1)个碳原子的同类型羧酸和酯相对分子质量相同。 c．含有n个碳原子的烷烃与含(n－1)个碳原子的饱和一元醛(或酮)相对分子质量相同， 均为14n＋2。 d．常见相对分子质量相同的有机物 相对分子质量 28 30 44 46 C H C H C HOH 2 6 3 8 2 5 对应物质 C H 2 4 HCHO CHCHO HCOOH 3 ③“商余法”推断烃的分子式(设烃的相对分子质量为M) ＝……………… ∣ ∣的余数为0或碳原子数大于或等于氢原子数时，将碳原子数依次减少一个，每减少一个 碳原子即增加12个氢原子，直到饱和为止。如某烃的相对分子质量为58，则其分子式为 C H 。 4 10 ④化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。在有机化学中，常 利用有机物燃烧等方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有： CH＋O――→xCO＋HO x y 2 2 2 CHO＋O――→xCO＋HO x y z 2 2 2 4．有机化合物分子结构的鉴定方法 (1)物理方法： ①红外光谱：利用红外光谱图可以获得有机物分子中含有何种_化学键__或_官能团__ 的信息。 ②核磁共振氢谱： (2)化学方法：利用特征反应鉴定出_官能团__，再制备它的衍生物进一步确认。 (3)常见官能团的检验方法如下： 官能团种类 试剂 判断依据 碳碳双键或 溴的四氯化碳溶液 橙色褪去 碳碳三键 酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 卤素原子 氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸 有沉淀产生 三氯化铁溶液 显紫色 酚羟基 浓溴水 有白色沉淀产生 银氨溶液 有银镜产生 醛基 新制氢氧化铜 有砖红色沉淀产生 碳酸钠溶液 有二氧化碳气体产 羧基 碳酸氢钠溶液 生 石蕊溶液 溶液变红色特别提醒 有机物分子式的确定流程： 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)用核磁共振氢谱不能区分HCOOCH 和HCOOCH CH。( × ) 3 2 3 (2)红外光谱与核磁共振氢谱可以用于确定有机物的官能团和相对分子质量。( × ) (3)1－丁醇与乙醚互为同分异构体，则质谱图相同。( × ) (4)有机物 核磁共振氢谱有两个峰，且峰面积之比为3︰1。( √ ) (5)已知某有机物燃烧生成的CO 和HO的量，即可判断该有机物的最简式。( × ) 2 2 (6)有机物完全燃烧后仅生成CO 和HO，则该有机物中一定含有C、H、O三种元素。( 2 2 × ) (7)燃烧是测定有机物分子结构的有效方法。( × ) (8) 的核磁共振氢谱中有6组峰。( × ) (9)蒸馏分离液态有机物时，在蒸馏烧瓶中应加少量碎瓷片。( √ ) (10)利用质谱法可以鉴别二甲醚(CH—O—CH )和乙醇。( × ) 3 3 [提示] 质谱法只能测定有机物的相对分子质量，二者的相对分子质量相同。 (11)元素分析仪不仅可以分析试样中常见元素的含量，还可以测定试样分子的空间结构。 ( × ) [提示] 元素分析仪可以分析试样中常见的元素，不能测定试样分子的空间结构。 (12)乙醇是良好的有机溶剂，根据相似相溶原理用乙醇从水溶液中萃取有机物。( × ) [提示] 乙醇与水互溶，不能作萃取剂。 (13)CH CHOH与CHOCH 互为同分异构体，核磁共振氢谱相同。( × ) 3 2 3 3 [提示] CHCHOH有3种氢原子，CHOCH 有1种氢原子，核磁共振氢谱不同。 3 2 3 3 (14)有机物 的核磁共振氢谱中会出现三组峰，且峰面积之比为3︰4 ︰1。( × ) [提示] 该有机物中有4种氢原子，峰面积之比为3︰2︰2︰1。(15)有机物分子 分子中所有碳原子可能共平面。( √ ) [提示] 单键可以旋转，苯环、双键均为平面结构。 (16)对有机化合物分子红外光谱图的研究有助于确定有机化合物分子中的官能团。( √ ) (17)质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱图可以确定有机物 的官能团类型。( × ) 2．深度思考： (1)已知烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢。A的结 构简式为_ __。 (2)HOOC(CH )COOH的同分异构体中能同时满足下列条件的共有_5__种(不含立体异 2 3 构)。 ①能与饱和NaHCO 溶液反应产生气体 3 ②既能发生银镜反应，又能发生水解反应 其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6︰1︰1的是_ __ (写结 构简式)。 (3)某有机物分子中碳、氢原子个数比为1︰4，则该有机物一定是CH，对吗？ 4 [提示] 不对，如CHOH 3 (4) 的核磁共振氢谱中有几种峰？ [提示] 5种 3．某兴趣小组用如图所示装置模拟李比希法测定有机物的组成，用含有固体氢氧化钠 和氯化钙的吸收管分别吸收CO 和HO。 2 2 (1)实验开始时，先通入一段时间氧气，还是先点燃酒精灯？为什么？ [提示] 先通入一段时间氧气。空气中含有少量水蒸气和二氧化碳，用氧气将装置中的 空气赶出，以防影响测定结果的准确性。 (2)若将4.6 g某有机物A进行实验，测得生成5.4 g水和8.8 g二氧化碳，则该有机物含 有哪些元素？各元素的原子个数比为多少？ [提示] 含C、H、O三种元素，2︰6︰1。n(C)＝n(CO)＝＝0.2 mol，m(C)＝2.4 g，n(H)＝ 2 2n(H O)＝2×＝0.6 mol，m(H)＝0.6 g。m(C)＋m(H)＝3 g<4.6 g，故4.6 g该物质中含1.6 g氧元 2 素。故N(C)︰N(H)︰N(O)＝2︰6︰1。(3)经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图所示，请写出A的结构简式。 [提示] CHCHOH。由图可知A中有3种氢原子，且个数比为3︰1︰2，结合C、H、O 3 2 的原子个数比，可确定结构简式。 考点突破·训练提升 微考点1 有机化合物的分离、提纯 典例1 (2022·山东济南模拟考)实验室利用反应 下列说法错误的是( D ) A．水洗的目的是除去KOH B．试剂X应选用有机溶剂 C．加入NaCO 溶液的目的是除去酸 2 3 D．进行蒸馏操作时可选用球形冷凝管 [解析] 由流程图可知，黄樟油素通过反应Ⅰ生成异黄樟油素，异黄樟油素水洗、过滤 除去KOH，通过反应Ⅱ得到洋茉莉醛，利用有机溶剂将洋茉莉醛萃取出来，再加入NaCO 溶 2 3 液除去酸，再通过蒸馏分离得到洋茉莉醛。黄樟油素和异黄樟油素不溶于水，水洗的目的是 除去KOH，A项正确；洋茉莉醛不溶于水溶液，则试剂X应选用有机溶剂，B项正确；加入 NaCO 溶液的目的是除去稀硫酸，C项正确；进行蒸馏操作时应选用直形冷凝管，D项错误。 2 3 〔对点集训1〕 (1)(2022·北京昌平区模拟)将CHCHO(易溶于水，沸点为20.8 ℃的液体) 3 和CHCOOH分离的正确方法是( C ) 3 A．加热蒸馏 B．加入NaCO 后，通过萃取的方法分离 2 3C．先加入烧碱溶液蒸出乙醛，再加入浓硫酸，蒸出乙酸 D．和Na反应后进行分离 [解析] 乙醛、乙酸均为低沸点物质，都易挥发，直接蒸馏得不到纯净物质，故分离前先 将CHCOOH转化为沸点高的CHCOONa。 3 3 (2)(2022·辽宁沈阳模拟)工业上或实验室提纯以下物质的方法中不合理的是(括号内为杂 质)( B ) A．苯(溴)：加NaOH溶液，分液 B．苯(苯酚)：加入浓溴水，分液 C．乙醇(水)：加新制生石灰，蒸馏 D．乙酸乙酯(乙酸、乙醇)：加饱和碳酸钠溶液，分液 [解析] 溴易溶于苯，溴与苯酚生成的三溴苯酚也易溶于苯，B错误。 萃取精华： 常见有机物的分离、提纯 混合物 试剂 分离方法 主要仪器 甲烷(乙烯) 溴水 洗气 洗气瓶 酸性高锰酸钾 苯(乙苯) 分液 分液漏斗 溶液、NaOH溶液 乙醇(水) CaO 蒸馏 蒸馏烧瓶 溴乙烷(乙醇) 水 分液 分液漏斗 醇(酸) NaOH溶液 蒸馏 蒸馏烧瓶 硝基苯(HNO、 3 NaOH溶液 分液 分液漏斗 HSO ) 2 4 苯(苯酚) NaOH溶液 分液 分液漏斗 酯(酸或醇) 饱和NaCO 溶液 分液 分液漏斗 2 3 NaOH溶液 分液 分液漏斗 (Br ) 2 微考点2 有机物分子式、结构式的确定 典例2 为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验： (1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 g H O和8.8 g CO ， 2 2 消耗氧气6.72 L(标准状况下)，则该物质的实验式是_C HO__。 2 6 (2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示的质谱图，则其相对分子 质量为_46__，该物质的分子式是_C HO__。 2 6(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：_CHCH OH 、 CH OCH __。 3 2 3 3 (4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值 (信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如，甲基氯甲基醚(Cl—CH —O—CH ，有2 2 3 种氢原子)的核磁共振氢谱如图甲所示。 经测定，有机物A的核磁共振氢谱如图乙所示，则A的结构简式为_CHCHOH__。 3 2 [解析] (1)根据题意有n(H O)＝0.3 mol，则n(H)＝0.6 mol；n(CO)＝0.2 mol，则n(C)＝ 2 2 0.2 mol。根据氧原子守恒有n(O)＝n(H O)＋2n(CO)－2n(O )＝0.3 mol＋2×0.2 mol－2×＝ 2 2 2 0.1 mol，则N(C)︰N(H)︰N(O)＝n(C)︰n(H)︰n(O)＝2︰6︰1，其实验式为C HO。(2)假设该 2 6 有机物的分子式为(C HO) ，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其 2 6 m 分子式为 C HO。(3)由A的分子式 C HO可知，A为饱和化合物，推测其结构简式为 2 6 2 6 CHCHOH或CHOCH 。(4)分析A的核磁共振氢谱可知A有3种不同化学环境的H原子， 3 2 3 3 而CHOCH 只有1种H原子，故A的结构简式为CHCHOH。 3 3 3 2 〔对点集训2〕 (1)(2022·四川成都模拟)某化合物的结构简式(键线式)及球棍模型如下： 该有机化合物分子的核磁共振氢谱图如下(单位是ppm)： 下列关于该有机化合物的叙述正确的是( A ) A．该有机化合物分子中，不同化学环境的氢原子有8种 B．该有机化合物属于芳香族化合物 C．键线式中的Et代表的基团为—CH 3 D．该有机化合物的分子式为C H O 9 10 4 [解析] 根据该物质的核磁共振氢谱图及球棍模型判断，不同化学环境的氢原子有8种， A项正确；该有机化合物中不含苯环，所以不属于芳香族化合物，B项错误；根据该有机化合物键线式和球棍模型判断Et为乙基，该物质的分子式是C H O，C、D项错误。 9 12 4 (2)有机物A只由C、H、O三种元素组成，常用作有机合成的中间体，测得8.4 g该有机物 经燃烧生成22.0 g CO 和7.2 g水。质谱图表明其相对分子质量为84；红外光谱分析表明A 2 中含有—OH和位于分子端的—C≡CH，其核磁共振氢谱显示有3组峰，且峰面积之比为6︰ 1︰1。 ①写出A的分子式：_C HO__。 5 8 ②写出A的结构简式：_ __。 ③下列物质一定能与A发生反应的是_ a 、 b 、 c 、 d __(填字母)。 a．氢溴酸 b．酸性高锰酸钾溶液 c．溴的四氯化碳溶液 d．Na ④有机物B是A的同分异构体，1 mol B可以与1 mol Br 加成，B分子中所有碳原子在 2 同一平面上，核磁共振氢谱显示有3组峰，且峰面积之比为6︰1︰1。则B的结构简式是 _(CH) C == =CHCHO __。 3 2 [解析] ①有机物A只含有C、H、O三种元素，质谱图表明其相对分子质量为84,8.4 g 有机物A的物质的量为＝0.1 mol，燃烧生成CO 物质的量为＝0.5 mol，生成HO的物质的量 2 2 为＝0.4 mol，故有机物A分子中含有N(C)＝＝5，N(H)＝＝8，N(O)＝＝1，故A的分子式为 C HO。②不饱和度为2，红外光谱分析表明A分子中含有—OH和位于分子端的—C≡CH， 5 8 核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为6︰1︰1，故分子中含有2个—CH 且连接在同一个C 3 原子上，所以A的结构简式为 。③A分子中含有羟基，能与钠反应；含有碳碳 三键，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，能与溴发生加成反应，能与氢溴酸发生加成反 应，故答案为a、b、c、d。④有机物B是A的同分异构体，1 mol B可与1 mol Br 加成，故分子 2 中含有1个 键，B分子中所有碳原子在同一平面上，则其余的碳原子连接在 键上，核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为6︰1︰1，可知含有两个甲基且连接在同一碳 原子上，结合A的结构简式可知，B中还含有—CHO，故B的结构简式为 。 本讲要点速记： 1．有机化合物的分类 根据碳骨架分为链状化合物和环状化合物； 根据有机化合物所含元素分为烃和烃的衍生物。 2．有机化合物的结构 有机化合物中碳原子的杂化类型有sp、sp2、sp3。 同分异构体有碳链异构、位置异构和官能团异构。3．烷烃同分异构体书写规律 成直链，一条线。摘一碳，挂中间。往边移，不到端。摘两碳，成乙基，二甲基，同邻间。 4．同分异构体数目判断的三种方法 基元法、替代法、等效氢法 5．确定有机物分子式和结构式的物理方法 (1)质谱法：确定相对分子质量； (2)红外光谱：确定化学键的类型或官能团； (3)核磁共振氢谱：确定氢原子的种类和个数。 (4)X射线衍射：可获得键长、键角等分子结构信息。 第28讲 烃 高考备考导航 学科核心素养 1．宏观辨识与微观探析：认识烃的多样性，并 对烃类物质进行分类；能从不同角度认识烃 1．了解有机化合物中碳的成键特征。 的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定 2．掌握常见有机反应类型。 性质”的观念。 3．了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性 2．证据推理与模型认知：具有证据意识，能基 质及应用。掌握烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的 于证据对烃的组成、结构及其变化提出可能 结构与性质。 的假设。能运用有关模型解释化学现象，揭示 现象的本质和规律。 考点一 烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质 (对应学生用书学案P262) 必备知识·梳理夯实 1．烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和分子通式 2．甲烷、乙烯和苯的结构与物理性质的比较甲烷 乙烯 苯 分子式 _CH__ _C H__ _C H__ 4 2 4 6 6 结构式 _ __ _ __ _ __ 结构 _CH__ _CH == =CH __ 4 2 2 _ __或_ __ 简式 空间 _正四面体__ _平面结构__ _平面正六边形__ 构型 比例 模型 球棍 模型 介于碳碳单键和碳碳 全部是单键，属于饱 双键之间的_独特的 和烃，碳原子位于正 含碳碳双键，属于不 键__，所有原子均在 结构 四面体的中心，4个 饱和烃，6个原子在 同一平面上，苯分子 特点 氢原子分别位于4个 同一个平面上 中的6个碳原子构成 顶点 一个正六边形，键角 均为120° 常温下为无色，有_特 物理 无色气体，难溶于水，甲烷密度小于空气，乙 殊__气味的透明_液 性质 烯密度与空气相近 体__，密度比水小，不 溶于水 特别提醒 (1)丙烯分子中的3个碳原子处于同一平面上，但所有原子不都在同一平面上。 (2)CH 、CCl 分子均为正四面体结构，而CHCl、CHCl、CHCl 分子为四面体结构而不 4 4 3 2 2 3 是正四面体。 (3)有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等，且可旋转。但是形成双 键和三键的原子不能绕轴旋转，对原子的空间结构具有“定格”作用。 (4)键线式的表示方法。碳碳键用短线来体现，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。如丙烯、正丙醇的键线式分别为 。3．烷烃、烯烃和炔烃的命名 (1)烷烃的命名。 ⅰ.习惯命名法。 ⅱ.系统命名法。 ①最长、最多定主链。 当有几个相同长度的不同碳链时，选择含支链最多的一个作为主链。 ②编号位要遵循“近”“简”“小”原则。 原则 解释 首先要考虑“近” 离支链较近的一端给主链碳原子编号 有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从支 同“近”考虑“简” 链较简单的一端开始编号 若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中 同“近”同“简” 间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得到两种不同的编 考虑“小” 号序列，两序列中各支链位次和最小者即为正确的编号 如： ，命名为_ 3,4 －二甲基－ 6 －乙基辛烷 __。 [微点拨] 烷烃系统命名中，不能出现“1－甲基”“2－乙基”，若出现，则属于主链选 取错误。 (2)烯烃和炔烃的命名。如： 的名称为_ 3 －甲基－ 1 －丁烯 __； 的名称为_ 4,4 二甲基－ 2 －己炔 __。 4．烯烃的顺反异构 (1)定义：由于碳碳双键不能旋转而导致分子中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：每个双键碳原子均连有两个不同的原子或原子团。如顺－2－ 丁烯：_ __，反－2－丁烯：_ __。 5．脂肪烃的物理性质 6．脂肪烃的化学性质 (1)脂肪烃的氧化反应： 烷烃 烯烃 炔烃 燃烧 燃烧火焰明亮，带黑 燃烧火焰很明亮，带 燃烧火焰较明亮 现象 烟 浓黑烟 通入酸性 KMnO _不褪色__ _褪色__ _褪色__ 4 溶液 (2)烷烃的取代反应： ①取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他_原子或原子团所替代__的反应。 ②卤代反应。③分解反应：如CH――→C＋2H 4 2 ④裂解反应：如C H ―→C H ＋C H 16 34 8 18 8 16 C H ―→C H＋C H 8 18 4 8 4 10 (3)烯烃、炔烃的加成反应： ①加成反应：有机物分子中的_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。 B．CH===CH—CH＋Br ―→_CHBrCHBrCH __。 2 3 2 2 3 C．CH===CH—CH＋HO――→ 2 3 2 _ __(两种产物)。 D．CH===CH—CH===CH ＋Br ―→ 2 2 2 _CH BrCHBr—CH == =CH __(1,2－加成)， 2 2 CH===CH—CH===CH ＋Br ―→ 2 2 2 CHBr—CH===CH—CHBr(1,4－加成) 2 2 E．CH≡CH＋2Br (足量)―→_CHBr —CHBr __。 2 2 2 特别提醒 (1)两种常见的有机反应类型 ①取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团替代的反应。如： 烷烃、苯及其同系物发生的卤代反应，苯及其同系物的硝化反应。 ②加成反应：有机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。如：不饱和烃与X、H、HX、HO等发生加成反应。 2 2 2 (2)取代反应和加成反应的判断 ①取代反应的特点是“上一下一(有上有下)、有进有出”，类似无机反应的复分解反应， 书写取代反应方程式时要防止漏写次要产物。常见的取代反应有A．烷烃、苯及其同系物的卤代反应；B．苯及其同系物的硝化反应；C．羧酸与醇的酯化反应；D．酯、油脂、糖类、蛋白质 的水解反应。 ②加成反应的特点是“只上不下，断一，加二，都进来”。“断一”是指双键(或其他不饱 和键)中的一个不稳定键断裂；“加二”是指两个其他原子或原子团分别加在两个不饱和碳 原子上。常见的加成反应有①不饱和烃与X(aq)、H、HX、HO等反应；②苯及苯的同系物与 2 2 2 H 的反应。此反应类似于无机反应中的化合反应，理论上原子利用率为100%。 2 (4)烯烃、炔烃的加聚反应。 ①丙烯加聚反应的化学方程式： nCH===CH—CH――→_ __。 2 3 ②乙炔加聚反应的化学方程式： nCH≡CH――→_  CH == =CH  __。 (5)二烯烃的加成反应和加聚反应 ①加成反应： ②加聚反应：nCH===CH—CH===CH ――→CH—CH===CH—CH。 2 2 2 2 (6)烯烃、炔烃与酸性KMnO 溶液反应图解 4 6．乙烯、乙炔的实验室制法 乙烯 乙炔 _CHCH OH ――→ CH == =C _CaC ＋ 2H O ― → Ca(OH) ＋ 3 2 2 2 2 2 原理 H ↑ ＋ H O__ HC ≡ CH ↑ __ 2 2 反应 装置 收集 _排水__集气法或向_下__排 _排水__集气法 方法 空气法①乙醇与浓硫酸的体积比为 _ 1 ︰ 3 __； ②乙醇与浓硫酸的混合方法： ①因反应放热且电石易变成 先在容器中加入_乙醇__，再 粉末，所以不能使用启普发生 沿器壁慢慢加入_浓硫酸__， 器或其他简易装置； 实验 边加边冷却边搅拌； ②为了得到比较平缓的乙炔 注意 ③温度计的水银球应插入反 气流，可用_饱和食盐水__代 事项 应混合液的_液面下__； 替水； ④应在混合液中加几片碎瓷 ③因反应太剧烈，可用分液漏 片防止_暴沸__； 斗控制_滴水速度__来控制反 ⑤应使温度迅速升至170 ℃； 应速率 ⑥浓HSO 的作用：_催化剂 2 4 __和_脱水剂__ 因乙醇会被炭化，且碳与浓硫 因电石中含有磷和硫元素，与 酸反应，则乙烯中会混有 水反应会生成PH 和HS等 3 2 净化 CO、SO 等杂质，可用盛有 2 2 杂质，可用_CuSO __溶液将 4 _NaOH__溶液的洗气瓶将其 其除去 除去 特别提醒 制 乙 烯 迅 速 升 温 至 170 ℃ 的 原 因 是 ： 140 ℃ 时 发 生 副 反 应 ： 2CHCHOH――→CHCHOCH CH＋HO。 3 2 3 2 2 3 2 7．化石燃料的综合利用 (1)煤的综合利用。 ①煤的组成。 ②煤的加工。 (2)石油的综合利用。 ①石油的成分：多种_ 碳氢化合物 ( 烃 )__组成的混合物。②石油加工。 (3)天然气的综合利用。 ①天然气是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，它的主要成分是_CH__。 4 ②天然气与水蒸气反应制取H 的原理：_CH ＋ H O ――→ CO ＋ H __。 2 4 2 2 8．脂肪烃的来源 来源 条件 产品 常压分馏 石油气、汽油、煤油、柴油等 减压分馏 润滑油、石蜡等 石油 催化裂化、裂解 轻质油、气态烯烃 催化重整 芳香烃 天然气 — 甲烷 煤焦油的分馏 芳香烃 煤 直接或间接液化 燃料油、多种化工原料 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)符合通式C H 的烃一定是烯烃。( × ) n 2n [提示] 符合通式C H 的烃可能是烯烃或环烷烃。 n 2n (2)丙烷分子中的碳原子在同一条直线上。( × ) [提示] 烷烃中的碳原子呈四面体构型，丙烷分子中的碳原子不在同一条直线上。 (3)乙烯和乙炔可用酸性KMnO 溶液鉴别。( × ) 4 [提示] 乙烯和乙炔均可使酸性KMnO 溶液褪色，现象相同。 4 (4)聚丙烯可发生加成反应。( × ) [提示] 聚丙烯中不含碳碳双键。 (5)烷烃同分异构体之间，支链越多，沸点越高。( × ) [提示] 烷烃同分异构体之间，支链越多，沸点越低。 (6)顺－2－丁烯和反－2－丁烯均能使溴水褪色。( √ ) [提示] 两者分子结构中均含碳碳双键。 (7) 命名为2－乙基丁烷。( × ) [提示] 命名为3－甲基戊烷。 (8)某烯烃的名称是2－甲基－4－乙基－2－戊烯。( × ) [提示] 此烃应为2,4－二甲基－2－己烯。 (9)CH ===CHCH===CH 与Br 发生加成反应仅能生成 Br—CHCH===CHCH—Br 和 2 2 2 2 2 两种产物。( × ) [提示] 可生成3种产物：Br—CHCH===CHCH—Br、 、CHBrCHBrCHBrCH Br。 2 2 2 2(10)实验室制取乙烯时必须将温度计的水银球插入反应液中，测定反应液的温度。( √ ) (11)烷烃不能发生加成反应，烯烃不能发生取代反应。( × ) (12)KMnO 溶液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少量乙烯。( 4 × ) (13) 是两种不同的物质，它们互为同分异构体。( × ) (14)将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯。( × ) (15)CH ===CHCH===CH 与 等 物 质 的 量 Br 发 生 加 成 反 应 可 生 成 Br— 2 2 2 CHCH===CHCH—Br和 2种物质。( √ ) 2 2 (16)正丁烷的四个碳原子在同一条直线上，丙烯的所有原子在同一平面内。( × ) (17)乙烯、乙炔在常温常压下可以与H、HCl发生加成反应。( × ) 2 (18)反应CHCH ＋Cl――→CHCHCl＋HCl与反应CH===CH ＋HCl―→CHCHCl 3 3 2 3 2 2 2 3 2 均为取代反应。( × ) (19)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同。( √ ) 2．某烷烃的结构简式为 (1)用系统命名法命名该烃：_ 2,3 －二甲基戊烷 __。 (2)若该烷烃是由烯烃和1 mol H 加成得到的，则原烯烃的结构有_5__种。(不包括立体异 2 构，下同) (3)若该烷烃是由炔烃和2 mol H 加成得到的，则原炔烃的结构有_1__种。 2 (4)该烷烃在光照条件下与氯气反应，生成的一氯代烷最多有_6__种。 [解析] (2)只要是相邻的两个碳原子上都存在至少一个H，该位置就有可能是原来存在 碳碳双键的位置，除去重复的结构，该烃分子中这样的位置一共有5处。(3)只要是相邻的两 个碳原子上都存在至少两个H，该位置就有可能是原来存在碳碳三键的位置，该烃分子中这 样的位置一共有1处。(4)该烷烃分子中有6种等效氢原子，故与氯气反应生成的一氯代烷最 多有6种。 3．深度思考： (1)①写出分子式为C H 的烷烃的结构简式： 5 12 _ __。 ②写出所有分子式为C H 的烃的结构简式： 4 8 _CH == =CHCH CH 、 CH CH == =CHCH 、 __。 2 2 3 3 3 (2)用系统命名法给下列有机物命名： ① 命名为_ 3,3,4 －三甲基己烷 __。 ② 命名为_ 2 －甲基－ 2 －戊烯 __。 ③ 的名称为_乙苯__。的名称为_苯乙烯__。 ④CH===CHCHCl的名称为_ 3 －氯－ 1 －丙烯 __。 2 2 ⑤ 命名为_ 4 －甲基－ 2 －戊醇 __。 ⑥ 命名为_ 2 －乙基－ 1,3 －丁二烯 __。 (3)按要求填写下列空白： ①CHCH===CH ＋_Cl__―→ ，反应类型：_加成反应__。 3 2 2 ②CHCH===CH ＋Cl――→_ __＋HCl，反应类型：_取代反应__。 3 2 2 ③CH===CHCH===CH ＋_Br __―→ ，反应类型：_加成反应__。 2 2 2 ④_CH C ≡ CH __＋Br ―→ ，反应类型：_加成反应__。 3 2 ⑤_ n CH == =CHCl __――→ l，反应类型：_加聚反应__。 2 (4)请将下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上(每一项只填写一种方法)，并指出 属于化学变化还是物理变化。 ①溶解 ②裂解 ③分馏 ④裂化 ⑤干馏 ⑥蒸馏 ⑦电解 ⑧过滤 ⑨萃取 (ⅰ)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等_⑤__、_化学变化__。 (ⅱ)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等_③__、_物理变化__。 (ⅲ)将重油转化为汽油_④__、_化学变化__。 (ⅳ)从煤焦油中提取苯_⑥__、_物理变化__。 (ⅴ)从重油中分解得到乙烯_②__、_化学变化__。 (5)为什么不能用裂化汽油萃取溴水中的溴？ [提示] 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。 (6)下列三种情况的褪色原理相同吗？ ①CH 与Cl 混合光照后黄绿色褪去； 4 2 ②乙烯与溴水作用溴水褪色； ③乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色。 _ 三个反应的原理不相同。 ① 发生的是取代反应； ② 发生的是加成反应； ③ 发生的是氧化 反应。__ (7)区别乙烷、乙烯、乙炔最简单的方法是什么？能否用溴水或酸性高锰酸钾溶液鉴别它 们？ [提示] 由于乙烷、乙烯、乙炔含碳量不同，故燃烧时现象不同，有机物含碳量越大，燃 烧时火焰越明亮，烟越浓，故可用燃烧法鉴别；因乙烯和乙炔都含有不饱和键，故不能用溴水 或酸性高锰酸钾溶液鉴别乙炔和乙烯；若鉴别乙烷和乙烯则可用酸性高锰酸钾溶液或者溴 水。 考点突破·训练提升 微考点1 脂肪烃的命名 典例1 (1)(2022·湖北武汉模拟)根据有机化合物的命名规则，下列命名正确的是( D ) A． 2－甲基－3－戊烯B． 异丁烷 C．CHCH(C H)CHCHCH 2－乙基戊烷 3 2 5 2 2 3 D．CHCH(NO)CHCOOH 3－硝基丁酸 3 2 2 [解析] A项，甲基和双键位置编号错误，正确命名应该为4－甲基－2－戊烯，错误；B 项，该有机物分子有5个碳原子，正确命名应该为异戊烷，错误；C项，烷烃的命名中出现“2 －乙基”，说明选取的主链不是最长碳链，该有机物正确命名应该为3－甲基己烷，错误；D项， 该有机物分子中含有硝基和羧基，属于硝基羧酸，编号从距离羧基最近的一端开始，该有机 物命名为3－硝基丁酸，正确。 (2)(2022·山东济宁二模)已知： ，如果要合成 ，所用的起始原料可以是( A ) ①1,3－己二烯和2－丁炔 ②2－乙基－1,3－丁二烯和2－丁炔 ③2,3－二甲基－1,3－己二烯和乙炔 ④2,3－二甲基－1,3－丁二烯和1－丁炔 A．②④ B．②③ C．①③ D．①④ [解析] 由 可知，1,3－丁二烯中的两个碳碳双键断裂，中间形成一个碳碳双键，乙炔中 有一个键断裂，且形成环状结构，采用逆合成分析法可知，要合成 ，可以是 或 ，分别为：2,3 －二甲基－1,3－丁二烯和1－丁炔，2－乙基－1,3－丁二烯和2－丁炔，A正确。 〔对点集训1〕 (1)(2022·山东日照模拟)下列有机物的命名正确的是( B ) A．3,3－二甲基－4－乙基戊烷 B．3,3,4－三甲基己烷 C．2－甲基－4－乙基－1－戊烯 D．2,2－二甲基－3－戊炔 [解析] 3,3－二甲基－4－乙基戊烷的结构简式是 ，选错了主链，正确命名应是3,3,4－ 三甲基己烷，A错误，B正确；主链不是最长，依据系统命名法得到名称为2,4－二甲基－1－ 己烯，C错误；从离三键近的一端开始编号，依据系统命名法得到名称为4,4－二甲基－2－ 戊炔，D错误。 (2)(2022·山东烟台一模)下列有机化合物的命名正确的是( D ) A．CH===CH—CH===CH 1,3－二丁烯 2 2 B．CHCHCH(CH )OH 2－甲基－1－丙醇 3 2 3 C． 2－甲基－3－丁炔 D． 3,3,4－三甲基己烷 [解析] A项物质是二烯烃，两个双键的位置在1号、2号碳原子和3号、4号碳原子之 间，因此名称为1,3－丁二烯，A项错误；CHCHCH(CH )OH的主链有4个碳原子，2号碳原 3 2 3 子连接羟基，因此名称为2－丁醇，B项错误； 属于炔烃，最长碳链含有4个碳原子，离三键 最近一端开始编号，甲基在3号碳原子上，因此名称为3－甲基－1－丁炔，C项错误； 属于烷烃，主链有6个碳原子，2个甲基位于3号碳原子上，1个甲基位于4号碳原子上，因此其名 称为3,3,4－三甲基己烷，D项正确。 (3)(2022·山东滨州高三检测)用系统命名法给下列有机物命名： ①有机化合物 的名称是_ 3 －甲基－ 1 －丁烯 __，将其在催化剂存在下完全氢化，所得烷 烃的名称是_ 2 －甲基丁烷 __。 ②有机化合物 的名称是_ 5,6 －二甲基－ 3 －乙基－ 1 －庚炔 __，将其在催化剂存在下完 全氢化，所得烷烃的名称是_ 2,3 －二甲基－ 5 －乙基庚烷 __。 [解析] ①由于烯烃是从离碳碳双键较近的一端给主链上的碳原子编号，则该有机化合 物的名称为3－甲基－1－丁烯，其完全氢化后的烷烃的名称为2－甲基丁烷。 ②该炔烃的名称为5,6－二甲基－3－乙基－1－庚炔，其完全加氢后的烷烃的名称为2,3 －二甲基－5－乙基庚烷。 [易错警示] 有机物系统命名中常见的错误 (1)主链选取不当 主链不是最长： 主链不含官能团： 支链不是最多： (2)编号错 取代基位号之和不是最小： 官能团的位次不是最小： (3)支链主次不分不是先简后繁： (4)“－”、“，”忘记或用错 微考点2 烃的结构与性质 典例2 (1)(2022·山东滨州模拟)下面有关丙烷、丙烯、丙炔说法中正确的是( D ) A．丙烷、丙烯、丙炔的球棍模型分别为 可知丙烷、丙烯、丙炔的结构简式分别为C H、C H、C H 3 8 3 6 3 4 B．相同物质的量的三种物质完全燃烧，生成的气体在标准状况下体积比为3︰2︰1 C．丙烷、丙烯、丙炔三种物质相对密度不断增大 D．丙烷分子中碳链是锯齿形的，不是简单的直线排列 [解析] 根据球棍模型确定结构简式分别为 CH—CH—CH 、CH—CH===CH ， 3 2 3 3 2 CH≡CCH，A错误；相同物质的量的三种物质完全燃烧，生成的气体在标准状况下为CO， 3 2 三者C原子数相同，所以生成CO 体积比为1︰1︰1，故B错误；丙烷、丙烯、丙炔三种物质 2在常温常压下均为气体，由pV＝nRT得ρ＝，故T、p一定时，密度与摩尔质量M成正比，故相 对密度逐渐降低，故C错误；丙烷中的碳原子是sp3杂化，碳原子空间结构是锯齿形的，故D 正确。 (2)(2022·山东潍坊模拟)有8种物质：①乙烷；②乙烯；③乙炔；④苯；⑤甲苯；⑥溴乙烷； ⑦聚丙烯；⑧环己烯。其中既不能使酸性KMnO 溶液褪色，也不能与溴水反应使溴水褪色的 4 是( C ) A．①②③⑤ B．④⑥⑦⑧ C．①④⑥⑦ D．②③⑤⑧ [解析] 甲苯能使酸性KMnO 溶液褪色；乙烯、乙炔、环己烯既能使酸性KMnO 溶液褪 4 4 色又能与溴水反应使溴水褪色；乙烷、苯、溴乙烷、聚丙烯既不能使酸性KMnO 溶液褪色也 4 不能与溴水反应而使溴水褪色。 〔对点集训2〕 (1)(双选)螺环烃是指分子中两个碳环共用一个碳原子的脂环烃。 是其 中的一种。下列关于该化合物的说法正确的是( BD ) A．该分子中有3个手性碳原子 B．所有碳原子不可能处于同一平面 C．是3－甲基环丁烯( )的同系物 D．一氯代物有四种 [解析] 该分子中有2个手性碳原子(环上与甲基相连的2个碳原子)，A项不正确；两环 共用的碳原子及周围的4个碳原子，这5个碳原子不可能处于同一平面，B项正确；3－甲基 环丁烯( )与 的碳碳双键数目、环的数目都不相同，二者不互为同系物，C项不正确； 分子为 对称结构，两环共用的碳原子上没有氢原子，其一氯代物有四种，D项正确。 (2)(2022·河北石家庄阶段性训练)R.F.Heck、Ei－ichi Negishi和Akira Suzuki三名科学家 因在钯(Pd)催化交叉偶联反应研究领域作出了杰出贡献，获得2010年诺贝尔化学奖，其中 Heck反应的历程如图所示，下列说法错误的是( B ) A．Heck反应的总反应类型为取代反应 B． 中最多有6个原子共平面 C． 可使溴水或酸性KMnO 溶液褪色 4 D．若RX为CHCHBr，则 的同类别同分异构体还有4种(不考虑立体异构) 3 2 [解析] Heck反应是指卤代烃与活化不饱和烃在钯催化下，生成反式产物的反应，R－ X＋R CH===CH ―→R CH===CHR＋HX，所以反应为取代反应，A项正确； 中，烯平面上共 1 2 1 有6个原子共平面，由于单键可以旋转，所以甲基上的一个C—H键可以通过旋转与碳碳双 键共面，所以最多有7个原子共平面，B项错误； 中存在碳碳双键，故可以与溴水发生加成 反应使其褪色，也可以被酸性KMnO 溶液氧化，从而使酸性KMnO 溶液褪色，C项正确；若 4 4 RX为CHCHBr，则 为 ，要确定与其同类别的同分异构体，则只考虑烯烃，5个碳原子的骨 3 2 架有C—C—C—C—C、 三种情况，而第三种情况不存在烯烃，故不考虑，所以不考虑立体异 构， 的同类别同分异构体还有 4种，D项正确。[微点拨] 烃常见反应类型的特点 (1)取代反应。特点：有上有下，包括卤代反应、硝化反应、水解反应、酯化反应等。 (2)加成反应。特点：只上不下，反应物中一般含有不饱和键，如碳碳双键、碳碳三键、苯 环等。 (3)加聚反应。全称为加成聚合反应，即通过加成反应聚合成高分子化合物，除具有加成 反应特点外，生成物一定是高分子化合物。 微考点3 乙烯、乙炔的实验室制法 典例3 (2022·福建宁德模拟)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的是( C ) 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 [解析] 利用无水乙醇和浓硫酸加热发生消去反应生成乙烯，装置Ⅰ是制备乙烯的发生 装置，可以实现，选项A不符合；二氧化碳和二氧化硫是酸性氧化物，乙烯中的二氧化碳、二 氧化硫，可以通过氢氧化钠溶液除去，利用装置Ⅱ除去乙烯中的CO 和SO ，可以实现，选项 2 2 B不符合；排水法收集难溶气体，导气管应短进长出，装置Ⅲ中气体流向是长进短出，不能收 集到气体，不能实现收集乙烯，选项C符合；1,2－二溴乙烷的沸点为131.4 ℃，熔点为9.79 ℃，冷水中乙烯和溴的四氯化碳溶液发生加成反应，溶液颜色变浅或消失，观察到明显现象， 可以利用装置Ⅳ验证乙烯的不饱和性，选项D不符合。 〔对点集训 3〕 (1)(2022·湖北黄冈模拟)已知：实验室制备乙烯的反应为 CHCHOH――→CH===CH ↑＋HO，生成的乙烯中混有CO、SO 等杂质。实验小组用如 3 2 2 2 2 2 2 下装置制备并收集乙烯(尾气处理略去)，下列说法正确的是( C ) A．配制①中混合液时，应将乙醇加入浓HSO 中 2 4 B．应先加入药品后，再检验装置的气密性、加热 C．试剂X可选择NaOH溶液 D．④和⑤均适宜作为收集装置 [解析] 配制①中混合液时，应将浓HSO 加入乙醇中，选项A错误；应在加入药品前 2 4 检验装置的气密性，选项B错误；NaOH溶液可吸收CO、SO 等杂质，选项C正确；乙烯密度 2 2 与空气非常接近，用排空气法收集会导致收集的气体不纯，④不适宜作为收集装置，选项D 错误。 (2)(2022·新疆哈密模拟)实验室用乙醇制取乙烯，用电石(主要成分为CaC ，含少量CaS) 2 制取乙炔。 ①实验室制取乙烯的化学方程式为_CHCH OH ――→ CH == =CH ↑ ＋ H O__，可用于制 3 2 2 2 2 取乙烯的发生装置是_b__。(选填编号)②制备乙烯气体时，常因温度过高而观察到溶液变黑，同时能闻到有刺激性气味的气体 生成。在乙烯气体的制备过程中，浓硫酸没有体现的性质是_d__。 a．吸水性 b．脱水性 c．强氧化性 d．酸性 有同学设计下列实验确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。 上图中A、B、C、D装置盛放的试剂分别是(根据需要进行选择，填标号)： A_a__，B_b__，C_a__，D_d__。 a．品红溶液 b．NaOH溶液 c．浓硫酸 d．酸性高锰酸钾溶液 ③实验室制备乙炔的化学反应方程式为_CaC ＋ 2H O ― → Ca(OH) ＋ HC ≡ CH ↑ __。实 2 2 2 验室制乙炔时为避免电石和水反应过于剧烈，除用分液漏斗控制滴速外，通常还可用_饱和 食盐水__代替水。为除去乙炔中混有的少量硫化氢杂质，可将气体通过_ c 、 d __(选填编号)。 a．酸性KMnO 溶液 b．CCl 4 4 c．NaOH溶液 d．CuSO 溶液 4 [解析] ①实验室用乙醇制取乙烯，乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃发生消去反应 生成乙烯和水，反应的化学方程式为CHCHOH――→CH===CH ↑＋HO；该反应属于液 3 2 2 2 2 液加热的反应，反应中应使温度迅速升温到170 ℃，防止副反应发生，实验时应使用温度计 插入反应液控制反应温度，故选装置b制备乙烯；制备乙烯气体时，浓硫酸起催化剂和脱水 剂的作用；因浓硫酸具有脱水性，温度过高使乙醇脱水碳化而观察到溶液变黑；因浓硫酸具 有强氧化性，加热条件下与脱水碳化生成的碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，能闻到刺 激性气味，浓硫酸没有体现的性质是酸性；确认混合气体中有乙烯和二氧化硫时，应注意二 氧化硫会干扰乙烯的检验，则A中盛有品红溶液，检验混合气体中的二氧化硫；B中盛有氢 氧化钠溶液，除去二氧化硫；C中盛有品红溶液，确认二氧化硫已经完全除去；D中盛有酸性 高锰酸钾溶液，检验混合气体中的乙烯；实验室用电石与水反应制备乙炔，电石的主要成分 是 CaC ，CaC 与水反应生成氢氧化钙和乙炔，反应的化学方程式为 CaC ＋ 2 2 2 2HO―→Ca(OH) ＋C H↑；实验室制乙炔时为避免电石和水反应过于剧烈，除用分液漏斗 2 2 2 2 控制滴速外，通常还可用饱和食盐水代替水，达到获得平稳乙炔气流的目的；可利用硫化氢 能与氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的性质，将气体通过氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液除去 乙炔中混有的少量硫化氢杂质。 微考点4 烃类燃烧规律 典例4 (2022·山东泰安模拟)120 ℃时，某混合烃与过量O 在一密闭容器中完全反应， 2 测知反应前后的压强没有变化，则该混合烃可能是( B ) A．CH 和C H B．CH 和C H 4 2 6 4 2 4 C．C H 和C H D．C H 和C H 2 4 2 6 3 4 3 6 [解析] 设该混合烃的平均分子组成为CH，燃烧的化学方程式为CH＋O―→xCO x y x y 2 2＋HO，温度保持在120 ℃，水为气体，若反应前后压强保持不变，则1＋x＋＝x＋，解得：y＝ 2 4，故混合烃平均分子组成满足4个H原子即可。 〔对点集训4〕 (1)(2022·福建龙岩模拟)等质量的下列烃完全燃烧，消耗O 最多的是( 2 B ) A．C H B．C H 3 6 2 6 C．C H D．C H 6 6 3 8 [解析] 已知反应关系式：4H～O～2HO，C～O～CO，则有4 g H消耗1 mol O 12 g 2 2 2 2 2, C消耗1 mol O ，可知等质量的烃完全燃烧时，烃分子中氢元素的质量分数越大，耗氧量越大。 2 A、B、C、D中烃的最简式可分别写作CH 、CH 、CH、CH ，则氢元素质量分数： 2 3 2.67 C H>C H>C H>C H，所以耗氧量最大的是C H，B正确。 2 6 3 8 3 6 6 6 2 6 (2)(2022·山东济南模拟)两种气态烃的混合物6.72 L(标准状况)，完全燃烧生成0.48 mol CO 和10.8 g H O，则该混合烃中( C ) 2 2 A．一定不存在乙烯 B．一定不存在甲烷 C．一定存在甲烷 D．一定存在乙烯 [解析] 混合物的物质的量为＝0.3 mol，燃烧产物中所含有的碳、氢原子的物质的量分 别为n(C)＝0.48 mol，n(H)＝2×＝1.2 mol，则1 mol该混合物中含1.6 mol C、4 mol H，即平均 分子式是C H，根据平均碳原子数推得一定有甲烷，而甲烷的氢原子数是4，混合物的平均 1.6 4 氢原子数也是4，则另一种烃是碳原子数大于或等于2、氢原子数等于4的气态烃，即可能有 C H 或C H。 2 4 3 4 萃取精华： 烃的燃烧规律 1 烃的组成与燃烧产物的关系。 ①质量相同的烃(CH)，越大，则生成的CO 越多；若两种烃最简式相同，则质量相同时 x y 2 生成的CO 和HO的量均分别相等。 2 2 ②碳元素质量分数相同的有机化合物(最简式可以相同，也可以不同)，只要总质量一定， 以任意比例混合，完全燃烧后产生的CO 的量总是一个定值。 2 ③若两种不同的有机化合物完全燃烧时生成的CO 和HO的物质的量之比相同，则它 2 2 们分子中碳原子和氢原子的个数比相同。 2 烃完全燃烧耗氧量大小的比较。 ①等质量的烃(CH)完全燃烧，耗氧量与碳元素的质量分数(或氢元素的质量分数)有关， x y 碳元素的质量分数越小(或氢元素的质量分数越大)，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等物质的量的烃完全燃烧时，耗氧量取决于值的大小，其值越大，耗氧量越多。 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。 3 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 x y 2 2 2 时：ΔV＝V －V ＝－1。 后 前 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。 微考点5 化石燃料的综合利用 典例5 (2020·浙江1月选考，10)下列说法不正确的是( B ) A．天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料 B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化 C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油 D．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能 [解析] 煤的气化的主要反应是碳与水蒸气在高温下反应生成CO和H，即煤的气化属 2 于化学变化；煤可以直接液化，使煤与氢气作用生成液体燃料，煤也可以间接液化，一般是先 转化为一氧化碳和氢气，然后在催化剂的作用下合成甲醇等，即煤的液化也属于化学变化，B 项错误。 (2)某研究性小组为了探究石蜡油分解的产物，设计了如下实验方案。下列说法错误的是 ( C ) A．石蜡油是石油减压蒸馏的产物 B．碎瓷片加快了石蜡油的分解 C．酸性高锰酸钾溶液褪色说明生成了乙烯 D．溴的四氯化碳溶液褪色是因为发生了加成反应 [解析] 石油在常温下分馏得煤油、柴油、重油等馏分，然后以重油为原料经减压蒸馏 可得到石蜡油，A正确；碎瓷片作催化剂，降低了反应的活化能，从而加快了石蜡油分解的速 率，B正确；能使酸性高锰酸钾溶液褪色的不一定是乙烯，酸性高锰酸钾溶液褪色只能说明 石蜡油分解生成了烯烃，C错误；石蜡油分解得到烯烃和烷烃，其中烯烃与溴的四氯化碳溶 液发生加成反应，D正确。 [微点拨] 化学中的“三馏”“两裂”比较 (1)化学中的“三馏”。 名称 干馏 蒸馏 分馏 隔绝空气、加强热，高 根据液态混合物中各组 原理 与蒸馏原理相同 温下使物质分解 分沸点不同进行分离 产物为单一组分的纯净 产物为沸点相近的各 产物 产物为混合物 物 组分组成的混合物变化 化学变化 物理变化 物理变化 类型 (2)化学中的“两裂”。 名称 定义 目的 在一定条件下，把相对分子质量大、 提高轻质油的产量，特别是提高汽油 裂化 沸点高的烃断裂为相对分子质量小、 的产量 沸点低的烃 在高温下，使长链的烃断裂成各种短 裂解 获得短链不饱和烃，用作化工原料 链的气态烃和少量液态烃 〔对点集训5〕 (1)(2022·山东日照校际期末联合考试)化学与生活密切相关，下列说法 错误的是( A ) A．编织渔网的尼龙绳的主要成分是纤维素 B．煤干馏可以得到甲烷、苯和氨等重要化工原料 C．萃取溴水中的溴单质不能用裂化汽油 D．冬季用汽车玻璃水能防冻是因为添加了酒精、乙二醇 [解析] 编织渔网的尼龙绳的主要成分是合成纤维，是己二酸和己二胺缩聚而成的高分 子化合物，A项错误；煤干馏可以得到甲烷、苯和氨等重要化工原料，B项正确；溴与裂化汽 油中的碳碳双键反应，则萃取溴水中的溴单质不能用裂化汽油，C项正确；酒精、乙二醇能降 低液体的冰点，则冬季用汽车玻璃水能防冻是因为添加了酒精、乙二醇，D项正确。 (2)有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是( D ) 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，原子利用率均可达到100% [解析] 煤属于一次能源，A项错误；苯、甲苯、二甲苯等是煤干馏过程中生成的物质，B 项错误；干馏是在隔绝空气的条件下进行的，否则，煤就会在空气中燃烧，C项错误；水煤气 的成分是CO、H，当二者按物质的量比为1︰2反应时可得到甲醇，当二者按物质的量比为1 2 ︰1反应时可得到乙酸，D项正确。 考点二 芳香烃、苯的同系物 (对应学生用书学案P270) 必备知识·梳理夯实 1．苯的结构与性质 (1)组成和结构分子式：_C H__；结构简式：_ __。 6 6 成键特点：_介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的化学键__。 苯分子中碳原子的杂化类型为sp2，含有化学键类型有：C—H σ键，C—C σ键、C—C π 键。每个碳原子用1个sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道形成1个C—H σ键，2个sp2杂化轨道 与另两个碳原子的sp2杂化轨道形成2个C—C σ键，1个未杂化的2p轨道与其他碳原子的1 个未杂化的2p轨道形成π大π键。 空间构型：_平面正六边形__，所有原子一定在_同一平面上__，键角120°碳碳键均相同。 (2)物理性质 乙苯邻二甲苯间 二甲苯对二甲苯 _无__色_液__体 有_特殊__气味 有毒_不__溶于 水比水_小__比 水_低__颜色 (3)化学性质 ① 取 代 反 应： ②与 H 加 2 成反应：_ __ ③ 氧 化 反 应：能燃烧火焰 状态 气味 毒性 溶解性 明亮，有浓烟生 成，(但与酸性 KMnO 溶 液 不 4 反应，不能使其 褪色)。 化学方程式 为 2C H ＋ 6 6 15O――→12C 2 O＋6HO 2 2 苯的性质可 概括为“易_取 代__，难氧化，能 _加成__”。 2．苯的同系物 (1)苯的同系 物的命名： ①习惯命名 法： 以_苯__作 为母体，其他基 团作为取代基。 如 称为甲苯， 称为_乙苯__。再 如苯分子中两个 氢原子被两个甲 基取代后生成二 甲苯，有三种同 分异构体，可分 别用_邻__、_间 __、_对__表示。 ②系统命名 法： 将苯环上的 6 个 碳 原 子 编 号，可以选某个 甲基所在的碳原 子 的 位 置 为 1 号，选取最小位 次号给另一甲基 编号。如 _ 1,2 －二甲 苯__(邻二甲苯) _ 1,3 － 二 甲 苯 __(间二甲苯) _ 1,4 －二甲 苯__(对二甲苯) (2)苯的同系 物的化学性质(以甲苯为例) ①苯的同系 物化学性质可概 括为“_易取代 __、_易氧化__、 能加成”。 ②凡是苯环 所连的碳上含有 氢原子，无论侧 链多长，均被氧 化为 ，若与苯环 直接相连的碳原 子上无氢原子， 则不能使酸性 KMnO 溶 液 褪 4 色。 3．芳香烃 芳香烃 (1)芳香烃： 分子里含有一个 或多个_苯环__ 的烃，其结构特 点是含有苯环， 无论多少，侧链 可有可无，可多 可少，可长可短， 可直可环。 (2)稠环芳香 烃：通过两个或 多个苯环合并而 成的芳香烃。其 最典型的代表物 是萘( )。 (3)芳香烃在 生产、生活中的 作用：苯、甲苯、 二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要 的有机化工原 料，苯还是一种 重要的有机溶 剂。 (4)芳香烃对 环境、健康产生 影响：①油漆、涂 料、复合地板等 装饰材料会挥发 出苯等有毒有机 物；②秸秆、树叶 等物质不完全燃 烧形成的烟雾和 香烟的烟雾中含 有较多的芳香 烃，对环境、健康 产生不利影响。 4．苯环与取 代基的相互影响 (1)侧链对苯 环的影响。 ①苯的同系 物比苯更易发生 苯环上的取代反 应，苯主要发生 一元取代，而苯 的同系物能发生 邻、对位取代，如 苯与浓硝酸、浓 硫酸混合加热主 要生成硝基苯， 甲苯与浓硫酸、 浓硝酸在一定条 件下生成 2,4,6 －三硝基甲苯 (TNT 的主要成 分)。②苯的同系 物发生卤代反应 时，在光照和催 化剂的不同条件 下，卤素原子取 代氢的位置不 同。 (2)苯环对侧 链的影响：烷烃 不易被氧化，但 苯环上的烷基易 被氧化。苯的同 系物能使酸性 KMnO 溶 液 褪 4 色，而苯不能，用 此法可鉴别苯和 苯的同系物。 5．苯的同系 物的同分异构体 (1)C H ( 为 8 10 芳香烃的同分异 构体) 名称 结构密度熔沸点 简式 一氯 烃基 ___2__ ___1__ ___1__ ___1__ 代物 苯环 ___3__ ___2__ ___3__ ___1__ 种数 总和 ___5__ ___3__ ___4__ ___2__ 氢原 类型 5 3 4 2 子类 型及 比值 3︰2︰2︰2︰1 3︰1︰1 1︰6︰2︰1 3︰2 比值 (2)C H (为芳香烃的同分异构体) 9 12 ①丙苯类： ；②甲乙苯类：_ __、_ __、_ __； ③三甲苯类：_ __、_ __、_ __。 6．芳香烃对环境、健康产生影响 (1)油漆、涂料、复合地板等装饰材料会挥发出苯等有毒有机物； (2)秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾和香烟的烟雾中含有较多的芳香烃，对环境、 健康产生不利影响。 7．有机物分子中原子能否共平面的判断方法 (1)有机物分子的三个基本结构 ①甲烷 a．甲烷分子为_正四面体__结构。 b．甲烷分子中任意三个原子_共面__，所有原子一定不共平面，若用其他原子代替其中 的任何氢原子，所有原子一定不能共平面，如CHCl所有原子不在同一个平面上。 3 c．甲基上的四个原子_不共面__。 ②乙烯 a．乙烯分子中双键碳原子和与之相连的4个氢原子在同一平面上，乙烯分子为平面结构。 b．将乙烯分子中的任何氢原子换为其他原子，则所有原子仍然处于_同一平面内__。如： CH===CHCl分子中所有原子共平面。 2 ③苯 a．苯分子中6个碳原子与6个氢原子在_同一平面上__，为平面结构。 b．将苯分子中的任何氢原子换为其他原子，则所有原子仍然处于_同一平面内__。如溴 苯( )分子中所有原子共平面。 (2)判断方法 ①复杂有机物分子的共面问题可视为以上三个基本结构的组合。如甲苯为①与③的组 合。 ②碳碳单键能_旋转__，而碳碳双键不能_旋转__。 ③凡有机物分子结构中有碳的4条单键结构(如—CH、—CH—等)，则所有原子一定不 3 2 在_同一平面上__。 (3)分析分子中原子共线、共面的基本规律 ①任何两个直接相连的碳原子在同一直线上。②当碳原子之间或碳原子与其他原子之 间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。CH===CH 、 2 2 HC===O所有原子处于同一平面上。 2 ③当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成三键时，形成三键的原子以及与之直接 相连的原子均在同一直线上。 ④与苯环直接相连的碳原子或其他原子与苯环在同一平面上。1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)符合通式C H (n≥6)的烃一定是苯的同系物。( × ) n 2n－6 (2)苯不能使酸性KMnO 溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应。( × ) 4 (3)用溴水鉴别苯和正己烷。( × ) (4)用酸性KMnO 溶液区别苯和甲苯。( √ ) 4 (5)在浓硫酸存在下，苯与浓硝酸共热生成硝基苯的反应属于取代反应。( √ ) (6)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同。( √ ) (7)苯能在一定条件下跟H 加成生成环己烷，说明苯分子中存在碳碳双键。( × ) 2 (8)符合分子式C H ，属于芳香烃的同分异构体有4种，且苯环上的一氯取代物只有一 8 10 种的有1种。( √ ) (9)苯的邻二取代物不存在同分异构体。( √ ) [提示] 苯环上的碳完全相同，苯的6个氢原子处于相同的化学环境，苯的邻二取代物 只有一种。 (10)苯的同系物与溴在光照条件下取代发生在侧链上。( √ ) [提示] 苯的同系物侧链是烷基，类似甲烷，光照条件下可与溴发生取代反应，若取代 苯环上的氢原子则需要铁作催化剂。 (11) 属于苯的同系物。( × ) (12)苯不能使酸性KMnO 溶液褪色，而甲苯可以，是苯环对侧链的影响。( √ ) 4 (13)分子式为C H 的芳香烃，不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO 溶液褪色，分子结 10 14 4 构中含一个烷基，则此烷基的结构有4种。( × ) (14)苯与溴水充分振荡后，溴水褪色说明苯分子中的碳原子没有饱和。( × ) [提示] 苯通过萃取可使溴水褪色，为物理过程。 (15)对二甲苯属于饱和烃。( × ) [提示] 对二甲苯分子式为C H ，属于不饱和烃。 8 10 (16)甲苯与氯气光照条件下，主要产物是2,4－二氯甲苯。( × ) [提示] 甲苯与氯气光照条件下，发生甲基上的取代反应。 (17)苯的二氯代物有三种。( √ ) [提示] 苯的二氯代物有邻、间、对三种。 (18)己烯中混有少量甲苯，先加入足量溴水，然后加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色， 则证明己烯中混有甲苯。( √ ) [提示] 己烯中混有少量甲苯，先加入足量溴水，己烯完全反应，然后加入酸性高锰酸 钾溶液，若溶液褪色，则证明己烯中混有甲苯。 (19)C H 与 的最简式相同。( √ ) 2 2 [提示] 两者最简式均为CH。 (20)分子式为C H 的苯的同系物有7种同分异构体。( × ) 9 12[提示] 分子式为C H 且属于苯的同系物的同分异构体有8种，分析如下： 9 12 ①如有一个取代基，结构有 和 两种。 ②如有两个取代基，则结构有 ， 三种。 ③如有三个取代基，则结构有 、 三种，故共计8种。 2．深度思考： (1)某芳香烃的分子式是C H ，它可能有的同分异构体共_4__种，其中_ 对二甲苯 ( )__在 8 10 苯环上的一氯代物只有一种(写结构简式)。 (2)有下列物质：①乙苯，②环己烯，③苯乙烯，④对二甲苯，⑤叔丁基苯。 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是_⑤__，能使溴的四氯化碳溶液褪色的是_②③__。 (3)菲的结构简式为 ，它与硝酸反应，可生成_5__种一硝基取代物。 [提示] (1)芳香烃C H 的同分异构体共4种，其中对二甲苯( )在苯环上的一氯代物只 8 10 有一种。 (2)⑤ ②③ (3)菲是对称结构，它与硝酸反应生成5种一硝基取代物。 考点突破·训练提升 微考点1 芳香烃的结构与性质 典例1 (1)(2022·陕西渭南质量检测)(双选)泉州69.1吨“碳九”产品泄漏入海，造成水 体污染。“碳九”是在石油提炼时获得一系列含碳数量在9左右的碳氢化合物。“碳九”包 括裂解“碳九”和重整“碳九”，后者中的芳香烃含量较高。下列有关说法不正确的是( BC ) A．若将“碳九”添加到汽油中，可能会使汽油燃烧不充分而形成积炭 B．石油最主要的用途是提炼汽油和柴油，“碳九”的沸点低于汽油和柴油 C．分子式为C H ，且含有一个苯环的物质共有9种 9 12 D．间三甲苯( )分子中所有碳原子都在同一平面 [解析] 汽油属于轻质油，碳原子一般在C ～C 之间，重整“碳九”中的芳香烃含量较 5 11 高，将“碳九”加入到汽油中，可能会使汽油燃烧不充分而形成积炭，A项正确；石油最主要 的用途是提炼汽油和柴油，汽油属于轻质油，碳原子一般在C ～C 之间，含碳数量在9左右 5 11 的碳氢化合物，属于混合物，没有固定的熔、沸点，B项错误；分子式为C H ，且含有一个苯 9 12 环，则取代基可以是一个丙基，丙基有两种结构；取代基可以是一个甲基和一个乙基，有邻、 间、对三种结构，还可以是三个甲基，和苯环相连有三种结构，则含有一个苯环的物质共有8 种，C项错误；间三甲苯( )分子中，苯环上的所有原子在同一平面，与苯环直接相连的所有原 子与苯环共面，则与苯环直接相连的三个碳原子与苯环共面，所有碳原子都在同一平面，D 项正确。 (2)人们对苯及芳香烃的认识有一个不断深化的过程。回答下列问题： ①由于苯的含碳量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出分子式为C H 的一种 6 6 含两个三键且无支链的链烃的结构简式：_ HC ≡ C—C ≡ C—CH —CH ( 合理即可 ) __。 2 3 ②已知分子式为C H 的有机物有多种，其中的两种为： 6 6(Ⅰ) 和(Ⅱ) 。 A．这两种结构的区别表现在以下两方面： 定性方面(即化学性质方面)：Ⅱ能_ab__(填字母)，而Ⅰ不能。 a．被高锰酸钾酸性溶液氧化 b．与溴水发生加成反应 c．与溴发生取代反应 d．与氢气发生加成反应 定量方面(即消耗反应物的量方面)：1 mol C H 与H 加成时：Ⅰ需_3__mol，而Ⅱ需 6 6 2 _2__mol。 B．今发现C H 还可能有一种如图所示的立体结构，该结构的二氯代物有_3__种。 6 6 ③萘也是一种芳香烃，它的分子式是C H，请你判断它的结构简式可能是_C__(填字母)。 10 8 ④萘的结构简式不能解释的事实是_a__(填字母)。 a．萘不能使高锰酸钾酸性溶液褪色 b．萘能与H 发生加成反应 2 c．萘分子中所有原子在同一平面上 ⑤现代化学认为，萘分子中碳碳键是_介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键__。 [解析] 本题考查的是有机物结构简式的书写及结构对性质的影响。①按题中要求写出 一种即可。②A．由于Ⅱ中存在碳碳双键，故Ⅱ可被高锰酸钾酸性溶液氧化，也能与溴水发生 加成反应，而苯中存在特殊的键不能发生上述反应，故应选ab；由于苯环上加氢后形成环己 烷(C H )，故需3 mol H ，而Ⅱ分子中有两个碳碳双键，故需2 mol H 。B．根据对称性即可写 6 12 2 2 出(如图所示) 。③根据分子式可推断其结构简式。④由于含有不饱和键，故不能解释萘不能 使高锰酸钾酸性溶液褪色的事实。⑤萘中的碳碳键应与苯中的碳碳键相同。 〔对点集训1〕 (1)关于化合物2－苯基丙烯( )，下列说法正确的是( B ) 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 [解析] 化合物2－苯基丙烯中含有苯环和碳碳双键，所以可以使稀高锰酸钾溶液褪色， A不正确；含有碳碳双键可以发生加成聚合反应，B正确；由于碳碳双键和苯环之间是单键且 分子中含有甲基，所以所有原子不可能共平面，C不正确；该有机物属于烃，不易溶于水。 (2)(2022·湖南长沙模拟)苯乙烯转化为乙苯的反应为 下列相关分析正确的是( D ) A．Ⅰ→Ⅱ属于取代反应 B．可用CCl 分离Ⅰ和Ⅱ的混合物 4C．Ⅰ和Ⅱ都属于苯的同系物 D．可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ [解析] Ⅰ→Ⅱ属于加成反应，A项错误；Ⅰ和Ⅱ均为有机物，均溶于四氯化碳，不可用 CCl 分离Ⅰ和Ⅱ的混合物，B项错误；Ⅱ属于苯的同系物，但Ⅰ不属于苯的同系物，C项错误； 4 Ⅰ中碳碳双键可以与溴发生加成反应，但Ⅱ不能，可以用溴水鉴别Ⅰ和Ⅱ，D项正确。 (3)(双选)已知苯可以进行如下转化： 下列叙述正确的是( BC ) A．①、②反应发生的条件均为光照 B．化合物M与L不互为同系物 C．用蒸馏水可鉴别苯和化合物K D．化合物L只能发生加成反应，不能发生取代反应 [解析] A．反应①为苯的取代，反应条件为溴、铁或溴化铁作催化剂，故A错误；B．化 合物M的分子式为C H 与L的分子式为C H ，不满足同系物的定义，两者不是同系物，故 6 12 6 10 B正确；C．化合物K为溴苯，溴苯的密度比水大，苯的密度比水小，用蒸馏水可鉴别苯和溴 苯，故C正确；D．化合物L中有碳碳双键能发生加成反应，其他碳原子上的氢也可以被取代， 发生取代反应，故D错误。 萃取精华： 苯的同系物与苯的性质比较 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。 苯的同系物被酸性KMnO 溶液氧化的规律： 4 ①苯的同系物或芳香烃侧链为烃基时，不管烃基碳原子数为多少，只要直接与苯环相连 的碳原子上有氢原子，均能被酸性KMnO 氧化为羧基，且羧基直接与苯环相连。 4 ②并不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO 溶液褪色，如 就不能，原因是与苯环直接 4 相连的碳原子上没有氢原子。 微考点2 芳香烃的同分异构体 典例2 下列有关同分异构体数目的叙述中，错误的是( C ) A．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有6种 B．分子式为C H 的烃，有4种属于芳香烃的同分异构体 8 10 C．乙苯的同分异构体共有3种 D．菲的结构简式为 ，它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物 [解析] 甲苯苯环上有3种氢原子，含3个碳原子的烷基有正丙基、异丙基2种，所以所 得产物有3×2＝6种，故A项正确；分子式为C H 的芳香烃，分子中含有1个苯环，故侧链 8 10 为烷基，若有1个侧链，则为—CHCH，有1种结构，若有2个侧链，则为2个—CH，有邻、 2 3 3间、对3种结构，符合条件的结构共有4种，故B项正确；乙苯含有苯环的同分异构体二甲苯 就有邻、间、对3种，还有多种不含苯环的同分异构体，故C项错误； 为对称结构，有如图所 示的5种H原子： ，所以与硝酸反应可生成5种一硝基取代物，D项正确。 〔对点集训2〕 (2022·湖南长沙模拟)以一个丁基(—C H)取代联三苯( )分子中的一个 4 9 氢原子，所得的同分异构体数目为( D ) A．18 B．28 C．24 D．20 [解析] 结构中共有 5 种氢原子；—C H 有四种结构：—CHCHCHCH ，— 4 9 2 2 2 3 CH(CH )CHCH，—CHCH(CH )CH，—C(CH)，因此以一个丁基(—C H)取代联三苯( )分 3 2 3 2 3 3 3 3 4 9 子中的一个氢原子，所得同分异构体数目为5×4＝20。 微考点3 有机物共线、共面问题 典例3 (1)下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是( D ) A．甲苯 B．乙烷 C．丙炔 D．1,3－丁二烯 [解析] 本题考查了常见有机物的立体构型。甲苯、乙烷和丙炔(CHC≡CH)中都含有甲 3 基，甲基碳原子为饱和碳原子，其上连接的4个原子构成四面体结构，则甲苯、乙烷、丙炔分 子中的所有原子不可能共平面；1,3－丁二烯(CH===CHCH===CH )分子相当于两个乙烯基 2 2 通过碳碳单键相连接，由于单键可旋转，若两个乙烯基所在的平面重合时，1,3－丁二烯 (CH===CHCH===CH )分子中的所有原子就可共平面。故D项正确。 2 2 (2)某有机物结构简式为 ，关于该有机物的空间构型下列说法中正确的是( B ) A．该分子中所有的碳原子均可能处于同一平面上 B．该分子中一定共面的碳原子数至少为8个 C．该分子中至少有9个碳原子处于同一条直线上 D．该分子中可能处于同一平面的原子总数最多为16个 [解析] 将此有机物中部分碳原子按如图所示编号， ，其中，1、2、3、8号这4个碳原子 不可能在同一平面上，故A错误；该分子中，碳碳三键中的3、4号碳与双键中的5、6号碳一 定在同一平面上，与3号碳相连的2号碳一定在这个平面内，与6号碳相连的苯环上的碳以 及其对位上的碳和7号碳一定在同一平面内，故在同一平面内的碳原子数最少是8个，故B 正确；乙炔中所有原子共直线，故最多有4个碳原子在同一条直线上，故C错误；2、3、4、5、 6、7号碳以及苯环所有的原子可以在同一平面内，故可能处于同一平面的原子数大于16个， 故D错误。 〔对点集训3〕 (1)下列叙述正确的是( B ) A．丙烷分子中3个碳原子一定在同一条直线上 B．甲苯分子中7个碳原子都在同一平面上 C．乙烷分子中碳原子和全部氢原子可能在同一平面上 D．2－丁烯( )分子中4个碳原子可能在同一条直线上[解析] 分子中：1,3号碳原子和2号碳上的两个氢原子，可看作是2号碳形成的四面 体结构，三个碳原子只共面但一定不共线，A不正确。甲苯分子中—CH 里的碳原子占据了苯 3 分子中一个H原子的位置，所以甲苯分子中7个碳原子都在同一平面上，B正确。烷烃分子 中的C、H原子形成的是类似于甲烷的四面体结构，乙烷分子中碳原子和全部氢原子不可能 在同一平面上，C不正确。2－丁烯( )可看作1,4碳原子取代乙烯分子中的两个氢原子所形成 的结构，4个碳原子在同一个平面内，但是不可能在同一条直线上，D不正确。 (2)已知C—C可以绕键轴旋转。结构简式为 的烃的下列说法正确的是( D ) A．分子中最多有16个原子处于同一平面上 B．该烃的一氯代物最多有4种 C．该烃是苯的同系物 D．分子中至少有9个碳原子处于同一平面 [解析] 由结构简式可知，分子中含2个苯环，苯环为平面结构，直接与苯环相连的原子 与苯环在同一平面内，结合对称性分析。A．由于苯环是平面形结构，碳碳单键可以旋转，所 以分子中最多有24个原子处于同一平面上，A错误；B．碳碳单键可以绕键轴旋转，由对称性 可知，苯环上四种H、甲基上一种H，其一氯代物最多有5种，B错误；C．苯的同系物只有1 个苯环，该物质不属于苯的同系物，C错误；D．所有C原子可能共面，但对某一苯环，苯环中 6个C、与苯环相连甲基上的C、另一苯环上的与苯相连的C及对位C一定共面，即至少有9 个C原子共面，D正确。 (3)(2022·广东深圳模拟)关于有机物 a( )、b( )、c( )的说法正确的是( C ) A．a、b、c的分子式均为C H 8 8 B．a、b、c均能与溴水发生反应 C．a、b、c中只有a的所有原子可能处于同一平面 D．a、b、c的一氯代物中，b有1种，a、c均有5种(不考虑立体异构) [解析] a、b的分子式均为C H，c的分子式为C H ，A错误；a、c分子中均含有碳碳双 8 8 8 10 键，能与溴水发生加成反应，b中不含不饱和键，不能与溴水发生反应，B错误；b、c中均含有 饱和碳原子，所有原子不能处于同一平面，C正确；c的一氯代物有7种，D错误。 萃取精华： 1 判断分子中共线、共面原子数的技巧 (1)审清题干要求 审题时要注意“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等关键词 和限制条件。 (2)熟记常见共线、共面的官能团 ①与三键直接相连的原子共直线，如—C≡C—、—C≡N。 ②与双键和苯环直接相连的原子共面，如 、 、 。 (3)单键的旋转思想 有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键，均可绕键轴自由旋转。但是形成双键和三键的原子不能绕轴旋转，对原子的空间结构具有“定格”作用。 2 判断芳香烃同分异构体数目的两种有效方法 (1)等效氢法。 “等效氢”就是有机化合物分子中处于相同位置的氢原子，等效氢中的任一氢原子，若 被相同取代基取代，所得产物都属于同种物质；分子中完全对称的氢原子也是“等效氢”。 例如甲苯和乙苯的苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对)： (2)定一(或定二)移一法。 苯环上连有两个原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种同分 异构体；苯环上连有三个原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐 一插入第三个原子或原子团，这样就能写全含有苯环的同分异构体。 例如二甲苯的苯环上一氯代物的同分异构体数目的判断： 2＋3＋1＝6，共有6种。 本讲要点速记： 1．牢记四个化学方程式 (1)CH ＋Cl――→CHCl＋HCl 4 2 3 (2)CH ===CH ＋Br ―→CHBr—CHBr 2 2 2 2 2 (3)CH ===CH ＋H—OH――→CHCHOH 2 2 3 2 2．烃类常考的三类反应 (1)取代反应：烷烃、苯环的卤代反应。 (2)加成反应：含碳碳双键、碳碳三键的有机物与X、HX、H、HO等的加成，含苯环的有 2 2 2 机物与H 加成。 2 (3)氧化反应：有机物的燃烧，烯烃、炔烃、苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧 化。 3．烃的性质 (1)烷烃：氧化反应、取代反应、分解反应。 (2)烯烃和炔烃：氧化反应、加成反应、加聚反应。 (3)芳香烃：取代反应、氧化反应、加成反应。 ①苯：易取代，能加成，难氧化。 ②苯的同系物：易取代，能加成，能氧化。 4．(1)一种特殊化学键：苯环中碳原子之间是一种介于单键和双键之间的独特的键。 (2)两种双重性——“苯的同系物”兼具苯和烷烃的性质；“加聚反应”以加成方式实 现聚合功能。 (3)两种官能团： 、—C≡C—，苯环不属于官能团。 (4)四种烃——烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃。第29讲 烃的衍生物 高考备考导航 学科核心素养 1．写出烃的衍生物的官能团、简单代表物的 结构简式和名称；能够列举各类有机化合物 的典型代表物的主要物理性质。 2．描述和分析各类有机化合物的典型代表物 1．宏观辨识与微观探析：认识烃的衍生物的 的重要反应，能书写相应的反应方程式。 多样性，并从官能团角度认识烃的衍生物的 3．基于官能团、化学键的特点与反应规律分 组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性 析和推断含有典型官能团的有机化合物的化 质”的观念。 学性质。根据有关信息书写相应的反应方程 2．证据推理与模型认知：具有证据意识，能基 式。 于证据对烃的衍生物的组成、结构及其变化 4．综合应用有关知识完成推断有机化合物、 提出可能的假设。能运用相关模型解释化学 检验官能团、设计有机合成路线等任务。 现象，揭示现象的本质和规律。 5．参与环境保护等与有机化合物性质应用相 关的社会性议题的讨论，并作出有科学依据 的判断、评价和决策。 考点一 卤代烃 (对应学生用书学案P275) 必备知识·梳理夯实 1．卤代烃的定义及命名 (1)定义 烃分子里的氢原子被_卤素原子__取代后生成的产物。官能团为_—X__，饱和一元卤代 烃的通式为！！！！ C H X 。 n 2n＋1 (2)命名 ①含卤素原子所连的碳原子数最多的碳链为主链，称为“某卤代烃”； ②从距离卤素原子所连的碳原子最近的一端给主链碳原子编号； ③将卤素原子所连的碳原子位置写在“某卤代烃”之前。 如 的名称分别为_ 2 －氯丁烷 __、_氯乙烯__、_ 1,2 －二溴乙烷 __。 2．卤代烃的物理性质 3．卤代烃的化学性质(水解反应与消去反应) (1)水解反应(取代反应)： ①反应条件为_ 强碱 ( 或 NaOH ) 的水溶液、加热 __。 ② CHCHCHBr 在碱性条件(NaOH 溶液)下水解的化学方程式为_CHCHCH Br ＋ 3 2 2 3 2 2NaOH ――→ CH CHCH OH ＋ NaBr __。 3 2 2 (2)消去反应： ①定义：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如HO、HBr 2 等)，从而生成_ 含不饱和键 ( 如双键或三键 )__化合物的反应。 ②反应条件为_ 强碱 ( 如 NaOH ) 的乙醇溶液、加热 __。 ③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为_C H Br ＋ NaOH ――→ CH == =CH ↑ ＋ NaB r ＋ 2 5 2 2 HO__。 2 (3)卤代烃的水解反应与消去反应的比较： 反应 水解反应(取代反应) 消去反应 类型 反应 加碱的水溶液加热 加碱的醇溶液加热 条件 断键 方式 反应 卤代烃分子中的卤原子被水 相邻的两个碳原子间脱去小分子 ， 本质 中的羟基所取代生成醇，反应 反应通式CHCX＋NaOH――→ ＋ 和通 的通式：R—X＋ NaX＋HO 2 式 NaOH――→R—OH＋NaX 产物 引入—OH，生成含—OH的 消去H、X，生成物中含有碳碳双键或 特征 化合物 碳碳三键的不饱和化合物 [微点拨] (1)所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应。 (2)与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子或与卤素原子相连的碳有邻位碳原子但邻位碳 原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。如CHCl、 均不能发生消去反应。 3 (3) 型卤代烃，发生消去反应可以生成 C—R≡C—R，如 BrCHCHBr＋ 2 2 2NaOH――→CHCH↑＋2NaBr＋2HO。 2 4．卤代烃对环境、健康产生的影响 氟氯烃在平流层中破坏臭氧层，是造成臭氧空洞的主要原因。 5．卤代烃的获取方法 (1)取代反应(写出反应的化学方程式)。 甲烷与氯气反应生成一氯甲烷： _CH ＋ C l ――→ CH Cl ＋ HCl __； 4 2 3 苯与溴的取代反应： _ __； 乙醇与HBr反应： _CHCH OH ＋ HBr ――→ CH CH Br ＋ H O__。 3 2 3 2 2 (2)不饱和烃的加成反应。丙烯与溴的加成反应： _CH CH == =CH ＋ B r ― → __； 3 2 2 乙炔与HCl反应制备氯乙烯： _ CH ≡ CH ＋ HCl ――→ CH == =CHCl __。 2 6．卤代烃中卤素原子的检验 (1)检验方法。 (2)注意事项。 ①水解后不要遗漏加入稀硝酸中和的步骤。 ②正确利用卤化银的颜色确定所含卤素原子种类。 [微点拨] 中和步骤中，取上层清液是因为第一步反应产物NaX和醇可以溶解在水中， 下层是未反应的卤代烃。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)用硝酸银溶液和稀硝酸便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素( × ) [提示] 卤代烃为非电解质，在水中不能电离出卤素离子，需先加入氢氧化钠溶液水解 产生卤素离子后才能用硝酸银溶液和稀硝酸检验。 (2)CH Cl既能发生水解反应也能发生消去反应。( × ) 3 [提示] CHCl只能发生水解反应，不能发生消去反应。 3 (3)CH CHCl的沸点比CHCH 的沸点高。( √ ) 3 2 3 3 [提示] CHCHCl的相对分子质量较大，沸点较高。 3 2 (4)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热生成乙烯。( √ ) [提示] 溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热，发生消去反应。 (5)所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应。( × ) [提示] 所有的卤代烃都能发生水解反应，但不一定都能发生消去反应，因为消去反应 是连卤素原子的碳原子的邻位碳上必须有氢原子。 (6)C HBr属于电解质，在碱的水溶液中加热可生成C HOH。( × ) 2 5 2 5 [提示] C HBr属于非电解质。 2 5 (7)卤代烃 发生消去反应的产物有2种。( √ ) [提示] 发生消去反应的产物有CHCH===CHCH、CHCHCH===CH 。 3 3 3 2 2 (8)由1－溴丙烷水解制1－丙醇和由丙烯与水反应制1－丙醇属于同一反应类型。( × ) (9)为了使氯乙烷的水解反应进行的比较完全，水解时需加入NaOH。( √ ) (10)C HBr属于电解质，在溴乙烷中加入AgNO 溶液，立即产生淡黄色沉淀。( × ) 2 5 3 (11)卤代烃均属于强电解质。( × ) (12)CHCl 不属于卤代烃。( × ) 3 (13) 发生消去反应可得到两种烯烃。( × )(14)溴乙烷水解反应和消去反应相比，其反应条件不同，所得产物不同，说明溶剂对化学 反应有影响。( √ ) (15)溴苯既可以发生水解反应，又可以发生消去反应。( × ) (16)将溴乙烷与NaOH醇溶液共热的气体产物可使酸性KMnO 溶液褪色，即可证明溴 4 乙烷的消去反应产物含有乙烯。( × ) (17)卤代烃都是密度比水大、难溶于水的油状液体。( × ) 2．深度思考： (1)证明溴乙烷中溴元素的存在，有下列几步，其正确的操作顺序是_ ②③⑤① 或 ⑥③⑤①__(填序号)。 ①加入硝酸银溶液 ②加入氢氧化钠溶液 ③加热 ④加入蒸馏水 ⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性 ⑥加入氢氧化钠醇溶液 (2)有以下物质：①CHCl ②CHCl—CH Cl 3 2 2 (A)能发生水解反应的有_①②③④⑤⑥__(填序号，下同)，其中能生成二元醇的有 _②__。 (B)能发生消去反应的有_②③⑤__。 (C)发生消去反应能生成炔烃的有_②__。 [提示] (A)所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应，多卤代烃水解可生成 多元醇。(B)与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子，且邻位碳原子上有氢原子，可以发生消 去反应。 (3)卤代烃在生产生活中具有广泛的应用。 ①多氯代甲烷常为有机溶剂，其中分子结构为正四面体的是_四氯化碳__，工业上分离 这些多氯代物的方法是_分馏__。 ②三氟氯溴乙烷(CFCHClBr)是一种麻醉剂，写出其所有同分异构体的结构简式 3 _CHFClCF Br 、 CHFBrCF Cl 、 CFClBrCHF __(不考虑立体异构)。 2 2 2 ③氯乙烷是运动场上常使用的一种喷雾止痛剂。制取氯乙烷最好的方法是_乙烯与氯化 氢发生加成反应__。 ④溴乙烷常用于汽油的乙基化、冷冻剂和麻醉剂。检验溴乙烷中含有溴元素的试剂有_ 氢氧化钠溶液、稀硝酸、硝酸银溶液__。 ⑤1－溴丙烷是一种工业用化工产品。写出由1－溴丙烷制备1,2－丙二醇的化学方程式。 _CHCHCH Br ＋ NaOH ――→ CH CH == =CH ＋ NaBr ＋ H O 、 CH CH == =CH ＋ 3 2 2 3 2 2 3 2 Br ― → CH CHBrCH Br 、 CH CHBrCH Br ＋ 2NaOH ――→ CH CHOHCH OH ＋ 2NaBr __。 2 3 2 3 2 3 2 [提示] ①分子结构为正四面体的为四氯化碳，工业上分离这些多氯代甲烷，根据物质 的沸点不同，常用分馏的方法分离。②CFCHClBr对应的同分异构体中，可根据卤素原子的 3 位置不同判断，如F不在同一个碳原子上，存在的同分异构体有CHFClCF Br、CHFBrCF Cl、 2 2 CFClBrCHF 。③制取氯乙烷最好的方法是乙烯与氯化氢发生加成反应。④检验溴乙烷中含 2 有溴元素的试剂有氢氧化钠溶液、稀硝酸、硝酸银溶液。⑤由1－溴丙烷制备1,2－丙二醇发生如下反应：CHCHCHBr＋NaOH――→CHCH===CH ＋NaBr＋HO、CHCH===CH ＋ 3 2 2 3 2 2 3 2 Br ―→CHCHBrCH Br、CHCHBrCH Br＋2NaOH――→CHCHOHCH OH＋2NaBr。 2 3 2 3 2 3 2 考点突破·训练提升 微考点1 卤代烃的结构与性质 典例1 (1)(2022·山东日照模拟)化合物X的分子式为C H Cl，用NaOH的醇溶液处理 5 11 X，可得分子式为C H 的两种产物Y、Z，Y、Z经催化加氢后都可得到2－甲基丁烷。若将化 5 10 合物X用NaOH的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是( B ) A．CHCHCHCHCHOH 3 2 2 2 2 [解析] X与NaOH的醇溶液发生反应生成Y、Z的过程中有机物的碳架结构未变；由2 －甲基丁烷的结构可推知X的碳架结构为 ，其连接Cl原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢 原子的化学环境不同。从而推知有机物X的结构简式为 或 ，则化合物X用NaOH的水溶液 处理可得到 。 (2)(2020·江苏化学，12)(双选)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体，可由 下列反应制得。 下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是( CD ) A．X分子中不含手性碳原子 B．Y分子中的碳原子一定处于同一平面 C．Z在浓硫酸催化下加热可发生消去反应 D．X、Z分别在过量NaOH溶液中加热，均能生成丙三醇 [解析] A项，X分子中有一个手性碳原子，如图所示(加*的碳原子表示手性碳原子)： ， 错误；B项，Y分子中8个碳原子中有7个一定共平面，—CH 中碳原子不一定与苯环共平面， 3 错误；C项，Z分子中含羟基，且羟基所在碳原子的邻位碳原子上有氢原子，可发生消去反应， 正确：D项，Z分子在NaOH溶液中加热先水解得到X分子，X可在碱性条件下水解得到丙三 醇，正确。 〔对点集训1〕 (1)(2022·湖南永州培优三模)有机化合物M、N、Q的转化关系为： 下列说法正确的是( C ) A．M分子中的所有原子均在同一平面 B．上述两步反应依次属于加成反应和取代反应 C．M与H 加成后的产物，一氯代物有6种 2 D．Q与乙醇互为同系物，且均能使酸性KMnO 溶液褪色 4 [解析] M中含有的甲基、亚甲基均为四面体结构，则M分子中所有原子不可能在同一 平面，A项错误；M→N为取代反应，N→Q为水解反应，均属于取代反应，B项错误；M与H 2 加成后的产物为 ， 中含有6种H，则一氯代物有6种，C项正确；Q中含苯环，与乙醇的结构 不相似，且分子组成上不相差若干个“CH”原子团，Q与乙醇不互为同系物，两者均含— 2OH，均能使酸性KMnO 溶液褪色，D项错误。 4 (2)(2022·山东枣庄检测)从溴乙烷制取1,2－二溴乙烷，下列制备方案中最好的是( D ) A．CHCHBr――→CHCHOH――→CH===CH ――→CHBrCHBr 3 2 3 2 2 2 2 2 B．CHCHBr――→CHBrCHBr 3 2 2 2 C．CHCHBr――→CH===CH ――→CHCHBr――→CHBrCHBr 3 2 2 2 3 2 2 2 D．CHCHBr――→CH===CH ――→CHBrCHBr 3 2 2 2 2 2 [解析] A项，发生三步反应，步骤多，产率低；B项，溴与卤代烃发生取代反应，是连续 反应，不能控制产物种类，副产物多；C项，步骤多，且发生卤代烃的取代反应难控制产物纯 度；D项，步骤少，产物纯度高。 微考点2 卤代烃中卤素原子的检验 典例2 (2022·湖北襄阳模拟)下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是( D ) A．甲、乙、丙、丁中加入NaOH的醇溶液共热，然后加入稀硝酸至溶液呈酸性，再滴入 AgNO 溶液，均有沉淀生成 3 B．甲中加入NaOH的水溶液共热，再滴入AgNO 溶液，可检验该物质中含有的卤素原 3 子 C．乙发生消去反应得到两种烯烃 D．丙与NaOH的水溶液共热，反应后生成的醇能被氧化为醛 [解析] 甲、丙、丁不能发生消去反应，故A项错误；甲中加入NaOH的水溶液共热，反 应液若没有进行酸化，再滴入AgNO 溶液，溶液中的OH－会干扰卤素离子的检验，故B项错 3 误；乙发生消去反应只能得到丙烯，故C项错误；丙与NaOH的水溶液共热生成2,2－二甲基 －1－丙醇，能被氧化成2,2－二甲基丙醛，故D项正确。 〔对点集训2〕 (1)检验1－溴丙烷中含有溴元素的实验步骤、操作和顺序正确的是( A ) ①加入AgNO 溶液 ②加入NaOH溶液 ③加入适量稀HNO ④加热 ⑤取上层液 3 3 体 ⑥取下层液体 A．②④⑤③① B．②④⑥③① C．②④⑤① D．②④⑥① [解析] 利用溴离子和硝酸银反应生成淡黄色沉淀来检验溴元素，1－溴丙烷中含有的 是溴原子，需要把溴原子转化为溴离子，先将1－溴丙烷在氢氧化钠溶液中加热发生水解生 成溴化钠，静置分层，未水解的1－溴丙烷在下层，溴化钠溶于水，在上层，取上层溶液加适 量的酸中和后，加入硝酸银生成淡黄色沉淀证明含有溴元素，所以实验步骤、操作和顺序为 ②④⑤③①。 (2)(2022·湖北武汉模拟)为了测定某饱和卤代烃的分子中卤素原子的种类和数目，可按 下列步骤进行实验：→→ →→ →→ 回答下列问题： ①加入AgNO 溶液时产生的沉淀为淡黄色，则此卤代烃中的卤素原子是_溴原子__； 3 ②已知此卤代烃液体的密度是1.65 g·mL－1，其蒸气对甲烷的相对密度是11.75，则每个 此卤代烃分子中卤素原子的数目为_2__；此卤代烃的结构简式为_CHBrCH Br 或 2 2 CHCHBr __。 3 2 [解析] (1)因加入AgNO 溶液时产生的沉淀为淡黄色，故卤代烃中卤素原子为溴原子。 3 (2)溴代烃的质量为11.40 mL×1.65 g·mL－1＝18.81 g，摩尔质量为16×11.75＝188(g·mol－1)。 因此溴代烃的物质的量为≈0.1 mol。n(AgBr)＝＝0.2 mol。故每个卤代烃分子中溴原子数目 为 2，根据相对分子质量判断其分子式为 C HBr ，其结构简式可能为 CHBrCHBr 或 2 4 2 2 2 CHCHBr 。 3 2 微考点3 卤代烃在有机合成中的应用 典例3 (2022·黑龙江哈尔滨模拟)烷烃A只可能有三种一氯取代物B、C和D，C的结构 简式是 ，B和D分别与强碱的醇溶液共热，都只能得到有机化合物E。以上反应及B的进一 步反应如图所示。 请回答下列问题： (1)A的结构简式是_(CH)CCHCH__。 3 3 2 3 (2)H的结构简式是_(CH)CCHCOOH__。 3 3 2 (3)B转化为F的反应属于_ 取代 ( 水解 )__(填反应类型名称，下同)反应。 (4)B转化为E的反应属于_消去__反应。 (5)写出下列物质间转化的化学方程式。 ①B→F：_(CH)CCHCH Cl ＋ NaOH ――→ (CH )CCHCH OH ＋ NaCl __。 3 3 2 2 3 3 2 2 ②F→G：_2(CH)CCHCH OH ＋ O ――→ 2(CH )CCH CHO ＋ 2H O__。 3 3 2 2 2 3 3 2 2 ③D→E：_ ＋ NaOH ――→ (CH ) CCH == =CH ＋ NaC l ＋ H O__。 3 3 2 2 [解析] 由 C 的结构简式是 可推知烷烃 A 为(CH)CCHCH ，B、D 分别为 、 3 3 2 3 (CH)CCHCHCl中的一种，由于B水解产生的醇能氧化为酸，所以B为(CH)CCHCHCl， 3 3 2 2 3 3 2 2 D为 。再结合流程图和反应条件推断相关物质，书写方程式和判断反应类型。 〔对点集训3〕 (2022·山东聊城二模)有机化合物P可用于治疗各种类型高血压及心绞 痛，其合成路线如图所示： 已知： ――→CHCHCHR 3 2 2 (1)P中含氧官能团的名称为_羟基、醚键__。 (2)A→B的化学方程式为_ ＋ ――→ ＋ HC l__。 (3)C→D的反应类型为_还原反应__。(4)F的结构简式为_ __，E→F所需的试剂和条件为_浓硫酸、加热__。 (5)芳香族化合物Q是C的同分异构体，同时满足下列条件的Q有_20__种。 ①苯环上有三个取代基 ②分子中含有“ ”原子团 (6)J( )是一种药物中间体，参照上述合成路线和相关信息，设计以苯甲酸、苯酚和 为原 料制备J的合成路线 _ ( 其他无机试剂任选 )__。 [解析] 乙酸与SOCl 发生取代反应，生成CHCOCl，在氯化铝环境下与苯酚发生取代 2 3 反应生成HO—C H—COCH ，与氯气在高温下发生取代反应生成 ，然后与Zn(Hg)在HCl 6 4 3 条件下发生还原反应，生成 ，在碱性溶液中发生水解反应后酸化生成 HO—C H— 6 4 CHCHOH，再与甲醇在一定条件下发生取代反应，生成CHCHCHOOH，最后再经过两次 2 2 2 2 3 取代反应生成目标产物。(1)根据P的结构可知，P中含氧官能团的名称为羟基、醚键。(2)根据 分子式变化可知，反应为取代反应，A→B的化学方程式为 ――→ ＋HCl。(3)碳氧双键转化 为碳氢单键，C→D的反应类型为去氧加氢的还原反应。(4)根据逆推法，F的结构简式为 ，甲 醇和E的羟基反应，生成醚键，所需的试剂和条件为浓硫酸、加热。(5)芳香族化合物Q是C 的同分异构体，分子式为C HOCl，①苯环上有三个取代基，②分子中含有“ ”原子团，根 8 7 2 据排列组合方法，同时满足条件的同分异构体有20种。(6)参照上述合成路线和相关信息，根 据逆推法，制备 的合成路线为 。 萃取精华： 卤代烃在有机合成中的四大应用 1 联系烃和烃的衍生物的桥梁。 2 改变官能团的个数。 如CHCHBr――→CH===CH ――→CHBrCHBr。 3 2 2 2 2 2 3 改变官能团的位置。 如CHBrCHCHCH――→CH===CHCHCH――→ 。 2 2 2 3 2 2 3 4 进行官能团的保护。 CH===CHCHOH――→ ――→ ――→CH===CH—COOH。 2 2 2 考点二 醇 酚 (对应学生用书学案P279) 必备知识·梳理夯实 1．醇、酚的定义 (1)醇是羟基与_烃基__或_苯环__侧链上的碳原子相连的化合物。官能团为_ 羟基 (— OH)__。饱和一元醇的分子通式为 ！！！！ C n H 2n＋1 OH( n ≥ 1) [ 或 C n H 2n＋2 O ( n ≥ 1) ， n 为整 数 ] 。 (2)酚是羟基与苯环_直接__相连而形成的化合物，最简单的酚为_ 苯酚 ( )__。酚是一种烃的含氧衍生物的总称，其基本特征是_羟基__与_苯环__直接相连。 [微点拨] ①酚分子中的苯环可以是单环，也可以是稠环。如 也属于酚。 ②酚与芳香醇属于不同类别的有机物，不属于同系物如 。 (4)醇的分类 醇类 2．醇类物理性质的变化规律 (1)溶解性：低级脂肪醇_易__溶于水，饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增 而逐渐减小。 (2)密度：一元脂肪醇的密度一般_小于__1 g·cm－3。 (3)沸点：①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐_升高__。 ②醇分子间存在_氢键__，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远_高于 __烷烃。 3．苯酚的物理性质 (1)纯净的苯酚是_无色__晶体，有_特殊__气味，易被空气氧化呈_粉红色__。 (2)苯酚常温下在水中的溶解度_不大__，当温度高于_ 65_ ℃ __时，能与水_互溶__，苯酚_ 易__溶于酒精。 (3)苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上应立即用_酒精__洗涤。 4．醇和酚的化学性质 (1)由断键方式理解醇的化学性质(以乙醇为例) 分子发生反应的部位及反应类型如下： 条件 断键位置 反应类型 化学方程式(以乙醇为例) _置换__ Na _①__ 2CHCHOH＋2Na―→2CHCHONa＋H↑ 3 2 3 2 2 反应 _取代__ HBr，△ _②__ CHCHOH＋HBr――→CHCHBr＋HO 3 2 3 2 2 反应 O(Cu _氧化__ 2 _①③__ 2CHCHOH＋O――→2CHCHO＋2HO 3 2 2 3 2 或Ag)，△ 反应 浓硫酸， _消去__ CHCHOH――→ 3 2 _②④__ 170 ℃ 反应 CH===CH ↑＋HO 2 2 2 浓硫酸， _取代__ 2CHCHOH――→ 3 2 ①② 140 ℃ 反应 C H—O—C H＋HO 2 5 2 5 2 CHCOOH _取代__ (酯 CHCHOH＋ 3 3 2 _①__ (浓硫酸，△) 化)反应 CHCOOHCHCOOC H＋HO 3 3 2 5 2 [微点拨] 乙醇的制法①乙烯水化法：CH===CH ＋HO――→CHCHOH。 2 2 2 3 2 ②发酵法：_ __。 (2)由基团之间的相互影响理解酚的化学性质 由于苯环对羟基的影响，酚羟基比醇羟基_活泼__；由于羟基对苯环的影响，苯酚中苯环 上的氢比苯中的氢_活泼__。 (3)苯酚的用途和对环境的影响 苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚 类化合物均有毒，是重点控制的水污染物之一。 5．苯、甲苯、苯酚性质比较 类别 苯 甲苯 苯酚 结构 简式 不被酸性 可被酸性 常温下的空 氧化 KMnO 溶 KMnO 溶 气中被氧化 4 4 反应 液氧化 液氧化 后呈粉红色 溴的 液溴 液溴 浓溴水 状态 溴 条件 催化剂 催化剂 不需催化剂 代 产物 C HBr 2,4,6－三溴苯酚 6 5 反 结论 苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯容易进行 应 酚羟基对苯环的影响，使苯环上羟基的邻对位的氢原子变得更活泼，更 原因 易被取代 特别提醒 (1) 不是同类物质，前者属于酚，后者属于醇，故不是同系物。 (2)醇类和卤代烃都能发生消去反应，但条件不同。醇消去反应的条件是浓硫酸、加热；卤 代烃消去反应的条件是氢氧化钠醇溶液、加热。 (3)某一元醇发生消去反应生成的烯烃不一定只有一种，要看连羟基的碳原子的邻位碳 原子上不同化学环境下氢原子的种数。 (4)苯酚具有弱酸性，但酸性比碳酸弱，所以苯酚与碳酸钠反应只能生成NaHCO ，不能 3 生成CO。向苯酚钠溶液中通入二氧化碳有白色浑浊物苯酚出现，但不论CO 是否过量，生 2 2 成物均为NaHCO ，不会生成NaCO。 3 2 3 (5)醇与醚、芳香醇与酚在含有相同碳原子数时，互为同分异构体。 (6)羟基与苯环相连，使 中羟基的邻对位碳原子上的氢原子较活泼而易发生取代。1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)甲醇、乙二醇、丙三醇互为同系物。( × ) (2)含羟基(—OH)官能团的有机物都属于醇类。( × ) (3)1 mol某醇类物质与足量Na反应能得到1 mol H ，则该醇类物质为二元醇。( √ ) 2 (4)相对分子质量相近的醇和烷烃，前者沸点远远高于后者，同时甲醇、乙醇等均可与水 以任意比互溶，都是因为醇分子间存在氢键。( √ ) (5)醇发生催化氧化和消去反应时，对结构的要求相同。( × ) (6)CH OH和 都属于醇类，且二者互为同系物。( × ) 3 [提示] 同系物要求分子中所含官能团的种类和数目均相同，且组成上相差1个或若干 个“CH”。 2 (7)CH OH、CHCHOH、 的沸点逐渐升高。( √ ) 3 3 2 [提示] 乙醇的相对分子质量大于甲醇，前者分子间范德华力大于后者，前者沸点高于 后者；乙醇与乙二醇各自分子间形成氢键，氢键越多，沸点越高，乙二醇沸点高于乙醇；因此， 甲醇、乙醇、乙二醇沸点逐渐升高。 (8)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。( × ) [提示] 并非所有的醇都能发生消去反应，应满足结构特点： 。 (9)用浓硫酸、乙醇在加热条件下制备乙烯，应缓慢升温至170 ℃。( × ) [提示] 制备乙烯，应迅速升温至170 ℃，减少副反应的发生。 (10) 含有的官能团相同，二者的化学性质相似。( × ) [提示] 属于醇，而 属于酚，故化学性质不相似。 (11)实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70 ℃以上的热水清洗。( × ) [提示] 用70 ℃以上的热水清洗易烫伤皮肤，可用酒精清洗。 (12)CH CHOH在水中的溶解度大于 在水中的溶解度。( √ ) 3 2 (13)苯酚和苯甲醇都含有羟基，组成上相差一个“CH”，但不是同系物。( √ ) 2 (14)苯酚的水溶液呈酸性，说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性。( √ ) (15)向苯酚钠溶液中通入少量CO 的离子方程式为 2 ( × ) 2．深度思考： (1)现有以下物质：① A．其中属于脂肪醇的是_①②__，属于芳香醇的是_③⑤__，属于酚类的是_④⑤__。 B．其中物质的水溶液显酸性的是_④⑤__。 C．其中互为同分异构体的是_③④__。 D．其中可以发生氧化反应生成醛的是_③⑤__，可以发生消去反应的是_①②⑤__。 E．物质⑤能发生反应的反应类型有(任写三种)_取代反应，氧化反应，消去反应，加成反 应__。(2)完成下列各步转化的化学方程式，并指出反应类型。 ①_CH == =CH ＋ H O ――→ CH CHOH__；_加成反应__。 2 2 2 3 2 ②_2CHCH OH ＋ O ――→ 2CH CHO ＋ 2H O__；_氧化反应__。 3 2 2 3 2 ③_2CH CHO ＋ O ――→ 2CH COOH__；_氧化反应__。 3 2 3 ④_2CH COOH ＋ CaCO ― → (CH COO) Ca ＋ CO ↑ ＋ H O__；_复分解反应__。 3 3 3 2 2 2 ⑤_CH COOH ＋ C H OH  CH COOC H ＋ H O__；_ 酯化反应 ( 或取代反应 )__。 3 2 5 3 2 5 2 ⑥_CHCOOC H ＋ H O  CH COOH ＋ C HOH__；_ 取代反应 ( 或水解反应 )__。 3 2 5 2 3 2 5 (3)怎样鉴别苯酚溶液与乙醇溶液？如何除去苯中的苯酚，能否用溴水？ [提示] 鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可用如下方法： 方法一：用小试管分别取溶液少许，滴加饱和溴水，有白色沉淀生成的是苯酚溶液。 方法二：用小试管分别取溶液少许，滴加FeCl 溶液，溶液呈紫色的是苯酚溶液。 3 除去苯中的苯酚，应加入NaOH溶液充分反应后再分液。不能用溴水，因三溴苯酚在苯 中可溶。 考点突破·训练提升 微考点1 醇的结构与性质 典例1 (1)乙醇分子中的各种化学键如图 所示，关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是( C ) A．和金属钠反应时键①断裂 B．和浓HSO 共热到170 ℃时键②和键⑤断裂 2 4 C．和浓HSO 共热到140 ℃时仅有键②断裂 2 4 D．在Ag催化下与O 反应时键①和键③断裂 2 [解析] 乙醇与钠反应生成乙醇钠，是乙醇中O—H键断裂，A正确；乙醇发生消去反应 生成乙烯和水，是键②和键⑤断裂，B正确；乙醇发生分子间脱水反应生成醚，其中一个分子 键①断裂，另一个分子键②断裂，故C错；乙醇催化氧化为乙醛，断键为①和③，D正确。 [微点拨] 乙醇在化学反应中的断键位置及对应的反应类型 (1)与活泼金属反应，断①键，置换反应 2CHCHOH＋2Na―→2CHCHONa＋H↑ 3 2 3 2 2 (2)燃烧氧化，化学键全部断裂，氧化反应 CHCHOH＋3O――→2CO＋3HO 3 2 2 2 2 (3)催化氧化，断①③键，氧化反应 (4)酯化反应，断①键，取代反应 乙醇催化氧化时，断裂①和③两处键，形成碳氧双键。与羟基相连的碳原子上含有两个 氢原子时，生成醛；与羟基相连的碳原子上含有一个氢原子时，生成酮；不含有氢原子时，不能发生催化氧化反应。 (2)(2022·山东泰安模拟)薰衣草醇的分子结构如图所示，下列有关薰衣草醇的说法不正 确的是( A ) A．分子式为C H O 10 16 B．含有两种官能团 C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．能发生取代反应、加成反应 [解析] 分子式应为C H O，A错误；含有碳碳双键和羟基，B正确；含有碳碳双键和— 10 18 CHOH，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C正确；有碳碳双键能发生加成反应，含有羟基能和羧 2 酸发生酯化反应(取代反应)，D正确。 (3)(2022·河南郑州模拟)下列醇类物质中既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生 成醛类的物质是( C ) [解析] 发生消去反应的条件是：与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，上 述醇中，B不符合。与羟基(—OH)相连的碳原子上有氢原子的醇可被氧化，但只有该碳原子 上含有2～3个氢原子的醇才能转化为醛。 〔对点集训1〕 (1)某化学兴趣小组对教材中乙醇氧化及产物检验的实验进行了改进和 创新，其改进实验装置如图所示，按图组装好仪器，装好试剂。下列有关改进实验的叙述不正 确的是( D ) A．点燃酒精灯，轻轻推动注射器活塞即可实现乙醇氧化及部分产物的检验 B．铜粉黑红变化有关反应为2Cu＋O=====2CuO、C HOH＋CuO=====CHCHO＋Cu＋ 2 2 5 3 HO 2 C．硫酸铜粉末变蓝，说明乙醇氧化反应生成了水 D．在盛有新制氢氧化铜悬浊液的试管中能看到砖红色沉淀 [解析] 点燃酒精灯，轻轻推动注射器活塞即可反应，空气带着乙醇蒸气与热的铜粉发 生反应，选项A正确；看到铜粉变黑，发生2Cu＋O=====2CuO，看到铜粉黑变红，发生 2 C HOH＋CuO=====CHCHO＋Cu＋HO，选项B正确；硫酸铜粉末变蓝，是因为生成了五水 2 5 3 2 硫酸铜，说明乙醇氧化有水生成，选项C正确；乙醛与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红 色沉淀需要加热，选项D不正确。 (2)(2022·山东青岛一模)某二元醇的结构简式为 ，关于该有机化合物的说法错误的是( C ) A．用系统命名法命名：5－甲基－2,5－庚二醇 B．该有机化合物通过消去反应能得到6种不同结构的二烯烃 C．该有机化合物可通过催化氧化得到醛类物质 D．1 mol该有机化合物能与足量金属Na反应产生22.4 L(标准状况)H 2[解析] 为二元醇，主链上有7个碳原子，为庚二醇，从右往左数，甲基在5号碳原子上， 2个羟基分别在2号、5号碳原子上，用系统命名法命名：5－甲基－2,5－庚二醇，A项正确； 中羟基碳的邻位碳上有H，就可以发生消去反应形成双键，右边的羟基发生消去反应形成双 键的位置有2个，左边的羟基发生消去反应形成双键的位置有3个，定一移二，形成的二烯烃 有6种不同结构，B项正确；羟基碳上至少有2个H才能通过催化氧化得到醛类物质，左边的 羟基碳上无H，右边的羟基碳上只有1个H，不能得到醛类物质，C项错误；1 mol该有机化合 物含2 mol羟基，2 mol羟基能与足量金属Na反应产生1 mol氢气，标准状况下为22.4 L，D 项正确。 (3)(2022·四川泸州模拟)二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰 竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH CH—O—CH CH—OH。下列有关二甘醇的叙 2 2 2 2 述正确的是( C ) A．不能发生消去反应 B．能被氧化为酮 C．能与Na反应 D．不能发生取代反应 [解析] 与—OH相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，能发生消去反应，故A错误； 二甘醇中含有—CH—OH结构，能被氧化生成醛，故B错误；分子中含有羟基，可与钠反应 2 生成氢气，故C正确；含—OH，能发生取代反应，故D错误。 微考点2 酚的结构与性质 典例2 (2020·全国3,8)金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化 合物，结构简式如下： 下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是( D ) A．可与氢气发生加成反应 B．分子含21个碳原子 C．能与乙酸发生酯化反应 D．不能与金属钠反应 [解析] 金丝桃苷分子中含有的苯环、碳碳双键、羰基，在一定条件下都可与氢气发生 加成反应，A项正确；根据金丝桃苷的结构简式可知，其分子内含有21个碳原子，B项正确； 金丝桃苷分子内含有多个羟基，可与乙酸中的羧基发生酯化反应，也可与金属钠发生反应生 成氢气，C项正确，D项错误。 〔对点集训2〕 (1)(2022·山东济南模拟)己烯雌酚是一种激素类药物，结构如图所示，下 列叙述正确的是( C ) A．1 mol己烯雌酚完全燃烧能生成18 mol CO 和12 mol H O，与足量NaHCO 溶液反应 2 2 3 能生成2 mol CO 2 B．1 mol己烯雌酚可与5 mol Br 发生取代反应 2 C．己烯雌酚苯环上的一氯取代物有2种(不包括顺反异构) D．己烯雌酚分子结构中最多有16个碳原子共平面[解析] 己烯雌酚的分子式为C H O 1 mol己烯雌酚完全燃烧能生成18 mol CO 和10 18 20 2, 2 mol HO，酚的酸性弱于碳酸，不能与NaHCO 溶液反应生成CO，A错误；1 mol该分子中酚 2 3 2 羟基邻位有4 mol氢可被取代，乙基上可有多个氢被取代，B错误；该分子结构对称，C正确； 结合乙烯、苯的平面结构及单键可旋转分析，分子中最多18个碳原子共平面，D错误。 (2)(2021·山东第二次模拟考)中医药是中华民族的瑰宝，厚朴酚是一种常见中药的主要 成分之一，有抗菌、消炎等功效，其结构简式如图a所示。下列说法错误的是( B ) A．厚朴酚与溴水既可发生加成反应又可发生取代反应 B．图b所示为厚朴酚的一种同分异构体 C．厚朴酚分子中所有碳原子可能共平面 D．厚朴酚分子中不含手性碳原子 [解析] 厚朴酚含有酚羟基、碳碳双键，既可与溴水发生加成反应又可发生取代反应，A 项正确；图b结构与厚朴酚相同，和厚朴酚为同一物质，B项错误；厚朴酚分子中，苯环中所 有碳原子共平面，碳碳双键及所连碳原子共平面，则所有碳原子可能共平面，C项正确；手性 碳原子是指与四个各不相同的原子或原子团相连的碳原子，由结构图可知厚朴酚分子中不 含手性碳原子，D项正确。 萃取精华： 1 醇的消去反应规律 (1)结构条件：醇分子中连有羟基的碳原子必须有相邻的碳原子，该相邻的碳原子上必须 连有氢原子。比如CHOH(无相邻碳原子)、 (相邻碳原子上无氢原子)等结构的醇不能发生 3 消去反应。 (2)醇发生消去反应的条件是浓硫酸、加热。 (3)一元醇发生消去反应生成的烯烃种数等于与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上不同 化学环境下的氢原子的种数。 如 的消去产物有2种。 2 醇的催化氧化反应规律 醇的催化氧化反应的产物及能否发生催化氧化反应，与跟羟基(—OH)相连的碳原子上 的氢原子个数有关。 考点三 醛和酮 羧酸和酯 (对应学生用书学案P283) 必备知识·梳理夯实 1．醛类 (1)定义：醛是由_烃基__(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，官能团_—CHO__，可 表示为R—CHO。甲醛是最简单的醛。 (2)饱和一元醛分子的通式：！！！！ C H O(n≥1) n 2n(3)甲醛、乙醛的分子组成、结构和物理性质： 物质 甲醛 乙醛 项目 分子式 _CHO__ _C HO__ 2 2 4 结构简式 _HCHO__ _CHCHO__ 3 官能团 _—CHO__ 颜色 无色 状态 _气体__ _液体__ 气味 刺激性气味 溶解性 易溶于水 与水、乙醇等互溶 (4)醛的化学性质 醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为： 醇醛――→羧酸。以乙醛为例完成下列反应的化学方程式： (5)含醛基有机物的特征反应及检验方法。 与新制银氨溶液反应 与新制Cu(OH) 反应 2 RCHO＋ RCHO＋2Cu(OH) ＋ 2 反应 2[Ag(NH ) ]OH――→_RCOONH ＋ NaOH――→_ RCOONa ＋ Cu O ↓ ＋ 3 2 4 2 原理 H O ＋ 3NH ＋ 2A g ↓ __ 3HO__ 2 3 2 现象 产生_光亮的银镜__ 产生_砖红色__沉淀 量的 RCHO～2Cu(OH) ～Cu O 2 2 RCHO～2Ag；HCHO～4Ag 关系 HCHO～4Cu(OH) ～2Cu O 2 2 ①试管内壁必须洁净 ①新制Cu(OH) 悬浊液要随用随配，不 2 ②银氨溶液随用随配，不可久置 可久置 注意 ③水浴加热，不可用酒精灯直接加热 ②配制新制Cu(OH) 时，所用NaOH溶 2 事项 ④乙醛用量不宜太多，一般加3滴 液必须过量 ⑤银镜可用稀硝酸浸泡除去 ③将反应液加热煮沸 (6)醛的应用和对环境、健康产生的影响 ①醛是重要的化工原料，广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。 ②35%～40%的甲醛水溶液俗称_福尔马林__；具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用 于浸制生物标本)。 ③劣质的装饰材料中挥发出的_甲醛__是室内主要污染物之一。 2．酮的结构与性质(1)通式。 ①酮的结构简式可表示为 ； ②饱和一元酮的组成通式为C H O(n≥3)。 n 2n (2)化学性质。 ①不能发生银镜反应，不能被新制Cu(OH) 氧化。 2 ②能与H 发生加成反应 2 ③能与HCN发生加成反应： (3)丙酮。 丙酮是最简单的酮，是一种无色、有特殊气味的液体，沸点56.2 ℃，密度比水小，易挥发， 易燃烧，可与水、乙醇、乙醚等以任意比互溶，能溶解多种有机物，是重要的有机溶剂和化工 原料。 3．羧酸 (1)定义：由_烃基或氢原子与羧基__相连构成的有机化合物。可表示为：R—COOH，官能 团为_—COOH__。饱和一元羧酸分子的通式为_C H COOH__(n≥1)。 n 2n＋1 (2)分类： 羧酸 (3)羧酸的代表物——乙酸： ①组成、结构、俗名 ②物理性质 ③低级饱和一元羧酸_易__溶于水且溶解度随分子中碳原子数的增加而_减小__。 (4)化学性质： 羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图： 。化学性质通常有(以乙酸为例)： ①酸的通性。 乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸的酸性_强__，在水溶液中的电离方程式为 _CH COOH  CH COO － ＋ H ＋ __。 3 3 请写出乙酸表示酸性的主要的现象及化学方程式： ②酯化反应：CHCOOH和CHCHOH发生酯化反应的化学方程式为_CH COOH ＋ 3 3 3 C HOH  CH CO 18 OCH CH ＋ H O__(酸脱羟基、醇脱氢) 2 3 2 3 2 (5)乙酸乙酯的制备实验： 实验 装置 实验 在饱和碳酸钠溶液上方有透明的油状液体产生，并可闻到香味现象 实验 在浓硫酸存在和加热条件下，乙酸和乙醇发生酯化反应，生成了乙酸乙 结论 酯和水 实验 CHCOOH＋CHCHOHCHCOOCH CH＋HO 3 3 2 3 2 3 2 原理 ①向试管内添加药品时，应先加乙醇，然后加浓硫酸，最后加醋酸； ②浓硫酸的作用为催化剂和吸水剂； ③反应体系中加入碎瓷片的作用是防止液体暴沸； ④实验中加热的目的是提高反应速率，并且使生成的乙酸乙酯挥发，有 实验 利于收集，同时也提高了乙酸、乙醇的转化率； 说明 ⑤导气管末端不要伸入饱和碳酸钠溶液中，防止液体倒吸； ⑥饱和碳酸钠溶液的作用：一是吸收未反应的乙酸和乙醇，二是降低乙 酸乙酯的溶解度，有利于分层； ⑦该反应为可逆反应，发生酯化反应的同时，又有部分酯发生水解。 (6)其他常见羧酸的结构和性质： ①甲酸：俗名蚁酸，是最简单的饱和一元羧酸。 结构： 既有_羧基__，又有_醛基__，具有羧酸与醛的性质。 银镜反应：HCOOH＋2Ag(NH)OH――→(NH )CO＋2Ag↓＋2NH ＋HO。 3 2 4 2 3 3 2 ②乙二酸：俗名_ 草酸 (HOOC—COOH )__，草酸在浓硫酸的作用下脱水可制得CO，反应 方程式为 ――→CO↑＋CO↑＋HO。 2 2 ③苯甲酸： ，酸性比较(电离出H＋的难易程度)：草酸>甲酸>苯甲酸>乙酸>碳酸>苯酚。 ④高级脂肪酸。 饱和高级脂肪酸，常温呈固态； 油酸：C H COOH不饱和高级脂肪酸，常温呈液态。 17 33 4．羧酸衍生物 ⅰ.酯 (1)定义：羧酸分子羧基中的_—OH__被—OR′取代后的产物。可简写为_ RCOOR ′ __。 (2)官能团：_ __ (3)物理性质：低级酯的物理性质 (4)化学性质。 酯的水解反应原理 _ __ _ __ 无机酸只起_催化__作用，碱除起_催化__作用外，还能中和水解生成的酸__，使水解程 度_增大__。[微点拨] 酯的水解反应为取代反应；在酸性条件下的水解为可逆反应；在碱性条件下， 碱能中和产生的羧酸，使反应完全进行。 ⅱ.油脂 (1)油脂是重要的营养物质。我们日常生活中食用的油脂，其成分主要是_高级脂肪酸__ 和_甘油__形成的酯。 (2)结构。 ，官能团：_ __，有的可能含有 。组成油脂的高级脂肪酸的种类较多，如饱和的硬脂酸 (C H COOH)、不饱和的油酸(C H COOH)等。通常将常温下呈液态的油脂称为_油__；呈固 17 35 17 33 态的油脂称为脂肪。 (3)化学性质。 ①油脂的氢化(油脂的硬化)： 经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。 如油酸甘油酯与H 发生加成反应的化学方程式为 2 ＋3H――→_ __。 2 ②水解反应： a．酸性条件下，硬脂酸甘油酯发生水解反应的化学方程式为 ＋3HO_ ＋ 3C H COOH__。 2 17 35 b．碱性条件下，硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中发生水解反应(即皂化反应)的化学方程式 为 ＋3NaOH――→_ ＋ 3C H COONa__，其水解程度比在酸性条件下水解程度大。 17 35 ⅲ.酰胺 (1)胺。 烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺，一般可写作R—NH 。胺也可以看 2 作是烃分子中的氢原子被_氨基__所替代得到的化合物。例如甲胺(结构简式_CH—NH __)、 3 2 苯胺(_ __)。 胺类化合物具有_碱性__，如苯胺与盐酸反应的化学方程式为_ __。 (2)酰胺。 酰胺是羧酸分子中羟基被_氨基__所替代得到的化合物。其结构一般表示 ，其中 叫做_ 酰基__， 叫做_酰胺基__。常见的酰胺有乙酰胺(_ __)、苯甲酰胺(_ __)、N，N－二甲基酰胺(_ __)。 酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。相关反应方程式为_RCONH ＋ 2 H O ＋ HCl ――→ RCOOH ＋ NH Cl__、_RCONH ＋ NaOH ――→ RCOON a ＋ NH ↑__ 2 4 2 3 5．有机物官能团之间的演变关系 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)欲检验CH===CH—CHO分子中的官能团，应先检验“—CHO”后检验“ ”。( √ 2) [提示] 醛基能与溴水、高锰酸钾反应，可用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液将醛基转 化为羧基，再检验碳碳双键。 (2)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。( × ) [提示] 分子结构中含有—CHO的有机物都可发生银镜反应，但不一定属于醛，如 HCOOH等。 (3)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上。( × ) [提示] CHCHO分子中甲基含有1个饱和碳原子，形成四面体构型，故所有原子不可 3 能共平面。 (4)完全燃烧等质量的乙醛和乙酸乙酯，消耗O 的质量相等。( √ ) 2 [提示] 乙醛和乙酸乙酯的最简式相同，故完全燃烧等质量的乙醛和乙酸乙酯，消耗O 2 的质量相等。 (5)醛基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与H 加成。( × ) 2 [提示] 羧基和酯基中的碳氧双键不能与H 加成。 2 (6)在水溶液里CHCOOH中的—CH 可以电离出H＋，故CHCOOH是四元酸。( × ) 3 3 3 [提示] 烃基不能电离出H＋，故CHCOOH为一元酸。 3 (7)乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和NaOH溶液除去。( × ) [提示] 乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应，除去少量乙酸应用饱和NaCO 溶 2 3 液。 (8)用新制的银氨溶液可以区分甲酸甲酯与乙醛。( × ) [提示] HCOOCH 与CHCHO分子结构中都含有—CHO，均可发生银镜反应。 3 3 (9)冰醋酸为纯净物。( √ ) [提示] 醋酸熔点为16.6 ℃，当温度低于16.6 ℃时，醋酸凝结成像冰一样的晶体，称为 冰醋酸，冰醋酸是纯醋酸，为纯净物。 (10)甲酸能发生银镜反应，能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀。( √ ) [提示] 甲酸含有醛基，具有醛的性质，所以能发生银镜反应，能与新制氢氧化铜反应 生成红色沉淀。 (11)1 mol HCHO与足量银氨溶液在加热的条件下充分反应，可析出2 mol Ag。( × ) (12)酯分子中含有 ，可发生加成反应。( × ) (13)酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。( √ ) [提示] 酯化反应是羧酸中的羟基被烷氧基取代，或醇中的羟基氢原子被酰基取代，酯 的水解是酯化反应的逆反应，故也属于取代反应。 (14)纯甲醛俗称福尔马林，可以用来浸泡海鲜产品，以防止产品变质。( × ) (15)查酒驾是利用KCr O 可被乙醇氧化为Cr3＋而使溶液颜色发生变化。( × ) 2 2 7 (16)可用新制Cu(OH) 悬浊液鉴别甲酸、乙酸、乙酸乙酯。( √ ) 2 (17)分子式为 C HO 的同分异构体所属的物质类型有羧酸、酯、羟基醛等。( √ ) 4 8 2 (18)氨基是碱性基团，所以酰胺和胺类物质均能够与酸反应。( √ )2．深度思考： (1)写出以乙醇为原料制备 的化学方程式(无机试剂任选)并注明反应类型。 ①_CHCH OH ――→ CH == =CH ↑ ＋ H O 消去反应 __。 3 2 2 2 2 ②_CH == =CH ＋ B r ― → CH Br—CH Br 加成反应 __。 2 2 2 2 2 ③_CHBr—CH Br ＋ 2NaOH ――→ HOCH —CH OH ＋ 2NaBr 取代反应或水解反应 __。 2 2 2 2 ④_HOCH —CH OH ＋ O ――→ OHC—CHO ＋ 2H O 氧化反应 __。 2 2 2 2 ⑤_ OHC—CHO ＋ O ――→ HOOC—COOH 氧化反应 __。 2 ⑥_HOCH —CH OH ＋ HOOC—COOH  ＋ 2H O 酯化反应或取代反应 __。 2 2 2 (2)现在四种有机化合物： 试回答： ①甲、乙、丁都含有的官能团的名称是_羟基__，四种物质中互为同分异构体的是_乙、丙 __(填编号，下同)。 ②1 mol甲、乙、丁分别与足量Na反应，生成H 最多的是_甲__。 2 ③丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有_3__种。 考点突破·训练提升 微考点1 醛的结构和性质 典例1 有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式为 ，下列检验A中官能 团的试剂和顺序正确的是( D ) A．先加酸性高锰酸钾溶液，后加银氨溶液，微热 B．先加溴水，后加酸性高锰酸钾溶液 C．先加银氨溶液，微热，再加入溴水 D．先加入新制氢氧化铜悬浊液，加热至沸，酸化后再加溴水 [解析] A中先加酸性高锰酸钾溶液，醛基和碳碳双键均被氧化，B中先加溴水，醛基被 氧化、碳碳双键发生加成反应，A、B错误；C中若先加银氨溶液，可检验醛基，但考虑到银氨 溶液显碱性，若不酸化直接加溴水，则无法确定A中是否含有碳碳双键。 [易错警示] (1)醛基只能写成—CHO或 ，不能写成—COH； (2)醛与新制的Cu(OH) 悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸； 2 (3)醛类使酸性KMnO 溶液或溴水褪色，二者均为氧化反应。 4 〔对点集训1〕 (2022·江苏南京、盐城第二次模拟)(双选)芘经氧化后可进一步用于染料 合成。芘的一种转化路线如图所示： 下列叙述正确的是( AC ) A．芘的分子式为C H 16 10 B．甲分子中所有碳原子一定都在同一平面上C．甲在一定条件下可以发生加成反应和银镜反应 D．1 mol乙与足量NaOH溶液反应，最多消耗4 mol NaOH [解析] 根据结构，可以判断芘的分子式为C H ，A项正确；甲分子的两个苯环相连的 16 10 单键可以旋转，因此不一定都在同一平面上，B项错误；甲分子中含有苯环和醛基，苯环可以 发生加成反应，醛基可以发生银镜反应，C项正确；乙分子能与NaOH溶液发生反应的官能 团为酯基，由于水解后的产物中不含酚羟基，所以1 mol酯基只与1 mol NaOH反应，1 mol乙 分子中含有2 mol酯基，则最多消耗2 mol NaOH，D项错误。 萃取精华： 醛基的定性与定量检验方法 1 定性检验 ①银镜反应的注意事项 ②与新制的Cu(OH) 悬浊液反应的注意事项 2 A．所用的Cu(OH) 悬浊液必须是新制的，而且制备时，NaOH溶液必须明显过量。 2 B．加热时必须将混合液加热至沸腾，才能看到明显的红色沉淀。 C．加热煮沸时间不能过长，防止Cu(OH) 受热分解成黑色的CuO。 2 2 定量检验 ①醛基发生银镜反应或与新制Cu(OH) 悬浊液反应时，量的关系如下： 2 ②甲醛发生氧化反应时可理解为 所以甲醛分子中相当于有两个 ，当与足量的银氨溶液或新制Cu(OH) 悬浊液作用时，可 2 存在如下量的关系： 1 mol ～4 mol Ag；1 mol ～4 mol Cu(OH)～2 mol Cu O 2 2 微考点2 羧酸的结构和性质 典例2 (1)(2022·山东临沂高三检测)已知乙酸的结构如图所示： 关于乙酸在各种反应中断裂化学键的判断正确的是( C ) A．和金属钠反应时键③断裂 B．和NaOH反应时键②断裂 C．燃烧时断裂所有的化学键 D．酯化反应时键①断裂 [解析] 乙酸与金属钠反应时，键①断裂，A错误；与NaOH反应时，键①断裂，B错误； 乙酸燃烧生成CO 和HO，所有的化学键断裂，C正确；酯化反应时，键②断裂，D错误。 2 2 [微点拨] 乙酸在化学反应中的断键位置及对应的反应类型(1)体现酸的通性时，断①键，复分解反应 2CHCOOH＋CaCO ===(CH COO) Ca＋CO↑＋HO 3 3 3 2 2 2 (2)酯化反应时，断②键，取代反应 (3)燃烧氧化时，化学键全部断裂，氧化反应 CHCOOH＋2O――→2CO＋2HO 3 2 2 2 (2)(2021·湖南，4)己二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了 一条“绿色”合成路线： 下列说法正确的是( C ) A．苯与溴水混合，充分振荡后静置，下层溶液呈橙红色 B．环己醇与乙醇互为同系物 C．己二酸与NaHCO 溶液反应有CO 生成 3 2 D．环己烷分子中所有碳原子共平面 [解析] A项，溴水与苯混合后充分振荡，溴被萃取到苯中，苯的密度比水小，应是上层 溶液呈橙红色，错误；B项，互为同系物的物质结构相似，环己醇为环状结构，乙醇为链状结 构，二者不互为同系物，错误；C项，己二酸中含有羧基，所以己二酸与NaHCO 溶液可以反 3 应生成CO，正确；D项，环己烷分子中的碳原子间均形成碳碳单键，每个碳原子均形成类似 2 甲烷的四面体结构，故环己烷中所有碳原子不可能共平面，错误。 (3)(2021·全国乙，10)一种活性物质的结构简式为 ，下列有关该物质的叙述正确的是( C ) A．能发生取代反应，不能发生加成反应 B．既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物 C．与 互为同分异构体 D．1 mol该物质与碳酸钠反应最多得44 g CO 2 [解析] A项，由于给定物质含有碳碳双键，所以可以发生加成反应，错误；B项，该物质 含有羟基、碳碳双键和羧基，既不是乙醇的同系物也不是乙酸的同系物，错误；C项，该活性 物质和C项中物质的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，正确；D项，一个该有机 物分子中含有一个羧基，1 mol该物质与足量碳酸钠反应时产生的二氧化碳的质量最多为22 g，错误。 〔对点集训2〕 (1)下列有关乙酸的结构与性质说法正确的是( B ) A．乙酸的分子式为CHCOOH 3 B．乙酸与甲酸甲酯(HCOOCH )互为同分异构体 3 C．乙酸和乙醇的混合溶液可用分液漏斗进行分离 D．乙酸发生酯化反应时，乙酸分子中的O—H键发生断裂 [解析] 乙酸的分子式为C HO，结构简式为CHCOOH，最简式(或实验式)为CHO， 2 4 2 3 2 故A项错误；乙酸和甲酸甲酯分子式相同，都为C HO，结构不同，互为同分异构体，故B项 2 4 2正确；分液法是分离两种互不相溶的液体的方法，而乙酸与乙醇可以互溶，因此其混合溶液 不能用分液的方法进行分离，故C项错误；酯化反应的规律是“酸脱羟基醇脱氢”，因此乙酸 发生酯化反应时应该是乙酸分子中的C—O键发生断裂，故D项错误。 (2)(2022·海南高考调研测试)化合物M(如图所示)是一种重要的材料中间体，下列有关化 合物M的说法中正确的是( B ) A．分子中含有三种官能团 B．可与乙醇、乙酸反应 C．所有碳原子一定处于同一平面 D．可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同 [解析] 该有机化合物中含有碳碳双键、醚键、羟基、羧基4种官能团，A项错误；含有 羟基可以和乙酸发生酯化反应，含有羧基可以和乙醇发生酯化反应，B项正确；双键上的碳 原子和与该碳原子相连的碳原子处于同一平面，该物质含有多个双键结构，即有多个平面结 构，各平面之间由单键相连，单键可以旋转，所以所有碳原子不一定处于同一平面，C项错误； 含有双键可以与溴发生加成反应使溴水褪色，双键、羟基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化从而 使其褪色，原理不同，D项错误。 (3)(2021·天津学业水平等级适应性考试)下列关于水杨酸( )的说法错误的是( D ) A．1 mol水杨酸最多消耗2 mol NaOH B．水杨酸可以与FeCl 溶液发生显色反应 3 C．水杨酸存在分子内氢键，使其在水中的溶解度减小 D．1 mol水杨酸可与4 mol H 发生加成反应 2 [解析] 水杨酸的(酚)羟基和羧基均能与NaOH反应，A项正确；酚能够与FeCl 溶液发 3 生显色反应，B项正确；水杨酸的(酚)羟基和羧基处于邻位，能够形成分子内氢键，导致溶解 度减小，C项正确；水杨酸中的苯环能够与氢气发生加成反应，羧基中的碳氧双键不能与氢 气发生加成反应，D项错误。 微考点3 酯的结构与性质 典例3 (1)(2022·江苏南京模拟)一种2－甲基色酮内酯(Y)可通过下列反应合成： 下列说法正确的是( A ) A．Y分子中有2个手性碳原子 B．Y分子中所有碳原子处于同一平面 C．鉴别Y与X可用Br 的CCl 溶液 2 4 D．1 mol Y最多可与1 mol NaOH反应 [解析] A项，Y中六元环与五元环相连，连接的两个碳原子为手性碳原子，正确；B项， 两个手性碳均为四面体结构，故所有碳原子不可能处于同一平面，错误；C项，X与Y均含有 碳碳双键，遇Br 可以发生加成反应，均褪色，错误；D项，Y中的酚羟基和酯基可以与NaOH 2 反应，1 mol Y最多可与2 mol NaOH反应，错误。(2)(2022·海南等级考模拟)(双选)下图所示物质是蜂胶的活性成分，关于此物质说法正确 的是( BC ) A．分子式为C H O 17 14 4 B．分子存在顺反异构体 C．能使溴的四氯化碳溶液褪色 D．1 mol该物质最多能与2 mol NaOH反应 [解析] 该分子的分子式为C H O，A项错误；该分子中含有碳碳双键，每个双键碳上 17 16 4 连接的两个基团互不相同，所以存在顺反异构体，B项正确；该分子中含有碳碳双键，能使溴 的四氯化碳溶液褪色，C项正确；该分子中含有两个酚羟基和一个酯基且为醇酯基，因此最 多能与3 mol NaOH反应，D项错误。 〔对点集训3〕 (1)(2022·河北石家庄模拟)已知酸性： ，综合考虑反应物的转化率和原 料成本等因素，将 完全转化为 的最佳方法是( B ) A．与稀硫酸共热后，加入足量的NaOH溶液 B．与足量的NaOH溶液共热后，再通入足量CO 2 C．与稀硫酸共热后，加入足量的NaHCO 溶液 3 D．与足量的NaOH溶液共热后，再加入适量的HSO 溶液 2 4 [解析] 最佳方法是 先在NaOH溶液中水解生成 由于酸性： ，再通入足量二氧化碳气 体即可生成 ，故选B项。 (2)(2020·浙江化学，15)有关 的说法正确的是( A ) A．可以与氢气发生加成反应 B．不会使溴水褪色 C．只含二种官能团 D．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗1 mol NaOH [解析] 该有机化合物中苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应，A项正确；碳碳双键能 与溴水发生加成反应，会使溴水褪色，B项错误；该有机化合物中含有碳碳双键、酯基和羟基 三种官能团，C项错误；该有机化合物中酯基水解后会产生酚羟基，也可以消耗NaOH，故1 mol该有机化合物最多消耗2 mol NaOH，D项错误。 萃取精华： 酯化反应的四大类型 1 一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如 CHCOOH＋HOC HCHCOOC H＋HO。 3 2 5 3 2 5 2 2 一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如 3 多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如 4 多元羧酸与多元醇之间的酯化反应。此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如 HOOCCOOH＋HOCH CHOH 2 2 普通酯 HOOCCOOCH CHOH＋HO 2 2 2 环酯 nHOOC—COOH＋nHOCH CHOH――→ 2 2 高聚酯 ＋(2n－1)H O 2 微考点4 酯化反应与酯的水解反应 典例4 (2018·全国1,9)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中，下列操作未涉及的是( D ) [解析] 制备乙酸乙酯所用原料为乙醇和冰醋酸，使用浓硫酸作催化剂和吸水剂，在加 热条件下发生反应，A项正确；为防止倒吸，导管末端应位于饱和碳酸钠溶液的液面上方，B 项正确；所得的乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，而挥发出的乙醇和乙酸可被饱和碳酸钠溶 液吸收，可用分液法将乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液分离，C项正确；整个过程不需要蒸发，D 项错误。 〔对点集训4〕 (1)1－丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应 温度为115～125 ℃，反应装置如图所示，下列对该实验的描述错误的是( C ) A．不能用水浴加热 B．长玻璃管起冷凝回流作用 C．提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤 D．加入过量乙酸可以提高1－丁醇的转化率 [解析] 该酯化反应需要的温度为115～125 ℃，水浴的最高温度为100 ℃，A项正确； 长导管可以起到冷凝回流的作用，B项正确；乙酸丁酯在氢氧化钠溶液中容易发生水解，C项 错误；在可逆反应中，增加一种反应物的用量可以提高另一种反应物的转化率，D项正确。 (2)(2022·福建厦门质检)实验室制备少量乙酸乙酯的装置如图所示(部分夹持装置已省 略)。下列有关该实验说法正确的是( A ) A．乙酸乙酯的沸点小于100 ℃ B．反应前，试管甲中先加入浓硫酸，后加入适量冰酸醋和乙醇 C．试管乙中应盛放NaOH浓溶液 D．实验结束后，将试管乙中混合液进行蒸发结晶可得到乙酸乙酯 [解析] 由水浴加热制备并蒸出乙酸乙酯，可知乙酸乙酯的沸点小于100 ℃，故A正确； 浓硫酸的密度大，应该先加入适量乙醇，然后慢慢地加入浓硫酸和冰醋酸，防止混合液体溅 出，发生危险，故B错误；乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中水解，试管乙中不能盛放NaOH浓溶液， 应盛放饱和碳酸钠溶液，故C错误；乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液，实验结束后，将试管乙中混合液进行分液可得到乙酸乙酯，故D错误。 萃取精华： 1 有机实验中应注意的两大问题 (1)加热方面 ①用酒精灯加热：火焰温度一般在400～500 ℃，教材中本单元有机实验需要用酒精灯 加热的有乙酸乙酯的制备、石蜡的催化裂化实验。 ②水浴加热：乙酸乙酯的水解(70～80 ℃水浴)、蔗糖的水解(热水浴)。 (2)冷凝回流方面 当需要使被汽化的物质重新流回到反应容器中时，可通过在反应容器的上方添加一个 长导管达到此目的(此时空气是冷凝剂)，若需要冷凝的试剂沸点较低，则需要在容器的上方 安装冷凝管，常选用球形冷凝管。 2 醇类的两个规律 (1)消去反应发生条件：羟基碳的相邻碳上有氢原子，即“邻碳有氢”； (2)催化氧化反应条件：羟基碳上有氢原子，即“同碳有氢”，其中—CHOH被氧化为— 2 CHO。 考点四 有机合成 (对应学生用书学案P289) 必备知识·梳理夯实 1．有机合成的主要任务、原则和分析方法 (1)有机合成的任务 (2)有机合成遵循的原则 ①起始原料要_廉价__、_易得__、低毒性、低污染； ②应尽量选择步骤_最少__的合成路线； ③原子经济性高，具有较高的_产率__； ④有机合成反应要操作_简单__、条件_温和__、能耗低、易于实现。 (3)有机合成的分析方法。 ①正向合成分析法的过程： 基础原料―→中间体―→中间体 目标化合物。 ②逆向合成分析法的过程： 目标化合物―→中间体―→中间体 基础原料。 ③综合比较法： 即综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，从而得到最佳的合 成路线。其思维程序是原料―→中间产物←―目标产物。 2．有机合成的常用方法 (1)有机合成中分子骨架的构建。①链增长的反应：加聚反应、缩聚反应、酯化反应；炔烃和醛中的不饱和键与HCN发生 加成反应生成含有氰基(—CN)的物质，再经水解生成羧酸，或经催化加氢还原生成胺；羟醛 缩合反应。 如CH≡CH――→_CH == =CHCN __――→_CH == =CHCOOH __ 2 2 ――→_ __――→_ __ ＋CHCHO――→ ――→CH—CH===CHCHO＋HO 3 3 2 ②链缩短的反应：烷烃的裂化反应，酯类、糖类、蛋白质等的水解反应；烯烃、炔烃及芳香 烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳键缩短的羧酸或酮。 如 ――→_ __＋_R—COOH__ RC≡CH――→_RCOOH__ ――→_ __ ③由链成环的方法： a．羟基酸酯化成环。 如 。 b．第尔斯—阿尔德反应。 如 。 (2)有机合成中官能团的引入或转化。 ①官能团的引入。 引入官能团 引入方法 ①烃与卤素单质(X )发生取代反应；②不饱和烃与X 或HX发生加成反 2 2 卤素原子 应；③醇与HX发生取代反应 ①烯烃与水发生加成反应；②卤代烃碱性条件下发生水解；③醛或酮与H 2 羟基 发生加成反应；④酯的水解；⑤酚钠盐中滴加酸或通入CO 2 碳碳双键或 ①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃与H、X(卤素单质)或HX发生加成反 2 2 碳碳三键 应；③烷烃裂化 醛基 含—CHOH结构的醇催化氧化 2 ①醛被O、银氨溶液或新制Cu(OH) 氧化；②酯在酸性条件下水解；③某 2 2 羧基 些苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化 ②官能团的消除。 a．通过_加成反应__消除不饱和键(双键、三键、苯环)。 b．通过_消去反应__、氧化或酯化反应等消除羟基。 c．通过_加成反应__或氧化反应等消除醛基。 d．通过_水解__反应消除酯基、肽键、卤素原子。 ③官能团的保护。 a．酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa将其保护起来，待其他基团氧化后再酸化将其转变为—OH。 b．碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的 加成反应将其保护起来，待其他基团氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 ④官能团转化的顺序：如在对硝基甲苯――→对氨基苯甲酸的过程中，应先把—CH 氧 3 化成—COOH之后，再把—NO 还原为—NH ，防止当KMnO 氧化—CH 时，—NH (具有还 2 2 4 3 2 原性)也被氧化。 3．有机推断题的突破口 (1)通过物理特征突破。 有机化合物中各类代表物的状态、气味、溶解性、密度、熔点、沸点等往往各有特点，解题 时可考虑通过物理特征找到题眼。 (2)从反应条件突破。 反应条件 可能的有机化合物反应 ①醇的消去反应 ②酯化反应 浓硫酸，加热 ③苯的硝化反应 稀硫酸，加热 ①酯的水解反应 ②二糖、多糖的水解反应等 NaOH的水溶液，加热 ①卤代烃的水解反应 ②酯的水解反应等 强碱的醇溶液，加热 卤代烃的消去反应 新制Cu(OH) 或银氨溶液，加热 醛基的氧化反应 2 ①烯烃、炔烃的氧化反应 ②某些苯的同系物的氧化 酸性KMnO 溶液 4 反应 ③醇、醛、苯酚的氧化反应 O、Cu(或Ag)，加热 醇的催化氧化反应 2 ①烯烃、炔烃的加成反应 ②芳香烃的加成反应 ③ H、催化剂，加热 醛、酮还原为醇 2 特别注意：羧基、酯基、肽键中的碳氧双键不能加成 浓溴水或溴的CCl 溶液 ①烯烃、炔烃的加成反应 ②苯酚的取代反应 4 Cl，光照 ①烃的取代反应 ② 中侧链的取代反应 2 (3)从转化关系突破。 ①连续氧化关系： 结论Ⅰ A为醇、B为醛、C为羧酸、D为酯 结论Ⅱ A、B、C三种物质中碳原子数相同，碳骨架结构相同 结论Ⅲ A分子结构中与羟基相连的碳原子上至少有2个氢原子，即含—CHOH 2 若D能发生银镜反应，则A为CHOH，B为HCHO，C为HCOOH，D为 3 结论Ⅳ HCOOCH 3②重要的“三角”转化关系： a．卤代烃在强碱的醇溶液中加热、醇在浓硫酸催化下加热均发生消去反应生成烯烃； b．烯烃在一定条件下分别与HX(X为卤素原子)、HO发生加成反应生成卤代烃、醇； 2 c．卤代烃在强碱的水溶液中发生取代反应生成醇，醇与HX在酸性条件下发生取代反应 生成卤代烃。 在有机推断中灵活运用以上转化关系，并根据题目的限制条件拓展和完善，可起到事半 功倍的效果。 (4)从实验现象突破。 实验现象 结论 可能含碳碳双键、碳碳三键、醛基、酚羟基(产 使溴水褪色 生白色沉淀)等 可能含碳碳双键、碳碳三键，也可能是苯的同 使酸性KMnO 溶液褪色 4 系物、醇、醛、酚等 遇FeCl 溶液显紫色 说明含酚羟基 3 加入新制Cu(OH) 并加热有砖红色沉淀生成， 2 含有—CHO 或加入银氨溶液水浴加热有银镜出现 加入Na，有H 产生 可能有—OH或—COOH 2 加入NaHCO 溶液有气体放出 含—COOH 3 (5)根据相关数据确定官能团的数目。 ①烃和卤素单质的取代：每取代1 mol氢原子，消耗1 mol卤素单质(X )。 2 ② 的加成：与H、Br 、HCl、HO等加成时按物质的量比1︰1加成。 2 2 2 ③含—OH有机化合物与Na反应时：2 mol —OH生成1 mol H 。 2 ⑤物质转化过程中相对分子质量的变化： (关系式中M代表第一种有机化合物的相对分子质量) 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)有机合成应尽量选择步骤最少的合成路线，符合低价、绿色、环保等要求。( √ ) (2)只有通过取代反应才能引入—OH。( × ) (3)通过加成反应可以同时引入两个卤素原子。( √ ) (4)某酯C H O 经水解后得到相同碳原子数的羧酸和醇，再把醇氧化得到丙酮( )，则酯 6 12 2 是C HCOOCH(CH )。( √ ) 2 5 3 2(5)有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子碳架，并引入或转化成所 需的官能团。( √ ) (6)逆合成分析法可以简单表示为目标化合物→中间体Ⅱ→中间体Ⅰ→基础原料。( √ ) (7)为减少污染，有机合成不能使用辅助原料，不能有副产物。( × ) (8)通过加成反应不能引入碳碳双键官能团。( × ) (9)酯基官能团只能通过酯化反应得到。( × ) (10)由CHCH→CHCHCl→CH===CH →CHCHOH的转化过程中，经过的反应类型 3 3 3 2 2 2 3 2 是取代反应→消去反应→加成反应。( √ ) (11)用盐析的方法分离提纯蛋白质。( √ ) (12)有机物间存在下列转化关系： ――→――→――→――→――→ 其中a是烃类，其余是烃的衍生物，若a的相对分子质量是42，则d是乙醛。( × ) (13)加聚反应可以使有机物碳链增长，取代反应不能。( × ) (14)CH ===CHCHO能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明分子中含有碳碳双键。( × ) 2 (15)某有机物具有酸性，只可能含有羧基。( × ) (16)某有机物可发生银镜反应，说明该有机物属于醛类。( × ) 2．深度思考： (1)有机物 可经过多步反应转变为 ，其各步反应的反应类型是_ 消去反应 → 加成反应 → 消去反应__。 (2)以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中，要依次经过下列步骤中的 _②④①⑤⑥__。 ①与NaOH的水溶液共热 ②与NaOH的醇溶液共热 ③与浓硫酸共热到170 ℃ ④在催化剂存在情况下与氯气反应 ⑤在Cu或Ag存在的 情况下与氧气共热 ⑥与新制Cu(OH) 共热 2 (3)补充完成由环戊烷转化为最终产物过程中各步反应所需的条件、反应物(或产物)的结 构简式及反应类型。 考点突破·训练提升 微考点1 有机合成的分析方法 典例1 (1)(2021·浙江6月选考，24)制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图(其中Ph－代 表苯基)。下列说法不正确的是( D ) A．可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯 B．反应过程涉及氧化反应 C．化合物3和4互为同分异构体 D．化合物l直接催化反应的进行[解析] A项，由题图可知，反应的原料为苯甲醛、甲醇和HO，A项正确；B项，化合物 2 2 4→化合物5过程中加入HO，发生氧化反应，B项正确；C项，由化合物3、4的结构简式可 2 2 知，二者互为同分异构体，C项正确；D项，由题图可知，化合物2参与了整个循环，是反应的 催化剂，故化合物1没有直接催化反应的进行，D项错误。 (2)(2021·全国甲，36)近年来，以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物， 因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下： 回答下列问题： ①A的化学名称为_ m －苯二酚或间苯二酚 ( 或 1,3 －苯二酚 ) __。 ②1 mol D反应生成E至少需要_2__mol氢气。 ③写出E中任意两种含氧官能团的名称_ 酯基、醚键、羟基 ( 任写两种 )__。 ④由E生成F的化学方程式为 _ __ ⑤由G生成H分两步进行：反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2) 的反应类型为_取代反应__。 ⑥化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有_C__(填标号)。 a．含苯环的醛、酮 b．不含过氧键(—O—O—) c．核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3︰2︰2︰1 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 ⑦根据上述路线中的相关知识，以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成 ，写 出合成路线 _ __ [解析] ②由题给路线中D、E的分子式知，E比D多4个氢原子，则1 mol D反应生成 E至少需要2 mol氢气。③C的分子式为C H O，D的分子式为C H O，D比C多4个碳 15 10 4 19 14 6 原子、2个氧原子、4个氢原子，由F的结构简式及其碳原子数仍为19，可知C中的酚羟基与 (CHCO) O反应转化为酯基，即D的结构简式为 ，对比F的结构简式，可知D中的碳碳双键、 3 2 酮羰基与H 发生加成反应得到E，其结构简式为 ，含氧官能团有醚键、酯基、羟基。④对比 2 E、F的结构简式，可知E→F发生了消去反应，化学方程式为 ――→ ＋HO。⑤由G生成H 2 分两步进行：第一步反应是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则第二步反应为酯基水 解，反应类型为取代反应。⑥B的同分异构体是含有苯环的酮或醛，说明含有苯环和碳氧双 键，还剩余2个氧原子和1个碳原子；核磁共振氢谱显示四组峰，峰面积比为3︰2︰2︰1，说 明含有—CH；结构中不存在—O—O—，则只能含有2个羟基。若碳氧双键为醛基，符合条件 3 的结构简式有 、 ；若碳氧双键为酮羰基，则一定存在 ，符合条件的结构简式有 、 ；故共有 4种同分异构体。⑦产物分子中含有两个酯基，该物质可由乙酸或(CHCO) O和 发生酯化反 3 2 应得到，而反应物的主要原料为丙烯，则丙烯需转化为 ，可通过模仿题给流程中F→G→H的合成路线设计，合成路线参见答案。 〔对点集训1〕 (1)(2021·河北，18)丁苯酞(NBP)是我国拥有完全自主知识产权的化学药 物，临床上用于治疗缺血性脑卒中等疾病。ZJM—289是一种NBP开环体(HPBA)衍生物，在 体内外可经酶促或化学转变成NBP和其它活性成分，其合成路线如图： 已知信息： 回答下列问题： ①A的化学名称为_邻二甲苯__。 ②D有多种同分异构体，其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为_ __、 _ __。 a．可发生银镜反应，也能与FeCl 溶液发生显色反应； 3 b．核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1︰2︰2︰3。 ③E→F中(步骤1)的化学方程式为 _ ＋ 3NaOH ― → ＋ CH COONa ＋ 2H O__。 3 2 ④G→H的反应类型为_取代反应__。若以NaNO 代替AgNO ，则该反应难以进行， 3 3 AgNO 对该反应的促进作用主要是因为_ Ag ＋ 与 Br － 反应生成的 AgBr 沉淀，促进该反应的进 3 行__。 ⑤HPBA的结构简式为_ __。通常酯化反应需在酸催化、加热条件下进行，对比HPBA 和NBP的结构，说明常温下HPBA不稳定、易转化为NBP的主要原因_ HPBA 结构中苯环对 侧链的影响，使侧链中— COOH 和— OH 易发生酯化反应成环，生成 NBP __。 ⑥W是合成某种抗疟疾药物的中间体类似物。设计由2,4－二氯甲苯( )和对三氟甲基苯 乙酸( )制备W的合成路线_ __。(无机试剂和四个碳以下的有机试剂任选)。 [解析] ①C H 符合苯的同系物的通式。结合B的结构推出A为 。②a.说明结构中存 8 10 在—CHO和酚羟基，D分子除苯环以外，不饱和度为1，则该同分异构体中只有一个—CHO， D分子中共有8个氢原子，结合峰面积比可知苯环上还有两个酚羟基和一个—CH，根据核 3 磁共振氢谱有4组峰，写出结构简式为 和 。③E中的酚酯基和羧基均能与NaOH反应，且1 mol酚酯基需2 mol NaOH。④比较G和H的结构，结合反应条件可知：—Br被—ONO 取代； 2 运用AgNO 的优点在于Ag＋与Br－反应生成AgBr沉淀，能促进该反应正向进行。⑤NBP中， 3 酯基水解得—COOH和—OH，HPBA的结构简式为 ；HPBA分子中，苯环对—COOH和— OH的影响，使—COOH和—OH活泼，容易发生酯化反应生成NBP。⑥根据D→E的转化，结 合已知信息和原料，W由 和 合成， 中—CH 经取代，水解、氧化可得—CHO。 3 (2)(2021·全国乙，36)卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如 下： 已知：(ⅰ) ＋HCl (ⅱ)回答下列问题： ①A的化学名称是_ 2 －氟甲苯 ( 或邻氟甲苯 ) __。 ②写出反应③的化学方程式 ＋_HCl__ 或_ __， _ ＋ NaC l ＋ H O__。 2 ③D具有的官能团名称是_ 氨基、羰基、卤素原子 ( 溴原子、氟原子 )__。(不考虑苯环) ④反应④中，Y的结构简式为_ __。 ⑤反应⑤的反应类型是_取代反应__。 ⑥C的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有_10__种。 ⑦写出W的结构简式_ __。 [解析] ①根据A的结构简式，可知A的化学名称为2－氟甲苯或邻氟甲苯。②根据已 知(ⅰ)，可推出C为 ，X为 ，根据D的结构，写出化学方程式。③根据D的结构简式，可知其 具有的官能团为溴原子、氟原子、羰基、氨基。⑤反应⑤中，E断裂碳溴键， 断裂氨基中的氮 氢键，生成F和HBr，故发生的是取代反应。⑥C的分子式为C HClFO，不饱和度为5，根据 7 4 已知条件，C的同分异构体含有苯环，且能发生银镜反应，判断其结构中含有1个醛基，另外 还有1个氟原子、1个氯原子，根据定二移一法，先排—CHO和—Cl，有 三种排法，再将— F排列进去，可得 (4种)、 (2种)、 (4种)，共10种。⑦反应⑥的断键原理与已知(ⅱ)中断 键原理类似，故F断键原理如图： ，将断键部分相连可得W的结构简式为： 。 微考点2 有机推断 典例2 (2022·山东济宁检测)某研究小组以甲苯为原料，设计以下路径合成药物中间体 M和R。回答下列问题： 已知：① ② ③ ――→ (1)C中的官能团的名称为_羟基和羧基__，F的结构简式为_ __，A→B的反应类型为_ 取代反应__。 (2)D→E的反应方程式为_ ＋ CH CHO ――→ ＋ H O__。 3 2 (3)M物质的核磁共振氢谱中有_8__组吸收峰。 (4)至少写出2个同时符合下列条件的试剂X的同分异构体的结构简式_ __。 ①只有一个苯环且苯环上的一氯取代物只有2种 ②遇FeCl 溶液显紫色 3 ③分子中含 (5)设计由甲苯制备R( )的合成路线(其他试剂任选)：_ __。 [解析] 根据A→B，B→C反应，推出溴原子取代苯环上的氢，取代的是甲基的邻位， D→E发生的是与信息①类似的反应，引入碳碳双键，即E为 ，E→F发生的是与信息③类似的反应，得到碳氧双键，即F为 ，F→M发生的是与信息②类似的反应，即得到M。(1)C中的 官能团的名称为羟基和羧基，根据信息①和③得到F的结构简式为 ，A→B的反应类型为取 代反应。(2)根据信息①得出D→E的反应方程式为 ＋HO。(3)M物质的核磁共振氢谱中有8 2 组吸收峰，如图 。(4)①只有一个苯环且苯环上的一氯取代物只有2种，即有两个支链且在对 位，②遇FeCl 溶液显紫色，含有酚羟基，③分子中含 ，可以写出同时符合上述条件的试剂X 3 的同分异构体的结构简式： (5)甲苯先与Cl 在光照条件下发生侧链取代，再与氢气发生加 2 成反应，然后发生氯代烃的消去反应引入碳碳双键，最后与溴加成，再水解得R。因此由甲苯 制备R( )的合成路线为 。 〔对点集训2〕 8－羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂，也是重要的医药 中间体。如图是8－羟基喹啉的合成路线。 已知：ⅰ. ――→ ⅱ.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。 (1)按官能团分类，A的类别是_烯烃__。 (2)A→B的化学方程式是_CH == =CHCH ＋ C l ――→ CH == =CHCH Cl ＋ HCl __。 2 3 2 2 2 (3)C可能的结构简式是_HOCH CHClCH Cl 、 ClCH CH(OH)CH Cl__。 2 2 2 2 (4)C→D所需的试剂a是_ NaOH ， H O__。 2 (5)D→E的化学方程式是_HOCH CH(OH)CH OH ――→ CH == =CHCHO ＋ 2H O__。 2 2 2 2 (6)F→G的反应类型是_取代反应__。 (7)将下列K→L的流程图补充完整： (8)合成8－羟基喹啉时，L发生了_氧化__(填“氧化”或“还原”)反应。反应时还生成 了水，则L与G物质的量之比为_ 3 ︰ 1 __。 [解析] (1)由题给合成路线可知，B生成C为加成反应，则B分子中含有不饱和键，因 此A中含有不饱和键，由A的分子式可知，A的不饱和度为1，即A为丙烯，属于烯烃。 (2)根据合成路线可知，在高温条件下，丙烯与氯气反应的化学方程式为CH===CHCH 2 3 ＋Cl――→CH===CHCHCl＋HCl。 2 2 2 (3)CH ===CHCHCl与HOCl发生加成反应的生成物可能是HOCH CHClCH Cl，也可能 2 2 2 2 是ClCH CH(OH)CH Cl。 2 2 (4)根据C和D的分子式可推知，在该反应过程中Cl被羟基取代，因此试剂a为氢氧化 钠的水溶液。 (5)根据(3)和(4)的推断可知，D的结构简式为HOCH CH(OH)CH OH；由题给信息和分子 2 2 式可知，F为苯酚，G为 ，G发生还原反应生成J，则J的结构简式为 ；由J和K的结构简式 可 推 出 E 的 结 构 简 式 应 为 CH===CH—CHO ， D→E 的 化 学 方 程 式 为 2 HOCH CH(OH)CH OH――→CH===CHCHO＋2HO。 2 2 2 2 (6)由上述分析可知，F生成G的反应为取代反应。 (7)由L的分子式可知，L的不饱和度为6，苯环的不饱和度为4，因此还有2个不饱和度，由L与G的反应可知，L中还含有一个环状结构，要满足不饱和度，只能含有一个双键，由此 可写出流程中两种物质的结构简式分别为 。 (8)L( )与G( )生成8－羟基喹啉( )、J( )和HO，由L和8－羟基喹啉的结构简式可看出， 2 L分子中脱去2个氢原子形成碳氮双键，因此L发生氧化反应。该反应可看作是L脱去的氢 原子与—NO 生成—NH 和HO，根据一个N原子结合2个H原子，一个O原子结合2个H 2 2 2 原子，由此可判断，1 mol G需与3 mol L反应，即L与G物质的量之比为3︰1。 本讲要点速记： 1．卤代烃的两个重要反应：水解反应与消去反应。 (1)水解反应：RCHX＋NaOH――→RCHOH＋NaX(X代表卤素原子)。 2 2 反应规律：所有的卤代烃在强碱(如NaOH)的水溶液中加热均能发生取代(水解)反应。 (2)消去反应：RCHCHX＋NaOH――→RCH===CH ＋NaX＋HO(X代表卤素原子) 2 2 2 2 反应规律：与—X所连的碳原子有邻位碳原子，且邻位碳上有H原子。 2．卤代烃在有机合成中的重要作用： 卤代烃可以水解生成醇，又可通过消去反应生成烯烃、炔烃。 3．乙醇性质四反应 (1)与Na反应；(2)氧化反应；(3)消去反应；(4)取代反应(酯化、分子间脱水)。 4．苯酚的性质与反应 (1)弱酸性；(2)取代反应。 5．醛类性质 (1)还原反应； (2)氧化反应。 ①催化氧化反应；②银镜反应；③与新制Cu(OH) 反应。 2 6．酯水解的两个反应 CHCOOC H＋HOCHCOOH＋CHCHOH 3 2 5 2 3 3 2 CHCOOC H＋NaOH――→CHCOONa＋C HOH 3 2 5 3 2 5 7．牢记一个顺序(羟基氢的活泼性顺序)：CHCOOH>H CO> >H O>CHCHOH。 3 2 3 2 3 2 8．油脂的性质 (1)水解反应；(2)加成反应。 9．酰胺的性质 酸性并加热条件下水解生成羧酸，碱性并加热条件下水解生成羧酸盐。 10．三类官能团的检验 (1)酚羟基：遇浓溴水生成白色沉淀；遇FeCl 溶液呈紫色； 3 (2)醛基：碱性条件下发生银镜反应；与新制Cu(OH) 悬浊液反应生成砖红色沉淀； 2 (3)羧基：与NaHCO 溶液反应放出气体。 3 11．三类互为同分异构体的物质 相同碳原子数的醛和酮、醇和醚、羧酸和酯互为同分异构体。第30讲 生物大分子 合成高分子 高考备考导航 学科核心素养 1．列举典型糖类物质，能说明单糖、二糖和多 糖的区别与联系，能探究葡萄糖的化学性质， 能描述淀粉、纤维素的典型性质。 2．辨识蛋白质结构中的肽键，能说明蛋白质 的基本结构特点，能判断氨基酸的缩合产物、 多肽的水解产物。分析说明氨基酸、蛋白质与 1．宏观辨识与微观探析：从官能团角度认识 人体健康的关系。 生物大分子、合成高分子的组成、结构、性质 3．辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键， 和变化，形成“结构决定性质”的观念，并从 能基于氢键分析碱基的配对原理。能说明核 宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问 糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。 题。 4．对单体和高分子进行相互推断，能分析高 2．证据推理与模型认知：具有证据意识，能对 分子的合成路线，写出典型的加聚反应和缩 生物大分子、合成高分子的组成、结构及其变 聚反应的化学方程式。 化提出可能的假设，并解释某些化学现象，揭 5．举例说明塑料、合成橡胶、合成纤维的组成 示现象的本质和规律。 和结构特点，列举重要的合成高分子化合物， 说明它们在材料领域中的应用。 6．参与营养健康、材料选择与使用、垃圾处理 等社会性议题的讨论，并作出有科学依据的 判断、评价和决策。 考点一 生物大分子 (对应学生用书学案P295) 必备知识·梳理夯实 1．糖类 (1)定义：从分子结构上看，糖类可定义为_多羟基醛__、_多羟基酮__和它们的脱水缩合 物。 (2)组成：主要包含_碳、氢、氧__三种元素。大多数糖类化合物的通式为C (H O) ，m与n n 2 m 可以相同，也可以是不同的正整数。所以糖类也叫碳水化合物。 (3)分类： [微点拨] 糖类的通式不一定均为 C (H O) ，如鼠李糖的分子式为 C H O ；符合 n 2 m 6 12 5 C (H O) 的有机物不一定为糖类，如乙酸C HO。 n 2 m 2 4 2 (4)单糖——葡萄糖与果糖、核糖与脱氧核糖①组成和分子结构： 名称 分子式 结构简式 官能团 两者关系 CHOH(CHOH) _ —OH 、 __— 2 4 葡萄糖 _C H O__ 6 12 6 CHO CHO__ _同分异构体__ CHOH(CHOH) 、 2 3 果糖 _C H O__ 6 12 6 COCH OH —OH 2 CHOH(CHOH) —OH、 2 3 核糖 C H O 5 10 5 CHO —CHO 脱氧 CHOH(CHOH) —OH、 2 2 C H O 5 10 4 核糖 CHCHO —CHO 2 ②葡萄糖的化学性质： (5)二糖——蔗糖与麦芽糖。 比较项目 蔗糖 麦芽糖 组成 分子式均为_C H O __ 12 22 11 相同点 性质 都能发生_水解__反应 是否含醛基 否 是 不同点 水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖 相互关系 二者互为同分异构体 (6)多糖——淀粉与纤维素。 ①相似点。 a．都属于_高分子__化合物，属于多糖，分子式都可表示为_(C H O)__。 6 10 5 n b．都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为 ！！！！ ！！！！ c．都_不能__发生银镜反应。 ②不同点。 a．通式中n值_不同__； b．_淀粉__遇碘呈现特殊的蓝色。 注意：①淀粉和纤维素因通式中n值不同，二者不是同分异构体。②淀粉、纤维素、蛋白 质都属于高分子化合物，单糖、双糖和油脂不属于高分子化合物。 2．蛋白质 (1)氨基酸的结构与性质①组成与结构 ②氨基酸的化学性质 A两性 氨基酸分子中既含有酸性基团_—COOH__，又含有碱性基团_—NH __，因此，氨基酸是 2 两性化合物。 如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为 B成肽反应 氨基酸在酸或碱存在的条件下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分 子水，缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。 两分子氨基酸缩水形成二肽，如： _ __ 多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。 (2)蛋白质的结构与性质 ①组成与结构 a．蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。 b．蛋白质是由_氨基酸__通过_缩聚__反应生成的，蛋白质属于天然有机高分子化合物。 ②性质 ③蛋白质盐析与变性的比较 盐析 变性 加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度 一定条件下，使蛋白质失去原有生 内涵 降低而析出 理活性 较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强 条件 (NH )SO 、NaSO 溶液等 酸、强碱、甲醛等 4 2 4 2 4 特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质已失去原有活性 消毒、灭菌，给果树施用波尔多液， 应用 分离、提纯蛋白质 保存动物标本等 (4)酶 ①大多数酶是蛋白质，具有蛋白质的性质。 ②酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点： a．条件温和，不需加热。b.具有高度的专一性。c.具有高效催化作用。 3．核酸的结构与性质 (1)核酸的形成。(2)核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)比较。 物质 核糖核酸(RNA) 脱氧核糖核酸(DNA) 元素组成 _ C 、 H 、 O 、 N 、 P __ 基本组 核糖核苷酸(4种) 脱氧核糖核苷酸(4种) 成单位 戊糖 _核糖__ _脱氧核糖__ 化学 _ U( 尿嘧啶 ) __ _ T( 胸腺嘧啶 ) __ 碱基 组成 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) 磷酸 相同 一般结构 由一条_脱氧核苷酸__链构成 由两条_脱氧核糖核苷酸__链构成 分布 主要在_细胞质__中 主要在_细胞核__中 [微点拨] 几种有机物的检验方法 (1)葡萄糖的检验：葡萄糖与银氨溶液加热反应产生银镜；葡萄糖与新制氢氧化铜加热产 生砖红色沉淀。 (2)淀粉的检验：遇碘单质(I)变蓝色。 2 (3)蛋白质的检验：遇浓硝酸变黄色；灼烧有烧焦羽毛的气味。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖、淀粉和纤维素具有相同的分子通式，均互为同分异构 体。( × ) [提示] 淀粉和纤维素中的n值不同，并且两者都是混合物，不属于同分异构体。 (2)淀粉和纤维素都属于糖类，所以食用淀粉和纤维素均以为人体提供营养。( × ) [提示] 纤维素虽然属于糖类，但在人体内却不能水解，因为人体内没有能水解纤维素 的酶。 (3)有两种氨基酸，分别是甘氨酸和丙氨酸，两分子氨基酸之间脱水能形成三种二肽。( × ) [提示] 甘氨酸两分子脱水形成二肽， ；丙氨酸两分子脱水形成二肽： ；甘氨酸与丙氨 酸分子间脱水形成两种二肽： ， ，共形成四种二肽。 (4)棉花、蚕丝的主要成分都是蛋白质。( × ) [提示] 棉花的主要成分是纤维素。 (5)葡萄糖可以发生酯化反应和加氢还原反应。( √ ) [提示] 葡萄糖分子中含羟基和醛基，能发生酯化反应和加氢还原反应。 (6)向淀粉水解后所得水解液中滴加碘水，溶液未变蓝色，说明淀粉没有发生水解。( × ) [提示] 该现象说明淀粉水解完全。(7)将(NH )SO 、CuSO 溶液分别加入蛋白质溶液中，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白 4 2 4 4 质变性。( × ) [提示] (NH )SO 使蛋白质盐析。 4 2 4 (8)蚕丝织物上沾有的血迹可以用加酶洗衣粉洗涤除去。( × ) [提示] 加酶洗衣粉能使蚕丝织物(蛋白质)水解。 (9)酯类物质在碱性条件的水解反应称为皂化反应。( × ) [提示] 油脂在碱性条件的水解反应称为皂化反应。 (10)磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸。( × ) (11)食用花生油和鸡蛋清都能发生水解反应。( √ ) (12)油脂经过皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油。( √ ) (13)通过盐析可提纯蛋白质，并保持其生理活性。( √ ) (14)玉米制醇、蛋白质变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化。( × ) (15)蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基。( × ) (16)氨基酸和蛋白质分子中都含有氨基和羧基，二者均有两性。( √ ) (17)做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体。( × ) [提示] 棉和麻属于纤维素，与淀粉不互为同分异构体。 2．现有下列物质： ①NH —CH—COOH、②CHOH(CHOH) CHO、 2 2 2 4 ③(C H O)(纤维素)、 6 10 5 n ④NH —CHCH(CH )—COOH、⑤HCOOC H、 2 2 3 2 5 ⑥ 。 (1)属于糖类的是_②③__(填序号，下同)，属于α－氨基酸的是_①⑥__； (2)化合物⑥系统命名为_ 2 －氨基－ 1,5 －戊二酸 (2 －氨基－戊二酸 ) __，化合物②所含的 官能团名称为_羟基、醛基__； (3)化合物①与⑥混合发生缩合反应可生成的二肽结构(含一个肽键)最多有_6__种； (4)写出化合物①与盐酸发生反应的化学方程式 _NH —CH —COOH ＋ HCl ― → HOOC—CH —NH Cl__； 2 2 2 3 (5)能发生水解且水解的最终产物能发生银镜反应的是_③⑤__。 [提示] (1)糖类是多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机 化合物，上述物质中属于糖类的有②③；α－氨基酸是指氨基连在羧酸的α位，上述物质中属 于α－氨基酸的是①⑥；(2)氨基酸的系统命名法是把氨基作为取代基，羧酸作为母体来命名， 在 中，氨基在2号碳原子上，故其系统命名是2－氨基－1,5－戊二酸或2－氨基－戊二酸； 由结构式可知，CHOH(CHOH) CHO中含有羟基、醛基；(3)当同种氨基酸脱水，生成3种二 2 4 肽，当异种氨基酸脱水，生成3种二肽，故①与⑥混合发生缩合反应可生成的二肽结构最多 有6种；(4)氨基酸分子是两性化合物，能与酸反应生成盐，故NH —CH—COOH与盐酸反应 2 2 的化学方程式为NH —CH—COOH＋HCl―→HOOC—CH —NH Cl；(5)能发生水解反应的 2 2 2 3物质有酯、二糖、多糖等，能发生银镜反应的物质中含有醛基，故能发生水解且水解的最终产 物能发生银镜反应的物质有③⑤。 3．深度思考： (1)①蔗糖在稀硫酸催化下水解生成葡萄糖，加碱中和稀硫酸后与新制Cu(OH) 悬浊液 2 反应生成Cu O红色沉淀。写出上述实验中发生的化学方程式： 2 _ __， _HSO ＋ 2NaOH == =N a SO ＋ 2H O__， 2 4 2 4 2 _CHOH(CHOH) CHO ＋ 2Cu(OH) ＋ NaOH ――→ CH OH(CHOH) COONa ＋ Cu O ↓ ＋ 2 4 2 2 4 2 3HO__。 2 ②淀粉经过下列变化：淀粉→单糖→酒精→乙烯→……→草酸，在该系列变化过程中， 所发生的反应类型依次是_水解反应、分解反应、消去反应、加成反应、水解反应、氧化反应__。 ③油酸的化学式为C H COOH，结构中含有 和—COOH两种官能团，通过实验检验 17 33 的方法是_向油酸中加入溴水，溴水褪色__。通过实验检验—COOH的方法是_向油酸中加入 含酚酞的 NaOH 溶液，红色变浅 __。 [提示] ①蔗糖水解后，加碱中和过量的酸后，再与新制Cu(OH) 悬浊液反应。淀粉水解 2 生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶作用下得乙醇，然后乙醇→乙烯→1,2－二溴乙烷→乙二醇→乙 二醛→草酸，所发生的反应类型依次是水解反应、分解反应、消去反应、加成反应、水解反应、 氧化反应。③利用碳碳双键能使溴水或酸性KMnO 溶液褪色来进行检验；利用—COOH能 4 与碱发生中和反应进行检验。 (2)①乙酸乙酯在碱性条件下的水解是皂化反应吗？ ②如何区别油脂和矿物油？ ③ 能发生反应的类型有哪些？ [提示] ①不是。皂化反应指高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下水解的反应。②取少量试 样加入含有酚酞的NaOH溶液并加热，红色变浅的是油脂，无变化的是矿物油。③中和反应、 酯化反应、缩聚反应、氧化反应。 考点突破·训练提升 微考点1 生物大分子的结构与性质 典例1 (1)(2020·天津化学，3)下列说法错误的是( D ) A．淀粉和纤维素均可水解产生葡萄糖 B．油脂的水解反应可用于生产甘油 C．氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元 D．淀粉、纤维素和油脂均是天然高分子 [解析] 淀粉和纤维素都是由葡萄糖单元组成的，完全水解产生葡萄糖，A项正确；油脂 水解可生成高级脂肪酸和甘油，B项正确；氨基酸通过缩合反应生成蛋白质，C项正确；油脂 不是高分子化合物，D项错误。 (2)(2021·浙江1月选考，14)下列说法不正确的是( B ) A．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下可生成4种二肽B．乙酸、苯甲酸、乙二酸(草酸)均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．纤维素与乙酸酐作用生成的醋酸纤维可用于生产电影胶片片基 D．工业上通常用植物油与氢气反应生产人造奶油 [解析] A项，氨基酸生成二肽，就是两个氨基酸分子脱去一个水分子的过程。甘氨酸和 丙氨酸混合，同种氨基酸脱水，生成2种二肽；不同种氨基酸脱水：可以是丙氨酸脱去羟基， 甘氨酸脱去氢；也可以是甘氨酸脱去羟基，丙氨酸脱去氢，生成2种二肽，所以共生成4种二 肽，正确。B项，乙二酸有较强的还原性，可使酸性KMnO 溶液褪色，错误。C项，纤维素与醋 4 酸酐作用生成的醋酸纤维可用于生产电影胶片片基，正确。D项，工业上常用植物油与H 发 2 生加成反应生产人造奶油，正确。 〔对点集训1〕 (1)(2022·北京等级考)淀粉在人体内的变化过程如图： ――→――→――→――→ 下列说法不正确的是( A ) A．nm，A不正确；麦芽糖在一定条 件下水解为单糖，属于二糖，B正确；过程③为麦芽糖生成葡萄糖的反应，是水解反应，C正 确；④的反应为葡萄糖分解为二氧化碳和水的过程，为人体提供能量，D正确。 (2)下列说法正确的是( C ) A．在紫外线、饱和NaSO 溶液、CuSO 溶液、福尔马林等作用下，蛋白质均会发生变性 2 4 4 B．油脂属于高分子化合物，是混合物 C．在一定条件下，氨基酸之间能发生反应，合成更加复杂的化合物 D．检验淀粉在稀硫酸催化条件下水解产物的方法是：取适量水解液于试管中，加入少量 新制Cu(OH) 悬浊液，加热，观察是否有砖红色沉淀 2 [解析] A项，饱和NaSO 溶液可使蛋白质发生盐析；B项，油脂相对分子质量较小，不 2 4 属于高分子化合物；C项，氨基酸含有氨基、羧基，可发生取代、缩聚反应，可生成二肽、多肽 或蛋白质；D项，淀粉是在酸性条件下水解，而葡萄糖和新制Cu(OH) 悬浊液反应必须在碱性 2 条件下，所以用新制氢氧化铜悬浊液检验葡萄糖时要先中和酸，否则无法成功。 [易错警示] (1)检验淀粉水解的产物能否发生银镜反应，首先要加碱中和为催化剂的酸，然后再加银 氨溶液。 (2)蛋白质的盐析是可逆的，蛋白质的变性是不可逆的。 (3)油脂在碱性条件下的水解反应属于皂化反应，在酸性条件下的水解反应不属于皂化 反应；小分子的酯在碱性条件下的水解反应不属于皂化反应。 微考点2 生物大分子的用途典例2 (2022·北京顺义一模)生活处处有化学，下列说法正确的是( C ) A．食品中的淀粉和纤维素的组成都可用(C H O) 表示，它们互为同分异构体 6 10 5 n B．棉、麻、丝、毛的燃烧产物都只有CO 和HO 2 2 C．在紫外线、饱和CuSO 溶液、福尔马林等作用下，蛋白质均会发生变性 4 D．煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类 [解析] 淀粉和纤维素聚合度n不同，二者不互为同分异构体，A项错误；丝、毛的成分 为蛋白质，含N元素，燃烧有含氮物质生成，而棉、麻的燃烧产物都只有CO 和HO，B项错 2 2 误；紫外线、饱和CuSO 溶液、福尔马林均使蛋白质发生变性，为不可逆反应，C项正确；花生 4 油为不饱和高级脂肪酸甘油酯，牛油为饱和酯类，均可发生皂化反应，D项错误。 〔对点集训2〕 (2022·河北张家口模拟)下列生活常见用品中，有关物质的性质描述不正 确的是( A ) 选项 生活用品 名称 主要成分 性质 PP塑料制作的奶 能够使酸性高锰酸 A 聚丙烯 瓶 钾溶液褪色 肥皂的水溶液呈碱 B 肥皂 高级脂肪酸钠 性 蔗糖在酸或酶的作 葡萄糖、果糖和蔗 C 蜂蜜 用下可水解生成葡 糖 萄糖和果糖 在合适的酶的作用 驴皮去毛后熬制而 D 阿胶 下能够发生水解反 成的胶块 应 [解析] A．丙烯双键打开，发生聚合反应生成聚丙烯，所以聚丙烯不含双键，不能使酸 性高锰酸钾溶液褪色，A项错误；高级脂肪酸为弱酸，所以高级脂肪酸钠为强碱弱酸盐，溶液 显碱性，B项正确；蔗糖为一分子葡萄糖和一分子果糖形成的二糖，所以蔗糖在酸或酶的作 用下可水解生成葡萄糖和果糖，C项正确；阿胶为驴皮去毛后熬制而成的胶块，主要成分为 蛋白质，在合适的酶的作用下蛋白质能够发生水解反应，生成氨基酸，D项正确。 微考点3 糖类的水解程度及产物的判断 典例3 为检验淀粉水解的情况，进行如下图所示的实验，试管甲和丙均用60～80 ℃的 水浴加热5～6 min，试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。 实验1：取少量甲中溶液，加入新制氢氧化铜，加热，没有砖红色沉淀出现。 实验2：取少量乙中溶液，滴加几滴碘水，溶液变为蓝色，但取少量甲中溶液做此实验时， 溶液不变蓝色。 实验3：取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显变化。 下列结论错误的是( C )A．淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行 B．欲检验淀粉是否完全水解，最好在冷却后的水解液中直接加碘 C．欲检验淀粉的水解产物具有还原性，可在水解液中加入新制氢氧化铜并加热 D．若用唾液代替稀硫酸，则实验1可能出现预期的现象 [解析] 实验甲与乙、甲与丙都是对照实验，前者探究温度的影响，后者探究催化剂的 影响，通过对照实验可知A项正确；因为I 可与NaOH发生反应：I＋2NaOH===NaI＋NaIO 2 2 ＋HO，故用I 检验淀粉时，不能有NaOH存在，B项正确；用新制Cu(OH) 检验水解产物的 2 2 2 还原性时，必须在碱性环境中进行，故在水解液中先加NaOH中和稀硫酸至碱性后，再加入 新制Cu(OH) 并加热，C项错误；若用唾液代替稀硫酸，则不必加碱中和，直接加入新制 2 Cu(OH) ，加热即可出现预期现象，D项正确。 2 〔对点集训3〕 某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况： 下列结论中正确的是( D ) A．淀粉尚有部分未水解 B．淀粉已完全水解 C．淀粉没有水解 D．淀粉已发生水解，但不知是否完全水解 [解析] 混合液中加入新制Cu(OH) ，加热至沸腾，有砖红色沉淀生成，说明淀粉已经水 2 解；另取混合液加入碘水，由于混合液中含过量的NaOH，与I 反应导致无法判断是否水解完 2 全。 [微点拨] 淀粉水解程度的判断方法 (1)实验流程。 (2)实验现象及结论。 情况 现象A 现象B 结论 ① 溶液呈蓝色 未产生银镜(砖红色沉淀) 淀粉未水解 ② 溶液呈蓝色 出现银镜(砖红色沉淀) 淀粉部分水解 ③ 溶液不呈蓝色 出现银镜(砖红色沉淀) 淀粉完全水解 (3)注意问题。 ①检验淀粉时，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反 应。 ②淀粉、蔗糖的水解实验是用稀硫酸作催化剂，而其水解产物与银氨溶液反应或与新制 Cu(OH) 反应的实验必须在碱性条件下进行，所以检验淀粉或蔗糖的水解产物时，应先在水 2 解液中加入NaOH溶液至溶液呈碱性。 微考点4 氨基酸的成肽规律及蛋白质的水解 典例4 (1)如图表示蛋白质分子结构的一部分，图中①、②、③、④标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是( C ) A．① B．② C．③ D．④ [解析] 两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基和另一分子的羧 基间脱去一分子水缩合形成含有肽键( )的化合物，称为成肽反应，所以蛋白质水解断裂的是 肽键，③是肽键，所以应断裂的键是③。 (2)(2022·江西南昌模拟)新冠病毒(如图)由蛋白质和核酸组成，核酸由核苷酸组成，核苷 酸的单体由五碳糖、磷酸基团和含氮碱基构成。下列说法错误的是( C ) A．蛋白质和核酸均是高分子化合物 B．蛋白质中含C、H、O、N等元素 C．五碳糖(C H O)与葡萄糖互为同系物 5 10 5 D．NaClO溶液用作消毒剂，是因为NaClO能使病毒蛋白变性 [解析] 蛋白质是由氨基酸脱水缩聚而成的，而所有的聚合物都属于高分子化合物，核 酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，故A正确；蛋白质的组成元素有C、H、O、 N，有的还有P、S等，故B正确；五碳糖(C H O)与葡萄糖(C H O)组成相差1个CHO，不符 5 10 5 6 12 6 2 合同系物的定义，故C错误；NaClO溶液用作消毒剂，是因为NaClO能使病毒蛋白变性，故 D正确。 〔对点集训4〕 已知氨基酸可发生如下反应： ＋HNO―→ ＋N↑＋HO，且已知：D、E的相对分子质量分别为162和144，可发生 2 2 2 如图物质的转化关系： (1)写出B、D的结构简式：B_ __， D_ __。 (2)写出C→E的化学方程式：_  ＋ 2H O__。 2 (3)写出C→D的化学方程式：_  ＋ H O__ 2 [解析] 氨基酸中—COOH脱去—OH，—NH 脱去—H，发生缩聚反应生成蛋白质。由 2 此可推知，两个丙氨酸分子间脱去两个水分子可生成B： 。由题目中所给信息可总结出：在 HNO 作用下，氨基酸中的—NH 可转变成—OH，可得C： 。由于C中含有—COOH和— 2 2 OH，所以分子间可以脱水，脱去一个水分子可得D： ，脱去两个水分子可得E： 。 考点二 合成高分子 (对应学生用书学案P300) 必备知识·梳理夯实 1．有机高分子化合物 相对分子质量从_几万__到_几十万__甚至更大的化合物，称为高分子化合物，简称_高分子__。大部分高分子化合物是由小分子通过_聚合__反应制得的，所以常被称为_聚合__物 或高聚物。 2．高分子化合物的组成 (1)单体：能够进行_聚合__反应形成高分子化合物的低分子化合物。 (2)链节：高分子化合物中化学组成_相同__、可重复的_最小单元__。 (3)聚合度：高分子链中含有链节的_数目__。 举例：把下列概念的标号填写在反应方程式中的横线上： ①小分子化合物 ②高分子化合物 ③单体 ④链节 ⑤聚合度 聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对分子质量×n 3．高分子化合物的基本性质： (1)溶解性：线型高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的有机溶剂中，网状结构高分子(如硫 化橡胶)不溶于有机溶剂，只有一定程度的溶胀。 (2)热塑性和热固性：线型高分子具有_热塑__性(如聚乙烯)，网状结构高分子具有_热固 __性(如电木、硫化橡胶)。 (3)强度：高分子材料强度一般_比较大__。 (4)电绝缘性：通常高分子材料电绝缘性良好。 4．高分子化合物的合成方法 (1)加聚反应：加成聚合反应简称加聚反应，是指不饱和单体通过_加成__反应生成高分 子化合物的反应，如生成聚乙烯的化学方程式为：！！！！ nCH===CH ――→CH— 2 2 2 CH 。 2 [微点拨] ①单体必须是含有碳碳双键，碳碳三键等不饱和键的化合物。 ②发生加聚反应的过程中，没有副产物生成，聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成 相同，聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的n倍。 (2)缩聚反应：缩合聚合反应简称缩聚反应，是指单体之间相互作用生成高分子，同时还 生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。例如己二酸与乙二醇之间的缩合聚合反应： ＋nHO(CH)OH 2 2 ＋(2n－1)H O 2 产物特征：生成高聚物和小分子。 5．高分子化合物的分类 其中，_塑料__、_合成纤维__、_合成橡胶__又被称为三大合成材料。 6．常见高分子化合物的单体和结构简式： 名称 单体 结构简式 _ __、 涤沦 _HOCH CHOH__ 2 2 腈纶 CH===CH—CN 2顺丁 _CH == =CH—CH == =CH __ CH—CH===CH—CH 2 2 2 2 橡胶 丁苯 CH===CH—CH===CH 、 2 2 橡胶 _ __ (SBR) 氯丁 橡胶 特别提醒 (1)高分子化合物与低分子化合物最大的不同是相对分子质量的大小。有机高分子的相 对分子质量一般高达104～106，而低分子有机物的相对分子质量在1 000以下。 (2)合成有机高分子的基本结构与低分子有机物的单一结构不同，它是由若干个重复结 构单元组成的高分子。 (3)高分子化合物都属于混合物。 (4)光导纤维、碳纤维不属于有机高分子材料。 (5)天然橡胶含有 易发生加成反应和氧化反应(老化)。强氧化剂、卤素、有机溶剂等都易 腐蚀橡胶。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)有机高分子化合物都是纯净物。( × ) (2)单体与由该单体形成的高聚物具有相同的性质。( × ) (3)相对分子质量为105 000的聚丙烯其聚合度为2 500。( √ ) (4)由氨基酸合成蛋白质发生加聚反应。( × ) (5)由1,3－丁二烯合成顺丁橡胶发生加聚反应。( √ ) (6)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物。( √ ) [提示] 棉花属于天然植物纤维，羊毛和蚕丝属于天然动物纤维，天然纤维和橡胶均为 天然高分子化合物。 (7)天然橡胶是高聚物，不能使溴水褪色。( × ) [提示] 天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，结构中含有碳碳双键，能使溴水褪色。 (8) 的单体是CH===CH 和 。( × ) 2 2 [提示] 的单体是 。 (9)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。( × ) [提示] 酚醛树脂是热固性塑料，聚氯乙烯是热塑性塑料。 (10)聚乙烯可包装食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品。( √ ) [提示] 聚氯乙烯塑料因添加增塑剂、防老剂等辅料而有毒性，不可用于包装食品。 (11)聚异戊二烯属于纯净物。( × ) [提示] n值不同、链节数不同，是混合物。(12)橡胶的老化实质上发生的是酯化反应。( × ) (13)聚四氟乙烯可作为不粘锅的内衬，其链节是—CF—。( × ) 2 (14)高分子化合物的结构大致可以分为线型结构、支链型结构和网状结构三类。( √ ) 2．深度思考： (1)聚苯乙烯的结构简式为 ，试回答下列问题： ①聚苯乙 烯的链节是_ __，单体是_ __。 ②实验测得聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的聚合度n为 _500__。 ③已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：_能__(填“能”或“不能”)溶于 CHCl ，具有_热塑__(填“热塑”或“热固”)性。 3 (2)有一种线型高分子，结构如图所示。 完成下列填空： ①该高分子由_5__种单体(聚合成高分子的简单小分子)聚合而成。 ②写出上述单体中相对分子质量最小和相对分子质量最大的分子间发生缩聚反应的化 学方程式 _ n HO—CH CH —OH ＋ n HOOC—C H —COOH ――→ ＋ (2 n － 1)H O__。 2 2 6 5 2 ③上述单体中相对分子质量最小的分子在一定条件下完全消去后所得物质的结构简式 为_ CH ≡ CH __，该物质加聚生成的高分子_能__(填“能”或“不能”)与溴的CCl 溶液发生 4 加成反应；该物质三分子聚合成环，所得物质的名称是_苯__。 (3)按要求完成下列反应的化学方程式并指出反应类型。 ①由对苯二甲酸与乙二醇合成涤纶。 _ ＋ n HOCH CH OH  ＋ (2 n － 1)H O__ _缩聚反应__ 2 2 2 ②由2－氯－1,3－丁二烯合成氯丁橡胶。 _ __ _加聚反应__ (4)天然高分子和合成高分子有什么区别？ [提示] 天然高分子和合成高分子的主要区别是：合成高分子是由单体通过聚合反应而 生成的，天然高分子是自然界存在的，不需要人工制得。 考点突破·训练提升 微考点1 合成高分子的结构与性质 典例1 (1)(2020·浙江1月选考，15)下列关于 的说法正确的是( C ) A．该物质可由n个单体分子通过缩聚反应生成 B．0.1 mol该物质完全燃烧，生成33.6 L(标准状况)的CO 2 C．该物质在酸性条件下水解产物之一可作汽车发动机的抗冻剂 D．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗3n mol NaOH [解析] A项，该物质应通过加聚反应得到，错误；B项，该物质为聚合物，0.1 mol该物质可以生成1.5n mol CO ，标准状况下为33.6n L，错误；C项，该物质在酸性条件下水解可生 2 成乙二醇，乙二醇可作为汽车发动机的抗冻剂，正确；D项，1 mol酚酯可消耗2 mol NaOH,1 个该物质分子中含有2个醇酯基和1个酚酯基，故1 mol该物质最多可以消耗4n mol NaOH， 错误。 (2)交联聚合物P的结构片段如图所示。 X为 Y为 下列说法不正确的是(图中 表示链延长)( D ) A．聚合物P中有酯基，能水解 B．聚合物P的合成反应为缩聚反应 C．聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得 D．邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构 [解析] X为 ，Y为 ，由P的结构片段可以看出，X与Y相连，构成酯基，聚合物P能发 生水解反应，故A正确；缩聚反应为单体经多次缩合而聚合成大分子的反应，该反应常伴随 着小分子的生成，由P的结构片段可以看出，合成P的过程中伴随有小分子出现，会发生缩 聚反应，故B正确；油脂是一种酯，在酸性条件和碱性条件下水解都可得到丙三醇，故C正确； 由邻苯二甲酸和乙二醇的结构式可知，二者发生缩聚反应的产物为链式结构或环式结构，不 能形成交联结构，故D错误。 〔对点集训1〕 (1)(2022·广东佛山模拟)合成结构简式为 的高聚物，其单体应是( D ) ①苯乙烯 ②丁烯 ③丁二烯 ④丙炔 ⑤苯丙烯 A．①② B．④⑤ C．③⑤ D．①③ [解析] 合成结构简式为 的高聚物，一定要寻找链状的单键， ，从断键角度来分析，得 到苯乙烯和丁二烯，故D正确。 (2)(2022·北京房山二模)不饱和聚酯(UP) 是生产复合材料“玻璃钢”的基体树脂材料。下图是基础化工原料合成UP的流程： ――→―→――→ ――→――→――→UP 下列说法不正确的是( A ) A．丙可被酸性KMnO 溶液直接氧化制单体1 4 B．单体2可能是乙二醇 C．单体1、2、3经缩聚反应制得UP D．调节单体的投料比，控制m和n的比值，可获得性能不同的高分子材料 [解析] 根据缩聚反应的高聚物与单体之间的关系可推知，不饱和聚酯(UP)的单体有三 个，分别是 HOCH CHOH、HOOCCH===CHCOOH、 ，那么可推知甲为 CH===CH— 2 2 2 CH===CH ，与Br /CCl 发生加成生成乙，乙的结构简式为CHBrCH===CHCHBr，乙发生水 2 2 4 2 2 解 反 应 生 成 丙 HOCH CH===CHCHOH ， 丙 与 HBr 发 生 加 成 反 应 生 成 2 2HOCH CHCHBrCH OH，再氧化生成丁，丁的结构简式为HOOCCH CHBrCOOH，丁发生消 2 2 2 2 去反应生成单体 1，单体 1 的结构简式为 HOOCCH===CHCOOH，另外两种单体为 HOCH CHOH、 。丙的结构简式为HOCH CH===CHCHOH，分子中的碳碳双键和羟基均能 2 2 2 2 被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能直接氧化制单体1，A项错误；由分析可知，单体2可能是乙 二醇，B项正确；HOOCCH===CHCOOH、HOCH CHOH、 反应生成UP的同时还有水生成， 2 2 所以发生的是缩聚反应，C项正确；调节单体的投料比，控制m和n的比值，可获得性能不同 的高分子材料，D项正确。 微考点2 高分子化合物的合成 典例2 某高吸水性树脂P的结构片段如图所示。其中X为 ，Y起交联作用，由 在合成 P的过程中形成。下列说法不正确的是( B ) A．X由CH===CH—COONa在合成P的过程中形成 2 B．合成P的反应为缩聚反应 C．P的高吸水性与“—COONa”结构有关 D．推测CH===CH—CH—CH===CH 也可起交联作用 2 2 2 [解析] 观察X、Y、P的结构，X为 ，则可以推出X由CH===CH—COONa在合成P的 2 过程中形成，Y为 ，A正确；形成P的过程中，碳碳双键变为了碳碳单键，则该反应属于加聚 反应，B错误；P的结构中含有很多的—COONa，该基团易水解生成羧基，羧基属于亲水基团， 从而使得 P具有高吸水性，C正确；CH===CH—CH—CH===CH 的结构与 相似，故 2 2 2 CH===CH—CH—CH===CH 也可起交联作用，D正确。 2 2 2 〔对点集训2〕 (2022·山东青岛期末)薄荷油中含有少量α－非兰烃，其相对分子质量为 136。根据如下转化，回答相关问题。 已知：a. b． c． (1)α－非兰烃的结构简式为_ __。 (2)B中含有的官能团名称为_羰基、羧基__，C→D的反应类型为_取代反应__。 (3)C→H的反应方程式为_ ――→ 2H O ＋ __。 2 (4) 写 出 符 合 下 列 条 件 的 A 的 同 分 异 构 体 ： _(CH)COOCCOOCH 、 3 3 3 CHOOCC(CH )COOCH 、 CH OOCC(CH )OOCCH 、 CH COOC(CH )OOCCH ( 任写三 3 3 2 3 3 3 2 3 3 3 2 3 种 )__(写三种即可)。①含有4个—CH 3 ②1 mol此同分异构体在碱性条件下水解需2 mol NaOH (5)以 为原料合成 。 _ __ (用流程图表示，其他无机试剂任选) [解析] α－非兰烃的相对分子质量为136，其和氢气发生加成反应生成 ，二者相对分子质量相差4，故α－非兰烃中含有2个碳碳双键。α－非兰烃发生信息中氧化反应得到A和 B，结合A脱水反应后的产物结构，可推知A为 ，故α－非兰烃结构简式为 ，则B为 ，B与 氢气发生加成反应生成C为 ，C与HBr发生取代反应生成D为CHCHBrCOOH，D在碱的 3 醇溶液、加热条件下发生消去反应、再酸化得到E为CH===CHCOOH，E与甲醇发生酯化反 2 应得到F为CH===CHCOOCH ，F发生加聚反应得到G为 。由H的分子式可知，2分子C 2 3 发生酯化反应形成环酯，故H的结构简式为 。 (1)由分析可知，α－非兰烃的结构简式为 。 (2)B的结构简式为 ，含有的官能团为羰基、羧基。C→D是 与HBr发生取代反应生成 CHCHBrCOOH，羟基被溴原子替代，属于取代反应。 3 (3)C→H反应的化学方程式： ――→2HO＋ 。 2 (4)符合下列条件的A( )的同分异构体；①含有4个—CH，②1 mol此同分异构体在碱 3 性条件下水解需2 mol NaOH，则为酯类化合物，可能的结构简式为(CH)COOCCOOCH 、 3 3 3 CHOOCC(CH )COOCH 、CHOOCC(CH )OOCCH 、CHCOOC(CH )OOCCH (任写三种)。 3 3 2 3 3 3 2 3 3 3 2 3 (5) 在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成 ，然后在氢氧化钠的醇溶液、加热条件下 发生消去反应生成 ， 用高锰酸钾氧化生成 。合成路线为 ――→ ――→ ――→ 。 萃取精华： 聚合反应类型的判断方法 1 判断是发生加聚反应还是缩聚反应，要看单体的结构；单体中含有不饱和键，往往发 生加聚反应，并且链节主链上只有碳原子；单体中含有两种以上官能团，往往发生缩聚反应， 主链上除碳原子外还有其他原子。 2 书写缩聚反应式时要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行的缩聚反应，生成 小分子的物质的量为(n－1)；由两种单体进行的缩聚反应，生成小分子的物质的量为(2n－ 1)。 本讲要点速记： 1．糖类 (1)同分异构体 葡萄糖和果糖互为同分异构体；蔗糖和麦芽糖互为同分异构体。 (2)还原性 葡萄糖和麦芽糖均具有还原性。 (3)水解反应 蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素均能发生水解反应。 2．蛋白质性质 (1)水解反应 (2)两性 (3)盐析 (4)变性 (5)显色反应 (6)灼烧实验 3．合成高分子化合物的两种反应 (1)加聚反应：只有高分子化合物生成 (2)缩聚反应：在高分子化合物生成的同时，也有小分子化合物生成。 4．必记的三种物质的特征反应(1)葡萄糖：①与新制氢氧化铜悬浊液反应；②发生银镜反应。 (2)淀粉：遇单质碘变蓝色。 (3)蛋白质：①部分蛋白质遇浓硝酸变黄；②灼烧有烧焦羽毛的气味；③盐析；④变性。 5．五种能水解的重要物质 蔗糖：水解生成葡萄糖和果糖； 麦芽糖：水解生成葡萄糖； 淀粉和纤维素：水解的最终产物为葡萄糖； 蛋白质：水解的最终产物为氨基酸； 油脂：水解生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油。 6．进行有机化合物的检验、鉴别时常用的方法 (1)依据水溶性鉴别。 (2)依据密度大小鉴别。 (3)燃烧。 (4)依据官能团具有的特性鉴别。 常见的试剂与方法见下表： 物质 试剂与方法 现象与结论 饱和烃与 加溴水或酸性KMnO 溶液 褪色的是不饱和烃 4 不饱和烃 苯与苯的 褪色的是苯的同系物(与苯环相连 加酸性KMnO 溶液 4 同系物 接的碳原子上有氢) 碱性条件下加银氨溶液、水浴加 葡萄糖 热；碱性条件下与新制Cu(OH) 共 有银镜生成；有砖红色沉淀生成 2 热 醇 加活泼金属钠 有气体放出 羧酸 加紫色石蕊溶液；加NaHCO 溶液 显红色；有气体逸出 3 酯 闻气味 果香味 淀粉 加碘水 显蓝色 蛋白质 加浓硝酸、微热(或灼烧) 显黄色(烧焦羽毛的气味) 第十章 化学实验基础 第31讲 化学实验常用仪器和化学实验基本操作高考备考导航 学科核心素养 1．科学探究与创新意识：在实验学习中，能发 1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重 现和提出有探究价值的问题，从问题和假设 要方法。 出发，确定探究目的，设计探究方案，进行科 2．了解化学实验室常用仪器的主要用途和使 学探究；善于合作，敢于质疑，勇于创新，在探 用方法。 究中要注意常见仪器的使用方法，特别是仪 3．掌握化学实验的基本操作。能识别化学品 器创新使用。 标志。了解实验室一般事故的预防和处理方 2．科学态度与社会责任：实验方案的设计要 法。 严谨，要充分考虑实验的科学性、安全性，具 4．根据化学实验的目的和要求，正确选用实 有可持续发展意识，形成简约适度、绿色低碳 验装置。 的生活方式。 考点一 常用化学仪器的识别与使用 (对应学生用书学案P304) 必备知识·梳理夯实 1．可加热的仪器 [微点拨] (1)移动试管用试管夹，移动蒸发皿和坩埚用坩埚钳。 (2)熔融固体NaOH不能用瓷坩埚，要使用铁坩埚。原因是NaOH能与瓷坩埚中的成分 SiO 发生化学反应。 2 2．常用的计量仪器 (1)仪器A是_量筒__；用途：_粗略量取一定体积的液体__；精确度：_ 0.1 mL __。 特别提醒 ①量筒无“0”刻度； ②量筒不可加热，不可作反应容器，不可用于溶液的稀释； ③选取量筒的原则是“大而近”，例如量取5.6 mL NaOH溶液应选取10 mL量筒，而不 能选5 mL或50 mL量筒； ④不同计量仪器读数的差别：量筒读到小数点后一位(如8.2 mL)，滴定管读到小数点后 两位(如16.20 mL)，托盘天平读到小数点后一位(如6.4 g)。 (2)仪器B是_ 100 mL 容量瓶 __；用途：_配制__一定物质的量浓度的溶液。容量瓶没有 零刻度，只有刻度线。 (3)仪器C是_酸式滴定管__。注意：①使用前需“_查漏__”；②“0”刻度在_上方__；③ 不可盛装_碱性__溶液，其他液体一般均可用酸式滴定管盛装；④精确度为_0.01__ mL。 (4)仪器D是_碱式滴定管__。注意：一般只用于盛装_碱性__溶液，其他液体一般不用碱式滴定管盛放。 (5)仪器E是 _托盘天平__。注意：①称量前先调零点；②腐蚀性药品，如NaOH固体等应 放在_烧杯__内称量；③左盘放_称量物__，右盘放_砝码__，即“_左__物_右__码”；④精确度 为_0.1__g。 (6)仪器F是_温度计__。注意：①测反应混合液的温度时，温度计的水银球应插入混合液 中但不能_接触容器内壁__；②蒸馏时，水银球应放在蒸馏烧瓶_支管口处__；③测蒸气温度 时，水银球应在液面以上；④不可用于搅拌。 3．常用的分离、提纯仪器 仪器图 主要用途 使用方法和注意事项 形与名称 (1)漏斗的作用 (1)①制作过滤器时，滤纸紧 ①向小口容器中转移液体 贴漏斗内壁，用水润湿，注意 ②漏斗加滤纸后，可过滤液体 不得留有气泡 ③漏斗倒扣在液面上，用作易 ②滤纸低于_漏斗__边缘，液 漏斗 _长颈漏斗__ 溶于水或溶液的气体的_防倒 体低于_滤纸__边缘 吸__装置 (2)制取气体应将长管末端插 (2)长颈漏斗用于装配气体发 入_液面__下，防止气体逸出 生装置 ①用前要检漏 ①球形分液漏斗用于随时添 ②分液时，下层液体从_下口 加液体 __放出，上层液体从_上口__ ②梨形分液漏斗用于互不相 倒出，放液时漏斗颈的尖端要 _分液漏斗__ 溶且密度不同的两种液体的 紧靠_烧杯的内壁__ 分离或萃取分液 ③放液前一般应先把漏斗上 的玻璃塞打开 使用时的注意事项同圆底烧 蒸馏或_分馏__ 瓶。在蒸馏过程中，应加入_ _蒸馏烧瓶__ 碎瓷片__，防止暴沸 ①直形冷凝管一般用于_蒸馏 __或_分馏__时冷凝，也可用 于回流 ①用于蒸馏或分馏时冷凝易 ②球形冷凝管可用于_回流 液化的气体 _冷凝管__ __，不能用于_蒸馏__或_分馏 ②有利于液体回流 __ ③冷却水方向均为_下口__ 进，_上口__出①只能盛装_固体__吸收剂 (如碱石灰、无水氯化钙、 盛装固体，用于气体的干燥、 PO) 2 5 _干燥管__ _ U 型管 __ 吸收或除杂 ②干燥管气体流向：_大 __(口)进_小__(口)出 ①使用前要_ 检查气密性 。 ②吸收剂量不超过广口瓶容 盛装液体用于气体的净化或 积的___ _洗气瓶__ 干燥(如装浓硫酸) ③气体的流向应是_ 长 ( 管 )__ 进_ 短 ( 管 )__出 特别提醒 使用前需要检查是否漏液的仪器 (1)容量瓶：检查口部的塞子是否漏液方法： 向瓶内加入一定量水，塞紧塞子，用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶倒立， 观察瓶塞周围是否漏水；然后直立，将瓶塞旋转180°塞紧，再倒立观察是否漏水。经检查不漏 水的容量瓶才能使用。 (2)分液漏斗：使用分液漏斗时，要检查活塞处及口部塞子是否漏液。 方法：关闭分液漏斗颈部旋塞，向分液漏斗内注入适量蒸馏水。观察旋塞的两端及漏斗 的下口处是否漏水；若不漏水，塞紧上口塞子，左手握住旋塞，右手食指摁住上口塞子，倒立， 观察上口塞子周围是否漏水，然后正立，将上口塞子旋转180°，再倒立观察是否漏水。 (3)酸、碱式滴定管：使用酸式滴定管时，要检查活塞处是否漏液，使用碱式滴定管时，要 检查玻璃珠和橡皮管接触部位是否漏液。 4．其他常用仪器 仪器 主要用途 使用方法和注意事项 注意集气瓶与广口瓶的区别，集气瓶是瓶口上 用于收集气体和做固体 面磨砂，以便用毛玻璃片密封瓶内气体；而广口 的燃烧实验 瓶是口内侧磨砂，以便与瓶塞配套使用 ①吸液后不得倒置，以免试剂腐蚀胶帽； ②向容器内滴加试剂时，滴管不能伸入容器内 取用或滴加少量液体 [做Fe(OH) 的制备实验时例外]； 2 ③用完之后要洗净，未洗净时不能一管多用 ①广口瓶盛装固体试剂，细口瓶盛装液体试剂， 滴瓶盛装常用液体试剂； ②见光易分解或易挥发的试剂要保存在棕色瓶 用于分装各种试剂 中； ③盛放强碱性试剂的试剂瓶不能用磨口玻璃 塞，可用橡皮塞①一般用大端，当固体用量很少时，可用小端取 取用粉末状固体试剂 用； ②取用后应将药匙擦拭干净 ①不能加热； 取用块状固体试剂 ②不可取用酸性试剂； ③用完后必须使其保持清洁 ①搅拌； ②引流； 搅拌时不得碰击容器壁 ③蘸取溶液或黏附试纸 ①酒精量不超过其容积的，且不少于其容积的； ②用外焰加热，绝对禁止用燃着的酒精灯去引 加热仪器(热源) 燃另一盏酒精灯； ③用完后用灯帽盖灭，不可用嘴去吹 ①干燥器下层装硅胶等干燥剂； 用于干燥固体 ②定量实验灼烧固体后应将坩埚放置于干燥器 中冷却 用于将块状固体研磨成 常配套使用 粉末 ①适用于块状固体与液体在反应速率适中且不 加热(也不能大量放热)条件下制取难溶于反应 用于气体的制备 混合物的气体如CO、HS、H 等； 2 2 2 ②优点是随开随用，随关随停 特别提醒 启普发生器的原理要点 (1)启普发生器适用于不溶于水的块状固体与液体反应，不可用于制备 NO (反应太快且 2 放热)、SO (固体非块状)。 2 (2)检查启普发生器气密性的方法：液封法(关闭活塞，向球形漏斗中加入水，使球形漏斗 的液面高于下部半球内的液面，静置片刻，液面高度不变)。 (3)根据启普发生器原理，可用常见仪器组装简易启普发生器，如： 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)用托盘天平称取药品时，均需要在托盘中放两张相同的纸片。( × ) [提示] 称量腐蚀性药品或易潮解的药品要用小烧杯。 (2)给试管中的固体加热，应先预热，后局部加热。( √ ) [提示] 加热试管应先预热。 (3)量筒、容量瓶、锥形瓶都是不能加热的玻璃仪器。( × )[提示] 锥形瓶可以垫石棉网加热。 (4)欲配制80 mL 1 mol·L－1的NaCl溶液，应选用100 mL容量瓶进行配制，并用托盘天 平准确称取固体5.85 g。( × ) [提示] 容量瓶选择遵循“大而近”的原则，没有80 mL容量瓶，应选用100 mL规格 的；托盘天平的精确度为0.1 g，故应称量NaCl 5.9 g。 (5)用酸式滴定管量取20.00 mL酸性KCr O 标准溶液。( √ ) 2 2 7 [提示] 重铬酸钾具有强氧化性，能腐蚀橡胶，应用酸式滴定管进行量取，精确到0.01 mL。 (6)分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体也从下口放出。( × ) (7)欲用托盘天平称量NaCl固体5.9 g，物品与砝码放反，实际称得质量为4.1 g。( √ ) (8)试管、圆底烧瓶、坩埚、蒸发皿均可直接在酒精灯上加热。( × ) (9)量筒、滴定管、容量瓶均标有使用温度。( √ ) (10)容量瓶、量筒和滴定管均标有“0”刻度。( × ) (11)用图①所示装置及方法配制一定浓度NaCl溶液。( × ) 图① (12)做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石， 应立即停止加热，冷却后补加。( √ ) (13)洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干。( × ) (14)高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是蒸发皿。( × ) (15)滴定管、分液漏斗、容量瓶等仪器在使用前必须检查是否漏液。( √ ) (16)用25 mL的碱式滴定管准确量取12.50 mL 0.100 mol·L－1的酸性KMnO 溶液。( × 4 ) (17)热的蒸发皿和坩埚应放在石棉网上冷却，取用时使用坩埚钳。( √ ) (18)用容量瓶配制480 mL某浓度的溶液。( × ) (19)滴定管的“0”刻度在上端，量筒的“0”刻度在下端。( × ) (20)用图②所示装置除去氯气中的HCl气体( × ) 图② 2．深度思考： (1)下列定量仪器读数正确的是( D ) (2)①如图所示，对两种量器读数时同样是仰视，引起的读数误差相同吗？_不同__。若 不同，请指出读数误差情况：_ A 图读数偏大， B 图读数偏小 __。 ②下列仪器中，在灼烧固体物质时必须用到的仪器是_坩埚、泥三角__(填名称)。(3)回答下列问题： ①收集气体(如图A)，若用排空气法收集CO，则应从_b__口进气；若瓶中装满饱和食盐 2 水，从_a__口进气，收集Cl；也可用A装置除去Cl 中的少量HCl，则广口瓶中盛放_饱和食 2 2 盐水__，应从_b__口进气。 ②装置E可用于贮存少量气体，若E中收集了少量H，怎样排出H？_打开止水夹，向 2 2 长颈漏斗中注入适量蒸馏水__。 ③图中可用于测量气体体积的是_C__(填装置字母，下同)，用作安全瓶的是_D__，接在 气体连续制备的实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是_B__。 ④用于监控气体流速(如图F)，广口瓶中盛有液体，从_a__端通入气体，根据液体中产生 气泡的速率来监控通入气体的流速。 (4)指出在使用下列仪器(已经洗涤干净)或用品时的第一步操作： ①石蕊试纸(检验气体)：_将试纸用蒸馏水润湿__。 ②容量瓶：_检查容量瓶是否漏水__。 ③滴定管(不漏水)：_ 用待装溶液润洗滴定管 2 ～ 3 次 __。 ④集气瓶(收集氯化氢)：_干燥集气瓶__。 (5)常用仪器中，使用前必须检查是否漏水的有哪些？用球形干燥管干燥H 时，应选择 2 何种干燥剂？选浓硫酸可以吗？ [提示] 必须检查是否漏水的有分液漏斗、容量瓶及酸式滴定管和碱式滴定管等。干燥 管中应盛装固体试剂，应选碱石灰、CaO或NaOH固体等固体干燥剂干燥H，不能选浓硫酸。 2 (6)有如下两套装置： ①上述两套装置中的仪器A、B的名称是什么？二者能互换吗？ ②仪器B中冷却水的流向如何？请说明理由。 [提示] ①A为直形冷凝管，B为球形冷凝管；二者不能互换，因为馏分易因冷凝而留 在球形冷凝管中，造成馏分损失，故蒸馏时不能用球形冷凝管，只能用直形冷凝管，球形冷凝 管常用于竖直装置中的冷凝回流。②球形冷凝管的冷却水应下口入，上口出，这样冷却水可 充满冷凝管，若上口入，下口出，则会使冷却水不能充满冷凝管，导致冷凝效果降低。 考点突破·训练提升 微考点1 常用仪器的使用方法及注意事项 典例1 (2020·天津，5,3分)下列实验仪器或装置的选择正确的是( B )配制50.00 mL 0.100 0 除去Cl 中的 蒸馏用冷凝 盛装NaSiO 溶液 2 2 3 mol·L－1NaCO 溶液 HCl 管 的试剂瓶 2 3 A B C D [解析] 配制50.00 mL 0.100 0 mol·L－1的NaCO 溶液，要用50.00 mL的容量瓶，A项 2 3 不正确；HCl极易溶于水，使用饱和NaCl溶液除去Cl 中的HCl，可减少Cl 的损耗，导管长 2 2 进短出，B项正确；蒸馏应使用直形冷凝管，图中为球形冷凝管，C项不正确；NaSiO 溶液显 2 3 碱性，盛装NaSiO 溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，D项不正确。 2 3 〔对点集训1〕 (1)(2022·山东等级考模拟一)实验室提供的玻璃仪器有试管、导管、容量 瓶、烧杯、酒精灯、表面皿、玻璃棒(非玻璃仪器任选)，选用上述仪器能完成的实验是( B ) A．粗盐的提纯 B．制备乙酸乙酯 C．用四氯化碳萃取碘水中的碘 D．配制0.1 mol·L－1盐酸 [解析] 粗盐提纯中需要过滤操作，缺少漏斗，A项错误；萃取分液时，缺少分液漏斗，C 项错误；由浓溶液配制稀溶液，需用量筒和胶头滴管，D项错误。 (2)(2022·安徽铜陵月考)茶叶中铁元素的检验可经过以下四个步骤完成，各步骤中选用 的实验用品不能都用到的是( B ) A．将茶叶灼烧、灰化，选用①②和⑨ B．用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④⑥和⑦ C．过滤得到滤液，选用④⑤和⑦ D．检验滤液中的Fe3＋，选用③⑧和⑩ [解析] 灼烧茶叶在坩埚中进行，需要酒精灯、坩埚、三脚架和泥三角等，A正确；容量 瓶是用来配制一定物质的量浓度溶液的容器，不能用于稀释操作，B错误；过滤时用到漏斗、 玻璃棒、烧杯，C正确；检验铁离子一般用KSCN溶液，因此需要试管、胶头滴管和KSCN溶 液，D正确。 萃取精华： 化学仪器中的几个“0”和精确度 1 托盘天平的精确度为0.1 g。 2 量筒的精确度为0.1 mL，无“0”刻度，小刻度在下方。 3 滴定管的精确度为0.01 mL，“0”刻度在上方。 4 容量瓶只有一条刻度线，只能读取一个值，该数值为容量瓶的容量值。 5 pH试纸的读数只能取整数。 微考点2 仪器的创新使用 典例2 (1)(2022·山东济南模拟考)设计如下装置制备硝酸(夹持装置略)，每个虚线框表示一个装置单元，其中完全正确的是( A ) A．①② B．③④ C．①③ D．②④ [解析] 制备硝酸的流程为NH 先进行催化氧化生成NO，NO再和氧气、水反应生成硝 3 酸，图中装置①获得干燥的氨气和氧气，装置②为NH 的催化氧化装置，③为除去氨气的装 3 置，应使用浓硫酸除去气体中的NH ，④为防倒吸装置和吸收装置，气体应该从短管进，①② 3 正确，③④错误，A项正确。 (2)(2022·北京人大附中模拟)完成下列实验，所选装置正确的是( B ) 选项 A B C D 分离苯和溴苯的 分离KCl和 实验室用纯碱和 实验 混合物(沸点：苯 实验室制备乙烯 NH Cl固体混合 稀硫酸制备二氧 4 目的 为80.1 ℃，溴苯 物 化碳 为156.2 ℃) 实验 装置 [解析] 实验室制备乙烯需要控制温度在170 ℃左右，故该装置缺少温度计，A不正确； 苯和溴苯的沸点相差较大，故可以用蒸馏法分离该混合物，冷凝水下进上出，B正确；加热固 体要用坩埚，蒸发皿常用来蒸发液体，C错误；纯碱为粉末状固体且易溶于水，多孔隔板不能 使固液分离，不能使反应随时停止，D错误。 〔对点集训2〕 (1)(2022·兰州模拟)下列装置及其使用说法正确的是( C ) A．用装置①分离胶体和溶液 B．用装置②制备SO 2 C．用装置③分离NaCl和I 2 D．用装置④收集SO 并验证其漂白性 2 [解析] 胶体和溶液都能透过滤纸，不能用装置①过滤分离，A不正确；浓硫酸和铜反应 需要加热，装置②没有酒精灯，所以无法制备SO ，B不正确；碘受热易升华，遇冷又凝华，所 2 以可以用装置③分离NaCl和I，C正确；SO 具有还原性能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而不 2 2 是漂白性，D不正确。 (2)用如图装置(加热及夹持仪器已略去)进行的实验，下列不能达到相应实验目的的是( D ) A．装置①中分液漏斗内的液体可顺利加入蒸馏烧瓶 B．装置②可实现制取CO 实验中的“即关即止，即开即用”的作用 2 C．利用装置③制取SO ，并验证其还原性 2D．利用装置④验证KHCO 和KCO 的热稳定性，X中应放的物质是KCO 3 2 3 2 3 [解析] ①中橡胶管能使烧瓶内与分液漏斗上部的压强相等，能使液体顺利滴下；关闭 止水夹时，产生的CO 将盐酸压入左侧，大理石与盐酸分离，反应停止，打开止水夹时，CO 2 2 气体排出，压强减小，盐酸又流回右侧与大理石反应产生CO；③大试管中Cu与浓硫酸反应 2 生成SO 气体，若小试管中酸性KMnO 溶液褪色，则证明SO 具有还原性；④KHCO 受热易 2 4 2 3 分解，X中应放的物质是KHCO ，D项不能达到实验目的。 3 (3)(2022·河南郑州联考)蔗糖与浓硫酸反应的实验改进装置如图所示，下列说法错误的 是( C ) A．改进装置后，有毒气体被碱液吸收，实现了绿色环保 B．浓硫酸在实验过程中体现了脱水性和强氧化性 C．产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明产生了CO 2 D．该反应比较剧烈、危险，实验各物质的用量应按要求规范操作 [解析] 原实验中生成的气体直接排放到大气中，改进之后，解决了原实验的不足，实 现了绿色环保，选项A正确；浓硫酸将蔗糖分子中氢、氧原子个数按2︰1脱去，体现浓硫酸 的脱水性，且生成的碳单质又被浓硫酸氧化成二氧化碳，浓硫酸又体现了强氧化性，选项B 正确；产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，可能是二氧化硫，也可能是二氧化碳或两者的混 合物，选项C错误；该反应比较剧烈，产生大量气体和热量，利用上述装置实验，如果没有按 照规范操作添加反应物的用量，会存在危险，选项D正确。 考点二 化学实验基本操作 (对应学生用书学案P309) 必备知识·梳理夯实 1．药品的取用 (1)根据药品的状态和用量选择取用方法。 取用 固体药品 液体药品 药品 粉末 块状 一定量 少量 多量 一定量 可直接用 量筒、滴定 使用 药匙 用_托盘天 _胶头滴管 _镊子__ 试剂瓶倾 管(或移液 仪器 (或纸槽) 平称量 __ 倒 管) (2)向仪器内加入固体药品的操作方法。 ①粉末状：用药匙或_纸槽__，“一平二送三直立”； ②块状：用_镊子__，“一横二放三滑下”。 (3)向容器内加液体药品。2．常见试纸的使用 (1)常见试纸的种类及用途。 —定性检验_酸碱性__。 —定量(粗测)检测_酸碱性__强弱，读数时取整数。 —检验SO 等有_漂白__性的物质。 2 —检验C1 、氯水等有_氧化__性的物质。 2 (2)试纸的使用方法。 ①检验溶液：取一小块pH试纸放在玻璃片或表面皿上，用_玻璃棒__蘸取液体，点在pH 试纸_中部__，观察试纸的颜色变化，等pH试纸变色后，与_标准比色卡__对照。 ②检验气体：先用蒸馏水把试纸_润湿__，粘在_玻璃棒__的一端，放在集气瓶口或导管 口处，观察试纸的颜色变化。 (3)注意事项 ①不可使用pH试纸测定浓硝酸、HO、氯水、NaClO溶液、Ca(ClO) 溶液等具有漂白性 2 2 2 的溶液的pH。 ②用pH试纸测定溶液pH时无需润湿试纸，否则可能导致误差(酸性溶液测量结果偏大， 碱性溶液测量结果偏小，中性溶液无影响)。 3．物质的溶解 (1)固体的溶解。 使用仪器：_烧杯__、试管、_玻璃棒__等。 促溶方法：研细、_ 搅拌 ( 或振荡 )__、加热等。 (2)液体溶解。 一般方法：将密度_大__的液体沿着器壁慢慢注入密度_小__的液体中，并用玻璃棒轻轻 搅动。如浓HSO 的稀释，浓HSO 与硝酸的混合。 2 4 2 4 (3)气体的溶解。 ①对溶解度不大的气体，如CO、Cl、HS等，用如图(a)所示装置。 2 2 2 ②对极易溶于水的气体，如_NH __、_HCl__等，用如图(b)所示装置。 3 4．玻璃仪器的洗涤 (1)玻璃仪器洗涤的“四步骤”：自来水冲洗→洗涤剂刷洗→自来水冲洗2～3次→蒸馏 水润洗2～3次(仅对定量实验和物质检验)。 (2)洗净的标准：内壁附着的水既不_聚成水滴__，也不_成股流下__。 (3)洗涤剂选择：易溶于水的物质可用水洗涤，难溶于水的物质要根据物质的性质选择合 适的洗涤剂进行清洗。例如： 残留污物 特殊洗涤剂 MnO _热的浓盐酸__ 2油污 _ NaOH 溶液或热的纯碱溶液 __ 银镜 _稀硝酸__ 硫 _CS__或热的NaOH溶液 2 水垢 _稀盐酸__ 难溶碳酸盐 _稀盐酸__ 5．物质的加热 _试管__、_坩埚__、_蒸发皿__可用酒精灯直接加热，而烧杯、烧瓶等仪器要置于_石棉网 __上加热。对某些温度不超过100 ℃的实验(如实验室制硝基苯等)，则要求用_水浴__来加热， 这是为了使受热均匀且便于控制反应的温度。 (1)固体的加热 ①试管口要略_向下__倾斜，防止生成的水倒流，引起试管_炸裂__。 ②先给试管_均匀__加热，受热均匀后再_集中__在药品部位加热。 (2)液体的加热 ①加热时，先把玻璃容器外壁的水_擦拭干净__，以免炸裂容器；用试管加热时，先用试 管夹夹住试管_中上__部，试管与桌面成45°角，试管口不得对着任何人，以防液体沸腾时溅 出烫伤人。 ②试管内液体的体积不超过试管容积的___。 [微点拨] ①中学阶段，用水浴加热的有机实验有硝基苯的制取(55～60 ℃)、乙酸乙酯 的水解(70～80 ℃)、银镜反应(热水浴)、蔗糖水解等。 ②加热需要冷凝回流时，要在容器口安装长导管或球形冷凝管，如制备溴苯、硝基苯、溴 乙烷、乙酸乙酯等的实验。 6．装置气密性检查 (1)装置气密性检验应在_连接好装置__之后，_加药品__之前。 (2)气密性检验基本思路：使装置内外压强_不相等__，观察气泡或液面变化。 (3)气密性检验常用方法 方法 微热法 液封法 压差法 升高装置中气体的温度，使 缩小装置中气体体积，构 缩小装置中气体体积， 原理 气体膨胀 造液面差 增大压强 图示 把导管一端浸入水中，用双 夹紧弹簧夹后，从长颈漏 连接好仪器，向右管中 具体 手捂住(或用酒精灯加热)烧 斗注水，使漏斗内的水面 注水，使右管液面高于 操作 瓶或试管的外壁，导管口有 高于试管内的水面，停止 左管液面，停止加水， 及现 气泡冒出；松开手(或移去 加水，静置片刻，漏斗中 静置一段时间，若液面 象说 热源)，导管内形成一段水 与试管中的液面差保持 位置保持不变，证明装 明 柱，说明不漏气 不变，说明装置不漏气 置气密性良好(4)特殊方法 抽气法或吹气法 图A：关闭分液漏斗的活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞 能回到原来的位置，表明装置的气密性良好。 图B：打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面上升，且停止吹气后，夹上弹 簧夹，长颈漏斗液面保持稳定，则表明装置的气密性良好。 (5)装置气密性检验的基本原理是看密闭体系内外能否形成压强差，若能形成压强差则 说明气密性良好，不能形成压强差则说明装置漏气。 凡是有导气管的实验装置，在放入药品之前均需要先检查装置的气密性。 特别提醒 化学实验中应该记住的几个数据 (1)酸碱指示剂的用量一般在2～3滴。不宜多加，否则会造成较大误差。 (2)配制一定物质的量浓度溶液时，烧杯、玻璃棒要洗涤2～3次；往容量瓶中加水时，一 般加到距离刻度线1～2 cm处再改用胶头滴管定容。 (3)酸碱中和滴定时，一般变色后半分钟内不恢复原色即可判定为滴定终点。 (4)实验室制取硝基苯，用水浴加热，且控制水浴温度为55～60 ℃。 (5)洗涤沉淀时向过滤器中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，使水自然滤出，重复2～3次。 7．仪器的安装、连接 (1)安装顺序：一般从热源开始，按_先下后上__、_从左到右__的顺序安装。 (2)连接顺序：如图，洗气时， “长进短出”，如_a__；量气装置“短进长出”，如_b__；干 燥管除杂时“大进小出”，如_c__。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)用湿润的蓝色石蕊试纸检验NH 。( × ) 3 (2)用湿润的pH试纸测定某溶液的pH。( × ) (3)用湿润的淀粉－KI试纸鉴别Br (g)和NO 。( × ) 2 2 [提示] Br 具有氧化性，可使湿润淀粉KI试纸变蓝；NO 与水反应生成HNO，也可氧 2 2 3 化KI生成I 使淀粉变蓝。 2 (4)用洁净干燥的玻璃棒蘸取漂白粉溶液，滴到放在表面皿上的pH试纸上测pH。( × ) [提示] 漂白粉含有Ca(ClO) ，ClO－水解后生成HClO具有漂白性，无法测得pH。 2 (5)做钾盐的焰色实验时，用玻璃棒蘸取试样在酒精灯火焰上灼烧，并透过蓝色钴玻璃观 察火焰颜色。( × ) [提示] 应选用耐高温的铂丝或铁丝做焰色反应。 (6)配制王水时，应将浓硝酸沿玻璃棒缓慢注入浓硫酸中。( × )[提示] 王水是浓硝酸和浓盐酸的混合物。 (7)用干燥的pH试纸可检验新制饱和氯水的pH。( × ) [提示] 新制饱和氯水有漂白性，无法用pH试纸检验pH。 (8)用干燥的淀粉－KI试纸检验溶液中是否含有Fe3＋。( √ ) (9)用试管取出试剂瓶中的NaCO 溶液，发现取用量过多，为了不浪费，又把过量的试剂 2 3 倒入原试剂瓶中。( × ) (10)检查容量瓶是否漏水的方法是：往瓶中注入适量的水，倒转检查是否漏水即可。( × ) (11)可用稀盐酸除去长时间存放石灰水的试剂瓶内壁的白色固体。( √ ) (12)用集气瓶收集氯化氢首先要干燥集气瓶。( √ ) (13)①加热液体。( × ) ②加热固体。( × ) ③向容量瓶中转移溶液。( √ ) ④用胶头滴管滴加液体。( × ) ⑤移走蒸发皿。( × ) (14)制硝基苯时，将浓硝酸沿着内壁慢慢注入盛有浓硫酸的烧杯中，并用玻璃棒不断搅 拌。( × ) 2．深度思考： (1)指出下列实验(或仪器使用)的第一步操作或进行相关操作对应的仪器。 ①点燃氢气或甲烷等可燃性气体：_检验气体的纯度__。 ②用淀粉－碘化钾试纸检验氯气：_将试纸润湿__。 ③用托盘天平称量固体烧碱：_托盘天平调零__。 ④使用时，第一步操作必须检查是否漏水的常见仪器有_分液漏斗、酸式滴定管、碱式滴 定管、容量瓶__。 (2)有如下两套装置： ①关闭图甲装置中的止水夹a，开启活塞b，水不断往下滴，直至全部流入烧瓶，该装置 是否漏气？说明判断的理由。 ②某实验小组利用图乙装置制备Ca N，并探究其实验，按图连接好实验装置，如何检查 3 2 装置的气密性？ [提示] ①无法确定。因分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使分液漏斗中液面上方和烧 瓶中液面上方的气体压强始终相等，无论装置是否漏气，都不影响分液漏斗中的水滴入烧瓶。 ②关闭活塞K，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬质玻璃管，若导管口有 连续均匀的气泡冒出，撤去酒精灯冷却一段时间，导管内形成一段水柱，并且一段时间不回 落，说明装置气密性良好。 考点突破·训练提升微考点1 化学实验基本操作的正误判断 典例1 (1)(2021·山东日照模拟)(双选)下列与实验相关的叙述正确的是( AD ) A．用盐酸洗涤并灼烧铂丝至与原来的火焰颜色相同后，再进行焰色试验 B．实验室制取BaSO 时，过滤后将固体转移至烧杯中加蒸馏水洗涤 4 C．配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余溶液吸出 D．酸碱滴定时，若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶，将导致测定结果偏高 [解析] 洗涤铂丝的目的是因为铂丝上残留的金属化合物多为碱性，盐酸可与其反应， 生成的卤化物熔点较低，易加热灼烧除去，且盐酸易挥发不会造成实验干扰；所以常用稀盐 酸洗涤铂丝除去表面杂质，再灼烧至无色，进行焰色试验，A正确；实验室制取BaSO 时，过 4 滤后将固体转移至烧杯中加蒸馏水洗涤，会减少制取的BaSO 的量；直接向过滤器中加蒸馏 4 水没过沉淀物，让水自然留下，B错误；配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，所配制溶液浓 度减小了，需要倒掉重新配制，C错误；酸碱滴定时，若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶， 锥形瓶壁上会附着待测液，测定时加入的标准液的体积就偏大，导致测定结果偏高，D正确。 (2)(2021·河北，3,3分)下列操作规范且能达到实验目的的是( A ) [解析] A项，氢氧化钠标准溶液滴定醋酸，滴定终点溶液呈碱性，选用酚酞作指示剂， 氢氧化钠标准溶液盛放在碱式滴定管中，正确：B项，大、小烧杯杯口没有平齐，且碎纸条没 有填满大、小烧杯间的空隙，易引起热量的散失，从而导致测定误差，错误；C项，稀释浓硫酸 应在烧杯中进行，不能在容量瓶中进行，错误；D项，萃取分离碘水中的碘时，分液漏斗下端 的尖嘴部分应紧贴烧杯内壁，错误。 〔对点集训1〕 (1)下列实验操作能达到实验目的的是( D ) A．用湿润的pH试纸测量溶液的pH B．将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000 mol·L－1 NaOH溶 液 C．用装置甲蒸干AlCl 溶液制无水AlCl 固体 3 3 D．用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO 2 [解析] 用pH试纸测溶液pH时，试纸不能预先润湿，否则会对非中性溶液的pH造成 误差，A项错误；用NaOH固体配制一定物质的量浓度的溶液时，应先将NaOH固体在烧杯 中溶解，待冷却至室温时再转移到容量瓶中，还需经洗涤、转移、定容等操作才可完成实验， B项错误；AlCl 在溶液中发生水解：AlCl ＋3HOAl(OH) ＋3HCl，加热蒸干时HCl逸出， 3 3 2 3 促进水解反应的进行，最后得到Al(OH) 固体，得不到AlCl 固体，C项错误；混有SO 的乙烯 3 3 2 通过装置乙时，SO 被吸收，而乙烯逸出，可除去乙烯中的少量二氧化硫，D项正确。 2 (2)(2020·山东泰安模拟)下列实验操作或结论正确的是( BC ) A．为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，与比色卡对照即可 B．做蒸馏实验时，如果在液体沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加沸 石C．在未知液中滴加BaCl 溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，不能说明该未知 2 液中一定存在SO D．提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，采用在较高的温度下制成浓溶液再冷却结晶、过滤、 干燥的方法 [解析] 氯水中的次氯酸能漂白pH试纸，不能用pH试纸测定新制氯水的pH，A错误； 液体加热要加沸石或碎瓷片，引入汽化中心，可防止溶液暴沸，如果加热一段时间后发现忘 记加碎瓷片，应该停止加热，待溶液冷却后重新添加碎瓷片，B正确；硫酸钡和AgCl均为不 溶于酸的白色沉淀，则向某溶液中加入BaCl 溶液生成白色沉淀，继续加稀硝酸沉淀不消失， 2 溶液中可能含Ag＋、SO、SO，C正确；氯化钠中混有少量的硝酸钾，氯化钠是大量的，制得的 饱和溶液中硝酸钾量较少，不能采取降温结晶的方法，D错误。 微考点2 装置气密性检验的分析判断 典例2 夹紧以下装置中的弹簧夹并进行相关操作。下列情形中，表明相应装置漏气的 是( B ) A．装置①中，用手捂住试管，烧杯中出现气泡，手放开后，导管中形成一段稳定的水柱 B．装置②中，向长颈漏斗中加一定量水，并形成水柱，随后水柱下降至与瓶中液面相平 C．装置③中，双手捂住烧瓶，导管中形成一段稳定的水柱，双手放开后，水柱慢慢回落 D．装置④中，将a管向上提至一定高度，a、b两管之间水面形成稳定的高度差 [解析] 装置②中最终水柱下降至与瓶中液面相平，不能形成稳定的水柱，说明装置漏 气。 〔对点集训2〕 根据图示及描述回答下列问题。 (1)检验装置A气密性的方法是_关闭分液漏斗上的活塞，塞紧橡胶塞，把导管的一端浸 入水中，用双手紧握锥形瓶底部，如果观察到导气管口有气泡冒出，而且在松开手后，导管中 形成一段水柱，则证明装置不漏气 ( 即微热法 ) [ 或塞紧橡胶塞关闭止水夹 a ，打开分液漏斗的 活塞，向锥形瓶中加水，一段时间后，液滴不能滴下，则说明装置不漏气 ( 即气压法 ) ]__。 (2)关闭图B装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管中注入一定量的水，静置后如图所 示。试判断：B装置是否漏气？_不漏气__(填“漏气”“不漏气”或“无法确定”)，判断理 由是_由于装置不漏气，加水后试管内气体体积减小，导致压强增大，使长颈漏斗内的水面高 于试管内的水面__。 萃取精华： 1 实验操作顺序常考点 (1)点燃可燃性气体前，应先验纯； (2)加热试管时，应先均匀加热，后局部加热； (3)制取气体时，应先检验装置气密性，后加入药品； (4)气体与固体反应时，应先通气体排尽装置中空气，再加热；反应结束时，应先停止加热 再停止通气体；(5)配制一定物质的量浓度的溶液时，应先将溶液恢复至室温，再转移入容量瓶。 2 几种实验操作的“第一道程序” (1)检查装置的气密性——制取气体、验证气体的性质等与气体有关的实验操作。 (2)检查是否漏水——滴定管、容量瓶、分液漏斗等的使用。 (3)调“0”点——托盘天平等的使用。 (4)验纯——点燃可燃性气体等。 (5)分别取少量溶液——未知溶液的鉴别等。 (6)润湿——用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉－碘化钾试纸检验或验证某些气体时。 3 装置连接的解题思路 (1)做实验首先要组装仪器，仪器的连接顺序是自下而上，从左到右； (2)先除杂后干燥，进行洗气干燥时要注意长管进短管出，用干燥管干燥气体时要大口进 小口出；防止倒吸要用广口瓶并且两根导管一样短； (3)收集气体根据气体的物理性质，用排水法收集气体时，要短管进长管出； (4)最后要注意有毒气体要进行尾气处理，一般对实验的评价往往有一点就是没有对尾 气进行处理。 考点三 化学试剂的存放及化学实验安全 (对应学生用书学案P313) 必备知识·梳理夯实 1．常见化学试剂的保存 (1)试剂瓶及瓶塞的选择标准 ①根据药品状态 ②根据感光性(稳定性) ③根据酸碱性 (2)常见化学药品的保存方法 化学试剂都应妥善密封保存于试剂瓶中。对于易变质、易挥发或有危险性的化学试剂， 还应根据性质采取特殊的保存方法。 ①易与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳等发生反应的药品应密封保存。如钾、钠保存在 煤油中，白磷保存在水中。 ②易潮解、易挥发、易吸水的药品应密封保存。如固体NaOH、KOH、浓盐酸、浓硫酸等。 ③见光易分解的物质应盛放在棕色瓶中，放置于阴凉处。如AgNO、浓HNO 等。 3 3 ④液态溴有毒且易挥发，应贮存于磨口的细口瓶中，加水封，加盖玻璃塞(不能用橡胶塞)， 并放置于阴凉处。 ⑤易挥发、易着火的药品应密封保存并放置于阴凉处，远离火源。如乙醇、乙醚、苯等。 ⑥盛放药品的器皿不能跟所盛药品反应。如盛NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而应 用橡胶塞。 ⑦氢氟酸保存在塑料瓶中。2．化学实验安全知识 (1)常用危险化学药品标志 注：标识中的数字为常用危险化学品按其主要危险特性的分类 (2)实验室常见事故的处理方法 事故 处理方法 酒精及其他易燃有 立即用_湿布__扑盖，不能用_水__泼 机物小面积失火 迅速用_沙土__覆盖，不能用水、_泡沫灭火器__和干粉灭火器 钠、钾等失火 扑灭 少量酸或碱滴到桌上 立即用湿布擦净，再用_水__冲洗 先用抹布擦拭，后用大量_水__冲洗，再用3%～5%的 浓硫酸沾到皮肤上 _NaHCO __溶液涂抹 3 碱液沾到皮肤上 先用较多水冲洗，再涂上_硼酸__溶液 酸、碱溅到眼中 立即用水反复冲洗，边洗边_眨眼__并就医 苯酚沾到皮肤上 用_酒精__擦洗后再用水冲洗 溴滴到皮肤上 应立即擦去，再用稀酒精溶液等无毒有机溶剂洗去 误食重金属盐 应立即口服蛋清或生牛奶并就医 汞滴落在桌上或地上 应立即撒上硫粉 磷灼伤 用CuSO 溶液涂抹伤处 4 [微点拨] 苯酚、液溴洒到皮肤上，不能用NaOH溶液清洗 ，因为NaOH溶液具有强腐 蚀性，会造成二次伤害。 (3)常见实验安全装置 ①防倒吸装置 ②防堵塞安全装置 ③防污染安全装置 a．实验室制取Cl 时，尾气的处理可采用_乙__装置。 2 b．制取CO时，尾气处理可采用_甲、丙__装置。 c．制取H 时，尾气处理可采用_甲、丙__装置。 2 [微点拨] H 虽然无毒，但实验室内H 含量达到一定范围时，会发生爆炸，因此在实验 2 2 室制氢气时也要进行尾气处理，可用气囊收集或用酒精灯灼烧。 特别提醒 实验操作“五防”(1)防爆炸：点燃可燃性气体。(如H、CO、CH、C H、C H)或用CO、H 还原Fe O、CuO 2 4 2 2 2 4 2 2 3 之前，要检验气体纯度。 (2)防暴沸：加热液体混合物时要加沸石。 (3)防水解：实验中制取易吸水、潮解、水解的物质要在装置前后增加干燥装置。 (4)防污染：制取有毒气体(如Cl、CO、SO 、HS、NO 、NO等)时，要设置尾气吸收装置。 2 2 2 2 (5)防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大气体时，要设置防倒吸装 置。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)金属钙失火应使用泡沫灭火器来灭火。( × ) [提示] 活泼金属失火应用沙子盖灭。 (2)用排水法收集O 结束时，先撤酒精灯，再撤导气管。( × ) 2 [提示] 为防止倒吸造成危险，应先撤导气管后熄灯。 (3)浓硫酸不慎溅到手上，应立即用大量水冲洗。( × ) [提示] 应先用干布拭去，再用大量水冲洗，避免二次灼伤。 (4)浓硝酸应保存在棕色细口瓶中。( √ ) [提示] 浓硝酸见光易分解，应保存在棕色瓶中。 (5)盛放氢氧化钠溶液的玻璃瓶，可以使用橡胶塞或玻璃塞。( × ) [提示] 氢氧化钠溶液能与玻璃中SiO 发生反应，应使用橡胶塞。 2 (6)在用二氧化锰和浓盐酸制氯气时，先加入二氧化锰，再加入浓盐酸，然后点燃酒精灯。 ( √ ) (7)用金属钠除去苯中的少量水分。( √ ) (8)钠与水反应时，为便于观察现象，取一大块钠投入盛水的烧杯中反应。( × ) (9)少量液溴通常保存在棕色玻璃试剂瓶中，并在液溴上面加少量水液封。( √ ) (10)盛放氯水应用带橡胶塞的细口玻璃瓶。( × ) (11)室温下，能将浓硫酸盛放在铁桶中。( √ ) (12) ( × ) (13)氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中。( √ ) (14)金属汞一旦洒落在实验室地面或桌面时，必须尽可能收集，并深埋处理。( × ) (15)易燃试剂与强氧化性试剂分开放置并远离火源。( √ ) (16)CO气体有毒，处理CO尾气时可用水吸收。( × ) (17)误食硫酸铜溶液，可服用生鸡蛋清解毒。( √ ) (18)氢氧化钠浓溶液溅入眼中，应立即用大量水冲洗，再用稀盐酸冲洗。( × ) 2．实验室有五个药品柜，已经存放的药品如表所示： 甲柜 乙柜 丙柜 丁柜 戊柜盐酸、 烧碱、 碳酸钠、 硫、红磷 铜、锌 硫酸 氢氧化钡 硝酸钾 现在新购进硝酸、苛性钾溶液、碘和硝酸银溶液，请根据物质分类及药品保存原则分析， 新购药品应如何存放： (1)硝酸_用棕色细口瓶盛装放在甲柜__。 (2)苛性钾溶液_用带橡胶塞的细口瓶盛装放在乙柜__。 (3)碘单质_用广口瓶盛装放在丙柜__。 (4)硝酸银溶液_用棕色磨口细口瓶盛装放在戊柜__。 3．深度思考： (1)用于贴在乙醇包装箱的是( B ) 危险警 告标签 (2)化学实验设计和操作中必须十分重视安全和环境保护问题。下列实验问题处理方法 不正确的是_②③⑥⑦⑧__ ①在制取氧气时排水法收集氧气后出现倒吸现象，立即松开试管上的橡胶塞 ②在气体发生装置上直接点燃一氧化碳气体时，必须先检验一氧化碳气体的纯度，最简 单的方法是用排空气的方法先收集一试管气体，点燃气体，听爆鸣声 ③实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室，以免污染实验室 ④给试管中的液体加热时，不时移动试管或加入碎瓷片，以免暴沸伤人 ⑤配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸时，将浓硫酸沿器壁慢慢加入浓硝酸中，并不断搅拌 ⑥用酒精灯直接去燃着的酒精灯上引燃 ⑦浓NaOH溶液沾在皮肤上，立即用稀硫酸清洗 ⑧实验室制备Cl 时，用饱和食盐水吸收尾气 2 (3)①若将盛放浓硫酸和浓盐酸的试剂瓶敞口放置于空气中，在放置过程中二者的浓度 如何变化？其原因是什么？ ②实验室中配制和储存FeCl 溶液时常分别加入少量铁屑和盐酸，其目的是什么？如果 2 将FeCl 溶液加热蒸干并灼烧，能得到FeCl 固体吗？ 2 2 [提示] ①都减小。浓硫酸具有吸水性，因吸收空气中的水蒸气导致其浓度减小，而浓 盐酸具有挥发性，HCl挥发使浓盐酸浓度减小。 ②FeCl 易被氧化且溶于水时会发生水解，在FeCl 溶液中加入铁屑可防止Fe2＋被氧化， 2 2 加入少量盐酸可防止FeCl 水解，FeCl 溶液加热蒸干并灼烧，最终所得固体为Fe O。 2 2 2 3 考点突破·训练提升 微考点1 化学试剂的保存 典例1 (2022·广东珠海调研)实验室里不同化学试剂的保存方法不尽相同。①NaOH溶 液、②大理石、③NaCl溶液、④稀硝酸4种试剂通常各自存放在如图所示的玻璃试剂瓶中，按照试剂瓶的顺序存放试剂，正确的顺序是( D ) A．①②③④ B．②①④③ C．②③④① D．②①③④ [解析] 广口瓶用于存放固体物质，可存放大理石；带橡胶塞的细口瓶一般用来盛放碱 性溶液，可存放NaOH溶液；带玻璃塞的细口瓶一般用来盛放酸性或中性溶液，可存放NaCl 溶液；棕色试剂瓶一般盛放见光易分解的物质，可存放稀硝酸。故选D项。 〔对点集训1〕 (1)(2022·西安模拟)下列说法不正确的是( C ) A．液溴保存时常加少量的水进行液封 B．使用易燃、易爆和易挥发的试剂时，应注意安全、远离火源 C．实验室常将氯气通入汞的表面，以除去不慎洒落的汞 D．实验室在取用药品时，块状固体通常用镊子取用，粉末状固体通常用药匙取用 [解析] 液溴易挥发，且密度比水大，可用水封的方法储存，故A正确；易燃、易爆药品 要远离火源，可防止燃烧、爆炸，故B正确；汞有毒、易挥发，由于汞能够与硫单质反应，所以 实验室常将硫黄撒在汞的表面，以除去不慎洒落的汞，故C错误；具体的操作是先把容器横 放，把块状药品或金属颗粒放入容器口，再把容器慢慢地竖立起来，使药品滑落到容器底部， 以免打破容器，用药匙或纸槽将粉末状药品或小颗粒送到容器底部，再把容器竖起，使药品 全部落到容器底部，防止药品沾在容器壁，故D正确。 (2)(2020·山东化学，1)实验室中下列做法错误的是( D ) A．用冷水贮存白磷 B．用浓硫酸干燥二氧化硫 C．用酒精灯直接加热蒸发皿 D．用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧 [解析] A项，白磷易自燃，可保存在水中，从而隔绝空气，正确；B项，浓硫酸属于酸性 干燥剂，可以干燥SO ，正确；C项，蒸发皿可用酒精灯直接加热，正确；D项，钾在空气中燃 2 烧会生成KO ，KO 能与CO 反应生成O，因此钾燃烧时不能用CO 扑灭，错误。 2 2 2 2 2 [微点拨] 化学药品保存记忆口诀 药品状态定口径，瓶塞取决酸碱性； 硝酸固碘硝酸银，低温避光棕色瓶； 液溴氨水易挥发，阴凉保存要密封； 白磷存放置冷水，钾钠钙钡煤油中； 碱瓶需用橡皮塞，塑瓶存放氟化氢； 易变质品放时短，现配现用保新鲜； 易燃易爆远火源，氧化潮解避空气； 特殊药品特殊放，确保试剂不反应。 微考点2 化学实验操作安全 典例2 (1)(2022·海南高考调研测试)下列实验操作或事故的处理方法正确的是( D )A．鼻子靠近化学药品闻气味 B．金属钠着火可用水扑灭 C．处理HCl尾气时，将导管直接插入水中 D．蒸馏实验中，在烧瓶中加碎瓷片以防暴沸 [解析] 闻化学药品的气味时，应用手在瓶口处轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔，不 能直接用鼻子闻，A错误；金属钠可以和水反应生成可燃性气体氢气，金属钠燃烧生成的过 氧化钠也可以和水反应生成氧气，均会增大火势，B错误；HCl极易溶于水，将导管直接插入 水中会发生倒吸，C错误；碎瓷片可以防止液体暴沸，D正确。 [易错警示] ①化学药品不能直接用手接触，不能用鼻子直接靠近容器口去闻气味，绝不能用嘴巴品 尝。 ②不得用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯，熄灭酒精灯不能用嘴去吹灭。 ③称量有腐蚀性、易潮解的物质时，不能用纸片。 (2)(2022·山东省实验中学模拟)ClO是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧 2 化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆 炸。制取ClO的装置如图所示。 2 已知：ClO 的熔点为－120.6 ℃，沸点为 2.0 ℃，Cl 的沸点为－34.6 ℃；HgO＋ 2 2 2Cl===HgCl ＋ClO下列说法不正确的是( C ) 2 2 2 A．装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸 B．通入干燥空气的目的是将生成的ClO稀释减少爆炸危险 2 C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是ClO 2 D．装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸 [解析] 制取ClO需要干燥纯净的氯气，所以②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和 2 浓硫酸，以保证进入④的Cl 中无水，A正确；高浓度的ClO易爆炸，所以通入干燥空气可以 2 2 将生成的ClO进行稀释，以减少爆炸危险，B正确；由物质的沸点可知，装置⑤用液氨降温冷 2 却分离出ClO，逸出的气体是空气及过量Cl，C错误；ClO与有机物接触会发生燃烧并爆炸， 2 2 2 则装置④与⑤之间不能用橡皮管连接，是为了防止燃烧和爆炸，D正确。 〔对点集训2〕 (1)(2022·山东泰安一模)下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是( C ) A．洗净的锥形瓶和容量瓶需放进烘箱中烘干 B．蒸发时，将蒸发皿放置在铁架台的铁圈上，并加垫石棉网加热 C．使用CCl 萃取溴水中的溴时，振荡后需打开活塞使漏斗内气体放出 4 D．酸碱中和滴定过程中，眼睛必须注视滴定管刻度的变化 [解析] 洗净的锥形瓶和容量瓶内有少量水，对滴定实验和配制一定物质的量浓度的溶 液无影响，不需要烘干，A错误；蒸发皿是可以直接加热的仪器，不需要加垫石棉网，B错误； 使用CCl 萃取溴水中的溴时，从安全角度考虑，振荡后需打开活塞使漏斗内气体放出，防止 4分液漏斗内压强过大引起危险，C正确；酸碱中和滴定过程中，眼睛必须注视锥形瓶中溶液 的颜色变化，以便准确判断滴定终点，不需要注视滴定管刻度的变化，D错误。 (2)(2022·江西宜春月考)化学实验设计和操作中必须十分重视安全问题和环保问题。下 列实验方法或实验操作不正确的是( D ) ①在制取氧气实验中，排水法收集氧气后出现倒吸现象，立即松开试管上的橡皮塞 ②进行萃取操作时，应选择有机萃取剂，且萃取剂的密度必须比水大 ③水和碘的四氯化碳溶液分液时，水从分液漏斗下口流出，碘的四氯化碳溶液从漏斗上 口倒出 ④进行蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，才能停止加热 ⑤酒精着火时可用湿抹布或沙土扑火 A．① B．③⑤ C．②④⑤ D．②③④ [解析] 在制取氧气实验中，排水法收集氧气后出现倒吸现象，立即松开试管上的橡皮 塞，使倒吸现象停止，防止炸裂试管，故①正确；进行萃取操作时，应选择有机萃取剂，但萃取 剂的密度不一定比水大，如苯作萃取剂，其密度比水小，故②不正确；分液时，上层液体从上 口倒出，下层液体从下口流出，水和碘的四氯化碳溶液分液时，水在上层，四氯化碳在下层， 则水从分液漏斗上口倒出，碘的四氯化碳溶液从漏斗下口流出，故③不正确；进行蒸发操作 时，应使混合物中的水分大部分蒸干后停止加热，利用余热将溶液蒸干，故④不正确；酒精着 火时可用湿抹布或沙子扑火，不能用水扑火，用湿抹布或沙子扑火的目的是隔绝空气，故⑤ 正确，故选D。 (3)(双选)下列有关说法正确的是( BD ) A．容量瓶使用前必须干燥，否则将引起误差 B．蒸馏实验结束后，先停止加热，再停止通冷凝水 C．含硫酸的废液倒入水槽，用水冲入下水道 D．不慎将酒精灯打翻在桌上失火时，立即用湿抹布盖灭 [解析] 容量瓶使用前洗涤干净即可，无须干燥，因为后期定容阶段，也需要注水，所以 不会造成误差，故A错误；B．蒸馏实验结束后，正确的顺序是先停止加热，再停止通冷凝水， 故B正确；含硫酸的废液应当先调节至中性后，再倒入废液缸中，不要直接倒入下水道，防止 污染地下水，故C错误；酒精灯打翻失火，立即用湿抹布盖灭，不能用水灭火，因为酒精溶于 水、易挥发，故D正确。 萃取精华： 化学实验中的5个安全问题 1 净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸。 2 进行某些易燃易爆实验时要防爆炸，如H 还原CuO应先通H，气体点燃前先验纯等。 2 2 3 防氧化，如H 还原CuO要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等。 2 4 仪器拆卸的科学性与安全性，如从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考 虑。5 取用药品时，应遵循节约的原则。多余的药品一般不能放回原瓶，但钾、钠、白磷等药 品要放回原瓶，因为随意丢弃易引起火灾等安全事故。 本讲要点速记： 1．化学实验基础的两大方面 (1)常用仪器的识别、名称和创新 (2)仪器的正确使用方法和精密度 ①直接加热：试管、蒸发皿、坩埚 ②垫石棉网加热：烧瓶、锥形瓶、烧杯 ③三种计量仪器的精确度 a．托盘天平：0.1 g b．量筒：0.1 mL，无“0”刻度 c．滴定管：0.01 mL 2．化学实验操作的两大方向 (1)实验操作正误判断 (2)装置连接和实验操作顺序 3．化学实验安全的两大方向 (1)危险化学品标志的识别 (2)化学实验常见危险及安全措施 4．五点注意事项 (1)检查装置的气密性——制取气体、验证气体的性质等与气体有关的实验操作 (2)检查是否漏水——滴定管、容量瓶、分液漏斗等的使用 (3)调“0”点——托盘天平的使用 (4)验纯——点燃可燃性气体 (5)定性试纸使用前可润湿，定量(pH)试纸使用前不能润湿 第32讲 物质的分离、提纯和检验 高考备考导航 学科核心素养 1．科学探究与创新意识：认识科学探究是进 行科学解释和发现、创造和应用的科学探究 活动；能发现和提出有探究价值的问题，从问 题和假设出发，确定物质的分离和提纯以及 1．掌握常见物质检验、分离和提纯的方法。 检验探究方案，进行科学探究；善于合作，敢 2．掌握常见离子的检验方法。 于质疑，勇于创新。 2．科学态度与社会责任：在物质分离和提纯 的方案设计中，要具有环境保护和合理开发、 利用资源的意识；能关心并积极参与和化学有关的社会热点问题的讨论，有社会责任感， 参与相关实践活动。 考点一 物质的分离和提纯 (对应学生用书学案P316) 必备知识·梳理夯实 1．物质分离与提纯的含义 (1)物质的分离：将混合物中的_各组分__分离开来，获得几种纯净物的过程。 (2)物质的提纯：将混合物中的_杂质__除去而得到纯净物的过程，又叫物质的净化或除 杂。 2．分离、提纯物质遵循的“四个原则”“四个必须” 3．物质分离、提纯的常用物理方法 (1)图1所示装置，分离提纯的方法名称：_过滤__。适用范围：把不溶性_固体与液体__进 行分离。 注意事项： 一贴：_滤纸__紧贴漏斗内壁； 二低：滤纸低于_漏斗边缘__，液面低于滤纸边缘； 三靠：烧杯紧靠_玻璃棒__，玻璃棒轻靠_三层滤纸__处，漏斗下端尖嘴紧靠_烧杯内壁__。 (2)图2所示装置，分离提纯的方法名称：_蒸发结晶__。 适用范围：溶解度随温度变化较小的物质。 注意事项： ①玻璃棒的作用：_搅拌__，防止液体局部过热而飞溅； ②当有大量晶体析出时，停止加热，利用余热蒸干而不能直接蒸干； ③对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，采用_蒸发溶剂__的方法； ④对溶解度受温度变化影响较大的固态溶质，采用_冷却热饱和溶液__的方法。 (3)图3所示装置，分离提纯的方法名称：_分液__。 适用范围： ①萃取：利用溶质在_互不相溶__的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另 一种溶剂组成的溶液里提取出来； ②分液：两种液体互不相溶且易分层。 注意事项： ①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中的大； ②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶；③萃取剂与溶质不反应。 (4)图4所示装置，分离提纯的方法名称：_蒸馏__。 适用范围：_沸点__相差较大的液体混合物。 注意事项： ①温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的_支管口__处； ②蒸馏烧瓶内要加_沸石__； ③冷凝管水流方向应为“_逆流__”。 (5)图5所示装置，分离提纯的方法名称：_升华__。 适用范围：某种组分易升华的混合物，在加热条件下分离。 注意事项：应与物质的分解变化区分。 (6)图6所示装置分离提纯的方法名称_渗析__。 适用范围：利用_半透膜__把胶体中混有的离子或分子从胶体里分离出来。 注意事项：①利用粒子直径不同进行分离，胶体微粒不能透过半透膜，而较小的分子和 离子能透过半透膜； ②用于_净化、精制胶体__。 (7)如图7，所采用的操作方法名称：_洗气__。 适用范围：除去气体中能被某液体吸收的杂质气体。 注意事项：①_长__管进气_短__管出气；②被提纯的气体不能溶于洗气瓶中的液体，也 不能与其反应。 4．物质分离、提纯的常用化学方法 方法 原理 杂质成分 沉淀法 将杂质离子转化为_沉淀__ Cl－、SO、CO及能形成弱碱的阳离子 气化法 将杂质离子转化为_气体__ CO、HCO、SO、HSO、S2－、NH等 杂质中含不同价态的相同元素(用氧 杂转纯法 将杂质转化为需要提纯的物质 化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与 酸式盐(用酸、酸酐或碱) 如用_ 酸性 KMnO 溶液__除去CO 4 2 氧化还 用氧化剂(还原剂)除去具有还原性 中的SO ，用_ 灼热的 C u__除去N 中 2 2 原法 (氧化性)的杂质 的O 2 热分解法 加热使不稳定的物质分解除去 如除去NaCl中的NH Cl等 4 酸碱溶 利用物质与酸或碱溶液混合后的差 如用过量的_NaOH__溶液可除去 解法 异进行分离 Fe O 中的Al O。 2 3 2 3 含杂质的金属作_阳__极，纯金属 电解法 利用电解原理除去杂质 (M)作_阴__极，含M的盐溶液作电 解质溶液 洗气法 利用某种气体能与溶液反应而除去 将混合气体通过装有_饱和食盐水__的洗气瓶除去Cl 中混有的HCl 2 可以用CuO、Cu(OH) 等试剂除去 2 水解法 利用水解反应的原理除去杂质 CuCl 溶液中的FeCl 2 3 [微点拨] 物质分离提纯方法的选择 物质分离提纯可选用物理方法或化学方法，选择依据是物质本身的性质(包括聚集状态、 物理性质、化学性质、溶解度等)。选择分离提纯方法时应首先分析混合物中各组分的聚集状 态，再根据是否互溶选择相应的分离提纯方法，最后考虑性质是否适合该提纯方法。 5．常见的提纯实验 主要成分 所含杂质 除杂试剂 主要操作方法 N O 灼热的铜丝网 2 2 CO CO _ NaOH 溶液 __ 洗气 2 CO CO 灼热CuO 2 CO HCl _ 饱和 NaHCO 溶液__ 洗气 2 3 Cl HCl _饱和食盐水__ 洗气 2 CO SO 饱和_NaHCO 溶液__ 洗气 2 2 3 Fe O Al O _ NaOH 溶液 __ 过滤 2 3 2 3 NaHCO 溶液 NaCO CO 3 2 3 2 FeCl 溶液 FeCl _Cl__ 3 2 2 FeCl 溶液 FeCl _Fe__ 过滤 2 3 I 晶体 NaCl 加热升华 2 NaCl晶体 NH Cl 加热分解 4 使气体干燥可根据具体情况采用浓硫酸洗气或用固体干燥剂干燥。 特别提醒 (1)分液时，分液漏斗下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。 (2)蒸馏时，冷却水应从冷凝管的下口通入，上口流出。 (3)蒸发操作时，当有较多晶体析出时即可停止加热。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)除去NO中混有的少量NO ：用水洗涤后再干燥。( √ ) 2 [提示] 3NO ＋HO===2HNO ＋NO。 2 2 3 (2)除去食盐中混有的少量NH Cl：加过量的烧碱溶液后加热蒸干。( × ) 4 [提示] 会产生新的杂质NaOH。应改为热分解法。 (3)分离溴的CCl 溶液：可选用分液的方法。( × ) 4[提示] 溴溶解在CCl 中，应改为蒸馏法。 4 (4)除去硝酸中的NO ，可向硝酸中加入少量水并通入空气。( √ ) 2 [提示] 4NO ＋O＋2HO===4HNO 。 2 2 2 3 (5)分离淀粉胶体中的NaCl溶液：可选用过滤的方法。( × ) [提示] 胶体粒子和Na＋、Cl－均能透过滤纸，应改为渗析法。 (6)除去粗铜中的锌、铁、银等金属：可选用电解法。( √ ) [提示] 电解法可实现粗铜精炼。 (7)除去Cu粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤。( × ) [提示] Cu和CuO都可溶于稀硝酸，应将稀硝酸改为稀硫酸。 (8)除去CO 中的少量HCl：先通过饱和NaCO 溶液，再通过浓硫酸。( × ) 2 2 3 [提示 ] HCl 可被 NaCO 溶液吸收， CO 也可被吸收： NaCO ＋CO ＋ 2 3 2 2 3 2 HO===2NaHCO，应将饱和NaCO 溶液换为饱和NaHCO 溶液。 2 3 2 3 3 (9)SO 中混有少量SO ，可以将混合气体通过饱和NaSO 溶液除去。( × ) 2 3 2 3 (10)除去SO 中的少量HCl，可将混合气体通过饱和NaSO 溶液。( × ) 2 2 3 (11)乙烯中混有的SO 可以通过溴水除去。( × ) 2 (12)除去NaCl溶液中少量的NaS：加入AgCl后再过滤。( √ ) 2 (13)FeCl 溶液中混有FeCl 可加入铜粉除去。( × ) 2 3 (14)除去干燥CO 中混有的少量SO ，可将混合气体依次通过盛有足量酸性KMnO 溶液、 2 2 4 浓硫酸的洗气瓶。( √ ) (15)利用如图操作可分离NaCO 溶液与CHCOOC H。( × ) 2 3 3 2 5 (16)除去CO中的CO：将混合气体通入NaOH溶液，导管进入洗气瓶时“短进长出”。( 2 × ) 2．某化学学习小组为验证海带中含有碘元素，设计了如下实验： 下列说法正确的是( C ) A．步骤①中使用到的仪器是坩埚和三脚架 B．步骤②中稀硫酸作催化剂 C．步骤③中加入淀粉若呈蓝色，则说明海带中含有碘元素 D．省略步骤②也能实现实验目的 [提示] 灼烧固体应使用坩埚、三脚架和泥三角等，A错误；硫酸参与反应，2I－＋2H＋＋ HO===I ＋2HO，B错误；HO 可将I－氧化为I，碘单质使淀粉变蓝，C正确；海带中碘元素 2 2 2 2 2 2 2 以离子形式存在，省略氧化的一步无法实现检验，D错误。 3．深度思考： (1)请选用适当的分离方法，分离下列混合物(填序号)。 ①过滤 ②蒸发 ③萃取 ④蒸馏 ⑤升华 ⑥分液 ⑦重结晶 ⑧盐析A 从海水中获取粗食盐 _②__ B 从溴水中提取溴 _③__ C 除氯化钠溶液中的泥沙 _①__ D 分离固体氯化钠和单质碘 _⑤__ E 用自来水制取蒸馏水 _④__ F 油脂发生皂化反应后产物的分离 _⑧__ G 四氯化碳和水的分离 _⑥__ H 除去硝酸钾中混有的氯化钠 _⑦__ (2)①除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO杂质离子，应依次加入(写试剂化学式)_BaCl 、 2 NaOH 、 Na CO 或 BaC l 、 N aCO 、 NaOH 或 NaOH 、 BaC l 、 N aCO__。 2 3 2 2 3 2 2 3 ②过滤时所用到的玻璃仪器为_烧杯、普通漏斗、玻璃棒__。 ③蒸发时，能否将母液蒸干后，再停止加热？_ 不能 如果将母液蒸干后再停止加热，蒸 发皿的余热会使析出的晶体受热不均而飞溅，造成食盐损失和实验事故__。 (3)在测定NaSO 和NaCl的混合物中NaSO 的质量分数时，可以在混合物中加入过量 2 4 2 4 BaCl 溶液，沉淀SO，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO 的质量，试问： 2 4 ①怎样判断SO是否沉淀完全？ ②沉淀的洗涤方法？ ③怎样判断沉淀是否洗净？ [提示] ①取上层清液少许于试管中，再加入BaCl 溶液，若产生白色沉淀，说明SO 未 2 沉淀完全，反之则沉淀完全。②沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复 2～3次。③取最后一次滤出液少许于试管中，滴加稀硝酸酸化的AgNO 溶液，若产生白色沉 3 淀，说明沉淀未洗净，反之已洗净。 (4)如图两套装置： ①所述两套装置中都要用到玻璃棒，其作用相同吗？ ②能否采用乙装置将NH Cl饱和溶液蒸干制备NH Cl晶体？说明理由。 4 4 [提示] ①不相同。甲装置为过滤，玻璃棒的作用是引流，乙装置为蒸发，玻璃棒的作用 是搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅。②不能。因为NH Cl受热易分解生成NH 和HCl， 4 3 若采用该装置蒸干NH Cl饱和溶液，得不到NH Cl晶体。 4 4 考点突破·训练提升 微考点1 分离提纯方法的选择 典例1 (1)(2021·湖南，3,3分)下列实验设计不能达到实验目的的是( C ) 实验目的 实验设计 A 检验溶液中FeSO 是否被氧化 取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 4气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓HSO 的洗气 2 4 B 净化实验室制备的Cl 2 瓶 C 测定NaOH溶液的pH 将待测液滴在湿润的pH试纸上，与标准比色卡对照 D 工业酒精制备无水乙醇 工业酒精中加生石灰，蒸馏 [解析] A项，KSCN溶液可检验溶液中是否存在Fe3＋，因此可检验FeSO 溶液是否被 4 氧化，实验设计合理，不符合题意；B项，实验室用浓盐酸和二氧化锰制备氯气：MnO ＋ 2 4HCl(浓)=====MnCl ＋Cl↑＋2HO，制得的氯气中含有挥发出来的氯化氢和水蒸气，用饱 2 2 2 和食盐水除去氯化氢，用浓硫酸除去水蒸气，实验设计合理，不符合题意；C项，测定NaOH 溶液的pH，pH试纸不能润湿，若润湿会稀释NaOH溶液，引起测量误差，实验设计不合理， 符合题意；D项，在工业酒精中加入生石灰(CaO)，酒精中的水和氧化钙反应生成氢氧化钙， 利用乙醇沸点低、易挥发的性质进行蒸馏，即可得到无水乙醇，实验设计合理，不符合题意。 (2)(2020·山东高考，8)实验室分离Fe3＋和Al3＋的流程如下： 已知Fe3＋在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl ]－，该配离子在乙醚(Et O，沸点34.6 ℃)中生 4 2 成缔合物EtO·H＋·[FeCl ]－。下列说法错误的是( A ) 2 4 A．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向下 B．分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出 C．分液后水相为无色，说明已达到分离目的 D．蒸馏时选用直形冷凝管 [解析] A项，萃取振荡时，分液漏斗应倒置振荡摇匀，故下口朝上倾斜，错误；B项，根 据“下流上倒”原理，分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出，正确；C项，结合信息， 配离子在乙醚中生成缔合物，且乙醚密度比水小，故上层为黄色，下层为无色时说明已达到 分离目的，正确；D项，液体混合物进行分离提纯时，可利用其沸点相差较大进行分离，蒸馏 时选用直形冷凝管，正确。 萃取精华： 物质分离提纯方法的选择思路 〔对点集训1〕 (1)(2021·浙江6月选考，11,2分)下列说法正确的是( B ) A．减压过滤适用于过滤胶状氢氧化物类沉淀 B．实验室电器设备着火，可用二氧化碳灭火器灭火 C．制备硫酸亚铁铵晶体时，须将含FeSO 和(NH )SO 的溶液浓缩至干 4 4 2 4 D．将热的KNO 饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的晶体 3 [解析] 减压过滤时胶状沉淀物易穿透滤纸、A不正确；二氧化碳没有腐蚀作用，不导电， 不会导致设备损坏，可用于电器设备的灭火，B正确；铵盐易分解，故将含FeSO 和(NH )SO 4 4 2 4 的溶液浓缩至干，得不到硫酸亚铁铵晶体，C不正确；将热的KNO 饱和溶液快速降温，得不 3到颗粒较大的晶体，D不正确。 (2)(2022·福建福州质检)氯气氧化HBr提取溴的新工艺反应之一为6HSO ＋5BaBr ＋ 2 4 2 Ba(BrO)===6BaSO ↓＋6Br ＋6HO，利用此反应和CCl 得到液溴的实验中不需要用到的 3 2 4 2 2 4 实验装置是( D ) [解析] 萃取后得到Br 的CCl 溶液，分离出Br 时应选择蒸馏操作，故A正确；反应后 2 4 2 的液体混合物除BaSO 沉淀时，应选择过滤操作，故B正确；萃取过滤后的混合液中的Br ， 4 2 应选择加入CCl ，然后再进行分液操作，故C正确；坩埚主要用于灼烧固体及溶液的蒸发、浓 4 缩或结晶，本实验不涉及此操作，故D错误。 微考点2 分离提纯装置及操作的选择 典例2 (1)(2020·山东化学，11)(双选)下列操作不能达到实验目的的是( BC ) 选项 目的 操作 A 除去苯中少量的苯酚 加入适量NaOH溶液，振荡、静置、分液 将盐酸与NaHCO 混合产生的气体直接通 3 B 证明酸性：碳酸>苯酚 入苯酚钠溶液 将尖嘴垂直向下，挤压胶管内玻璃球将气 C 除去碱式滴定管胶管内的气泡 泡排出 向试管中加入2 mL 10%NaOH溶液，再滴 D 配制用于检验醛基的氢氧化铜悬浊液 加数滴2% CuSO 溶液，振荡 4 [解析] A项，苯酚能与NaOH溶液反应生成苯酚钠，苯与NaOH溶液不反应且会分层， 然后通过分液进行分离；B项，盐酸易挥发出HCl，HCl能与苯酚钠反应生成苯酚，因而会干 扰CO 与苯酚钠的反应，无法验证酸性：HCO>苯酚；C项，驱赶碱式滴定管中气泡的正确方 2 2 3 法是使尖嘴部分向上弯曲，然后挤压胶管中的玻璃球；D项，配制新制Cu(OH) 悬浊液过程中， 2 由于溶液显碱性，因此，应将CuSO 溶液滴加到2 mL 10%的NaOH溶液中。 4 (2)(2022·黑龙江哈尔滨模拟)下列图示与操作名称不对应的是( A ) [解析] 升华是从固体变为气体的过程，图中操作名称是加热，选项A不对应；由图中 装置的仪器以及操作分离互不相溶的液体，可知本实验操作名称是分液，选项B对应；由图 中装置的仪器以及操作分离难溶固体与液体的混合物，可知本实验操作名称是过滤，选项C 对应；由图中装置的仪器以及操作分离沸点不同的液体混合物，可知本实验操作名称是蒸馏， 选项D对应。 〔对点集训2〕 (1)(2022·安徽合肥模拟)下面实验装置中，下列说法正确的是( C ) A．图⑤所示装置中盛有饱和NaSO 溶液除去SO 中含有的少量HCl 2 3 2B．用乙醇提取碘水中的碘选择图③所示装置 C．用图①和②所示装置进行粗盐提纯 D．用图④所示装置进行石油分馏实验制取汽油 [解析] 饱和NaSO 溶液能与SO 反应生成NaHSO，A项错误；乙醇能溶于水，不能用 2 3 2 3 乙醇提取碘水中的碘，B项错误；粗盐提纯用图①所示装置除去难溶性杂质，用图②所示装 置除去水，C项正确；石油分馏制取汽油必须用温度计，D项错误。 (2)(2022·海南高考调研测试)下列有关物质(括号内为杂质)的提纯方法正确的是( B ) A．丙烷(丙烯)——通入酸性高锰酸钾溶液 B．苯(苯酚)——加入氢氧化钠，分液 C．丙酸乙酯(丙酸)——加入稀硫酸 D．甘油(水)——分液 [解析] 丙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成二氧化碳，会引入新的杂质， A错误；苯不与氢氧化钠溶液反应，且难溶于水，苯酚与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的苯 酚钠，加入氢氧化钠溶液后分层，用分液的方法可以分离、提纯苯，B正确；丙酸乙酯在稀硫 酸作用下，会发生水解反应生成丙酸和乙醇，C错误；甘油和水互溶，不能用分液的方法分离、 提纯，D错误。 [方法点拨] 分离、提纯题的答题步骤 第一步：确定被提纯物质与除杂对象 对比两者物理性质、化学性质的差异，利用差异性(溶解度差异、密度差异、熔沸点差异、 与某些物质反应的差异性等)，选择合适的分离原理或除杂试剂；除杂试剂除去杂质的同时， 不消耗被提纯物质，不引入新的杂质。 第二步：选择合适的分离或除杂装置 根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、分液、蒸馏等)；根据除杂试剂的状态及反应条 件，选择合适的装置，液体试剂一般选洗气瓶，固体试剂一般用干燥管或U形管。 第三步：综合分析，合理解答 综合分析物质分离是否完全，被提纯物质中的杂质是否被除去。 考点二 物质的检验和鉴别 (对应学生用书学案P320) 必备知识·梳理夯实 1．物质检验的三原则 一看(颜色、状态)；二嗅(气味)；三实验(加试剂)。 根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法，可归纳为四类： (1)生成气体，如NH、CO的检验； (2)生成沉淀，如Cl－、SO的检验； (3)显现特殊颜色，如Fe3＋、苯酚的检验；(4)焰色反应，如Na＋、K＋的检验。 2．物质检验的一般步骤 (1)观察外观―→(2)取少量样品―→(3)加入试剂―→(4)观察现象―→(5)得到结论 3．常见阳离子的检验 (1)Cu2＋――→产生_蓝色沉淀__ (2) (4)Al3＋――→产生白色沉淀，继续加入_NaOH__溶液，白色沉淀又会_溶解__ (5)NH――→共热，生成使湿润的红色石蕊试纸_变蓝__的气体 (6)K＋――→火焰呈_浅紫__色(透过蓝色钴玻璃) (7)Na＋――→火焰呈_黄__色 特别提醒 (1)阳离子的检验除了一些特殊的方法(焰色反应、KSCN溶液显色反应)外，我们一般用 NaOH溶液即可鉴别； (2)在没有特殊要求时，如果有多种检验方法，应该选择教材中给定的方法，如检验Fe3＋ 用KSCN溶液； (3)含Fe3＋、Fe2＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法是加入K[Fe(CN) ]溶液，产生蓝色沉淀 3 6 或滴加酸性KMnO 溶液，KMnO 紫红色褪去。 4 4 4．常见阴离子的检验 (1)利用酸碱指示剂检验 (2)利用盐酸和其他试剂检验 ①――→――→沉淀溶解，产生_无__色_无__味气体 ②――→产生_白色沉淀__――→无色_刺激性__ ③――→无明显现象――→产生 _白色沉淀__ ④――→ (3)Cl－、Br－、I－的检验 ①硝酸酸化的硝酸银溶液 ②氧化—萃取检验法(检验Br－、I－) ③特征反应检验法 I－――→溶液变为_蓝__色 特别提醒 (1)在检验SO时，我们要注意SO、Ag＋的干扰，加试剂的先后顺序不能颠倒，不能用稀硝酸酸化。 (2)检验SO、CO时要防止它们互相干扰，两者加稀盐酸都能产生使澄清石灰水变浑浊的 气体，其区别在于生成的CO 无气味，而SO 有刺激性气味，能使品红或酸性高锰酸钾溶液 2 2 褪色。 (3)物质检验的两大注意：①选取试剂要最佳；②描述现象要规范。 5．常见气体的检验 (1)常见气体的检验方法 ①观察颜色 ②试纸检验：如NH 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝； 3 ③溶液检验：如用澄清石灰水检验CO，用品红溶液检验SO ； 2 2 ④点燃法检验：如H、CH 的检验。 2 4 (2)可燃性气体的检验。 (3)酸性气体的检验 (4)碱性气体的检验(NH ) 3 (5)强氧化性气体的检验 特别提醒 (1)检验气体时，要防止气体之间的互相干扰，如Cl、SO 均能使品红溶液褪色。 2 2 (2)中学阶段只学过一种碱性气体，所以只要使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一般都 是氨气。 6．有机化合物的检验 物质 试剂与方法 现象与结论 饱和烃与 加入溴水或酸性KMnO 溶液 褪色的是_不饱和烃__ 4 不饱和烃 苯与苯的 加酸性KMnO 溶液 褪色的是_苯的同系物__ 4 同系物 醛基 加银氨溶液、水浴加热 有_银镜__产生 化合物 加新制Cu(OH) 、加热 煮沸后有_砖红色沉淀__生成 2 醇 加乙酸、浓硫酸 有果香味液体生成 加NaCO 溶液 有气体逸出 2 3 羧酸 加紫色石蕊溶液 溶液显_红色__ 淀粉 加碘水 溶液显_蓝色__ 蛋白质 灼烧 有_烧焦羽毛的气味__加浓硝酸微热 显_黄色__(只用于检验部分蛋白质) 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)能使品红溶液褪色的气体一定是SO 。( × ) 2 (2)某溶液中加入盐酸生成无色无味的气体，气体通过澄清石灰水产生白色沉淀，则该溶 液中一定含有CO。( × ) (3)某溶液中加入BaCl ，溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不溶解，则该溶液中一定含 2 有SO。( × ) (4)某溶液中滴加KSCN溶液，变为红色，则说明溶液中一定含有Fe3＋，一定不含Fe2＋。( × ) (5)某无色溶液中滴加氯水后，再加入CCl 振荡，下层呈紫色，说明原溶液中一定含有I 4 －。( √ ) (6)加入浓NaOH溶液加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明该溶液中一 定含有NH。( √ ) (7)某气体可使溴水褪色，则该气体一定是乙烯。( × ) [提示] SO 气体也可以使溴水褪色。 2 (8)某气体在空气中产生白雾，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，则该气体一定是HCl。( × ) [提示] 只能证明该气体为易溶于水的酸性气体，如HCl、HBr、HI等均可出现此现象。 (9)能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体可能是Cl。( √ ) 2 [提示] Cl、Br (g)、NO 等气体都可以使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 2 2 2 (10)某溶液焰色反应呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，不含有K＋。( × ) [提示] 需使用蓝色钴玻璃滤去黄光后，再判断是否含有K＋。 (11)欲检验未知液中是否含有Fe2＋，可先加入氯水，再加入KSCN，若溶液变红色，则含 有Fe2＋。( × ) [提示] 应先加KSCN无现象，再加入氯水，若溶液变红则含有Fe2＋。 (12)向溶液中加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀，该溶液中一定含有Fe3＋。( × ) [提示] 加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀的是Fe2＋。 (13)加入稀盐酸酸化的BaCl 溶液，出现白色沉淀，则溶液中可能有SO或Ag＋。( √ ) 2 (14)向某浓溶液中加入铜片和浓硫酸并加热，有红棕色刺激性气味的气体产生，则原溶 液中一定有NO。( √ ) (15)无色溶液加入CCl 无现象，滴加氯水后CCl 层呈紫红色，则溶液中一定存在I－。( 4 4 √ ) [提示] 原溶液无色说明原溶液不含有I，滴加氯水后呈紫色说明有I 生成，故原溶液 2 2 中一定含有I－。2．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH、K＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、I－、NO、CO、SO和 AlO。取该溶液进行下列实验： ①用pH试纸检验，溶液呈强酸性。 ②取适量溶液，加入少量CCl 和数滴新制氯水，振荡，CCl 层呈紫红色。 4 4 ③另取适量溶液，逐滴加入NaOH溶液。 a．溶液从酸性变为中性；b.溶液逐渐产生沉淀；c.沉淀完全溶解；d.最后加热溶液，有气体 放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 根据上述实验现象，回答下列问题： (1)由①可以排除_ CO 、 AlO __的存在。 (2)由②可以证明_ I － __的存在，同时排除_ NO 、 Fe 3 ＋ __的存在，理由是_CCl 层呈现 I 的颜 4 2 色，原溶液含 I － ， F e 3 ＋ 、 NO 在酸性条件下都能与 I － 发生氧化还原反应，不能大量共存 __。 (3)由③可以证明_ NH 、 Al 3 ＋ __的存在。写出c、d中所涉及的反应的化学方程式(是离子反 应的用离子方程式表示)： c．_Al(OH) ＋ OH － == =AlO ＋ 2H O__； 3 2 d．_ NH ＋ OH － ===== NH ↑ ＋ H O__。 3 2 3．深度思考： 怎样检验溶液中既有Cl－，又有SO？ [提示] 向试液中先加足量的Ba(NO ) 溶液，生成白色沉淀，过滤后，再向滤液中加入 3 2 AgNO 溶液，仍有白色沉淀，且白色沉淀不溶于稀硝酸，说明溶液中既有Cl－，又有SO。 3 考点突破·训练提升 微考点1 离子(或物质)的检验与鉴别 典例1 (1)(2020·天津，6,3分)检验下列物质所选用的试剂正确的是( C ) 待检验物质 所用试剂 A 海水中的碘元素 淀粉溶液 B SO 气体 澄清石灰水 2 C 溶液中的Cu2＋ 氨水 D 溶液中的NH NaOH溶液，湿润的蓝色石蕊试纸 [解析] 海水中的碘元素以离子形式存在，淀粉溶液只能检验碘单质，A项不正确；CO 2 也能使澄清石灰水变浑浊，B项不正确；将氨水加入溶液中，先产生蓝色沉淀，氨水过量时， 沉淀溶解，形成配离子，C项正确；检验NH时应加入强碱溶液，将NH转化为NH ，再用湿润 3 的红色石蕊试纸来检验NH ，现象是试纸变蓝，D项不正确。 3 (2)(2022·山东日照一模)(双选)某兴趣小组对实验室中的一种白色固体进行鉴别，实验探 究如下： ①将适量白色固体溶于水，得到无色溶液A，溶液呈碱性； ②用铂丝蘸取少量溶液A在火焰上灼烧，产生黄色火焰；③取少量溶液A，加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，继续加入氯化钡溶液生成不溶于 硝酸的白色沉淀； ④另取少量溶液A，加入硫粉并加热，硫粉溶解生成无色溶液B，且无其他明显现象；继 续向溶液B中加入盐酸，产生淡黄色沉淀和有刺激性气味的气体；若向溶液B中加入AgBr 沉淀，沉淀溶解。 下列叙述错误的是( AB ) A．由实验可推测该白色固体为NaSO 或NaHSO 2 3 3 B．实验③发生反应的离子方程式可能为5HSO＋2MnO＋H＋===2Mn2＋＋5SO＋3HO 2 C．实验④中生成无色溶液B的化学方程式为NaSO ＋S=====NaSO 2 3 2 2 3 D．由实验④可知，SO可以和Ag＋形成配合物[Ag(S O ) ]3－而溶解AgBr沉淀 2 2 3 2 [解析] 由实验现象分析，将适量白色固体溶于水，得到无色溶液A，用铂丝蘸取少量溶 液A在火焰上灼烧，产生黄色火焰，则溶液A中含有Na＋。又向少量溶液A中加入酸性高锰 酸钾溶液，溶液褪色，继续加入氯化钡溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀，则溶液中含有HSO 或SO。溶液A为NaSO 或NaHSO，因为溶液A呈碱性。所以溶液A只为NaSO 。向NaSO 2 3 3 2 3 2 3 溶液中加入硫粉并加热生成NaSO，NaSO 在酸性条件下发生歧化反应生成S和SO ，向 2 2 3 2 2 3 2 NaSO 溶液中加入AgBr沉淀形成配合物[Ag(S O ) ]3－，因此白色固体为NaSO 。白色固体 2 3 2 3 2 2 3 为NaSO ，A项错误；A溶液中不存在HSO，实验③中发生反应的离子方程式为5SO＋ 2 3 2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋5SO＋3HO，B项错误；实验④发生的反应为向NaSO 溶液中加入 2 2 3 琉粉并加热生成NaSO，化学方程式为NaSO ＋S=====NaSO，C项正确；实验④中AgBr 2 2 3 2 3 2 2 3 沉淀溶解，因为向NaSO 溶液中加入AgBr沉淀时，Ag＋与SO会形成配合物[Ag(S O ) ]3－， 2 3 2 2 3 2 D项正确。 〔对点集训1〕 (1)(2022·安徽“皖南八校”联考)下列实验现象、结论或解释与实验操 作相匹配的是( C ) 选项 实验操作 实验现象 结论或解释 向某待测溶液中滴加几滴新 A 制氯水，振荡，再加入少量 溶液变为红色 待测溶液中一定含有Fe2＋ KSCN溶液 B 将SO 通入紫色石蕊溶液中 溶液先变红后褪色 SO 具有漂白性 2 2 向2 mL KI溶液中滴加几滴 C 溴水，振荡，再滴加2滴淀粉 溶液呈蓝色 Br 的氧化性比I 的强 2 2 溶液 向某待测溶液中加入稀盐酸 D 有白色沉淀产生 待测溶液中一定含有SO 酸化的BaCl 溶液 2 [解析] 向溶液中加入了氧化剂后滴加KSCN溶液，溶液变红，说明其中存在铁离子， 但无法确定该铁离子是由亚铁离子氧化而来还是原本存在于溶液中的，A错误；二氧化硫的漂白性是由于其可以与部分有色物质化合成为无色物质，不能漂白紫色石蕊溶液，故紫色石 蕊溶液变红后不褪色，B错误；向2 mL KI溶液中滴加几滴溴水，振荡，再滴加2滴淀粉溶液， 溶液变蓝色，说明Br 的氧化性比I 的强，C正确；该操作有白色沉淀产生，沉淀可能为硫酸 2 2 钡也可能为氯化银，故无法确定待测液是否一定含有硫酸根离子，D错误。 (2)(2022·山东烟台模拟)碳酸亚铁是白色难溶于水的固铁剂。某小组利用如图装置，向装 置③中通入CO 至溶液pH＝7，然后滴入FeSO 溶液，过滤、洗涤、干燥制得FeCO。 2 4 3 下列说法错误的是( C ) A．试剂a是饱和NaHCO 溶液 3 B．碳酸钠溶液通入CO 至pH＝7的目的是降低c(OH－)，防止生成Fe(OH) 2 2 C．装置③中生成沉淀的离子方程式为Fe2＋＋CO===FeCO ↓ 3 D．碳酸钠溶液显碱性的原因是CO＋HOHCO＋OH－ 2 [解析] 试剂a是饱和NaHCO 溶液，为了除去二氧化碳中的氯化氢气体，A正确；硫酸 3 亚铁易水解，碳酸钠溶液通入CO 至pH＝7的目的是降低c(OH－)，防止生成Fe(OH) ，B正 2 2 确；向装置③中通入CO 至溶液pH＝7，则溶液中含有碳酸氢钠溶液，实验中产生FeCO 的 2 3 离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO ↓＋CO↑＋HO，C错误；碳酸钠俗称纯碱，碳酸钠溶 3 2 2 液显碱性是因为碳酸根的水解，水解方程式为CO＋HOHCO＋OH－，D正确。 2 (3)(2022·海南高考调研测试)(双选)室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的 结论正确的是( CD ) 选项 实验操作和现象 结论 向X溶液中滴加BaCl 溶液，振荡，有白 2 A X溶液中一定含有SO 色沉淀生成 向浓度均为0.05 mol·L－1的MgCl 、CuCl 2 2 B 混合溶液中滴加少量NaOH溶液，有蓝 K [Cu(OH) ]>K [Mg(OH) ] sp 2 sp 2 色沉淀生成 向2 mL浓度均为0.05 mol·L－1的NaBr、 C KI混合溶液中滴加几滴氯水，振荡，再滴 I－的还原性比Br－的强 加淀粉溶液，溶液显蓝色 向 浊液中加入足量的NaCO 溶液，浊液 2 3 D 结合H＋能力： K [Cu(OH) ]，B错误；根据实验现象说明有I 生成，少量氨水先氧化了I－，说 sp 2 sp 2 2 明I－的还原性更强，C正确；浊液变澄清，说明苯酚与碳酸钠反应生成了苯酚钠，即CO夺取 了苯酚的氢离子，所以结合氢离子的能力； K (AgI)，B错误；苯不能使溴的四 sp sp 氯化碳溶液褪色，C错误；应该是2 mL 0.2 mol·L－1的HC O 溶液褪色快，D错误。 2 2 4 〔对点集训2〕 (2022·安徽蚌埠模拟)用如图所示装置及表中的药品(装置Ⅰ中的试剂足 量)并依据装置Ⅱ中的现象，检验混合气体中的某种成分，方案合理的是( C ) 装置Ⅰ中 装置Ⅱ中 选项 实验目的 试剂 试剂 A 检验CO 中 澄清石 溴水 2混有的CH 灰水 4 酸性 检验HS中 2 B KMnO 品红溶液 4 混有的SO 2 溶液 检验溴蒸气中 C CCl 石蕊试液 4 混有的NO 2 检验HI中混 饱和食 AgNO 3 D 有的HCl 盐水 溶液 [解析] CH 不能使溴水褪色，不能达到检验的目的，故A错误；二者均能被高锰酸钾氧 4 化，Ⅰ中褪色，不能检验二氧化硫，故B错误；溴易溶于四氯化碳，二氧化氮可使石蕊先变红 后褪色，图中装置可检验二氧化氮，故C正确；HCl和HI均能溶于饱和食盐水中，不能检验 HCl，故D错误。 微考点3 离子的检验与推断 典例3 (1)(双选)下列“解释或结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是( AC ) 选项 实验操作及现象 解释或结论 A 浓硫酸滴到纸张上，纸变黑 浓硫酸有吸水性 向紫色石蕊溶液中加入氯水，溶液先变红，随 B 氯水中含有酸性物质和漂白性物质 后褪色 向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰 C 该溶液中一定有CO 水变浑浊的气体 向某溶液中加入浓NaOH溶液，加热，产生能 D 该溶液中一定含有NH 使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 [解析] 浓硫酸具有强脱水性，遇到有机物后，“强行”以HO的形式脱去有机物中的 2 H、O元素，从而使有机物碳化变黑，A错误；氯水中含有HCl和HClO，HCl使石蕊变红， HClO再氧化石蕊成无色物质，氯水的酸性主要靠HCl体现，漂白性靠HClO体现，B正确； 能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO，还可能是SO ，故该溶液中的离子可能是CO、 2 2 HCO、SO、HSO中的一种或者几种，C错误；能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH ， 3 NH和强碱溶液在加热的条件下，可以反应产生NH ，D正确。 3 (2)某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子，进行了如图所示的实验操作。其 中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是( B ) A．原溶液中一定含有SO B．原溶液中一定含有NH C．原溶液中一定含有Cl－D．原溶液中一定含有Fe3＋ [解析] A项，原溶液中加入Ba(NO ) 和盐酸生成白色沉淀，原溶液中可能存在SO、SO 3 2 或Ag＋，错误；B项，因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明原溶液中 一定含有NH，正确；C项，加AgNO 溶液产生白色沉淀，可能是加入的盐酸中的Cl－引起的， 3 错误；D项，加入KSCN溶液得到红色溶液，Fe3＋可能是由原溶液中的Fe2＋被NO(H＋)氧化而 来的，故原溶液中不一定含有Fe3＋，错误。 〔对点集训3〕 (1)(2022·山东潍坊高三检测)雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区 的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子：Na＋、NH、Mg2＋、Al3＋、SO、NO、Cl－。某同学收集了 该地区的雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如下的实验： 已知：3NO＋8Al＋5OH－＋2HO=====3NH ↑＋8AlO 2 3 根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是( B ) A．试样中肯定存在NH、Mg2＋、SO和NO B．试样中一定不含Al3＋ C．试样中可能存在Na＋、Cl－ D．该雾霾中可能存在NaNO 、NH Cl和MgSO 3 4 4 [解析] 由气体1使湿润红色石蕊试纸显蓝色的现象可知，气体1为氨气，溶液中一定 存在NH；由沉淀2与酸反应的现象判断其成分中一定有碳酸钡，可能存在氢氧化铝，所以B 项错误；由溶液 2 与 Al/OH－反应的现象并结合已知信息 3NO＋8Al＋5OH－＋ 2HO=====3NH ↑＋8AlO可知，溶液中一定存在NO；由于沉淀1加酸后沉淀部分溶解，可 2 3 确定沉淀中溶解的部分为氢氧化镁，未溶解的部分为硫酸钡，所以原溶液中存在SO和Mg2 ＋，A、D项正确；Na＋、Cl－无法确定是否存在，C项正确。 (2)(2022·山东潍坊模拟)(双选)现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合 制剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验： 已知：控制溶液pH＝4时，Fe(OH) 沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。 3 该同学得出的结论正确的是( CD ) A．根据现象1可推出该试液中含有Na＋ B．根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根 C．根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2＋，但没有Mg2＋ D．根据现象5可推出该试液中不一定含有Fe2＋ [解析] 由于试液中外加了NaOH和NaCO，所以不能确定原试液中是否含有钠离子， 2 3 故A错误；试液中有没有葡萄糖酸根离子，都无银镜生成，因为葡萄糖酸根离子中不含醛基， 故B错误；滤液中加氨水无沉淀产生，说明无镁离子，加入碳酸钠溶液，有白色沉淀，说明有 钙离子，故C正确；试液中可能含亚铁离子，也可能只含铁离子而不含亚铁离子，故D正确。 本讲要点速记： 1．蒸发中的“两注意”：玻璃棒搅拌和不能完全蒸干(应靠余热蒸干)。2．过滤中的“三注意”：一贴二低三靠。 3．蒸发中的“三注意”：温度计水银球的位置，冷却水的进出方向，加沸石防暴沸。 4．萃取分液中的“四步操作”：加萃取剂→振荡放气→静置分层→分液。 5．(1)物质检验的“五步骤”：取少量样品→加入某种试剂→加热振荡等操作→描述现象 →得出结论。 (2)检验气体是根据气体的性质，一般从以下五方面考虑： ①气体的颜色和气味；②水溶液的酸碱性；③助燃性、可燃性及燃烧现象和产物；④遇空 气的变化；⑤其他特性。 6．(1)六种物理提纯方法 ①过滤 ②蒸发 ③萃取分液 ④蒸馏 ⑤升华 ⑥渗析 (2)六种化学提纯方法 ①热分解法 ②沉淀法 ③氧化还原法 ④电解法 ⑤调节pH法 ⑥转化法 (3)四条提纯原则：不增、不减、易分离、易复原 第33讲 物质的制备 实验方案的设计与评价 高考备考导航 学科核心素养 1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重 要方法。 2．掌握常见气体的实验室制法(包括所用试 1．科学探究与创新意识：认识科学探究是进 剂、反应原理、仪器和收集方法)。 行科学解释和发现、创造和应用的活动；能设 3．掌握常见物质检验、分离和提纯的方法。掌 计合理的物质制备实验方案，并对不同的实 握溶液的配制方法。 验方案作出科学的评价；善于合作，敢于质 4．根据化学实验的目的和要求，能做到： 疑，勇于创新。 ①设计实验方案； 2．科学态度与社会责任：在化学实验方案的 ②正确选用实验装置； 设计和评价中，要具有环境保护和合理开发、 ③掌握控制实验条件的方法； 利用资源的意识；能关心并积极参与和化学 ④预测或描述实验现象、分析或处理实验数 有关的社会热点问题的讨论，有社会责任感， 据，得出合理结论； 参与相关实践活动。 ⑤评价或改进实验方案。 5．以上各部分知识与技能的综合应用。 考点一 物质制备及性质探究型综合实验 (对应学生用书学案P325) 必备知识·梳理夯实 1．物质制备的三大原则(1)选择最佳反应途径 如用铝制取氢氧化铝： 2Al＋3HSO ===_Al (SO ) ＋ 3H ↑__ 2 4 2 4 3 2 2Al＋2NaOH＋2HO===_2NaAlO ＋ 3H ↑__ 2 2 2 Al (SO )＋6NaAlO ＋12HO===8Al(OH) ↓＋3NaSO 2 4 3 2 2 3 2 4 当n(Al3＋)︰n(AlO)＝_ 1 ︰ 3 __时，Al(OH) 产率最高。 3 (2)选择最佳原料 如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用_氨水__，而不能选用强碱(如_ 氢氧化钠__)溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用_氢氧化钠__溶液，而不能选 用_氨水__(氢氧化铜可溶解在氨水中)等。 (3)选择适宜操作方法 如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与_氧气、水__反应生成氢氧 化铁，所以要注意隔绝空气。 2．物质制备实验的操作顺序 (1)实验操作顺序 ⇨⇨⇨⇨⇨⇨ (2)加热操作先后顺序的选择 若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给 实验中需要加热的物质加热。 其目的是：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空 气中的物质反应。而完成实验后，熄灭酒精灯的顺序则相反。 (3)防止实验中反应物或产物变质或损失 ①实验中反应物或产物若易吸水潮解、水解等，要采取措施防止吸水； ②易挥发的液体产物要及时冷却； ③易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、 冷凝管等)； ④注意防止倒吸的问题。 (4)选用仪器及连接顺序 3．物质性质实验探究 (1)物质氧化性、还原性的判断。如探究SO 具有还原性的方法是将SO 气体通入_酸性 2 2 KMnO __溶液中，通过_KMnO __溶液褪色来说明SO 具有还原性。 4 4 2 (2)物质氧化性、还原性强弱的判断。如探究Fe3＋的氧化性强于I 时，可利用FeCl 与KI 2 3 淀粉溶液反应，通过溶液变_蓝色__来说明Fe3＋的氧化性强于I。 2 (3)同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验 来完成，如通过Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H 的_快慢__来说明Mg的活泼性强于Al。 2 (4)电解质强弱的判断。如探究一元酸HA是弱酸的方法是在常温下配制NaA的溶液，测该溶液的pH，若pH_>7__，则说明HA为弱酸。 (5)物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱 的酸的反应原理，将CO 气体通入NaSiO 溶液，有_白色沉淀__生成说明碳酸酸性比硅酸强。 2 2 3 (6)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触 的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。 4．物质制备与性质验证实验中需考虑的7大因素 (1)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H 还原CuO时应先通_H__，再_加热__。可燃 2 2 性气体点燃前先_验纯__等)。 (2)防氧化(如H 还原CuO后要“_先灭灯再停氢__”，切割白磷宜在_水__中进行等)。 2 (3)防吸水(实验取用和制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施防止_吸水__， 以保证达到实验目的)。 (4)冷凝回流：有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应 装置上加装_冷凝回流__装置(如长玻璃管、冷凝管等)。 (5)易挥发液体产物(导出时为蒸气)的及时冷却。 (6)仪器拆卸的科学性与安全性(可从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考 虑)。 (7)其他，如实验操作顺序，试剂加入顺序等。 5．实验室常见气体制备装置(选择依据：反应物状态和反应条件) 反应装置类型 反应装置图 注意事项 ①试管要干燥 ②试管口_略低于__试管底 固固加热型 ③加热时先_均匀__加热再_ (适合制取_O、__ 2 固定__加热 _NH __等) 3 ④用KMnO 制取O 时，需在 4 2 试管口处塞一小团棉花 固液加热型 ①烧瓶加热时要垫_石棉网__ 或液液加热型 ②反应物均为液体时，烧瓶内 (适合制取_Cl、__ 2 要加_ 碎瓷片 ( 或沸石 )__ _ HCl 、 NH __等) 3 ①启普发生器只适用于难溶_ 固液不加 块状固体__和_液体__反应， 热型或液液 且气体不溶于水 不加热型 ②使用长颈漏斗时，要使漏斗 (适合制取H 2 、_CO 2 __、 下端_插入液面以下__ _NO __等) 2 ③使用分液漏斗既可增强装 置的_气密性__，又可控制_加入液体__的流速 6．常见气体的净化和干燥 (1)装置 (2)原理 ①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的气体杂质用水吸收。如H(HCl)、N(NH )、 2 2 3 NO(NO )(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的A装置来除去。 2 ②酸性杂质用_碱性__吸收剂吸收，碱性杂质用_酸性__吸收剂来吸收。如CO(CO )，可 2 将混合气体通过盛NaOH溶液的A装置，或盛碱石灰的B装置(或C装置或D装置)来除去 杂质。 ③还原性杂质，可用_氧化性__较强的物质作吸收剂来吸收或转化；氧化性杂质，可用_ 还原性__较强的物质作吸收剂来吸收。例如CO(CO)，可将混合气体通过盛灼热CuO的E装 2 置来除去杂质。 ④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸收剂来除去杂 质。如O(H S)，可将混合气体通过盛有_CuSO __溶液的A装置除去杂质。 2 2 4 (3)常见干燥剂及其应用 液态干燥剂 固体干燥剂 装置 洗气瓶 球形干燥管或U形管 常见干 浓硫酸 无水氯化钙 碱石灰 燥剂 H、O、_Cl__、 2 2 2 H、O、_Cl__、 2 2 2 可干燥 _SO __、_CO__、 N、H、O、_CH__、 2 2 2 2 2 4 _SO __、_CO__、 2 2 的气体 _CO__、_CH__、N _NH __等 4 2 3 _CH__、HCl等 4 等 不可干 Cl、HCl、HS、SO 、 2 2 2 燥的 NH 、HS、HBr、HI等 NH 3 2 3 CO、NO 等 2 2 气体 7．常见气体的收集装置 收集 向上排 向下排 排水法 方法 空气法 空气法 气体 不与空气反应且密度 不与空气反应且密度 不溶于水 特性 比空气的大 比空气的小 收集装置 O、H、NO、C H、 O、HS、CO、NO 、 2 2 2 2 2 2 2 2 实例 NH 、CH、H 等 3 4 2 CH、C H 等 Cl、HCl、SO 等 4 2 4 2 2 8．常见尾气的处理(选择依据：气体有无毒性和污染性) 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常见装置仪器有： (1)吸收溶解度较小的尾气(如Cl、HS等)用图_A__装置。 2 2 (2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH 等)用图_B__或_C__装置。 3 (3)CO等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去，如图_D__或_E__。 特别提醒 (1)有氧化性的干燥剂(如浓硫酸)不能干燥有还原性的气体(如HS、HI等)。 2 (2)不能用CaCl 干燥NH ，因为CaCl 与NH 能反应。 2 3 2 3 (3)当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置除杂，通常是除杂在前，干燥在后。若用加 热装置除杂，通常是干燥在前，除杂在后。 (4)尾气处理装置应与大气相通，如图所示装置就不能作为尾气处理装置。 9．防倒吸装置的理解与应用 (1)肚容式：对于NH 、HCl等易溶于水的气体吸收时，常用倒置的小漏斗、干燥管、双耳 3 球等防倒吸，装置图如下所示： (2)分液式：把导气管末端插入气体溶解度小的液体中，不会发生倒吸，气体进入上层液 体被充分吸收。像HCl、NH 均可用如图所示装置吸收： 3 特别提醒 (1)制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气，用高锰酸钾分解， 选固—固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解，选择固—液不加热装置。 (2)进行气体制备时，不要忘记对装置进行气密性检验，检验时首先对装置密封，如关闭 活塞、塞紧瓶塞，把导管插入到水中进行水封等。 (3)排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑是否与空气反应，如NO 能被氧气氧化，不能用排空气法收集。 10．几种重要非气态物质的制备 (1)氢氧化铝 ①原理 a．铝盐法：_ Al 3 ＋ ＋ 3NH ·H O == =Al(OH) ↓ ＋ 3NH __； 3 2 3 b．偏铝酸盐法： _ AlO ＋ CO ＋ 2H O == =Al(OH) ↓ ＋ HCO __； 2 2 3c．铝盐和偏铝酸盐水解法： _ Al 3 ＋ ＋ 3AlO ＋ 6H O == =4Al(OH) ↓__。 2 3 ②注意事项 氢氧化铝是_两性__氢氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，但不溶于_氨水__，制备时一般用 可溶性铝盐与_氨水__反应。 (2)氢氧化亚铁 ①原理 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH) ↓。 2 ②注意事项 a．Fe(OH) 有强_还原__性，易被空气中的O 氧化而迅速变色，因此用于配制硫酸亚铁溶 2 2 液和氢氧化钠溶液的蒸馏水常通过_煮沸__除去水中溶解的_氧气__。 b．将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管_伸入__硫酸亚铁溶液液面下，再将氢氧化钠溶液挤 出。 c．还可在硫酸亚铁溶液上方加一层_植物油__，以减少与空气的接触。 11．氢氧化铁胶体的制备 实验 在洁净的小烧杯里加入约25 mL蒸馏水，加热至沸腾，然后向沸水中逐滴 步骤 加入1～2 mL FeCl 饱和溶液，继续煮沸至液体呈_红褐__色，停止加热 3 实验现 象及结 所制胶体呈_红褐__色透明状 论 化学方 _FeCl ＋ 3H O ===== Fe(OH) ( 胶体 ) ＋ 3HCl __ 3 2 3 程式 12．氨碱法制纯碱 盐水――→精盐水――→氨盐水――→碳酸氢钠――→纯碱。 向浓氨水中加足量食盐晶体制成饱和氨盐水，然后向饱和氨盐水 制备 中通入足量的CO 气体生成_NaHCO __，因为_NaHCO __在该状 2 3 3 原理 态下溶解度小先结晶析出。再加热分解得到_纯碱__、水和二氧化 碳 化学方 _ NaCl ＋ NH ＋ H O ＋ CO == =NaHCO ↓ ＋ NH Cl__ 3 2 2 3 4 程式 _2NaHCO ==== = N aCO ＋ H O ＋ CO ↑__ 3 2 3 2 2 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)用镁粉和稀硝酸反应制备H。( × ) 2(2)加热NH Cl可制得纯净Cl。( × ) 4 2 (3)用排水法可收集NH 、NO 。( × ) 3 2 (4)用排空气法可收集CH===CH 和NO等气体。( × ) 2 2 (5)向AlCl 溶液中通入NH 至过量，其现象为先产生白色沉淀后溶解。( × ) 3 3 (6)除去CO 中混有的HCl，可依次通过盛有饱和NaCO 溶液的洗气瓶和盛有浓硫酸的 2 2 3 洗气瓶。( × ) (7)除去SO 中的水蒸气，可利用盛浓硫酸的U形管。( × ) 2 (8)吸收NH 可用如下图装置，或将有机溶剂CCl 换成苯。( × ) 3 4 [提示] NH 极易溶于水，如图所示装置可以防倒吸，苯的密度小于水，不能有效防倒吸。 3 (9)可利用如图装置收集H。( × ) 2 (10)SO 是还原性气体，不能用浓硫酸干燥。( × ) 2 [提示] SO 与浓硫酸不反应，可以用浓硫酸干燥。 2 (11)使用MnO 作催化剂制备氧气，不一定需要加热。( √ ) 2 [提示] 若用MnO 催化氯酸钾分解需要加热，而催化过氧化氢分解不需加热。 2 (12)除去SO 中混有的HCl气体，可将气体通过装有饱和NaSO 溶液的洗气瓶，再干燥。 2 2 3 ( × ) [提示] 除杂试剂应选用饱和NaHSO 溶液。 3 (13)实验室中可利用二氧化锰或高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气，两制备方法中氯气的 发生装置完全相同。( × ) [提示] 二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，高锰酸钾与浓盐酸反应不需要加热，二者制 备氯气的装置不同。 (14)在FeCl 溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐 2 色。( √ ) (15)铝盐和铁盐能够净水的原理是二者水解时均能生成胶体。( √ ) (16)SO 通入Ba(NO ) 溶液中，溶液出现浑浊现象，说明有BaSO 沉淀生成。( × ) 2 3 2 3 2．深度思考： (1)常见气体的发生装置。 ①实验室用Ca(OH) 和NH Cl、浓氨水和NaOH固体分别制取氨气可以选用装置_ A 、 2 4 C__。 ②若用HO 分解来制取氧气，可以选用装置_C__。 2 2 ③实验室制取氯气，可以选用装置_D__。 ④装置B可以制备的常见气体有_CO 、 H __(写出两种)。 2 2 (2)实验室制取、收集干燥的以下六种气体：①CO ②HS ③NO ④O ⑤Cl ⑥NH 2 2 2 2 2 3 如图装置可适用的气体是_①③④⑤__；干燥装置不适用的是_②⑥__；收集装置不适用 的是_⑥__。 (3)下图是用于气体的制备、干燥、性质实验、尾气处理的常用装置。请根据要求回答下列 问题。 ①如何检查装置A的气密性？_ 将 a 接口封闭，然后向分液漏斗中注入水，打开分液漏 斗的活塞，分液漏斗中水的液面不会连续下降，证明装置 A 的气密性良好 __ ②某同学的仪器连接顺序为A—B—C—D，以此证明实验室制取Cl 的过程中有HCl和 2 水蒸气挥发出来。 A．A中反应的离子方程式是_MnO ＋ 4H ＋ ＋ 2C l － ==== = M n 2 ＋ ＋ C l ↑ ＋ 2H O__。 2 2 2 B．装置B中盛放的试剂是_无水硫酸铜粉末__，装置C中盛放的是CCl 溶液，其作用是 4 _ 吸收氯气，防止对 HC l 的检验带来影响 __，装置D中盛放的试剂是_AgNO 溶液__，实验时 3 看到的现象是_ 产生白色沉淀 ( 最后两空若试剂为 “ 紫色石蕊试液 ” ，现象为 “ 石蕊变红而不 褪色 ” 也可，其他合理答案也可 )__。 C．有同学认为该实验有缺陷，应该在装置C、D之间增加装置E，你认为该装置中应放 入_ 湿润的淀粉－ K I 试纸或湿润的有色布条 __。 ③最后，同学们用上述除装置B以外的仪器组装一套可以制备纯净干燥氯气的装置，按 气流方向填接口顺序a→_eded__→ghf(不能选用装置B，其他装置可以重复使用)，并按顺序 写出所填接口对应仪器盛放的试剂：_饱和食盐水、浓硫酸__。 考点突破·训练提升 微考点1 常见的气体制备、净化、收集、尾气处理及性质验证装置的选择与判断 典例1 (2022·山东济南模拟)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示 (夹持和净化装置省略)。仅用以下实验装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项 是( C ) a中的 b中的 c中收集 d中的 选项 液体 物质 的气体 液体 A 浓氨水 碱石灰 NH HO 3 2 B 浓硝酸 Cu NO HO 2 2 C 浓硫酸 NaSO SO NaOH溶液 2 3 2 D 稀硝酸 Cu NO NaOH溶液 [解析] 浓氨水与碱石灰不加热可以制取氨气，但是氨气的密度比空气小，不能用向上 排空气法收集，A错误；浓硝酸与Cu反应产生NO 气体，NO 密度比空气大，可以用向上排 2 2空气法收集，但NO 是大气污染物，若用水吸收，会发生反应：3NO ＋HO===2HNO ＋NO， 2 2 2 3 产生的NO仍然会污染空气，B错误；浓硫酸与NaSO 发生复分解反应，产生NaSO 、HO、 2 3 2 4 2 SO ，SO 密度比空气大，可以用向上排空气法收集，SO 是大气污染物，可以用NaOH溶液吸 2 2 2 收，发生反应为SO ＋2NaOH===Na SO ＋HO，为防止倒吸，安装了倒扣漏斗，从而达到环境 2 2 3 2 保护的目的，C正确；稀硝酸与Cu反应产生NO气体，NO与空气中的氧气会发生反应，所以 不能用排空气法收集，D错误。 〔对点集训1〕 (1)(2022·山东潍坊模拟)图中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如 图装置制取、净化、收集的气体是( B ) 选项 气体 a b c A SO 浓硫酸 亚硫酸钠 碱石灰 2 B CO 盐酸 碳酸钙 饱和NaHCO 2 3 C NO 稀硝酸 铜屑 HO 2 D NO 浓硝酸 铜屑 NaOH溶液 2 [解析] 亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫能与碱石灰反应，不能用碱石 灰来净化二氧化硫，故A错误；盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，盐酸有挥发性，所以生成的 二氧化碳中有氯化氢，氯化氢和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，饱和的碳酸氢钠和二氧化碳不 反应，所以可用饱和碳酸氢钠洗气，二氧化碳的密度大于空气的密度，所以可用向上排空气 法收集，故B正确；铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，所以 不能用排空气法收集一氧化氮，故C错误；铜和浓硝酸反应生成二氧化氮，浓硝酸有挥发性， 所以二氧化氮中有硝酸，硝酸能和碱反应，二氧化氮和碱也反应，所以不能用氢氧化钠溶液 洗气，故D错误。 (2)(2022·经典习题选萃)巧妙的实验设计有助于更好地解决问题。下列装置不能达到实 验目的的是( B ) A．用装置甲验证HCl气体易溶于水 B．用装置乙验证SO 具有漂白性 2 C．用装置丙验证氧化性：Cl>I 2 2 D．用装置丁验证NH Cl分解产生的气体 4 [解析] HCl极易溶于水，挤压胶头滴管，气球变大，说明烧瓶中压强减小，则装置甲可 验证HCl气体易溶于水，故A项正确，不符合题意；生成的二氧化硫与溴水或高锰酸钾均发 生氧化还原反应，只可验证其还原性，与漂白性无关，故B项错误，符合题意；氯气与KI反应 生成碘，溶液变蓝，图中装置可验证氧化性：Cl>I ，故C项正确，不符合题意；NH Cl分解生 2 2 4 成氨气、HCl，氨气可使湿润的酚酞试纸变红，HCl可使湿润的蓝色石蕊试纸变红，五氧化二 磷、碱石灰均可除杂，则装置丁可检验NH Cl分解产生的气体，故D项正确，不符合题意。 4萃取精华： 气体制备题的备考策略 熟悉高中阶段常见气体(H 、O、Cl、CO、SO 、HS、NH 、NO、NO 、C H、C H 等)的制备 2 2 2 2 2 2 3 2 2 4 2 2 原理、装置、除杂、收集、尾气处理方法。 1 气体制备装置的选择，应根据反应物的聚集状态和反应条件，选择“固—固加热” “固(液)—液加热”“固(液)—液不加热”的装置。如NH 的实验室制备方法，若选用NH Cl 3 4 和Ca(OH) 固体为原料，应选用“固—固加热”装置；若选用浓氨水为原料，应选用“固(液) 2 —液加热”装置；若选择浓氨水和碱石灰为原料，应选用“固—液不加热”装置。 2 除杂方法和试剂的选择，应首先考虑制备所得气体中混有的杂质，再选择合适试剂洗 去杂质同时不影响目标气体产物；混有的水蒸气应最后除去，干燥剂的选择应根据目标气体 产物的性质决定。如实验室制备所得Cl 中混有HCl和水蒸气，应先通过饱和食盐水除去 2 HCl，再用浓硫酸干燥。 3 收集方式的选择，应根据目标气体的溶解性和密度选择，若不溶于水且不与水反应 (如NO等)可选用排水法，密度大于空气(如CO 等)可选用向上排空气法，密度小于空气(如 2 H 等)可选用向下排空气法，某些气体可用排饱和溶液的方法(如收集Cl 可用排饱和食盐水 2 2 的方法)。 4 尾气处理方法的选择，应考虑尾气的性质，若易溶于水的气体(如NH 等)可用水吸收 3 尾气并防倒吸；易与碱反应的酸性气体(如SO 等)可用碱液吸收；易燃的气体(如CH 等)可点 2 4 燃处理；不能直接处理的气体(如NO等)可收集。 微考点2 常见的非气体制备与性质实验 典例2 (2022·湖南长沙模拟)四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体，室温下 四氯化钛是无色液体，沸点为136 ℃，极易水解。在650～800 ℃高温下，将Cl 通入TiO 和炭 2 2 粉的混合物可得到TiCl 和一种有毒气体。如图是实验室制备TiCl 的部分装置，下列说法正 4 4 确的是( A ) A．装置A同样适合实验室制备氨气 B．装置B中试剂是饱和食盐水，其作用是除HCl气体 C．装置C处发生反应的化学方程式为2Cl＋C＋TiO=====TiCl ＋CO 2 2 4 2 D．装置D处的直形冷凝管可更换为球形冷凝管 [解析] 将生石灰放入圆底烧瓶内，分液漏斗中加入浓氨水，用装置A可制备氨气，A 正确；因为四氯化钛极易水解，所以装置B中试剂是浓硫酸，其作用是干燥氯气，B不正确； 装置C中生成的有毒气体应为CO，化学方程式为2Cl＋2C＋TiO=====TiCl ＋2CO，C不正 2 2 4 确；因为蒸气在球形冷凝管中冷凝后，很难完全流出，所以装置D处的直形冷凝管不能换成 球形冷凝管，D不正确。 〔对点集训2〕 (2022·河南新安模拟)实验室用Ca与H 反应制取氢化钙(CaH)。下列实 2 2 验装置和原理不能达到实验目的的是( D )A．装置甲制取H B．装置乙净化干燥H 2 2 C．装置丙制取CaH D．装置丁吸收尾气 2 [解析] 装置甲利用稀盐酸与锌在简易装置中制取H ，实验装置和原理能达到实验目 2 的，选项A不选；装置乙利用氢氧化钠溶液吸收氢气中的氯化氢气体、利用浓硫酸干燥氢气， 起到净化干燥H 的作用，实验装置和原理能达到实验目的，选项B不选；装置丙利用纯净的 2 氢气在加热条件下与钙反应制取CaH，实验装置和原理能达到实验目的，选项C不选；装置 2 丁是用于防止空气中的水蒸气及氧气进入与钙或CaH 反应，实验原理与吸收尾气不符合， 2 过量氢气应收集或点燃，选项D选。 考点二 有机物的制备 (对应学生用书学案P331) 必备知识·梳理夯实 1．有机物的制备 (1)苯的取代反应 反应 原理 ①反应物是苯和_液溴__ ②催化剂是Fe或FeBr (由加入铁粉 3 和反应物液溴制得) ③需加碎瓷片，防暴沸 卤 注意 ④有机产物为单取代溴苯 代 事项 ⑤产物HBr中混有挥发出的_Br __， 2 欲证明该反应是取代反应，应先用 _CCl __试剂除杂后再用_AgNO__溶 4 3 液检验 产品 水洗(分液)—碱洗(分液)—水洗(分液) 处理 —干燥—蒸馏 反应 ＋HO—NO ――→ ＋HO 2 2 原理 ①试剂添加顺序：_浓硝酸—浓硫酸— 苯__ 硝 ②浓硫酸的作用是_催化剂和吸水剂 化 注意 __ 事项 ③加热方式采用水浴加热，温度计水 银球应插入_水浴装置__中 ④需加碎瓷片，防暴沸⑤有机产物为单取代硝基苯，有苦杏 仁味 产品 水洗(分液)—碱洗(分液)—水洗(分液) 处理 —干燥—蒸馏 (2)乙酸乙酯的制备 反应 CHCOOH＋ 3 原理 CHCHOHCHCOOC H＋HO 3 2 3 2 5 2 ①试剂添加顺序：_乙醇—浓硫酸—乙酸 __ ②浓硫酸的作用是_催化剂和吸水剂__ ③长导管的作用为_导气和冷凝__，不能 注意 插入饱和碳酸钠溶液液面下，防倒吸回 事项 流 ④需加碎瓷片，防暴沸 ⑤饱和碳酸钠溶液的作用是_溶解乙醇、 反应乙酸、降低乙酸乙酯在水中的溶解 度__ 产品 分液 处理 2．有机制备实验题的解题“三步曲” (1)分析制备流程 (2)熟悉重要仪器 (3)找准答题思路 有机物制备中一般会给出相应的信息，通常 会以表格的形式给出，表格中的数据主要是 有机化合物的密度、沸点和在水中的溶解性， 根据题给信息，初步判定物质性质 在分析这些数据时要多进行横向和纵向地比 较，密度主要是与水比较，沸点主要是表中各 物质的比较，溶解性主要是判断溶还是不溶。 主要是根据这些数据选择分离、提纯的方法 所给的装置图中有一些不常见的仪器，要明 注意仪器名称和作用 确这些仪器的作用，特别是无机制备实验中不常见的三颈圆底烧瓶、球形冷凝管等 大多数有机反应副反应较多，且为可逆反应， 因此设计有机物制备实验方案时，要注意控 制反应条件，尽可能选择步骤少、副产物少的 关注有机反应条件 反应；由于副产物多，所以需要进行除杂、净 化。另外，若为两种有机物参加的可逆反应， 应考虑多加一些价廉的有机物，以提高另一 种有机物的转化率和生成物的产率 3．熟悉常见装置 (1)反应装置：有机物易挥发，常采用冷凝回流装置减少有机物的挥发，提高原料的利用 率和产物的产率。 (2)蒸馏装置：利用有机物沸点的不同，用蒸馏方法可以实现分离。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)用水能够鉴别苯、乙醇、硝基苯。( √ ) [提示] 水与苯混合，有机层在上层；水与乙醇任意比互溶，不分层；水与硝基苯混合， 有机层在下层。 (2)用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维。( √ ) [提示] 蚕丝的主要成分是蛋白质，人造纤维的主要成分是纤维素。 (3)乙烷中混有乙烯，可用酸性KMnO 溶液除杂。( × ) 4 [提示] 酸性KMnO 溶液可将乙烯氧化为CO，引入新杂质，应选用溴水。 4 2 (4)聚乙烯和聚氯乙烯均可用作食品包装材料。( × ) [提示] 聚乙烯(PE)可用于包装食品，聚氯乙烯(PVC)不可。 (5)乙酸乙酯制备实验中，除杂试剂饱和NaCO 溶液可以换成NaOH溶液。( × ) 2 3 [提示] 乙酸乙酯与NaOH反应。 (6)溴乙烷与NaOH乙醇溶液加热可制备乙烯，生成的气体直接通入酸性KMnO 溶液， 4 紫色褪去即可证明乙烯生成。( × ) [提示] 生成的乙烯中混有挥发出来的乙醇，乙醇也可使酸性KMnO 溶液紫色褪去。 4 (7)向蔗糖水解液中加入银氨溶液，即可证明水解产物的生成。( × ) [提示] 蔗糖水解液呈酸性，应先加入碱将溶液调至碱性，再用银氨溶液检验还原性糖。 2．深度思考： 乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。某课外小组设计实验室制取并提纯乙酸乙 酯的方案如下：已知：①氯化钙可与乙醇形成CaCl ·6C HOH 2 2 5 ②有关有机物的沸点： 试剂 乙醚 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 沸点/℃ 34.6 78.5 117.9 77.1 ③2CHCHOHCHCHOCH CH＋HO 3 2 3 2 2 3 2 Ⅰ.制备过程 装置如图所示，A中放有浓硫酸，B中放有9.5 mL无水乙醇和6 mL冰醋酸，D中放有饱 和碳酸钠溶液。 (1) 写 出 乙 酸 与 乙 醇 发 生 酯 化 反 应 的 化 学 方 程 式 _CH COOH ＋ 3 CHCH OH  CH COOCH CH ＋ H O__。 3 2 3 2 3 2 (2)实验过程中滴加大约3 mL浓硫酸，B的容积最合适的是_B__(填入正确选项前的字 母) A．25 mL B．50 mL C．250 mL D．500 mL (3)球形干燥管的主要作用是_防倒吸__。 (4)预先向饱和NaCO 溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是_便于观察液体分层__。 2 3 Ⅱ.提纯方法：①将D中混合液转入分液漏斗进行分液。②有机层用5 mL饱和食盐水洗 涤，再用5 mL饱和氯化钙溶液洗涤，最后用水洗涤。有机层倒入一干燥的烧瓶中，用无水硫 酸镁干燥，得粗产物。③将粗产物蒸馏，收集77.1 ℃的馏分，得到纯净干燥的乙酸乙酯。 (5)第①步分液时，选用的两种玻璃仪器的名称分别是_分液漏斗__、_烧杯__。 (6)第②步中用饱和食盐水、饱和氯化钙溶液、最后用水洗涤，分别主要洗去粗产品中的_ 碳酸钠__，_乙醇__，_氯化钙__。 [提示] (1)乙酸与乙醇在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水；(2)实 验过程中圆底烧瓶需要加热，最大盛液量不超过其容积的 2/3，烧瓶内液体的总体积为18.6 mL，最合适的是50 mL，选B；(3)球形干燥管的主要作用是防止倒吸；(4)预先向饱和NaCO 2 3 溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是便于观察液体分层(答案合理即可)；(5)第①步分液时，选 用的两种玻璃仪器的名称分别是分液漏斗、烧杯；(6)第②步中用饱和食盐水、饱和氯化钙溶 液、最后用水洗涤，分别主要洗去粗产品中的碳酸钠、乙醇、氯化钙。 考点突破·训练提升 微考点1 常见有机物的制备 典例1 (2022·河南焦作模拟)实验室利用苯与浓硝酸、浓硫酸制取并提纯硝基苯的实验 过程中，下列装置未涉及的是( D ) A．①② B．①③ C．③④ D．④⑤[解析] 制备硝基苯的实验，一般步骤为a.配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合酸， 加入反应器中；b.向冷却后的混合酸中逐滴加入一定质量的苯，充分振荡，混合均匀；c.用水 浴加热在50～60 ℃下发生反应，直至反应结束；d.除去混合酸后，粗产品依次用蒸馏水和 5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤，其间进行多次分液操作；e.将用无水CaCl 干燥后 2 的粗产品进行蒸馏，得到纯硝基苯。故实验中发生反应需要用到水浴加热装置②、除杂过程 需要用到分液操作装置③，最后分离出纯硝基苯还要用到蒸馏装置①，只有④⑤装置未涉及， 故答案为D。 〔对点集训1〕 (2022·福建龙岩模拟)某兴趣小组设计图甲装置用于制备一定量的乙酸 乙酯，有关说法正确的是( A ) A．增加甲中烧瓶上方的导管长度，可减少原料的损失 B．反应前，甲中烧瓶内先加入少量浓硫酸，后加入适量冰醋酸和乙醇 C．甲中接收装置可以替换成乙或丙 D．饱和碳酸钠的作用是吸收乙酸乙酯 [解析] 增加甲中烧瓶上方的导管长度，长直导管可以起冷凝回流作用，故可减少原料 的损失，A正确；浓硫酸密度大，溶于乙醇放出大量的热，不宜先加，反应前甲中烧瓶内试剂 添加顺序为乙醇、少量浓硫酸，混合均匀并冷却到室温后，再加适量冰醋酸，B错误；乙图中 多孔球泡能防倒吸，同时可增大与碳酸钠溶液的接触面积，除杂效果更好，丙图中通入CCl 4 和碳酸钠的混合溶液中，能防倒吸，但CCl 能溶解乙酸乙酯，使产率降低，C错误；饱和碳酸 4 钠的作用是中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯在水中的溶解度，D错误。 微考点2 陌生有机物的制备 典例2 (2022·山东青岛模拟)苯甲酸乙酯(无色液体，难溶于水，沸点213 ℃)天然存在于 桃、菠萝、红茶中，稍有水果气味，常用于配制香精和人造精油，也可用作食品添加剂。实验室 利用如图所示装置，在环己烷中通过以下反应制备。 已知：环己烷沸点为80.8 ℃，可与乙醇和水形成共沸物，其混合物沸点为62.1 ℃。下列 说法错误的是( D ) A．实验时最好采用水浴加热，且冷却水应从b口流出 B．分水器可及时放出水层，避免水层升高流入烧瓶 C．环己烷的作用是在较低温度下带出生成的水，促进酯化反应向右进行 D．实验时应依次向圆底烧瓶中加入碎瓷片、浓硫酸、苯甲酸、无水乙醇、环己烷 [解析] 由题干信息，该反应需控制温度不超过80.8 ℃，因此最好采用水浴加热的方式， 冷凝管的冷凝水应该下进上出，即从a口流入，b口流出，A选项正确；合成反应中，分水器中 会出现分层现象，上层是油状物，下层是水，当油层液面高于支管口时，油层会沿着支管口流 回烧瓶，以达到反应物冷凝回流，提高产率的目的，当下层液面高度超过距分水器支管约2 cm时，及时放出水层，避免水层升高流入烧瓶，B选项正确；根据已知信息“环己烷沸点为80.8 ℃，可与乙醇和水形成共沸物，其混合物沸点为62.1 ℃”，所以环己烷的作用是在较低 温度下带出生成的水，促进酯化反应向右进行，C选项正确；实验时应依次向圆底烧瓶中加 入碎瓷片、苯甲酸、无水乙醇、环己烷，搅拌后再加入浓硫酸，D选项错误。 〔对点集训2〕 (2022·江西九江模拟)实验室制备1,2－二溴乙烷的反应原理如下： CHCHOH―→CH===CH ＋HO，CH===CH ＋Br ―→BrCHCHBr。可能存在的主要副反 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 应有乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备1,2－二 溴乙烷的装置如图所示： 有关数据列表如下： 物质 乙醇 1,2－二溴乙烷 乙醚 状态 无色液体 无色液体 无色液体 密度/g·cm－3 0.79 2.2 0.71 沸点/℃ 78.5 132 34.6 熔点/℃ －130 9 －116 回答下列问题： (1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170 ℃左右，其最主要目的是 _d__(填正确选项前的字母)。 a．引发反应 b．加快反应速度 c．防止乙醇挥发 d．减少副产物乙醚生成 (2)三颈瓶内加入一定量的乙醇－浓硫酸混合液和少量粗砂，加入粗砂的目的是_防止暴 沸__。 (3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是_溴水的颜色完全褪去__。 (4)将1,2－二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在_下__(填 “上”或“下”)层。 (5)连接有长玻璃管的装置B的作用是_安全瓶__。 (6)若产物中有少量副产物乙醚，可用_蒸馏__的方法除去。 (7)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是_乙烯与溴反应放热，冷却能避免溴 的挥发__，但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是_ 1,2 －二溴乙烷的凝固点低，过度冷却会 使其凝固堵塞气路__。 [解析] (1)实验室制备1,2－二溴乙烷的反应原理为先发生乙醇的消去反应生成乙烯， 反应为CHCHOH――→CH===CH ↑＋HO，在此实验中，要迅速地把反应温度提高到170 3 2 2 2 2 ℃左右，乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚，其最主要目的是减少副产物乙醚生 成；(2)三颈瓶内加入一定量的乙醇－浓硫酸混合液和少量粗砂，由于反应需要加热，因此加 入粗砂的目的是防止暴沸；(3)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2－二溴乙烷，1,2－二溴乙烷 为无色，D中溴颜色完全褪去说明反应已经结束；(4)1,2－二溴乙烷的密度大于水，将1,2－二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后产物应在下层；(5)连接有长玻璃管的装置B的作 用为安全瓶，可以防止倒吸；(6)两者均为有机物，互溶，但1,2－二溴乙烷与乙醚的沸点不同， 用蒸馏的方法将它们分离；(7)溴在常温下，易挥发，乙烯与溴反应时放热，溴更易挥发，冷却 可避免溴的大量挥发，但1,2－二溴乙烷的凝固点(9 ℃)较低，不能过度冷却，过度冷却会使 其凝固而使气路堵塞，导致B中长导管内液面上升。 考点三 实验方案的设计与评价 (对应学生用书学案P334) 必备知识·梳理夯实 1．实验方案设计的基本原则 2．实验方案设计的一般思路 3．实验方案评价题的解题要点 (1)理论上要_科学__。 (2)操作上要_简单可行__。 (3)原料用量要_节约__。 (4)要环保，符合_绿色化学__原则。 4．实验评价题的常见考查角度 (1)可行性方面 ①分析实验方案是否科学可行；②实验操作是否安全合理；③实验步骤是否简单方便； ④实验效果是否明显。 (2)绿色化学方面 ①实验过程中是否造成环境污染；②原料是否无毒、安全、易得；③原料利用率是否较高； ④反应速率是否较大。 (3)安全性方面 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：①净化、吸收气体及实验结束熄灭酒精灯 时要防止液体倒吸；②进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸；③防氧化；④污染性的气体要进 行尾气处理；⑤有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；⑥防吸水。 (4)规范性方面 ①冷凝回流：有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应 装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管或冷凝管等；②易挥发液体产物(导出 时可为蒸气)的及时冷却；③仪器拆卸顺序与组装顺序相反，按照从右向左、从高到低的顺序； ④其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等。 (5)最佳方案的选择 几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易 取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)FeCl 溶液可使淀粉－KI试纸变蓝，说明FeCl 有氧化性。( √ ) 3 3 (2)将SO 通入溴水中，溴水褪色，说明SO 具有漂白性。( × ) 2 2 (3)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO 的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶 2 内有黑色颗粒产生，说明CO 具有氧化性。( √ ) 2 (4)向AgNO 溶液中加入几滴NaCl溶液产生白色浑浊，再加入几滴KI溶液出现黄色浑 3 浊，说明K (AgCl)>K (AgI)。( × ) sp sp (5)分别取某淀粉水解液，加入NaOH溶液调至碱性，再加入碘水未变蓝，加入新制氢氧 化铜悬浊液有红色沉淀，说明淀粉已完全水解。( × ) (6)向NaBr溶液中加入氯水，再加入苯振荡，静置，上层呈橙红色，说明非金属性Cl>Br。 ( √ ) (7)将KI和FeCl 溶液在试管中混合后，加入CCl ，振荡，静置，下层溶液显紫红色，证明 3 4 氧化性：Fe3＋>I 。( √ ) 2 (8)将浓(NH )SO 、CuSO 溶液分别加入蛋白质溶液，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白 4 2 4 4 质变性。( × ) (9)分别加热NaCO 和NaHCO 固体，试管内壁都有水珠，说明两种物质均受热分解。( 2 3 3 × ) (10)加热盛有NH Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，则NH Cl固体 4 4 可以升华。( × ) (11) 用图示装置可以观察铁的吸氧腐蚀。( √ ) (12)向AgNO 溶液中滴加过量氨水，溶液澄清，证明Ag＋与NH ·H O能大量共存。( × 3 3 2 ) (13)向苯酚浊液中滴加NaCO 溶液，浊液变清，苯酚的酸性强于HCO 的酸性。( × ) 2 3 2 3 (14)用苯和浓溴水在铁粉存在的条件下混合制溴苯。( × ) (15)用加热失水称重的方法测量胆矾晶体CuSO ·xHO中结晶水的个数，需要用到坩埚， 4 2 若已知坩埚质量，实验过程中需至少称重两次。( × ) (16)实验产生的SO 可用排水法测量体积。( × ) 2 (17)气体体积测量时，若用碱式滴定管代替量气管，测量前后读数分别为V 和V(其他操 1 2 作均正确)，则气体体积为(V－V)mL。( × ) 2 1 (18)欲测量BaCO 和BaSO 混合固体中BaCO 的质量分数，称量样品质量为m，加足量 3 4 3 1 盐酸溶解后过滤、洗涤、干燥，所得固体质量为m，则BaCO 的质量分数为×100%。( √ ) 2 3 2．深度思考： (1)某化学兴趣小组为探究SO 的性质，按如图所示装置进行实验。下列说法错误的是( 2 B )A．装置②的作用是作为安全瓶 B．装置③中试剂更换为Ba(NO ) 溶液后，无明显现象 3 2 C．装置④用于验证SO 具有氧化性 2 D．装置⑤用于验证SO 具有漂白性 2 (2)下列由原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、 经济上合理的方案是哪个？ 方案1 C――→CO――→CO―→NaCO 2 2 3 方案2 Cu――→Cu(NO ) 溶液――→Cu(OH) 3 2 2 方案3 CaO――→Ca(OH) 溶液――→NaOH溶液 2 方案4 Fe――→Fe O――→Fe (SO ) 溶液 2 3 2 4 3 [提示] 方案1，C在空气中燃烧不能得纯净的CO。方案2，AgNO 溶液价格较高，不经 3 济。方案4，Fe燃烧后的产物为Fe O，不是Fe O。因此，只有方案3合理。 3 4 2 3 考点突破·训练提升 微考点1 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价 典例1 (1)(双选)下列实验操作能达到实验目的的是( AD ) 选项 实验目的 实验操作 向含有少量FeCl 的MgCl 溶液中加入足 3 2 A 除去MgCl 溶液中的少量FeCl 2 3 量Mg(OH) 粉末，搅拌一段时间后，过滤 2 取少量溶液于试管中，先加入BaCl 溶液， 2 B 检验溶液中是否含有SO 再滴加稀盐酸，若产生的白色沉淀不溶解， 则说明溶液中含有SO 用pH试纸测定浓度均为0.1 mol·L－1的 C 比较HClO和CHCOOH的酸性强弱 3 NaClO溶液和CHCOONa溶液的pH 3 将硫酸酸化的HO 滴入FeCl 溶液，溶液 2 2 2 D 验证HO 的氧化性比Fe3＋强 2 2 变黄色 [解析] Mg(OH) 促进铁离子水解转化为沉淀，则反应后过滤可分离，故A正确；先加 2 入BaCl 溶液，可生成AgCl沉淀或硫酸钡沉淀，不能确定是否含硫酸根离子，故B错误； 2 NaClO溶液具有漂白性，不能选pH试纸测定pH，故C错误；酸性条件下亚铁离子被HO 氧 2 2 化为Fe3＋，故D正确。 (2)(2021·广东，12,4分)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到 目的的是( B ) 选项 操作或做法 目的 A 将铜丝插入浓硝酸中 制备NO B 将密闭烧瓶中的NO 降温 探究温度对平衡移动的影响 2 C 将溴水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘D 实验结束，将剩余NaCl固体放回原试剂瓶 节约试剂 [解析] A项，铜丝与浓硝酸反应生成NO ，错误；B项密闭烧瓶中存在以下反应： 2 2NO (g)NO(g)，ΔH<0，升温颜色加深，降温颜色变浅，因此可用于探究温度对平衡移动 2 2 4 的影响，正确；C项，乙醇与水互溶，不能作为萃取剂，错误；D项，剩余的试剂可能被污染，因 此不能再放回原试剂瓶，错误。 (3)(2022·山东滨州一模)二氧化氯是高效、低毒的消毒剂。已知：ClO 是极易溶于水的气 2 体，实验室制备及性质探究装置如下图所示。 回答下列问题： ①装置B用于制备ClO 同时还生成一种酸式盐，该反应的化学方程式为_SO ＋ H SO ＋ 2 2 2 4 2KClO == =2KHSO ＋ 2ClO __。装置C中滴有几滴淀粉溶液，反应时有蓝色出现。淀粉的作 3 4 2 用是_ 通过检验 Ⅰ 的存在，证明 ClO 有强氧化性__。 2 2 ②C装置的导管靠近而不接触液面，其目的是_防止倒吸__。 ③用ClO 消毒自来水，其效果是同质量氯气的_2.6__倍(保留一位小数)。 2 ④装置D用于吸收尾气，若反应的氧化产物是一种单质，且氧化剂与氧化产物的物质的 量之比是2︰1，则还原产物的化学式是_NaClO__。 2 ⑤若将C装置中的溶液改为NaS溶液，通入ClO 后溶液无明显现象。由此可以产生两 2 2 种假设： 假设a：ClO 与NaS不反应。假设b：ClO 与NaS反应。 2 2 2 2 A你认为哪种假设正确，阐述原因：_ 假设 b ， S 2 － 的还原性强于 I － ，所以 ClO 也能氧化 S 2 2 － 或 ClO 是强氧化剂， S 2 － 具有强还原性 __。 2 B请设计实验证明你的假设(仅用离子方程式表示)：_ SO ＋ Ba 2 ＋ == =BaSO ↓__。 4 [解析] ①装置B用于制备ClO ，同时还生成一种酸式盐，则B中发生反应：SO ＋ 2 2 HSO ＋2KClO===2KHSO ＋2ClO 。ClO 是一种黄绿色易溶于水的气体，具有强氧化性，所 2 4 3 4 2 2 以C中发生氧化还原反应生成碘，装置C中滴有几滴淀粉溶液是为了检验生成的I。③71 g 2 氯气的物质的量是1 mol，可得到2 mol电子；而71 g二氧化氯的物质的量是≈1.05 mol,1 mol ClO 可得到5 mol电子，所以消毒自来水时ClO 消毒的效率(以单位质量得到的电子数 2 2 表示)是Cl 的≈2.6倍。④装置D用于吸收尾气，该反应中二氧化氯是氧化剂，HO 是还原剂， 2 2 2 且氧化剂与氧化产物的物质的量之比是2︰1，则氧化产物是氧气，还原产物为NaClO，反应 2 方程式为HO＋2ClO ＋2NaOH===2NaClO ＋O↑＋2HO。 2 2 2 2 2 2 [易错警示] 性质探究实验的注意事项 ①在离子检验、气体成分检验的过程中，要严格掌握检验的先后顺序，防止各成分检验 过程中的相互干扰。 ②若有水蒸气生成，先检验水蒸气，再检验其他成分，如 C和浓硫酸的反应，产物有SO 、CO 和HO(g)，通过实验可检验三种气体物质的存在，但SO 、CO 都要通过溶液进行检 2 2 2 2 2 验，对检验HO(g)有干扰。 2 ③对于需要进行转化才能检验的成分，如CO的检验，要注意先检验CO中是否含有 CO，如果有CO，应先除去CO 再对CO实施转化，最后再检验转化产物CO，如HOOC— 2 2 2 2 COOH――→CO↑＋CO↑＋HO↑中CO的检验。 2 2 ④要重视试剂名称的描述，如有些试剂的准确描述为无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性高 锰酸钾溶液、浓硫酸、饱和NaHCO 溶液、NaOH溶液等。此外还应注意某些仪器的规格。 3 〔对点集训1〕 (1)(2021·浙江6月选考，25,2分)下列方案设计、现象和结论都正确的是( D ) 目的 方案设计 现象和结论 取4 mL乙醇，加入12 mL 浓硫酸、少量沸石，迅速升 若溴水褪色，则乙醇消去反 A 探究乙醇消去反应的产物 温至140 ℃，将产生的气体 应的产物为乙烯 通入2 mL溴水中 取少量样品，加入3 mL蒸 探究乙酰水杨酸样品中是 若有紫色沉淀生成，则该产 B 馏水和少量乙醇，振荡，再 否含有水杨酸 品中含有水杨酸 加入1～2滴FeCl 溶液 3 若无气体生成，则固体粉末 探究金属钠在氧气中燃烧 取少量固体粉末，加入2～ C 为NaO；若有气体生成，则 2 所得固体粉末的成分 3 mL蒸馏水 固体粉末为NaO 2 2 取少量待测样品溶于蒸馏 探究NaSO 固体样品是否 若有白色沉淀产生，则样品 2 3 D 水，加入足量稀盐酸，再加 变质 已经变质 入足量BaCl 溶液 2 [解析] A项，利用乙醇和浓硫酸反应制取乙烯，应迅速升温至170 ℃，产生气体需除杂 后才可通入溴水中，A项设计方案错误；B项，取少量样品，加入3 mL蒸馏水和少量乙醇，振 荡，再加入1～2滴FeCl 溶液，若溶液显紫色，则产品中含有水杨酸，B项现象和结论错误；C 3 项，若金属钠不完全燃烧，加入水后，有氢气生成，C项方案设计错误；D项，NaSO 固体样品 2 3 变质生成NaSO ，取少量待测样品溶于蒸馏水，先加入足量稀盐酸，再加入足量的BaCl 溶 2 4 2 液，若有白色沉淀产生，则样品已经变质，D项正确。 (2)(2021·浙江1月选考，25,2分)下列方案设计、现象和结论都正确的是( B ) 目的 方案设计 现象和结论 若溶液变黄色且试管上部 检验某无色溶液中是 取少量该溶液于试管中，加稀盐 A 产生红棕色气体，则该溶液 否含有NO 酸酸化，再加入FeCl 溶液 2 中含有NO取5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液于 探究KI与FeCl 反应 试管中，加入1 mL 0.1 mol·L－1 若溶液变血红色，则KI与 3 B 的限度 FeCl 溶液，充分反应后滴入5 FeCl 的反应有一定限度 3 3 滴15%KSCN溶液 取2 mL卤代烃样品于试管中， 判断某卤代烃中的卤 若产生的沉淀为白色，则该 C 加入5 mL 20% KOH水溶液混 素 卤代烃中含有氯元素 合后加热，再滴加AgNO 溶液 3 取2 mL 20%的蔗糖溶液于试管 探究蔗糖在酸性水溶 中，加入适量稀HSO 后水浴加 若没有生成砖红色沉淀，则 2 4 D 液中的稳定性 热5 min；再加入适量新制 蔗糖在酸性水溶液中稳定 Cu(OH) 悬浊液并加热 2 [解析] A项，若溶液中含有NO，也会出现相同的实验现象，错误；B项，溶液变血红色， 说明在I－过量的情况下，Fe3＋仍有剩余，证明Fe3＋与I－不能完全反应，该反应为可逆反应，B 正确；C项，在滴加AgNO 溶液前，应用足量HNO 中和KOH，否则KOH与AgNO 反应会生 3 3 3 成白色的AgOH或褐色的Ag O而干扰卤素的检验，错误；D项，在加入新制Cu(OH) 悬浊液 2 2 前，要先加足量NaOH溶液中和HSO ，否则HSO 会将Cu(OH) 溶解，导致无法检验出水解 2 4 2 4 2 生成的葡萄糖，错误。 (3)(2022·银川模拟)碱式碳酸钴[Co (OH) (CO ) ]常用作电子材料、磁性材料的添加剂， x y 3 2 受热时可分解生成三种氧化物。为了确定其组成，某化学兴趣小组的同学设计了如图所示装 置进行实验。 (ⅰ)请完成下列实验步骤： ①称取3.65 g样品置于硬质玻璃管内，称量乙、丙装置的质量： ②按如图所示装置组装好仪器，并检验装置的气密性； ③加热甲中玻璃管，当乙装置中_ ③ 不再有气泡产生时 __(填实验现象)，停止加热； ④打开活塞a，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量； ⑤计算。 (ⅱ)步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是_ 将装置中产生的 H O(g) 和 CO 全部排入乙 2 2 丙装置中__。 (ⅲ)某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用下列装置 中的_D__(填字母)连接在_ 活塞 a 前 ( 或装置甲前 )__(填装置连接位置)。 (ⅳ)若按正确装置进行实验，测得如下数据： 乙装置的质量/g 丙装置的质量/g 加热前 80.00 62.00 加热后 80.36 62.88则该碱式碳酸钴的化学式为_Co (OH) (CO)__。 3 4 3 2 [解析] (ⅰ)加热甲中玻璃管，当乙装置中不再有气泡产生，说明碱式碳酸钴分解完毕。 (ⅱ)步骤④中缓缓通入空气数分钟，将装置中生成的CO 和HO全部排入乙、丙装置中，以免 2 2 影响测量结果。(ⅲ)在活塞a前，加装装置D，装置中盛放的碱石灰可吸收空气中的水蒸气和 二氧化碳。(ⅳ)碱式碳酸钴样品的质量为3.65 g，反应前乙装置的质量为80.00 g，反应后乙装 置的质量为80.36 g，故生成水的质量为80.36 g－80.00 g＝0.36 g，其物质的量为＝0.02 mol， 则碱式碳酸钴样品中含OH－的物质的量为0.04 mol；反应前丙装置的质量为62.00 g，反应后 丙装置的质量为62.88 g，生成二氧化碳的质量为62.88 g－62.00 g＝0.88 g，其物质的量为＝ 0.02 mol，则碱式碳酸钴样品中含CO的物质的量为0.02 mol，故样品中钴离子的质量为3.65 g－17 g· mol－1×0.04 mol－60 g· mol－1×0.02 mol＝1.77 g，其物质的量为＝0.03 mol，根据 Co、H、C原子守恒可知，x︰y︰z＝0.03 mol︰(0.02 mol×2)︰0.02 mol＝3︰4︰2，故碱式碳 酸钴的化学式为Co (OH) (CO)。 3 4 3 2 微考点2 制备实验方案的设计与评价 典例2 (1)(2020·山东，11,4分)(双选)下列操作不能达到实验目的的是( BC ) 目的 操作 A 除去苯中少量的苯酚 加入适量NaOH溶液，振荡、静置、分液 将盐酸与NaHCO 混合产生的气体直接通入 3 B 证明酸性：碳酸>苯酚 苯酚钠溶液 将尖嘴垂直向下，挤压胶管内玻璃球将气泡 C 除去碱式滴定管胶管内的气泡 排出 向试管中加入2 mL 10% NaOH溶液，再滴加 D 配制用于检验醛基的氢氧化铜悬浊液 数滴2%CuSO 溶液，振荡 4 [解析] A项，苯酚与NaOH反应生成易溶于水的苯酚钠，而苯不溶于水，可分液除去， 能达到实验目的；B项，盐酸易挥发，产生的CO 中混有HCl，HCl也可与苯酚钠反应，不能达 2 到实验目的；C项，碱式滴定管排气泡时，应将胶管向上弯曲使尖嘴斜向上，挤压玻璃球，使 溶液从尖嘴部流出，同时气泡被带出滴定管，若尖嘴垂直向下，不能达到实验目的；D项，能 达到实验目的。 (2)(2021·全国乙，27,14分)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重 要的应用前景，通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)： Ⅰ.将浓HSO 、NaNO 、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中，剧烈搅拌下，分批缓慢加 2 4 3 入KMnO 粉末，塞好瓶口。 4 Ⅱ.转至油浴中，35 ℃搅拌1小时，缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98 ℃并保持1小时。 Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加HO 至悬浊液由紫色 2 2变为土黄色。 Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。 Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。 Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。 回答下列问题： ①装置图中，仪器a、c的名称分别是_滴液漏斗__、_三颈烧瓶__，仪器b的进水口是 _d__(填字母)。 ②步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入KMnO 粉末并使用冰水浴，原因是_反应放热，防止反应 4 过快__。 ③步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是_反应温度接近水的沸点，油浴 更易控温__。 ④步骤Ⅲ中，HO 的作用是_ 2MnO ＋ 5H O ＋ 6H ＋ == =2M n 2 ＋ ＋ 8H O ＋ 5O ↑ (以离子方 2 2 2 2 2 2 程式表示)。 ⑤步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO来判断。检测的方法是_ 取少量洗出液，滴加 BaC l ，没有白色沉淀生成__。 2 ⑥步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl－是否洗净，其理由是_ H ＋ 与 Cl － 电荷平衡，洗出液 接近中性时，可认为 C l － 洗净 __。 [解析] ①根据仪器特点，可知a、c分别为滴液漏斗、三颈烧瓶；仪器b的作用是冷凝回 流，故冷凝水应从下口进，上口出。②该反应为放热反应，若一次性将KMnO 粉末加入，且不 4 进行降温，反应过快会使温度迅速上升，难以控制。③反应温度为98 ℃，接近水的沸点，若采 用热水浴，不易控温，使用油浴更易控温。④HO 的作用是还原剩余的KMnO ，二者发生氧 2 2 4 化还原反应，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可配平离子方程式。⑤检验SO可利用 反应Ba2＋＋SO===BaSO ↓，加入BaCl 溶液观察是否有白色沉淀生成进行判断。⑥步骤Ⅴ的 4 2 目的是用蒸馏水将沉淀表面稀盐酸洗去，H＋与Cl－电荷平衡，Cl－洗净时，洗出液应接近中性， 用pH试纸检测即可。 〔对点集训2〕 (1)下列实验不能达到目的的是( A ) 选项 目的 实验 A 制取较高浓度的次氯酸溶液 将Cl 通入碳酸钠溶液中 2 B 加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量MnO 2 C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液 D 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸 [解析] A项，Cl＋2NaCO＋HO===2NaHCO＋NaCl＋NaClO，故将Cl 通入NaCO 2 2 3 2 3 2 2 3 溶液中不能制备较高浓度的HClO溶液，错误；B项，MnO 作催化剂可以加快HO 的分解速 2 2 2 率，正确；C项，乙酸和NaCO 溶液可以反应，乙酸乙酯在饱和NaCO 溶液中的溶解度较低， 2 3 2 3 溶液分层，正确；D项，根据强酸制弱酸原理可知D项正确。[点拨] 制取高浓度次氯酸的方法是：往氯水中加入CaCO 粉末。因为氯水中存在Cl＋ 3 2 HOHCl＋HClO，CaCO 与HCl反应而不能与HClO反应。 2 3 (2)(2022·南京模拟)(双选)河水中含有一些悬浮物和胶体，用自然沉降法难以除去，常加 入混凝剂使其聚集成较大颗粒而沉淀除去。现有盛有河水的三个烧杯，做如下实验，下列说 法不正确的是( AB ) 实验 现象 烧杯1 加入FeSO ·7H O，搅拌静置 一段时间河水仍然浑浊 4 2 加入适量NaOH溶液调整pH＝9，然后加入 烧杯2 一段时间河水变得澄清 FeSO ·7H O，搅拌静置 4 2 烧杯3 加入Fe (SO )，搅拌静置 河水迅速变得澄清 2 4 3 A．混凝剂除去悬浮物质的过程只有物理变化 B．FeSO ·7H O是常用的混凝剂，它在水中最终生成Fe(OH) 沉淀 4 2 2 C．Fe2＋在碱性条件下更易被氧化 D．除去河水中的Ca2＋、Mg2＋，可向水中加入生石灰后再加入纯碱 [解析] 混凝剂FeSO ·7H O被氧化、水解生成Fe(OH) ，Fe (SO ) 水解生成Fe(OH) ， 4 2 3 2 4 3 3 Fe(OH) 胶体具有吸附作用，因此除去悬浮物质的过程既有物理变化又有化学变化，故A错 3 误；根据A中分析FeSO ·7H O是常用的混凝剂，它在水中最终生成Fe(OH) ，故B错误；根 4 2 3 据烧杯2中实验Fe2＋在碱性条件下更易被氧化，生成Fe(OH) ，故C正确；除去河水中的Ca2 3 ＋、Mg2＋，可向水中加入生石灰除掉Mg2＋，反应后再加入纯碱除掉Ca2＋，故D正确。 (3)(2022·山东泰安二模，17)亚氯酸钠(NaClO)是一种重要的含氯消毒剂，制备亚氯酸钠 2 的工艺流程如图： 已知：二氧化氯(ClO )沸点为11.0 ℃，易溶于水，浓度过高时易分解。 2 ①反应1在装置甲中进行，装置A的作用是_ 作缓冲瓶，调节 ClO 浓度；作安全瓶，防止 2 倒吸__；通入空气，其作用是排出ClO ，通空气不能过快，空气流速过快时ClO 不能被充分 2 2 吸收；通空气也不能过慢，其原因是_ClO 不能及时排出，浓度过高会导致分解__。 2 ② 反 应 2 在 装 置 乙 中 进 行 ， 其 中 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _2ClO ＋ H O ＋ 2 2 2 2NaOH == =2NaClO ＋ O ＋ 2H O__。 2 2 2 ③多步操作中包含“过滤”操作，该操作需要的玻璃仪器有_烧杯、玻璃棒、漏斗__。 ④测定某NaClO 样品的纯度时，用到某浓度的NaSO 标准溶液。 2 2 2 3 此过程中要用到滴定管，选出其正确操作并按顺序写出字母：检查滴定管是否漏水→蒸 馏水洗涤→_b__→_d__→_a__→_g__→_e__→滴定管准备完成。 a．从滴定管上口加入高于“0”刻度3 mL所要盛装的溶液 b．从滴定管上口加入3 mL所要盛装的溶液，倾斜着转动滴定管 c．将洗涤液从滴定管上口倒入预置的烧杯中d．将洗涤液从滴定管下部放入预置的烧杯中 e．调整液面至“0”刻度或“0”刻度以下，记录数据 f．轻轻转动活塞使滴定管的尖嘴部分充满溶液，无气泡 g．轻轻挤压玻璃球使滴定管的尖嘴部分充满溶液，无气泡 ⑤NaClO 受热分解为NaClO 和NaCl，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_ 1 ︰ 2 3 2__。NaClO 作消毒剂时，每克NaClO 的氧化能力相当于_1.57__g Cl 的氧化能力(保留2位 2 2 2 小数)。 [解析] ①由于ClO 气体是易溶于水的酸性气体，若将导管与装置甲直接相连，装置乙 2 中的碱性溶液会倒吸入甲中，与甲中溶液反应后，反应停止。装置甲开始制备气体时，反应速 率快，迅速产生ClO 气体，根据信息可知ClO 气体浓度过高时易分解，所以集气瓶中的大量 2 2 空气可以稀释ClO 气体，防止浓度过高时分解；通入空气速率太慢，ClO 不能及时排出，浓 2 2 度升高会导致气体分解。②根据ClO 气体和NaClO 中Cl的化合价可知ClO 气体作氧化剂， 2 2 2 HO 作还原剂生成氧气，配平可得：2ClO ＋HO＋2NaOH===2NaClO ＋O＋2HO。③过滤 2 2 2 2 2 2 2 2 所用到的仪器有：铁架台(带铁圈)、烧杯、玻璃棒、漏斗和滤纸，其中玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、 漏斗。④滴定管的准备步骤是：检漏、洗涤、润洗、装液、排气泡、调零、记录示数，所以正确操 作顺序为bdage。⑤根据NaClO 受热分解生成NaClO 和NaCl，可判断NaClO 是氧化产物， 2 3 3 NaCl是还原产物，根据化合价变化可知氧化剂(NaClO→NaCl，Cl元素由＋3价降为－1价， 2 降低4价)与还原剂(NaClO→NaClO，Cl元素由＋3价升为＋5价，升高2价)的物质的量之 2 3 比为1︰2。NaClO 作消毒剂时，NaClO～NaCl～4e－，Cl～2NaCl～2e－，则消毒能力关系为 2 2 2 NaClO～2Cl，则每克NaClO 的氧化能力相当于Cl 的质量为 g≈1.57 g。 2 2 2 2 本讲要点速记： 1．牢记11种常见气体实验室制法的反应原理 (1)O ：2HO=====2HO＋O↑。 2 2 2 2 2 2KClO=====2KCl＋3O↑ 3 2 2KMnO =====KMnO ＋MnO ＋O↑ 4 2 4 2 2 (2)H ：Zn＋HSO ===ZnSO ＋H↑。 2 2 4 4 2 (3)CO ：CaCO ＋2HCl===CaCl ＋CO↑＋HO。 2 3 2 2 2 (4)Cl ：MnO ＋4HCl(浓)=====MnCl ＋Cl↑＋2HO。 2 2 2 2 2 2KMnO ＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl ＋5Cl↑＋8HO 4 2 2 2 (5)NH ：2NH Cl＋Ca(OH) =====CaCl ＋2NH ↑＋2HO。 3 4 2 2 3 2 (6)SO ：NaSO ＋HSO (浓)===Na SO ＋SO ↑＋HO。 2 2 3 2 4 2 4 2 2 (7)NO：3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO)＋2NO↑＋4HO。 3 3 2 2 (8)NO ：Cu＋4HNO(浓)===Cu(NO)＋2NO ↑＋2HO。 2 3 3 2 2 2 (9)H S：FeS＋HSO ===FeSO＋HS↑ 2 2 4 4 2 (10)C H：C HOH――→C H↑＋HO 2 4 2 5 2 4 2 (11)C H：CaC ＋2HO===Ca(OH) ＋C H↑ 2 2 2 2 2 2 22．操作先后流程 (1)安装仪器时：先下后上，先左后右。 (2)加入试剂时：先固后液。 (3)实验开始时：先检查装置的气密性，再加药品，后点酒精灯。 (4)净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后 除水蒸气。 (5)防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。 (6)防氧化实验：往往是最后停止通气。 (7)气体净化装置：先洗气后干燥； (8)洗气时：进气管长，出气管短； (9)干燥管：大口进气，小口出气。 3．熟练综合性实验题解答步骤 (1)明确实验目的、原理； (2)根据实验原理选择仪器、药品； (3)组装仪器并理解各仪器的作用及使用方法； (4)结合题意，综合分析解答。 4．定性实验的设计与评价的三个方面： (1)客观题中的定性实验方案的评价。 (2)主观题中的定性实验。 (3)探究性实验。 5．定量实验的设计与评价的两个方面： (1)物质组成的测定。 (2)产物含量的测定。