1、第二节芳香烃A组(巩固基础)1.下列关于苯的说法中,正确的是()A.苯的分子式为C6H6,它不能使KMnO4酸性溶液褪色,属于饱和烃B.从苯的凯库勒式()看,苯分子中含有碳碳双键,应属于烯烃C.在催化剂作用下,苯与液溴反应生成溴苯,发生了加成反应D.苯分子为平面正六边形结构,6个碳原子之间的价键完全相同解析:从苯的分子式C6H6看,其氢原子数未达饱和,应属于不饱和烃,而苯不能使KMnO4酸性溶液褪色,是由于苯分子中的碳碳键都相同,是一种介于单键与双键之间的独特的键所致;苯的凯库勒式()并未反映出苯的真实结构,只是由于习惯而沿用,不能由其来认定苯分子中含有双键,因而苯也不属于烯烃;在催化剂的作用
2、下,苯与液溴反应生成了溴苯,发生的是取代反应而不是加成反应;苯分子为平面正六边形结构,其分子中6个碳原子之间的价键完全相同。答案:D2.要鉴别己烯中是否混有少量甲苯,正确的实验方法是()A.先加入足量的KMnO4酸性溶液,然后再加入溴水B.先加入足量溴水,然后再加入KMnO4酸性溶液C.点燃这种液体,然后观察火焰的明亮程度D.加入浓硫酸与浓硝酸后加热解析:要鉴别出己烯中是否混有甲苯,用C项中的方法显然无法验证;而D中反应物会把己烯氧化也不可以;只能利用溴水和KMnO4酸性溶液,若先加KMnO4酸性溶液,己烯也可以使KMnO4酸性溶液褪色,故A项不对;若先加入足量溴水,则可以把己烯转变成卤代烃,
3、不能与KMnO4酸性溶液反应,若再加入KMnO4酸性溶液褪色,则说明有甲苯,故B项正确。答案:B3.下列化合物中既易发生取代反应,也可发生加成反应,还能使KMnO4酸性溶液褪色的是()A.乙烷B.乙醇C.丙烯D.苯解析:取代反应加成反应KMnO4酸性溶液褪色ABCD答案:C4.将甲苯与液溴混合,加入铁粉,其反应产物可能有()A.B.C.D.解析:苯的同系物在催化剂的作用下,只发生苯环上的取代反应,可取代与甲基相邻、相间、相对位上的氢原子,也可以同时取代。答案:C5.在烧焦的鱼肉中,含有一种强烈的致癌物质3,4-苯并芘,其结构简式为,它是一种稠环芳香烃,其分子式是()A.C20H12B.C20H
4、34C.C22H12D.C30H36解析:根据有机物中的成键特点可以判断出其分子式为C20H12。答案:A6.导学号36370038美国魏考克斯合成的一种有机分子,像一尊释迦牟尼佛,被称为释迦牟尼分子。有关该有机分子的说法正确的是()A.该有机物属于苯的同系物B.1 mol该有机物完全燃烧需消耗25 mol O2C.1 mol该有机物最多可以与10 mol H2发生加成反应D.该有机物的一氯代物的同分异构体有12种解析:该有机物不属于苯的同系物,A项不正确;该有机物分子式为C22H12,消耗25 mol O2,B正确;1 mol 该有机物最多与11 mol H2发生加成反应,C项不正确;该有机
5、物为对称结构,其一氯代物的同分异构体有6种,D项不正确。答案:B7.下列对有机物结构或性质的描述,错误的是()A.一定条件下,Cl2可与甲苯发生苯环上的取代反应B.乙烷和丙烯的物质的量共1 mol,完全燃烧生成3 mol H2OC.光照下2,2-二甲基丙烷与Br2反应,其一溴取代物只有一种D.苯的二氯代物有3种,说明苯分子是由6个碳原子以单双键交替结合而成的六元环结构解析:由Br2可与甲苯发生苯环上的取代反应可推知,Cl2在一定条件下也会发生苯环上的取代反应。C2H6、C3H6分子中均含6个H原子,所以1 mol混合物中含6 mol H,燃烧后生成3 mol H2O。2,2-二甲基丙烷的结构简
6、式为C(CH3)4,只有一种位置的氢原子,其一溴取代物只有一种。苯的邻二氯化物只有1种,故D错误。答案:D8.AG是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:(1)常温下含碳量最高的气态烃是(填字母);(2)能够发生加成反应的烃有种;(3)一卤代物种类最多的是(填字母);(4)能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是(填字母);(5)写出实验室制D的化学方程式:;(6)写出F发生硝化反应的化学方程式:。解析:由球棍模型可知A为CH4,B为C2H6,C为CH2CH2,D为HCCH,E为CH3CH2CH3,F为,G为。根据各物质的组成和性质回答各问题。答案:(1)D(2)4(3)G(4)C、D、G(5)
7、CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2(6)+HONO2+H2O9.下图为苯和溴的取代反应的实验装置图,其中A为由具有支管的试管制成的反应容器,在其下端开了一个小孔,塞好石棉绒,再加入少量铁屑粉。填写下列空白:(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内就发生反应。写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式):。(2)试管C中苯的作用是。反应开始后,观察D和E两试管,看到的现象为。(3)反应23 min后,在B中的NaOH溶液里可观察到的现象是。(4)在上述整套装置中,具有防倒吸作用的仪器有(填字母)。解析:仔细观察实验装置图,结合制溴苯的实验原理,弄清各仪器内发生的反应及产
8、生的现象,该实验能清楚观察到生成物以及能除去HBr气体中的溴蒸气,消除了Br2对HBr检验的干扰,能证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应。答案:(1)+Br2+HBr(2)吸收HBr气体中的Br2蒸气D中石蕊溶液变红,E中产生浅黄色沉淀(3)NaOH溶液的底部有无色油珠产生,产生白雾(4)DEFB组(提升能力)1.已知CC可以绕键轴旋转,对于结构简式如图所示的烃,下列说法正确的是()A.分子中最多有14个碳原子处于同一平面上B.分子中至少有7个碳原子处于同一平面上C.该烃的一氯取代物最多有4种D.该烃是苯的同系物解析:当两个苯环绕两个苯之间的CC键轴旋转到一个平面时,分子中的14个碳原
9、子都处于同一平面上,否则是9个碳原子处于同一平面,故A正确、B错误;该烃的一氯取代物最多有5种,C错误;该烃分子中含有两个苯环,故不是苯的同系物,D错误。答案:A2.下列关于苯的叙述正确的是()A.反应为取代反应,有机产物与水混合浮在上层B.反应为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有浓烟C.反应为取代反应,有机产物是一种烃D.反应中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,是因为苯分子含有三个碳碳双键解析:反应为苯的溴代,生成的溴苯密度比水大,沉在水底,A错误。反应为苯的硝化,属于取代反应,生成硝基苯,为烃的衍生物,C错误。苯分子中无碳碳双键,D错误。答案:B3.导学号36370039某烃
10、的分子式为C10H14,它不能使溴水褪色,但可使KMnO4酸性溶液褪色,分子结构中只含有一个烷基,符合条件的烃有()A.2种B.3种C.4种D.5种解析:该烃的分子式为C10H14,符合分子通式CnH2n-6,它不能使溴水褪色,但可使KMnO4酸性溶液褪色,说明它是苯的同系物;因其分子中只含一个烷基,可推知此烷基为C4H9,它具有以下4种结构:CH2CH2CH2CH3,CH(CH3)CH2CH3,CH2CH(CH3)2,C(CH3)3,由于第种侧链上与苯环直接相连的那个碳原子上没有氢原子,不能发生侧链氧化,因此符合条件的烃只有3种。答案:B4.导学号36370040下列关于芳香烃的同分异构体的
11、说法中正确的是()A.立方烷()存在与苯互为同系物的同分异构体B.苯的二溴代物中,与互为同分异构体C.已知的苯环上的二溴代物有9种,则苯环上的四溴代物也有9种D.分子式为C9H12的芳香烃共有两种解析:立方烷的分子式为C8H8,不符合苯的同系物的通式CnH2n-6,A项错误;由于苯环中不是碳碳双键,所以与是同一物质,B项错误;由于的苯环上的氢原子数一共是6个,所以苯环上的二溴代物与四溴代物种数相同,C项正确;分子式为C9H12的芳香烃既可能含一个侧链(,共2种结构),也可能含两个侧链(1个甲基和1个乙基,有邻、间、对位3种结构),还可能含三个侧链(3个甲基,共3种结构),D项错误。答案:C5.
12、烷基取代苯环上的氢原子生成的可以被KMnO4酸性溶液氧化成,但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上没有CH键,则不容易被氧化得到。(1)现有苯的同系物甲、乙,分子式都是C10H14。甲不能被KMnO4酸性溶液氧化为芳香酸,它的结构简式是;乙能被KMnO4酸性溶液氧化,且分子结构中只含有一个烷基,则乙可能的结构有种。(2)有机物丙也是苯的同系物,分子式也是C10H14,它的苯环上的一溴代物只有一种。试写出丙所有可能的结构简式:。解析:(1)苯环上有六个碳原子,还剩四个碳原子,由题给信息可知甲不能被KMnO4酸性溶液氧化,则只能是一种结构;丁基共有四种结构:CH2CH2CH2CH3、,除外其余三种与
13、苯环相连后得到的物质都可被KMnO4酸性溶液氧化。(2)丙的苯环上的一溴代物只有一种,说明丙的分子结构高度对称。答案:(1)3(2)、6.导学号36370041某同学设计如下图所示装置制备一硝基甲苯。实验步骤如下:配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比13)的混合物(混酸);在三颈烧瓶里装15 mL甲苯;装好其他药品,并组装好仪器;向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌;控制温度,大约反应10分钟至三颈烧瓶底有大量液体(淡黄色油状)出现;分离出一硝基甲苯。(已知:甲苯的密度为0.866 gcm-3,沸点为110.6 ;硝基苯的密度为1.20 gcm-3,沸点为210.9 )根据上述实验,回答下列问题:(1)实
14、验方案中缺少一个必要的仪器,它是。本实验的关键是控制温度在30 左右,如果温度过高,产生的后果是。(2)简述配制混酸的方法:,浓硫酸的作用是。(3)L仪器名称是,其作用是,进水口是。(4)写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式:,注明反应类型:。(5)分离产品方案如下:操作1的名称是,操作2必需的玻璃仪器有:。(6)经测定,产品1的核磁共振氢谱中有3个峰,则其结构简式为;产品2的核磁共振氢谱中有5个峰,它的名称为。解析:(1)本实验需要控制温度,装置中没有温度计。如果温度过高,甲苯的苯环上邻、对位氢都可以被硝基取代,一硝基取代物产率变低。(2)浓硫酸溶于浓硝酸放出大量热量,且浓硫酸的密度
15、大于浓硝酸的密度,如果将浓硝酸注入浓硫酸中可能引起液滴飞溅,应采用类似浓硫酸稀释的操作方法配制混酸。(3)甲苯、硝酸都易挥发,冷凝装置使反应物冷凝回流,提高原料利用率。(4)甲苯苯环上的氢原子被硝基(NO2)取代,类似苯与浓硝酸反应。(5)混合液中有机物与无机物分层,用分液操作分离有机物与无机物,由于对硝基甲苯和邻硝基甲苯的沸点不同,可以采用蒸馏法分离这两种产物。(6)对硝基甲苯、邻硝基甲苯分子中氢原子种类分别为3种、5种,在核磁共振氢谱中分别有3个峰、5个峰。答案:(1)温度计生成二硝基甲苯、三硝基甲苯(2)取一定量浓硝酸于烧杯中,向烧杯里缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌催化剂、吸水剂(3)冷凝管冷凝回流,提高原料利用率b(4)+HONO2+H2O取代反应(或硝化反应)(5)分液酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(接液管)、锥形瓶(6)邻硝基甲苯11
