(教師用書)2013-2014學(xué)年高中化學(xué) 專題3 第二單元 芳香烴教案 蘇教版選修
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1、 第二單元芳香烴 (教師用書獨(dú)具) ●課標(biāo)要求 1.以芳香烴的代表物為例,知道它的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及與脂肪烴的區(qū)別。 2.能列舉事實(shí)說(shuō)明有機(jī)分子中基團(tuán)之間存在相互影響。 ●課標(biāo)解讀 1.了解芳香烴的組成和結(jié)構(gòu)。 2.理解苯、甲苯等苯的同系物的性質(zhì)及其差異。 ●教學(xué)地位 芳香烴是一類含苯環(huán)的烴,其性質(zhì)有其特殊性,對(duì)研究其他芳香族化合物是一重要前提。每年高考題均涉及芳香族化合物。 (教師用書獨(dú)具) ●新課導(dǎo)入建議 前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)脂肪烴的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì),通過(guò)學(xué)習(xí)知道脂肪烴是鏈狀烴。除了鏈狀烴外,還有環(huán)狀烴,在環(huán)狀烴中有一類很重要的烴,你知道是什么烴嗎?
2、其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)怎樣?本課時(shí)將探討相關(guān)內(nèi)容——芳香烴。 ●教學(xué)流程設(shè)計(jì) 安排學(xué)生課前閱讀P48~55相關(guān)教材內(nèi)容,完成【課前自主導(dǎo)學(xué)】中的內(nèi)容。?步驟1:導(dǎo)入新課,分析本課教學(xué)地位和重要性。?步驟2:對(duì)【思考交流1】強(qiáng)調(diào)苯環(huán)的特殊結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。對(duì)【思考交流2】強(qiáng)調(diào)基團(tuán)之間相互影響。?步驟3:對(duì)【探究1】重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)苯的同系物分子中烴基和苯環(huán)之間的相互影響導(dǎo)致的性質(zhì)改變。點(diǎn)撥【例1】,學(xué)生完成【變式訓(xùn)練1】,教師及時(shí)給予點(diǎn)評(píng)和答疑糾錯(cuò)。 ? 步驟7:6至7分鐘完成【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】,教師明確答案并給予適當(dāng)點(diǎn)評(píng)或糾錯(cuò)。?步驟6:回顧本課堂所講,師生共同歸納總結(jié)出【課堂小結(jié)】。?步驟5:對(duì)【探
3、究3】通過(guò)實(shí)例強(qiáng)調(diào)芳香族化合物同分異構(gòu)體的三個(gè)角度①側(cè)鏈位置異構(gòu),②側(cè)鏈異構(gòu),③異類異構(gòu),然后點(diǎn)撥【例2】,最后學(xué)生完成【變式訓(xùn)練3】。?步驟4:對(duì)【探究2】有條件的學(xué)校可通過(guò)演示或?qū)W生實(shí)驗(yàn)完成這兩個(gè)實(shí)驗(yàn),教師要指出實(shí)驗(yàn)原理、裝置要求和注意事項(xiàng)。然后點(diǎn)撥講解【例2】,最后學(xué)生完成【變式訓(xùn)練2】。 課 標(biāo) 解 讀 重 點(diǎn) 難 點(diǎn) 1.了解苯的組成和結(jié)構(gòu)。 2.理解苯及其苯的同系物的性質(zhì)。 3.了解芳香烴的來(lái)源及其應(yīng)用。 1.苯及其苯的同系物的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。(重點(diǎn)) 2.芳香烴的分類及其同分異構(gòu)體。(難點(diǎn)) 芳香族化合物 1.芳香族化合物是指含有苯環(huán)的有
4、機(jī)化合物,并不是指具有芳香氣味的有機(jī)物。苯環(huán)是芳香族化合物最基本的結(jié)構(gòu)單元。 2.芳香烴是芳香族碳?xì)浠衔锏暮?jiǎn)稱,苯是最簡(jiǎn)單的芳香烴。 苯的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.組成與結(jié)構(gòu) (1)苯分子中6個(gè)1H核的核磁性完全相同,6個(gè)氫原子所處的化學(xué)環(huán)境完全相同。 (2)苯的分子式為C6H6,其分子中的6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子都處于同一平面上,為平面正六邊形結(jié)構(gòu)。 (3)大量實(shí)驗(yàn)表明,在苯分子中不存在獨(dú)立的C—C和C===C,我們常用凱庫(kù)勒式表示苯的結(jié)構(gòu),但凱庫(kù)勒式不能全面反映苯的結(jié)構(gòu),基于苯環(huán)的成鍵特點(diǎn),苯的結(jié)構(gòu)又可以表示為。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)苯在一定條件下可以與H2發(fā)生加成反應(yīng)
5、,試寫出反應(yīng)方程式:+H2。 (2)苯可燃,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2C6H6+15O212CO2+6H2O。 (3)取代反應(yīng) ①FeBr3作催化劑,與液溴發(fā)生取代反應(yīng)生成溴苯和鄰二溴苯的化學(xué)方程式為 +Br2Br+HBr, +2Br2BrBr+2HBr。 ②苯與濃硝酸、濃硫酸的混合物作用 60 ℃時(shí)生成硝基苯的化學(xué)方程式為 +HNO3NO2+H2O,100~110 ℃生成間二硝基苯的化學(xué)方程式為 +2HNO3NO2NO2+2H2O。 1.苯的取代反應(yīng)與加成反應(yīng)哪一種反應(yīng)較容易?為什么? 【提示】 取代反應(yīng)比較容易;發(fā)生加成反應(yīng)需破壞比較穩(wěn)定的
6、苯環(huán)結(jié)構(gòu)。 芳香烴的來(lái)源與應(yīng)用 1.芳香烴的來(lái)源及其應(yīng)用 (1)芳香烴最初來(lái)源于煤焦油中。 (2)隨著石油化工的發(fā)展,通過(guò)石油化學(xué)工業(yè)中的催化重整和裂化等工藝可以獲得芳香烴。 (3)一些簡(jiǎn)單的芳香烴,如苯、甲苯、對(duì)二甲苯、乙苯等是基本的有機(jī)原料,可用于合成炸藥、染料、藥品、農(nóng)藥、合成材料等。 2.苯的同系物 (1)苯的同系物 (2)化學(xué)性質(zhì)(以甲苯為例) ①氧化反應(yīng) a.燃燒反應(yīng)式:C7H8+9O27CO2+4H2O。 b.使酸性KMnO4溶液褪色 CHCOOH。 ②硝化反應(yīng) CH3+3HO—NO2NO2O2NCH3NO2+3H2O。2,4,6三硝基甲
7、苯為淡黃色針狀晶體,簡(jiǎn)稱三硝基甲苯,俗稱TNT,用于國(guó)防和爆破。 3.乙苯的工業(yè)制備方程式為 +CH2CH2CH3。 4.芳香烴的分類和實(shí)例(寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式) 芳香烴 多苯代脂烴:二苯甲烷CH2 聯(lián)苯 稠環(huán)芳烴:萘,蒽)) 2.哪些實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明在苯的同系物分子中,苯環(huán)與側(cè)鏈之間發(fā)生了相互影響? 【提示】 (1)苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈的影響,使得苯的同系物能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,而苯不能。 (2)側(cè)鏈對(duì)苯環(huán)的影響,甲苯與硝酸反應(yīng)使得苯環(huán)上甲基的鄰位和對(duì)位的H原子變得活潑,生成三硝基甲苯,而苯與硝酸反應(yīng)只生成硝基苯。 苯及其同系物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 【問(wèn)題導(dǎo)思】
8、 ①甲苯區(qū)別于苯的性質(zhì)有哪些?舉例說(shuō)明。 【提示】 a.甲苯與酸性KMnO4反應(yīng)而苯不能。 b.甲苯在光照下能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)而苯不能。 ②CH===CH2是苯的同系物嗎?為什么? 【提示】 不是,不符合側(cè)鏈?zhǔn)峭榛? 1.芳香烴、苯的同系物與芳香族化合物的區(qū)別 分子里含一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的化合物叫芳香族化合物。苯環(huán)是芳香族化合物的母體,芳香烴是其中的一類,是指含有苯環(huán)的烴。最簡(jiǎn)單的芳香烴就是苯。含有多個(gè)苯環(huán)的芳香烴稱多環(huán)芳香烴,如萘()。苯和苯的同系物是指符合通式CnH2n-6(n≥6)的芳香烴。稠環(huán)芳香烴不符合這一個(gè)通式。它們?nèi)咧g的關(guān)系可表示為 2.苯的同
9、系物與苯在化學(xué)性質(zhì)上的不同之處 (1)由于側(cè)鏈對(duì)苯環(huán)的影響,使苯的同系物的苯環(huán)上氫原子的活性增強(qiáng),發(fā)生的取代反應(yīng)有所不同。 +HNO3濃硫酸,60 ℃NO2+H2O CH3+3HNO3 O2NO2NCH3NO2+3H2O (2)由于苯環(huán)對(duì)側(cè)鏈的影響,使苯的同系物的側(cè)鏈易被氧化。在苯的同系物中,如果側(cè)鏈烴基中與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子,它就能被熱的酸性KMnO4溶液氧化,側(cè)鏈烴基通常被氧化為羧基(—COOH)。 CH3COOH CH2CH3COOH 下列關(guān)于苯及其同系物的說(shuō)法中,正確的是( ) A.苯及其同系物可以含有1個(gè)苯環(huán),也可以含有多個(gè)苯環(huán) B.苯及其同系物都
10、能與溴水發(fā)生取代反應(yīng) C.苯及其同系物都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng) D.苯及其同系物都能被KMnO4酸性溶液氧化 【解析】 苯及其同系物都只含1個(gè)苯環(huán),如果有多個(gè)苯環(huán),就不符合“與苯相差1個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)”的條件了,A錯(cuò)誤;苯及其大部分的同系物在Fe存在的條件下可以與純溴發(fā)生取代反應(yīng),而不是與溴水反應(yīng),B錯(cuò)誤;苯及其大部分的同系物在Fe存在的條件下可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),而所有的苯的同系物在光照條件下可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),C正確;苯不能被KMnO4酸性溶液氧化,D錯(cuò)誤。 【答案】 C 1.(2013新課標(biāo)高考Ⅱ)下列敘述中,錯(cuò)誤的是( ) A.苯與濃硝酸、濃硫酸共熱并保持5
11、5~60 ℃反應(yīng)生成硝基苯 B.苯乙烯在合適條件下催化加氫可生成乙基環(huán)己烷 C.乙烯與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)生成1,2二溴乙烷 D.甲苯與氯氣在光照下反應(yīng)主要生成2,4二氯甲苯 【解析】 根據(jù)苯、苯乙烯、乙烯和甲苯的性質(zhì)分析各選項(xiàng)。 A項(xiàng),苯與濃硝酸在濃硫酸作用下發(fā)生取代反應(yīng),生成硝基苯;B項(xiàng),苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CHCH2,故可以在合適條件下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成CH2CH3;C項(xiàng),乙烯與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)生成Br—CH2—CH2—Br;D項(xiàng),甲苯與氯氣在光照條件下主要發(fā)生甲基上的取代反應(yīng)。 【答案】 D 溴苯和硝基苯的實(shí)驗(yàn)室制備和注 意事項(xiàng) 【問(wèn)
12、題導(dǎo)思】 ①溴苯中的Br2用什么試劑除去? 【提示】 NaOH溶液。 ②濃硫酸、濃硝酸和苯的混合如何操作? 【提示】 先取濃硝酸于試管中,然后慢慢加入濃硫酸并攪拌,冷卻后在不斷振蕩下,逐滴加入苯。 1.溴苯的制取——反應(yīng)裝置見(jiàn)教材圖3-9 (1)化學(xué)方程式 Br2+Br+HBr (2)注意事項(xiàng) ①冷凝管中冷凝水的流向?yàn)橄逻M(jìn)上出。 ②冷凝管的作用是冷凝揮發(fā)出來(lái)的苯和液溴,并使它們流回三頸燒瓶;由于HBr氣體的沸點(diǎn)較低,難液化,大部分HBr會(huì)進(jìn)入錐形瓶中。 ③錐形瓶中蒸餾水的作用是吸收HBr氣體。 ④堿石灰的作用是吸收多余的HBr,防止其污染大氣。 ⑤反應(yīng)結(jié)束后關(guān)閉盛有
13、苯和液溴的分液漏斗,打開盛有NaOH溶液的分液漏斗。 ⑥該反應(yīng)中作催化劑的是FeBr3。 ⑦溴苯是無(wú)色油狀液體,在該實(shí)驗(yàn)中因?yàn)槿芙饬虽宥屎稚? ⑧應(yīng)該用純溴,苯與溴水不反應(yīng)。 ⑨錐形瓶中導(dǎo)管不能插入液面以下,否則因HBr極易溶于水而發(fā)生倒吸。 ⑩溴苯中溶有溴可用NaOH溶液洗滌,再用分液的方法除去溴苯中的溴。 2.硝基苯的制取——反應(yīng)裝置見(jiàn)教材圖3-10 (1)化學(xué)方程式 +HNO3—NO2+H2O (2)注意事項(xiàng) ①藥品的加入:將濃硫酸慢慢加入到濃硝酸中,并不斷振蕩降溫,冷卻到50 ℃以下再逐滴滴入苯,邊滴邊振蕩。 ②加熱方式及原因:采用水浴加熱方式,其原因是
14、易控制反應(yīng)溫度在50~60 ℃。 ③溫度計(jì)放置的位置:溫度計(jì)的下端不能觸及燒杯底部及燒杯壁。 ④長(zhǎng)直玻璃導(dǎo)管的作用是冷凝回流。 ⑤硝基苯是無(wú)色油狀液體有苦杏仁味,因?yàn)槿芙饬薔O2而呈褐色。 1.獲得溴苯的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的依據(jù)是生成了HBr。 2.與瓶口垂直的長(zhǎng)玻璃管兼起導(dǎo)氣和冷凝作用。 3.鑒別生成HBr的方法是:取錐形瓶?jī)?nèi)少許溶液,滴加AgNO3溶液,觀察是否有淡黃色沉淀AgBr生成。 4.水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是試管受熱均勻和可容易控制反應(yīng)溫度。 (2013咸陽(yáng)高二期末)用A、B、C三種裝置都可制取溴苯。請(qǐng)仔細(xì)分析三套裝置,然后完成下列問(wèn)題: (1)寫出
15、三個(gè)裝置中都發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式____________________________、________________________;寫出B的試管中還發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________。 (2)裝置A、C中長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是________________。 (3)B、C裝置已連接好,并進(jìn)行了氣密性檢驗(yàn),也裝入了合適的藥品,接下來(lái)要使反應(yīng)開始,對(duì)B應(yīng)進(jìn)行的操作是______________,對(duì)C應(yīng)進(jìn)行的操作是________________________________________________________________________。
16、 (4)A中存在加裝藥品和及時(shí)密封的矛盾,因而在實(shí)驗(yàn)中易造成的不良結(jié)果是________________________________________________________________________。 (5)B中采用了雙球吸收管,其作用是________________________;反應(yīng)后雙球管中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________________;雙球管內(nèi)液體不能太多,原因是________________________。 (6)B裝置也存在兩個(gè)明顯的缺點(diǎn),使實(shí)驗(yàn)的效果不好或不能正常進(jìn)行。這兩個(gè)缺點(diǎn)是:________________、____
17、____________________________。 【解析】 在FeBr3的作用下,苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng),生成溴苯和HBr;HBr可用AgNO3和HNO3的混合溶液來(lái)鑒定;由于反應(yīng)放熱,溴、苯沸點(diǎn)低,易揮發(fā),所以應(yīng)該有冷凝裝置;由于Br2(g)、苯(g)逸入空氣會(huì)造成環(huán)境污染,所以應(yīng)該有廢氣吸收裝置。 【答案】 (1)2Fe+3Br2===2FeBr3 +Br2Br+HBr HBr+AgNO3===AgBr↓+HNO3 (2)導(dǎo)氣(導(dǎo)出HBr)兼冷凝(冷凝和溴蒸氣) (3)旋轉(zhuǎn)分液漏斗活塞,使Br2和苯的混合物滴到鐵粉上 托起軟橡膠袋使Fe粉沿導(dǎo)管落入溴和苯組成的混合液中
18、 (4)Br2和苯的蒸氣逸出,污染環(huán)境 (5)吸收反應(yīng)中隨HBr氣體逸出的Br2和苯蒸氣 CCl4由無(wú)色變橙色 易被氣體壓入試管中 (6)隨HBr逸出的溴蒸氣和苯蒸氣不能回流到反應(yīng)器中,原料利用率低 導(dǎo)管插入AgNO3溶液中易產(chǎn)生倒吸 2.(2013鄭州高二質(zhì)檢)可以用分液漏斗分離的一組液體混合物是( ) A.溴和四氯化碳 B.苯和溴苯 C.水和硝基苯 D.苯和汽油 【解析】 考查幾種物質(zhì)的相互溶解性,A、B、D三個(gè)選項(xiàng)中兩種物質(zhì)互溶,只有C中水和硝基苯不互溶。 【答案】 C 芳香族化合物的有關(guān)異構(gòu)體的分析 【問(wèn)題導(dǎo)思】 分子式為C7H8O的芳香族
19、化合物有哪些?寫出簡(jiǎn)式。 【提示】 CH2OH,OCH3, CH3OH,CH3OH,OHCH3。 芳香族化合物的同分異構(gòu)體 (1)苯環(huán)的位置異構(gòu):鄰位、間位和對(duì)位。 (2)側(cè)鏈的碳鏈異構(gòu):CH3CH2CH2—、CHCH3CH3。 (3)異類異構(gòu):如CH2OH與OHCH3。 (2013鄭州高二質(zhì)檢)某烴相對(duì)分子質(zhì)量為106,試求: (1)該烴的分子式為________。 (2)該烴如含苯環(huán),則在苯環(huán)上的一硝基取代物共有________種。 【解析】 烴可分為四類:烷烴、烯烴、炔烴、苯及其同系物,可根據(jù)各類烴的通式逐一討論,確定其分子式和各同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式,再進(jìn)一
20、步判斷該烴的一硝基取代物共有多少種。 (1)此烴若為: ①烷烴:CnH2n+2,M=106,14n+2=106,n=7.43。 ②烯烴:CnH2n,M=106,14n=106,n=7.57。 ③炔烴:CnH2n-2,M=106,14n-2=106,n=7.71。 ④苯及其同系物:CnH2n-6,M=106,14n-6=106,n=8。 n=8為合理數(shù)值,即該烴分子式為C8H10。 (2)C8H10為苯的同系物,共有4種同分異構(gòu)體: C2H5 CH3CH3 CH3CH3 CH3CH3 某一硝基取代物(苯環(huán)上小圓圈表示取代位置)有: 。C2H5。。 。。CH3。CH3 。CH3
21、CH3。 CH3CH3。 (3種) (3種) (2種) (1種) 故C8H10的一硝基取代物共有9種。 【答案】 (1)C8H10 (2)9 在芳香烴的同分異構(gòu)體的判斷和書寫中,要緊緊圍繞苯環(huán)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,也就是要找出等位碳原子,同時(shí)要防止重復(fù)和遺漏。 3.萘()、蒽()、菲()都是比較簡(jiǎn)單的稠環(huán)芳烴,請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)萘的一氯代物有________種,其二氯代物有______種; (2)蒽和菲之間的關(guān)系是_______________________________________________________________________
22、_; (3)蒽的一氯代物有______種,菲的一氯代物有______種。 【解析】 分析56784123的結(jié)構(gòu)可知,1、4、5、8號(hào)的四個(gè)碳原子位置相同,2、3、6、7號(hào)的四個(gè)碳原子位置相同,其一氯代物有2種。二氯代物的書寫要根據(jù)有兩種不同碳原子依次尋找,先將氯原子連在1號(hào)碳原子上,然后在2、3、4、5、6、7、8號(hào)碳上各連一個(gè)氯原子,有7種;其次在2號(hào)碳原子上再連一個(gè)氯原子,在3、6、7號(hào)碳上各連一個(gè)氯原子有3種,故總共有10種。分析67895104123的結(jié)構(gòu)可知:1、4、6、9位置等同;2、3、7、8位置等同;5、10位置等同,其一氯代物有3種。菲的結(jié)構(gòu)也是對(duì)稱的,其一氯代物
23、有5種。蒽和菲的分子式均是C14H10,所以是同分異構(gòu)體。 【答案】 (1)2 10 (2)同分異構(gòu)體 (3)3 5 【教師備課資源】(教師用書獨(dú)具) 二甲苯苯環(huán)上的一溴取代物有6種同分異構(gòu)體,可以用還原法制得3種二甲苯。它們的熔點(diǎn)分別列于下表: 6種一溴代二 甲苯的熔點(diǎn) 234 ℃ 206 ℃ 213.8 ℃ 204 ℃ 214.5 ℃ 205 ℃ 對(duì)應(yīng)還原的 二甲苯的熔點(diǎn) 130 ℃ -54 ℃ -27 ℃ -54 ℃ -27 ℃ -54 ℃ 由此推斷熔點(diǎn)為234 ℃的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______
24、_________________________________________________________________; 熔點(diǎn)為-54 ℃的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________________________________________________________________。 【解析】 二甲苯有3種同分異構(gòu)體:CH3CH3、CH3CH3、CH3CH3,其一溴代物分別有2種、3種、1種共6種。由二甲苯、溴二甲苯的熔點(diǎn)可見(jiàn)(二甲苯的熔點(diǎn)相同,則意味著是同一化合物),熔點(diǎn)為-54 ℃的為間二甲苯,-27 ℃的為鄰二甲苯,130 ℃的為對(duì)二甲苯。由此得出熔點(diǎn)為2
25、34 ℃的溴二甲苯是對(duì)二甲苯的一溴代物,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3BrCH3。熔點(diǎn)為-54 ℃的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH3。 【答案】 H3CCH3Br CH3CH3 1.苯的獨(dú)特鍵和12原子共面:6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子。 2.苯的3種性質(zhì):①取代反應(yīng)?、诩映煞磻?yīng)?、垩趸磻?yīng)。 3.苯的同系物的2方面性質(zhì)及其相互影響: ①苯環(huán)性質(zhì) ②側(cè)鏈性質(zhì)。 4.2種有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)制備 ①溴苯:+Br2Br+HBr; ②硝基苯: +HNO3NO2+H2O。 1.苯環(huán)實(shí)際上不具有碳碳單鍵和碳碳雙鍵的簡(jiǎn)單交替結(jié)構(gòu),可以作為證據(jù)的事實(shí)有( ) ①苯的間位二取代物只有一種 ②苯的
26、鄰位二取代物只有一種 ③苯分子中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)均相等 ④苯不能使酸性KMnO4溶液褪色 ⑤苯在加熱和催化劑存在條件下,與氫氣發(fā)生加成反應(yīng) ⑥苯在FeBr3存在的條件下,與液溴發(fā)生取代反應(yīng),但不能因化學(xué)變化而使溴水褪色 A.①②③④ B.②③④⑥ C.③④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥ 【解析】 苯不能因化學(xué)變化使溴水褪色、不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,都說(shuō)明苯分子中沒(méi)有雙鍵。若苯環(huán)上具有單鍵和雙鍵交替的結(jié)構(gòu),碳碳鍵的鍵長(zhǎng)應(yīng)該不等(雙鍵鍵長(zhǎng)比單鍵鍵長(zhǎng)短),其鄰位二氯代物應(yīng)該有ClCl和ClCl兩種,而間位二氯代物仍然只有一種。 【答案】 B 2.(2013岳陽(yáng)高二質(zhì)檢)下
27、列有關(guān)苯、乙烯的比較中,正確的是( ) A.分子中所有原子都在同一平面上 B.等質(zhì)量燃燒時(shí),苯耗氧氣多 C.都能與溴水反應(yīng) D.都能被酸性KMnO4溶液氧化 【解析】 A項(xiàng)正確,苯和乙烯分子均是平面結(jié)構(gòu);B中等質(zhì)量的苯和乙烯燃燒時(shí),乙烯消耗的氧多,B不正確;C項(xiàng)中,苯不能與溴水反應(yīng);D項(xiàng)中,苯不能被酸性KMnO4溶液氧化。 【答案】 A 3.下列說(shuō)法正確的是( ) A.鑒別苯和甲苯可以用酸性高錳酸鉀溶液 B.苯的同系物能和溴水發(fā)生取代反應(yīng) C.鑒別苯和甲苯可以用濃硫酸、濃硝酸的混合液加熱,觀察現(xiàn)象 D.苯和苯的同系物與H2加成時(shí),需要的量不同 【解析】 甲苯能使酸性
28、高錳酸鉀溶液褪色,而苯不能,A項(xiàng)正確;只有純凈的溴才能和苯及其同系物取代,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)中兩物質(zhì)均能硝化,現(xiàn)象相同,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)中在苯環(huán)上加成,只需3 mol H2,苯的同系物支鏈?zhǔn)秋柡偷?,也只? mol H2,故B、C、D均錯(cuò)。 【答案】 A 4.實(shí)驗(yàn)室用溴和苯反應(yīng)制取溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作精制:①蒸餾、②水洗、③用干燥劑干燥、④10% NaOH溶液潤(rùn)洗、⑤水洗。正確的操作順序是( ) A.①②③④⑤ B.②④⑤③① C.④②③①⑤ D.②④①⑤③ 【解析】 首先要了解制取溴苯的反應(yīng)原料是苯、液溴、鐵粉,反應(yīng)原理是+Br2Br+HBr,生成物有溴化氫,溴苯中含
29、有多余的液溴,另有Fe與Br2生成的FeBr3,要用一定的方法除雜干燥,才能得到精制的溴苯。先用水洗除去水溶性雜質(zhì),如溴化氫、少量的溴,然后用10%的NaOH溶液,可把溴轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘奈镔|(zhì)除去;需再用水洗一次,把殘余的NaOH洗去;接著用干燥劑除水,最后蒸餾得到溴苯。正確的順序是②④⑤③①。 【答案】 B 5.(2013株洲高二質(zhì)檢)下列說(shuō)法中正確的是( ) A.分子中有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的化合物都屬于芳香烴 B.分子組成滿足CnH2n-6(n≥6)的化合物一定屬于芳香烴 C.分子中含有苯環(huán)的烴一定屬于芳香烴 D.苯及苯的同系物中可以含n個(gè)苯環(huán) 【解析】 A選項(xiàng)中沒(méi)有限制是
30、碳?xì)浠衔?;B項(xiàng)中芳香烴滿足該公式,但符合公式的不一定是芳香烴,可能是鏈狀不飽和烴;D項(xiàng)中苯的同系物只能含一個(gè)苯環(huán)。 【答案】 C 6.(2013佛山高二質(zhì)檢)烷基取代苯可以被酸性KMnO4溶液氧化成COOH。但若烷基R中直接與苯環(huán)連接的碳原子上沒(méi)有C—H鍵,則不容易被氧化得到COOH,現(xiàn)有分子式是C11H16的一烷基取代苯,已知它可以被氧化的異構(gòu)體有7種,其中的兩種是:CH2CH2CH2CH2CH3和 CHCH2CH3CH2CH3。請(qǐng)寫出其他五種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 【解析】 該題實(shí)質(zhì)是考查戊烷的同分異構(gòu)體問(wèn)題,先寫出戊烷的同分異構(gòu)體,再用苯環(huán)取代其中的氫即可,再除去與苯環(huán)相連的碳上無(wú)氫的情
31、況。 【答案】 CHCH3CH2CH2CH3、 CH2CHCH3CH2CH3、 CHCH3CHCH3CH3、 CH2C(CH3)3、 CH2CH2CH(CH3)2 1.下列物質(zhì)分子中,各原子處于同一平面的是( ) ①甲苯 ②乙炔?、垡蚁、芤彝椤、菁淄椤、薇健、弑? A.②③⑦ B.①④⑥ C.②③⑥ D.①④⑤⑦ 【答案】 C 2.下列關(guān)于苯的說(shuō)法中,正確的是( ) A.苯的分子式為C6H6,它不能使KMnO4酸性溶液褪色,屬于飽和烴 B.從苯的凱庫(kù)勒式()看,苯分子中含有碳碳雙鍵,應(yīng)屬于烯烴 C.在催化劑作用下,苯與液溴反應(yīng)生成溴苯,發(fā)生了加成
32、反應(yīng) D.苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu),6個(gè)碳原子之間的價(jià)鍵完全相同 【解析】 A項(xiàng),苯為不飽和烴;B項(xiàng),苯分子結(jié)構(gòu)中不存在C===C,不屬于烯烴;C項(xiàng),生成溴苯,發(fā)生取代反應(yīng)。 【答案】 D 3.與鏈烴相比,苯的化學(xué)性質(zhì)的主要特征為( ) A.難氧化、難取代、難加成 B.易氧化、易取代、易加成 C.難氧化、易取代、難加成 D.易氧化、易取代、難加成 【解析】 氧化、加成需破壞穩(wěn)定的苯環(huán),難氧化和加成、易取代。 【答案】 C 4.(2013浙江杭州高二質(zhì)檢)1 mol某有機(jī)物在一定條件下,最多可以與4 mol氫氣加成,生成帶有一個(gè)支鏈的飽和烴(C9H18),則原有機(jī)
33、物是( ) A.H3CCH===CH2 B.CH2CH2CH3 C.CCH2CH3CHCH2 D.CHCHCH3 【解析】 B項(xiàng)最多與3 mol H2加成;C項(xiàng)最多與2 mol H2加成,且生成物的分子式也不是C9H18;A、D兩項(xiàng)均能與4 mol H2加成生成C9H18,但A中的產(chǎn)物有兩個(gè)支鏈。 【答案】 D 5.下列物質(zhì)屬于芳香烴,但不是苯的同系物的是( ) ①CH3 ②CHCH2 ③NO2?、躉H ⑤?、轈H2CH3 A.③④ B.②⑤ C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑥ 【解析】 CH3和CH2CH3含有一個(gè)苯環(huán)和烷基,屬于苯的同系物;NO2和OH盡管含有一
34、個(gè)苯環(huán),但其中含有氧等原子,故屬于苯的衍生物;CHCH2含有碳碳雙鍵,盡管屬于芳香烴,但不是苯的同系物;含有兩個(gè)苯環(huán),不是苯的同系物。 【答案】 B 6.下列有機(jī)物:①硝基苯;②環(huán)己烷;③甲苯;④苯磺酸;⑤溴苯;⑥鄰二甲苯。其中不能由苯通過(guò)一步反應(yīng)直接制取的是( ) A.②④ B.①③⑤ C.①②⑥ D.③⑥ 【解析】 本題考查苯的基本性質(zhì),硝基苯可以由苯的硝化反應(yīng)制得,環(huán)己烷由苯與H 2的加成反應(yīng)而來(lái),苯磺酸可以由苯的磺化反應(yīng)制得:苯與濃硫酸的混合物共熱至70~80℃: +HO—SO3HSO3H+H2O。 溴苯可以由苯的溴化反應(yīng)制得,不能直接制取的只有甲苯和鄰二
35、甲苯。 【答案】 D 7.下列化合物分別與溴和鐵粉反應(yīng),苯環(huán)上的氫原子被取代,所得一溴代物C8H9Br有三種同分異構(gòu)體的是( ) A.CH2CH3 B.CH3CH3 C.CH3CH3 D.CH3CH3 【解析】 A項(xiàng),乙苯分子結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)支鏈,因此存在左、右對(duì)稱關(guān)系,則其一溴代物有三種,如圖:↑③→②→①CH2CH3←①←②;B項(xiàng),鄰二甲苯存在上下對(duì)稱關(guān)系,故一溴代物有兩種;C項(xiàng),間二甲苯中,只有兩個(gè)碳原子存在對(duì)稱關(guān)系,因此一溴代物有三種,如圖:②③②CH3①CH3;D項(xiàng),對(duì)二甲苯的結(jié)構(gòu)特殊,上、下,左、右結(jié)構(gòu)全對(duì)稱,因此一溴代物只有一種。 【答案】 AC 8.下
36、列實(shí)驗(yàn)操作中正確的是( ) A.將液溴、鐵粉和苯混合加熱即可制得溴苯 B.除去溴苯中紅棕色的溴,可用稀NaOH溶液反復(fù)洗滌,并用分液漏斗分液 C.用苯和濃硝酸、濃硫酸反應(yīng)制取硝基苯時(shí)需水浴加熱,溫度計(jì)應(yīng)放在混合液中 D.制取硝基苯時(shí),應(yīng)取濃硫酸2 mL,加入1.5 mL濃硝酸,再滴入苯約1 mL,然后放在水浴中加熱 【解析】 在鐵粉存在下,苯與液溴的反應(yīng)非常劇烈,不需加熱。苯和濃硝酸、濃硫酸反應(yīng)制取硝基苯時(shí)需水浴加熱,溫度計(jì)應(yīng)放在水浴中測(cè)水的溫度,控制在50~60 ℃?;旌蠞饬蛩岷蜐庀跛釙r(shí),應(yīng)將濃硫酸加入到濃硝酸中,且邊加邊振蕩(或攪拌)散熱。 【答案】 B 9.某烴的分子式為
37、C10H14,它不能使溴水褪色,但可使酸性KMnO4溶液褪色,分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)烷基,符合條件的烴有( ) A.2種 B.3種 C.4種 D.5種 【解析】 該烴的分子式為C10H14,符合分子通式CnH2n-6,它不能使溴水褪色,但可使酸性KMnO4溶液褪色,說(shuō)明它是苯的同系物;因其分子中只含一個(gè)烷基,可推知此烷基為—C4H9,它具有以下4種結(jié)構(gòu):①—CH2CH2CH2CH3,②—CH(CH3)CH2CH3,③—CH2CH(CH3)2;④—C(CH3)3,由于第④種側(cè)鏈與苯環(huán)直接相連的碳原子上沒(méi)有氫原子,不能發(fā)生側(cè)鏈氧化,因此符合條件的烴只有3種。 【答案】 B 10
38、.有一環(huán)狀化合物,它不能使溴的四氯化碳溶液褪色,其分子的碳環(huán)上一個(gè)氫原子被氯取代后的有機(jī)物只有一種,分子式為C8H8,這種環(huán)狀化合物可能是( ) A.CHCH2 B. (立方烷) C.CH3CH3 D.CH2CH3 【解析】 排除法。該化合物分子式為C8H8,所以C、D不符合;又知該化合物不能使溴水褪色,故排除A。所以答案為B。 【答案】 B 11.某化學(xué)課外小組用如圖裝置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴,再將混合液慢慢滴入反應(yīng)器A(A下端活塞關(guān)閉)中。 (1)寫出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________
39、_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)觀察到A中的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),打開A下端的活塞,讓反應(yīng)液流入B中,充分振蕩,目的是______________________________________________________________________
40、__。 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (4)C中盛放CCl4的作用是________________________________________________________________________。 (5)能證明苯和液溴發(fā)生的是取代反應(yīng),而不是加成反應(yīng),可向試管D中加入AgNO3溶液,若產(chǎn)生淡黃色沉淀,則能證明。另一種驗(yàn)證的方法是向試管D中加入________________,現(xiàn)象是_________________________
41、_______________________________________________。 【解析】 (1)A中的反應(yīng)包括Br2與Fe反應(yīng)生成FeBr3,苯跟溴在FeBr3催化作用下的取代(溴代)反應(yīng)。 (2)由于苯跟溴在催化劑作用下的反應(yīng)是放熱反應(yīng),而苯、溴的沸點(diǎn)較低,所以,混合液呈沸騰狀態(tài),A中充滿苯蒸氣和溴蒸氣,溴蒸氣呈紅棕色。 (3)反應(yīng)后,除生成溴苯外,沒(méi)有反應(yīng)完的溴都溶解在溴苯中而呈褐色,可以用NaOH溶液除去溴苯中的溴。 (4)生成的HBr氣體中混有溴蒸氣和苯蒸氣,雜質(zhì)氣體可用CCl4吸收除去,以防止溴蒸氣(Br2)對(duì)HBr氣體檢驗(yàn)的干擾。 (5)生成的H
42、Br氣體溶于水后呈酸性,所以檢驗(yàn)它時(shí),可以檢驗(yàn)Br-,也可以檢驗(yàn)H+。 【答案】 (1)2Fe+3Br2===2FeBr3 C6H6+Br2C6H5Br+HBr (2)反應(yīng)液微沸,有紅棕色氣體充滿A容器 (3)除去溶于溴苯中的溴 Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O (4)除去溴化氫氣體中的溴蒸氣 (5)紫色石蕊試液 溶液變紅色(其他合理答案亦可) 12.人們對(duì)苯及芳香烴的認(rèn)識(shí)有一個(gè)不斷深化的過(guò)程,回答下列問(wèn)題: (1)已知分子式為C6H6的有機(jī)物有多種,其中的兩種為:(Ⅰ)、(Ⅱ)。 ①這兩種結(jié)構(gòu)的區(qū)別表現(xiàn)在以下兩方面: 定性方面(即化學(xué)性質(zhì)方面):(Ⅱ
43、)能________(填字母),而(Ⅰ)不能。 a.被高錳酸鉀酸性溶液氧化 b.與溴水發(fā)生加成反應(yīng) c.與溴發(fā)生取代反應(yīng) d.與氫氣發(fā)生加成反應(yīng) 定量方面(即消耗反應(yīng)物的量的方面):1 mol C6H6與H2加成時(shí):(Ⅰ)需要H2________mol,而(Ⅱ)需要H2________mol。 ② 今發(fā)現(xiàn)C6H6還可能有一種如圖所示的立體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的二氯代物有______種。 (2)萘也是一種芳香烴,它的分子式是C10H8,請(qǐng)你判斷它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能是________(填字母)。 A. B. C. D.CH3CH3CH3CH3 (3)現(xiàn)代化學(xué)認(rèn)為,萘分子
44、中碳碳鍵是________________________________________________________________________。 【解析】 本題考查的是有機(jī)物結(jié)構(gòu)的書寫及結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響。 (1)①由于Ⅱ中存在雙鍵,故Ⅱ可被KMnO4酸性溶液氧化,也能與溴水發(fā)生加成反應(yīng),而苯中存在特殊的鍵不能發(fā)生上述反應(yīng),故應(yīng)選ab;由于苯環(huán)上加氫后形成環(huán)己烷(C6H12),比苯多6個(gè)H原子,故需3 mol H2,而Ⅱ中有2 mol雙鍵,故需2 mol H2。 ②根據(jù)對(duì)稱性即可寫出,故二氯代物有3種。 (2)根據(jù)分子式可推斷出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 (3)萘中的碳碳鍵應(yīng)與苯中的碳碳
45、鍵相同。 【答案】 (1)①ab 3 2?、? (2)C (3)介于單鍵和雙鍵之間獨(dú)特的鍵 13.實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的主要步驟如下: ①配制一定比例的濃硫酸與濃硝酸的混合液,加入反應(yīng)器中 ②向室溫下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振蕩,混合均勻 ③在50~60 ℃下發(fā)生反應(yīng),直至反應(yīng)結(jié)束 ④除去混合酸后,粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和5%NaOH溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌 ⑤將用無(wú)水CaCl2干燥后的粗硝基苯進(jìn)行蒸餾,得到純硝基苯 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)配制一定比例的濃硫酸與濃硝酸的混合酸時(shí),操作注意事項(xiàng)是____________。 (2)步驟③中,為了使反應(yīng)在50~60 ℃
46、下進(jìn)行,常用方法是________。 (3)步驟④中洗滌、分離粗硝基苯應(yīng)使用的儀器是____________。 (4)步驟④中粗產(chǎn)品用5%NaOH溶液洗滌的目的是____________。 (5)純硝基苯是無(wú)色、密度比水________(填“大”或“小”)、具有________氣味的油狀液體。 【解析】 濃硝酸與濃硫酸混合,相當(dāng)于稀釋濃硫酸,所以應(yīng)將濃硫酸加入到濃硝酸中。如果用酒精燈火焰給溶液直接加熱,很難有效控制溶液的溫度,所以凡是需要嚴(yán)格控制溶液溫度時(shí),應(yīng)使用水浴。分離提純硝基苯時(shí),需要考慮硝基苯中可能混有的雜質(zhì),雜質(zhì)具有的性質(zhì),以及硝基苯的密度等。 【答案】 (1)將濃
47、硫酸慢慢加入到濃硝酸中,并不斷攪拌 (2)用水浴加熱,并控制溫度在50~60℃ (3)分液漏斗 (4)除去粗產(chǎn)品中混有的硝酸、硫酸、二氧化氮等 (5)大 苦杏仁 14.(2013開封高二質(zhì)檢)若A是相對(duì)分子質(zhì)量為128的烴,則其分子式只可能是________或________,若A是易升華的片狀晶體,則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________,若A在常溫下是液體,其一氯代物只有兩種結(jié)構(gòu),則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能是________。 【解析】 一般思路中12814=9余2,則分子式為C9H20,將12個(gè)氫原子換成1個(gè)碳原子,則應(yīng)為C10H8,若是C10H8,則不飽和程度高,可能是芳香烴;C9H20是烷烴,通常以液態(tài)形式存在,由于其一氯代物只有2種結(jié)構(gòu),表明其分子中只有2種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,從而寫出其可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 【答案】 C10H8 C9H20 (CH3)3C—CH2—C(CH3)3或C(CH2CH3)4 希望對(duì)大家有所幫助,多謝您的瀏覽!
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