8.1.3 煤的综合利用 苯（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

第3课时　 煤的综合利用　苯 目录 新知探究(一)——煤的综合利用 新知探究(二)——苯 课时跟踪检测 培优素养——烃分子中原子的共线、共面问题　等效氢法 2 煤的综合利用 新知探究(一) 1.煤的组成 组成物质 煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物 组成元素 煤中含量最高的元素是 ,其次是 ,另外还有少量的硫、磷、氮等元素 碳 氢和氧 2.煤的综合利用 [微点拨]　煤的干馏、气化、液化均是化学变化。 可燃性气体 隔绝空气 苯、甲苯 苯、甲苯 3.发展方向 (1)煤焦工艺改造以清洁能源产业要求为目标,探索清洁高效的气体燃烧技术和提升能源利用效率,实现污染气体零排放和CO2气体低排放,建构清洁高效的煤干馏工艺过程。 (2)新型煤化工将向煤炭—能源化工一体化方向转型,以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主,减轻燃煤造成的环境污染,降低对进口石油的依赖,促进煤化工的绿色发展。 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)煤是不可再生能源,也是新型清洁能源。( ) (2)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏。 ( ) (3)煤的气化和液化属于物理变化,干馏属于化学变化。 ( ) (4)煤的主要组成元素是碳,因此可以看做碳元素形成的碳单质。 ( ) [题点多维训练] × × × × 2.有关煤的叙述不正确的是 (　　) A.煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要物质来源 B.煤是由多种有机物组成的混合物,内含煤焦油等成分 C.煤除了含有C元素外,还含有少量的N、H、S、O等元素 D.煤等化石燃料的储量有限,节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键 解析:煤是由有机物和无机物组成的混合物;煤焦油是煤干馏的产物之一,不属于煤本身的成分。 √ 3.下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是 (　　) A.煤的干馏能得到焦炭、煤焦油等物质 B.煤的液化就是将煤转化成甲醇、乙醇等液态物质的过程 C.煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程 D.石油通过催化裂化,可以获得碳原子数较少的轻质油 √ 解析:煤的干馏产品主要有焦炭、煤焦油、粗苯、焦炉煤气等,A正确;煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的过程,B正确;煤的气化是将煤转化为气体燃料(如CO、H2等)的过程,属于化学变化,C错误;石油通过催化裂化可获得轻质油,D正确。 4.如图是实验室干馏煤的装置图: (1)指出图中仪器名称:a.　　 　　,d.　　　。  酒精喷灯 烧杯 解析:本题是关于煤干馏的实验,根据煤干馏的主要产品,b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉煤气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯、酚类等的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉煤气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2==CH2,燃烧时呈淡蓝色火焰。 (2)仪器d的作用是　　　　　　　　　　　　,c中液体有_______　　　和　　　 ,其中无机物里溶有　　,可用　 　检验出来。有机物可以通过　　 的方法将其中的重要成分分离出来。  解析:本题是关于煤干馏的实验,根据煤干馏的主要产品,b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉煤气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯、酚类等的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉煤气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2==CH2,燃烧时呈淡蓝色火焰。 盛装冷水对蒸气进行冷却 粗氨水 煤焦油 氨 酚酞溶液 分馏 (3)e处点燃的气体主要成分有　　　 　　　　　　　　　(填化学式),火焰的颜色是　　　　。  解析:本题是关于煤干馏的实验,根据煤干馏的主要产品,b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉煤气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯、酚类等的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉煤气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2==CH2,燃烧时呈淡蓝色火焰。 H2、CH4、CH2==CH2、CO 淡蓝色 苯 新知探究(二) 1.苯的分子结构 (1)实验探究 实验内容与步骤 实验现象 实验结论 实验①:先向试管中加入3 mL酸性高锰酸钾溶液,再加入1 mL苯,振荡试管,观察现象 液体分为两层,上层___色,下层 色 苯 被酸性高锰酸钾溶液氧化 实验②:先向试管中加入1 mL溴水,再加入3 mL苯,振荡试管,观察现象 液体分为两层,上层_____色,下层 色 苯 与溴水发生反应 无 紫红 不能 红棕 无 不能 (2)分子结构 分子式 结构式 结构简式 空间填充模型 ______ 或 ①苯分子为平面 结构。 ②分子中6个碳原子和6个氢原子 。 ③6个碳碳键 ,是一种介于 之间的特殊共价键 C6H6 正六边形 共平面 完全相同 碳碳单键和碳碳双键 2.苯的物理性质 3.苯的化学性质 (1)可燃性 化学方程式: 。 现象: 。 颜色 状态 气味 密度 毒性 水溶性 挥发性 无色 液体 特殊气味 比水___ ______ 溶 _______ 小 有毒 难 易挥发 2C6H6+15O2 12CO2+6H2O 有明亮的火焰,并伴有浓烟产生 (2)取代反应 ①与浓硝酸反应的化学方程式: 。 ②与液溴发生反应: 。 (3)加成反应:在镍作催化剂的条件下,苯与氢气发生加成反应的化学方程式: 。 +H2O 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)苯分子为平面正六边形结构,6个碳原子之间的键完全相同。( ) (2)从苯的结构看,分子中含有双键,所以苯属于烯烃。( ) (3)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯不能发生氧化反应。 ( ) (4)将苯加入溴水中,振荡,水层呈无色,说明苯和溴发生了加成反应。 ( ) [题点多维训练] √ × × × 2.下列关于苯的性质的叙述中,不正确的是 (　　) A.苯是无色带有特殊气味的液体 B.常温下苯是一种难溶于水但密度比水小的液体 C.苯在一定条件下与溴发生取代反应 D.苯不能发生任何氧化反应 解析:苯是无色带有特殊气味的液体,难溶于水且密度比水的小,A、B正确;苯与液溴在FeBr3催化作用下发生取代反应,C正确;苯可以燃烧,D错误。 √ 3.苯与乙烯相比较,下列叙述正确的是 (　　) A.都可以与溴水发生加成反应 B.都容易发生加成反应 C.乙烯易发生加成反应,苯不能发生加成反应 D.乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化,而苯不能 √ 解析:苯与溴水可以发生萃取,乙烯可以与溴水发生加成反应,A错误;乙烯易发生加成反应,而苯只有在特殊条件下才能发生加成反应,B、C错误;乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化而苯不能,D正确。 4.通过实验事实的验证与讨论,认识苯的结构式。 提出问题:苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗? (1)提出假设:从苯的分子式看,C6H6具有不饱和性;从 看,分子中含有碳碳双键,所以,苯一定能使　　　　　　　　　　　褪色。  解析:若苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构,就应该具有碳碳双键的典型反应:能与Br2加成,使溴水褪色,能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应使其褪色。 酸性KMnO4溶液或溴水 (2)实验验证: ①苯不能使　　　　　　　　　　　褪色。  ②经科学测定,苯分子里6个碳原子之间的键　　 　;6个碳原子和6个氢原子都在同一　　　上。  解析:若苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构,就应该具有碳碳双键的典型反应:能与Br2加成,使溴水褪色,能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应使其褪色。 酸性KMnO4溶液或溴水 完全相同 平面 (3)结论:苯结构简式 中的双键跟烯烃的双键　　　,苯的性质没有表现出不饱和性,结构稳定,说明苯分子　　　　一般的碳碳单、双键交替的环状结构。  解析:若苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构,就应该具有碳碳双键的典型反应:能与Br2加成,使溴水褪色,能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应使其褪色。 不同 不同于 烃分子中原子的共线、共面问题　 等效氢法 培优素养 1.烃分子中原子的共线、共面问题 (1)典型分子的空间结构   空间结构 结构特点 甲烷 正四面体 任意3个原子共平面 乙烯 平面结构 2个碳原子、4个氢原子共平面,且碳碳双键不可旋转 乙炔 直线形 4个原子共线 苯 平面正六边形 6个碳原子、6个氢原子,共12个原子共面 (2)用分割法确定分子的共面、共线问题 一点定面 分子中有一个碳形成4个单键,则该分子中所有原子不可能共面 分割组合 判断有机物中碳原子的共线、共面问题,要进行单元分割,必要时兼顾分子对称性。分割后结合键的旋转性确定共线或共面的原子个数,注意题目要求 注意 关键字 审题时注意“碳原子”“所有原子”“可能”“一定”“最少”“最多”“共线”“共面” 共价 键旋转 共价单键(如C—C)能绕对称轴旋转;但C==C不能旋转, 如 可展开为 ,故其中所有的原子可能处于同一个平面上,但不一定都处于同一个平面上 续表 2.等效氢法 烃分子中的一个氢原子被氯原子代替,称为烃的一氯代物,其同分异构体数目的判断是常见重要题型,通常用等效氢法判断其数目。 若烃有 n 种不同的等效氢,其一元取代物就有 n 种。 (1)同一碳原子上的氢为等效氢; (2)同一碳原子上所连甲基(—C)上的氢为等效氢; (3)处于对称位置的碳原子上的氢为等效氢。 1.下列所有原子处于同一平面的是 (　　) A. 　　　 B. C. D.CH2== [题点多维训练] √ 解析:A项,CCl4与CH4结构相似, 为正四面体结构,错误;B项, 为平面结构,但四个—CH3为四面体结构,错误;C项,苯环为平面结构,但—CH3为四面体结构,错误;D项, 为平面结构,—C≡C—为直线形结构,故所有原子处于同一平面,正确。 2.下列有机化合物分子中所有原子一定在同一平面内的是 (　　) ① 　 ② ③ 　 ④ A.①③ B.②③ C.①④ D.①②③④ √ 解析:①苯是平面结构,分子中所有原子处于同一平面内;②甲苯中含有甲基,具有四面体结构,所有原子不可能处于同一平面;③苯和乙烯都是平面结构,但是两个平面不一定在同一平面内;④苯是平面结构,乙炔是直线结构,炔基取代苯分子中H原子后,仍在苯分子的平面内。 3.下列关于CH3—CH==CH—C≡C—CF3分子结构的叙述中正确的是 (　　) A.6个碳原子有可能都在一条直线上 B.6个碳原子不可能都在一条直线上 C.所有原子一定都在同一平面上 D.6个碳原子不可能都在同一平面上 √ 解析:根据乙烯分子中的6个原子共平面,键角120°;乙炔分子中的4个原子共直线,键角180°。可推知题给有机物的碳链骨架结构如图。 4.化合物 (b)、 (d)、 (p)的分子式均为C6H6,下列说法正确的是(　　) A.b的同分异构体只有d和p两种 B.b、p的二氯代物均只有三种 C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应 D.d、p中所有原子处于同一平面 √ 解析:除d、p外,b还有多种链状同分异构体,A错误;b的二氯代物有邻、间、对三种;p的二氯代物有 、 、 三种,B正确;d中含 ,可与酸性高锰酸钾溶液反应,b、p与酸性高锰酸钾溶液均不反应,C错误;d中含有2个单键碳原子,因此所有原子不能处于同一平面,p中所有原子不可能处于同一平面,D错误。 5.下列烷烃在光照下与氯气反应,生成的一氯代物种类最多的是 (　　 ) A. 　　 B. C.CH3CH2CH2CH3 D. 解析: A.分子中,含有1种位置不同的氢原子,所以生成的一氯代物有1种;B.分子中,含有3种位置不同的氢原子,所以生成的一氯代物有3种;C.分子中,含有2种位置不同的氢原子,所以生成的一氯代物有2种;D.分子中,含有2种位置不同的氢原子,所以生成的一氯代物有2种。 √ 6.四联苯 的一氯代物有(　　) A.3种　　　　　　 B.4种 C.5种 D.6种 解析:推断有机物一氯代物的种数需要找中心对称线,四联苯是具有两条对称轴的物质,即 ,在其中的一部分上有几种不同的氢原子(包括对称轴上的氢原子),就有几种一氯代物,四联苯有5种不同的氢原子,故有5种一氯代物。 √ 课时跟踪检测 (选择题每小题3分,本检测满分60分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 √ 12 1.下列有关煤的叙述中正确的是 (　　) A.煤在空气中加强热可得焦炭、煤焦油、粗苯、粗氨水和焦炉气 B.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物,内含煤焦油等成分 C.煤的气化主要反应是C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) D.推广使用煤液化和气化技术,可减少二氧化碳等温室气体的排放 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 解析:将煤在隔绝空气时加强热,使它发生分解反应,可得焦炭、煤焦油、粗苯、粗氨水和焦炉气,选项A错误;煤是由多种有机物和无机物组成的复杂的混合物,煤干馏后得到的煤焦油,原物质中不含煤焦油,选项B错误;煤的气化主要是使煤与水蒸气在高温下发生反应C(s)+ H2O(g) CO(g)+H2(g),产生氢气和CO气体,选项C正确;推广使用煤液化和气化技术,可减少二氧化硫等有害气体的排放,选项D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 2.下列不属于煤的综合利用的是 (　　) A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭 B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料 C.煤变为煤饼作燃料 D.将煤干馏制得甲苯和乙烯 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:将煤干馏制得煤焦油和焦炭,发生了化学反应,属于煤的综合利用,故A不符合题意;B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料,发生了化学反应,属于煤的综合利用;C.煤变为煤饼作燃料,只是其物理形态发生改变,但并未改变其成分及结构,不属于煤的综合利用;D.将煤干馏制得甲苯和乙烯,发生了化学变化,属于煤的综合利用。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 3.下列关于煤的干馏的叙述正确的是 (　　) ①煤加强热而分解的过程就叫煤的干馏 ②煤干馏可以得到冶金用的优质焦炭 ③煤的干馏和石油的分馏的本质区别:干馏是化学变化,而分馏是物理变化 ④酚类、萘可由煤的干馏得到,其存在于煤干馏所得的焦炉气中 A.①②　　B.①③　　C.②③　　D.②④ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:煤的干馏要在隔绝空气的条件下加强热,故①错误;煤干馏的主要产物是焦炭,同时得到焦炉气、煤焦油等物质,故②正确;煤干馏时发生了分解反应,是化学变化,而石油的分馏仅仅是利用沸点不同而分开液体混合物中的各成分,是物理变化,故③正确;酚类、萘主要存在于煤焦油中,故④错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 4.下列关于苯的叙述正确的是 (　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 A.反应①常温下能进行,其有机产物为 B.反应②不发生,但是仍有分层现象,紫色层在下层 C.反应③为加成反应,产物是硝基苯 D.反应④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 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:苯与液溴发生取代反应生成溴苯,故A错误;苯不含碳碳双键不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,苯密度小于水,不溶于水,故B正确;反应③为苯与硝酸在浓硫酸作催化剂条件下发生取代反应生成硝基苯,故C错误;反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,但是苯分子不含碳碳双键,故D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 5.下列反应中属于取代反应的是 (　　) A.苯在溴化铁存在时与溴反应 B.苯在镍作催化剂时与氢气反应 C.苯在空气中燃烧 D.苯与溴水混合振荡后分层 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:苯与溴发生的反应为取代反应;苯与氢气发生的反应为加成反应;苯在空气中的燃烧为氧化反应;苯与溴水混合是萃取过程,并没有发生化学反应。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 6.实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是 (　　) A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色 C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢 D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:在溴化铁作催化剂作用下,苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢,装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸气,装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,倒置漏斗的作用是防止倒吸。若关闭K时向烧瓶中加注液体,会使烧瓶中气体压强增大,苯和溴混合液不能顺利流下。打开K,可以平衡气压,便于苯和溴混合液流下,故A正确;装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸气,溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色,故B正确;装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,故C正确; 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 反应后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去其中溶解的溴,振荡,静置,分层后分液,向有机层中加入适当的干燥剂,然后蒸馏分离出沸点较低的苯,可以得到溴苯,不能用结晶法提纯溴苯,故D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 3 7.下列能说明苯与一般的烯烃性质不同的事实是 (　　) A.苯分子是高度对称的平面形分子 B.苯能燃烧 C.苯不与酸性KMnO4溶液反应 D.1 mol苯在一定条件下可与3 mol氢气发生加成反应 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 3 解析:乙烯也是一个高度对称的平面形结构,A错误;大部分有机物均可以燃烧,B错误;苯中不含碳碳双键,因此不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,C正确;苯和烯烃均可以与氢气发生加成反应,D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 8.对于苯乙烯( )有下列叙述:①能使酸性KMnO4溶液褪色;②能使溴的四氯化碳溶液褪色;③可溶于水;④可溶于苯中;⑤能与浓硝酸发生取代反应。其中正确的是(　　) A.①②③④⑤　　　　　　 B.①③⑤ C.①②④⑤ D.②③④ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:苯乙烯中含有苯环和碳碳双键,故应具有苯和乙烯的性质,如碳碳双键既可使酸性KMnO4溶液褪色,又可使溴的四氯化碳溶液褪色,而苯能与浓硝酸发生硝化反应;苯乙烯属于烃类,烃都难溶于水而易溶于有机溶剂(如苯),故C正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 9.实验室制硝基苯的反应原理为 ,在制备和纯化硝基苯的实验中,下列操作未涉及的是 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:制取硝酸苯是苯与混酸在50~60 ℃时硝化,然后洗涤除去混酸,分液得硝基苯,再经干燥和蒸馏得纯净的硝基苯。水浴加热制备硝基苯,图中温度计测定水的温度,故A正确;用氢氧化钠溶液洗涤除去硝基苯中的混酸,故B正确;NaOH与酸反应后,与硝基苯分层,图中分液漏斗可分离,故C正确;装置为过滤操作,该实验过程中未涉及此操作,故D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 10.已知HCN是直线形结构,下列有机分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是 (　　) A.CH2==CH—CN B.CH2==CH—CH==CH2 C. D. √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:A项中的7个原子处于一个平面;B项如图 , M1和M2两个平面相交于C—C单键形成的直线,由于单键可转动,因而可将M2平面转至与M1平面重合,所以该分子中所有原子可能处于同一平面;C项通过碳碳单键相连的两个平面,有可能重合在一起;D项分子中“—CH3”的H原子和与它相连的C原子形成四面体结构,不在同一平面上。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 11.(2024·启东中学月考)在探索苯分子结构的过程中,人们写出了符合分子式“C6H6”的多种可能结构(如图所示),下列说法正确的是 (　　) A.五种物质均能与氢气发生加成反应 B.b、c、e的一氯代物均有三种 C.五种物质中,只有a分子的所有原子处于同一平面 D.a、b、c、e能使溴的四氯化碳溶液褪色 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:d不能与氢气发生加成反应,A项错误;b的一氯代物有3种,c、e的一氯代物均有2种,B项错误;依据甲烷结构可知,分子内有甲基、亚甲基、次甲基结构的所有原子不可能共平面,苯环所有原子共平面,因此只有a分子的所有原子处于同一平面,C项正确;b、c、e分子中均含碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,而a、d不能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项错误。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12.(12分)苯和溴取代反应的实验装置如图所示,其中A为由具支试管改制成的反应容器,在其下端开了一小孔,塞好石棉绒,再加入少量铁屑粉。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 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): 　　　　　　　　　 　。  解析:苯与液溴反应剧烈,生成 和HBr气体,而导管出来的气体中会混有一定量的溴蒸气,混合气体进入C可将气体中的溴蒸气除去(利用相似相溶原理)。B中NaOH溶液的作用是除去溶于溴苯中的溴,气体在经D、E两装置时,分别可以观察到紫色石蕊溶液变红,AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,可证明此反应为取代反应。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (2)B中NaOH溶液的作用是 。 解析:苯与液溴反应剧烈,生成 和HBr气体,而导管出来的气体中会混有一定量的溴蒸气,混合气体进入C可将气体中的溴蒸气除去(利用相似相溶原理)。B中NaOH溶液的作用是除去溶于溴苯中的溴,气体在经D、E两装置时,分别可以观察到紫色石蕊溶液变红,AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,可证明此反应为取代反应。 除去溶于溴苯中的溴 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (3)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____________________________ 　 , 此现象可以验证苯和液溴的反应为　　 　　(填反应类型)。  除去HBr气体中混有的溴蒸气 D试管中紫色石蕊溶液慢慢变 红,并在导管口有白雾产生,然后E试管中出现浅黄色沉淀 取代反应 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析:苯与液溴反应剧烈,生成 和HBr气体,而导管出来的气体中会混有一定量的溴蒸气,混合气体进入C可将气体中的溴蒸气除去(利用相似相溶原理)。B中NaOH溶液的作用是除去溶于溴苯中的溴,气体在经D、E两装置时,分别可以观察到紫色石蕊溶液变红,AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,可证明此反应为取代反应。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 高阶思维训练(选做题) 13.(15分)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯并探究苯与溴发生反应原理的装置示意图及有关数据如下: 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3   苯 溴 溴苯 密度/(g·cm-3) 0.88 3.10 1.50 沸点/℃ 80 59 156 水中溶解度 微溶 微溶 微溶 (1)溴苯制取的反应方程式:　　　　 　　　　　。 解析:制取溴苯,苯和液溴在铁或溴化铁作催化剂下发生取代反应,即反应方程式为 ;  1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (2)装置Ⅱ中铁丝的作用是 。 解析:根据溴苯制备的方程式,装置Ⅱ中铁丝的作用是作催化剂; 催化剂 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (3)装置Ⅲ的名称为　　　 　　　,所起作用为导气和　　 　　,冷凝水从　 口出来(填“a”或“b”)。  解析:装置Ⅲ为(直形)冷凝管,该反应为放热反应,使苯和液溴挥发,苯和溴蒸气通过冷凝管由气体变为液体,回落到三颈烧瓶,提高原料的利用率,即冷凝管的作用是冷凝回流;冷凝水从下口进上口出,即从b口出来; (直形)冷凝管 冷凝回流 b 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (4)装置Ⅳ中,小试管内苯的作用是 。 解析:挥发出来的气体有HBr、苯、溴单质,溴单质对检验HBr产生干扰,即小试管中的作用是吸收挥发出来的溴蒸气; 吸收溴蒸气 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (5)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是_________________ 。  解析:根据反应方程式,如果发生取代反应,产生HBr,HBr与AgNO3发生反应HBr+AgNO3==AgBr↓+HNO3,即Ⅳ装置中出现淡黄色沉淀,说明该反应为取代反应; 沉淀 Ⅳ中产生淡黄色 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (6)反应结束后,要让装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中,先关闭_____　 　　和分液漏斗活塞,后打开　 　　,这样操作的目的是除去Ⅱ中大量的溴化氢气体,以免逸出污染空气。  解析:让Ⅰ中水倒吸到三颈烧瓶中,应关闭K1,打开K2。 K1 K2 $$