专题04 芳香烃的结构和性质的研究-【压轴题】2024-2025学年高二化学同步培优训练（鲁科版2019选择性必修3）

专题04 芳香烃的结构和性质的研究 一、苯 1.芳香烃：在烃类化合物中，含有一个或多个苯环的化合物。最简单的芳香烃为苯。 (1)苯与苯的同系物的区别与联系 苯 苯的同系物 相同点 组成与结构 ①分子中都含有一个苯环 ②都符合分子式通式CnH2n-6 化学性质 ①燃烧时现象相同，火焰明亮,伴有浓烟。 ②都能发生苯环上的取代反应 ③都能与H2发生加成反应 不同点 取代反应 能发生取代反应,主要得到一元取代产物 易发生取代反应，常得到多元取代产物 氧化反应 不能使酸性KMnO4溶液褪色 能使酸性KMnO4溶液褪色 差异原因 苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响，苯环影响侧链，则侧链烃基性质活泼而被氧化。侧链烃基影响苯环，使苯环上的侧链烃基邻、对位的氢更活泼而被取代。 注意：从分子组成上来说，苯的同系物与酸性KMnO4溶液反应的条件是与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，若与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子则不能被氧化，如不能被氧化。 (2)稠环芳香烃：由两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子的芳香烃是稠环芳香烃。 ①萘：分子式为C10H8，结构简式为,是一种无色片状晶体，有特殊气味,易升华,不溶于水。 ②蒽：分子式为C14H10，结构简式为，是一种无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯。 2.苯的物理性质与应用 (1)物理性质：苯是一种无色、有特殊气味的液体，苯有毒，不溶于水。苯易挥发，沸点80.1 ℃，熔点5.5 ℃，常温下密度比水的小。 (2)应用：苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。 3.苯的分子结构 (1)分子式为C6H6，结构简式为或，为平面正六边形结构。 (2)化学键形成：苯分子中的6个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键,均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。 4.苯的化学性质：苯的结构稳定，苯不与酸性KMnO4溶液、溴水反应。但苯可以萃取溴水中的溴。 (1)氧化反应 ①苯的可燃性：苯能在空气里燃烧，产生浓重的黑烟。 2C6H6 + 15O212CO2 + 6H2O。 ②苯不能被酸性KMnO4溶液氧化：苯不与酸性KMnO4溶液反应，不能使酸性KMnO4溶液褪色。 (2)取代反应 ①溴化反应 ⅰ.反应原理：苯能与液溴反应；但苯与溴水不反应。 + Br2+ HBr↑。 ⅱ.制取溴苯：从实验探究认识苯的性质 实验 装置 实验 现象 烧瓶充满红棕色气体，锥形瓶内导管口有白雾;向锥形瓶中滴加AgNO3溶液，有浅黄色沉淀生成；把烧瓶里的液体倒入冷水里，有褐色不溶于水的液体生成。 注意 事项 ①用液溴，溴水与苯不反应。 ②使用FeBr3作催化剂，无催化剂不反应。 ③锥形瓶中的导管不能插入液面以下，以防止倒吸。 ④纯净的溴苯是无色油状液体，溶解了溴单质而显褐色，除去溴苯中的溴单质，可用NaOH溶液洗涤，再用分液漏斗分液。 ②硝化反应 ⅰ.反应原理：+ HO－NO2+ H2O。 ⅱ. 制取硝基苯：从实验探究认识苯的性质 实验 步骤 ①先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀，冷却后，再加入1 mL苯,充分振荡。 ②将大试管放入50~60 ℃的水浴中加热 实验 现象 将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，烧杯底部有黄色油状物质生成(溶有NO2)，然后用NaOH(5%)溶液洗涤,最后用蒸馏水洗涤后得无色油状、有苦杏仁味、密度比水大的液体。 注意 事项 ①浓硫酸的作用是作催化剂、吸水剂。 ②必须用水浴加热，且温度计插入水浴中测量温度。 ③磺化反应：+ HO－SO3H+ H2O。 (3)加成反应：苯能与H2发生加成反应 + 3H2。 ①纯净的溴苯为无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的大。 ②纯净的硝基苯为无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。 ③苯磺酸易溶于水，是一种强酸。 二、苯的同系物 1.苯的同系物：指苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物，其分子中有一个苯环，侧链都是烷基。 (1) 苯的同系物的结构特点：分子中有一个苯环，侧链都是烷基。 (2) 苯的同系物的通式：通式为CnH2n-6(n≥6)。 2.苯的同系物的物理性质 (1)苯的同系物的物理通性：苯的同系物为无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的小。 (2) 苯的同系物的物理性质递变规律：三种二甲苯的熔、沸点与密度。 ①熔点：对二甲苯>邻二甲基>间二甲苯。 ②沸点：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。 ③密度：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。 3.苯的同系物的化学性质(以甲苯为例) (1)氧化反应：注意苯的同系物与苯的性质比较 ①苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化：甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，这是由于甲苯上的甲基被酸性KMnO4氧化的结果。 ②苯的同系物的可燃烧性：CnH2n-6 + O2nCO2+(n-3)H2O。 (2)取代反应：甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下，生成2,4,6⁃三硝基甲苯+ 3HO－NO2+ 3H2O。 2,4,6⁃三硝基甲苯又叫梯恩梯(TNT)，是一种淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药。 (3)加成反应：在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷。 + 3H2 【例1】（24-25高二上·上海·阶段练习）苯环结构中不存在碳碳单键和碳碳双键的交替结构，下列可作为证据的是 ①苯不能使溴的CCl4溶液褪色； ②苯在一定条件下既能发生取代反应，又能发生加成反应； ③经测定邻二甲苯只有一种结构； ④经测定，苯环上碳碳键的键长相等； A．①②③④ B．①②④ C．①③④ D．③ 【答案】C 【详解】①苯不因化学变化而使溴水褪色，说明苯分子中不含碳碳双键，可以证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构，故①正确； ②苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷，发生加成反应是双键具有的性质，不能证明苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构，故②错误； ③如果是单双键交替结构，邻二甲苯的结构有两种，一种是两个甲基夹C-C，另一种是两个甲基夹C=C，邻二甲苯只有一种结构，说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在C-C单键与C=C双键的交替结构，故③正确； ④苯环上碳碳键的键长相等，说明苯环结构中的化学键只有一种，不存在C-C单键与C=C双键的交替结构，故④正确；故选：C。 【例2】（23-24高二下·辽宁·期中）下列是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出)，有关叙述正确的是 A．反应①为取代反应，其产物可能是 B．完全燃烧时，反应②的耗氧量比等质量的苯多 C．反应③体现了苯环对侧链性质的影响，使其活性增强 D．反应④为加成反应，生成物的一氯代物的种类是4种 【答案】B 【分析】在光照条件下与Cl2发生－CH3上的取代反应；与H2发生加成反应生成等；与浓硝酸、浓硫酸的混合液发生取代反应生成等；燃烧生成二氧化碳和水。 【详解】 A．由分析可知，反应①为取代反应，其产物不可能是，A不正确； B．甲苯和苯的碳原子数为1的最简式分别为CH3/7、CH，质量相同时，最简式中H原子数目越多，完全燃烧时，耗氧越多，则反应②的耗氧量比等质量的苯多，B正确； C．反应③体现了侧链对苯环性质的影响，使其活性增强，发生了三个氢原子的取代，C不正确； D．反应④为加成反应，生成物分子中有5种氢原子，则其一氯代物的种类是5种，D不正确； 故选B。 【例3】 （24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）已知：溴苯的沸点为156℃，苯的沸点为80℃。实验室用苯和液溴制取溴苯并验证反应类型的实验装置如图：按以下要求回答问题： (1)冷凝管的进水口为 (填“A”或“B”)；冷凝管的作用： 。 (2)d中盛放的试剂是 ；作用： (3)有同学认为苯与溴的反应为加成反应而不是取代反应，请根据该实验装置特点和实验现象判断反应的类型。 ①反应类型： (填“加成反应”或“取代反应”)； ②叙述得出这一结论的实验现象： 。 (4)分离提纯： ①反应后a瓶中的溴苯中因溶有溴而显褐色，提纯溴苯的过程中，除去溴苯中的溴可加入 溶液，振荡，再通过 (填分离方法)分离提纯； ②苯与溴还可能发生副反应生成对二溴苯(沸点220℃)和邻二溴苯(沸点224℃)，因此最后再经 (填分离方法)即可得到较纯净的溴苯，该过程中为了受热均匀和易于控制温度，可采用 (填“水浴”或“油浴”)加热。 (5)检验鉴别：充分反应后，三颈烧瓶中的粗产品经水洗、分液后得到水洗液，为验证水洗液中是否存在不能选用的试剂是 (填字母)。 A．溶液    B．溶液    C．溶液 【答案】(1) A 冷凝回流 (2) CCl4 吸收挥发出来的溴蒸气 (3) 取代反应 e中溶液变红、f中出现淡黄色沉淀 (4) NaOH 分液 蒸馏 油浴 (5)B 【分析】苯与液溴在铁作催化剂的条件下发生取代反应，生成溴苯和溴化氢，反应为放热反应，为提高苯的利用率，利用球形干燥管冷凝回流。为验证反应类型，可通过检验产物中是否存在HBr，因此d装置的作用是吸收挥发的Br2，防止干扰HBr的检验。e和f均为HBr检验装置，g为尾气处理装置 【详解】（1）在冷凝时为了使冷却效果好，要保证冷却水充满冷凝管，故冷却水的流向为下进上出，此处冷凝管的作用是导气、冷凝回流，故答案为：A；冷凝回流。 （2）d的作用是吸收挥发出来的溴蒸气且不能吸收溴化氢，溴在有机溶剂中的溶解度大，溴化氢在有机溶剂中的溶解度小，故d可用四氯化碳，故答案为：四氯化碳；吸收挥发出来的溴蒸气； （3）①苯与溴的反应为取代反应，因为生成溴苯同时有溴化氢生成，若为加成反应，则不会有溴化氢生成，因此可通过检测生成了HBr来证明该反应是取代反应而不是加成反应；故答案为：取代反应； ②本实验中若石蕊试液变红，证明有酸生成，硝酸银溶液中有淡黄色沉淀生成，证明有溴离子，从而证明有溴化氢生成，故答案为：e中溶液变红、f中出现淡黄色沉淀； （4）①氢氧化钠溶液可与溴单质反应，然后通过分液得到溴苯，故答案为：NaOH；分液。 ②对二溴苯(沸点220℃)和邻二溴苯(沸点224℃)的沸点都高于溴苯(156℃)，且三者互溶，因此应该用蒸馏的方法得到溴苯，溴苯的沸点为156℃，为了受热均匀和易于控制温度，可采用油浴加热，故答案为：蒸馏；油浴。 （5）A．氢氧化钠可与铁离子生成红褐色沉淀，可以检验铁离子； B．水洗液中存在少量溴离子，能与硝酸银生成淡黄色沉淀，无法检验铁离子； C．KSCN能与铁离子生成血红色物质而使溶液变红，可以检验铁离子； 故答案为B。 1．下列关于苯的叙述错误的是 A．属于不饱和烃 B．难溶于水且比水轻 C．分子中含有碳碳双键 D．燃烧时产生浓烟 【答案】C 【详解】A．苯的分子式为C6H6，与饱和烷烃相比，氢原子个数少，在一定条件下能够与氢气发生加成反应，属于不饱和烃，A正确； B．苯是一种不溶于水的有机溶剂，密度比水小，B正确； C．苯分子中不含碳碳单键和碳碳双键，是一种介于碳碳单键和双键之间的特殊的键，C错误； D．苯分子最简式为CH，分子中含碳量高，燃烧时产生明亮火焰并带有浓烟，D正确； 故选C。 2．组成有机物的原子或原子团之间会产生相互影响而使其性质发生改变，对比甲烷、苯和甲苯的结构与性质，下列推测正确的是 A．甲苯是苯的同系物，所以化学反应只能发生在苯环上不能发生在甲基上 B．甲苯可以被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸，说明苯环对甲基的影响使甲基活性增强了 C．甲苯可以在甲基的邻对位发生取代反应，说明甲基使苯环的活性减弱了 D．甲苯可以与氢气发生加成反应，说明甲苯中有碳碳双键 【答案】B 【详解】A．甲苯和苯结构相似，组成上相差1个CH2，两者互为同系物，甲苯在光照条件下能与氯气发生取代反应，氯原子取代甲基上氢，化学反应能发生在甲基上，A错误； B．甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，甲苯可以被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸，说明苯环对甲基的影响使甲基活性增强了，B正确； C．甲苯可以在甲基的邻对位发生取代反应，是由于甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活性更高，C错误； D．甲苯可以与氢气发生加成反应，是因为苯环上含有不饱和碳，D错误； 故选B。 3．下列物质属于芳香烃，但不是苯的同系物的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】含苯环的烃为芳香烃；含一个苯环、侧链为烷烃基的烃为苯的同系物； 【详解】 A．属于芳香烃，属于苯的同系物，故A不选； B．属于酚类，不属于芳香烃，故B不选； C．属于芳香烃，不是苯的同系物，故C选； D．属于芳香烃，属于苯的同系物，故D不选； 答案选C。 4．已知C－C单键可以绕键轴旋转，某烃结构简式可表示为，下列有关该烃的说法中正确的是 A．该烃是苯的同系物 B．分子中最多有6个碳原子处于同一直线上 C．分子中含四面体结构碳原子数有4个 D．分子中至少有9个碳原子处于同一平面上 【答案】B 【详解】A．苯的同系物指只含一个苯环、侧链为烷基的烃，该烃中含2个苯环，不是苯的同系物，A项错误； B．联想苯的结构，结合C—C单键可以绕键轴旋转，分子中最多有6个碳原子处于同一直线上，如图中数字标示的6个碳原子，B项正确； C．分子中含2个甲基，甲基中碳原子含四面体结构，即含四面体结构碳原子数有2个，C项错误； D．联想苯的结构，结合C—C单键可以绕键轴旋转，分子中至少10个碳原子处于同一平面上，如图中数字标示的10个碳原子，D项错误； 答案选B。 5．下列关于苯乙烯的说法正确的是 A．苯乙烯是乙烯的同系物 B．苯乙烯是苯的同系物 C．苯乙烯属于脂环烃 D．苯乙烯属于芳香族化合物 【答案】D 【详解】A．苯乙烯中含有苯环，与乙烯的结构不相似，故不互为同系物，故A错误； B．苯乙烯和苯之间不相差n个CH2，不互为同系物，故B错误； C．苯乙烯中含有苯环，属于芳香烃化合物，故C错误； D．苯乙烯中含有苯环，属于芳香族化合物，故D正确； 故选：D。 6．不考虑立体异构时，分子式为C9H12，且属于芳香烃的有机物共有 A．7种 B．8种 C．9种 D．10种 【答案】B 【详解】有机物的分子式为C9H12，且属于芳香烃，分子组成符合CnH2n-6，是苯的同系物，可以有一个侧链为：正丙基或异丙基，可以有2个侧链为：乙基、甲基，有邻、间、对3种，可以有3个甲基，有连、偏、均3种，共有8种，故选：B。 7．某有机化合物的结构简式为，若分子中共线的原子数最多为a，可能共面的碳原子数最多为b，与所连原子形成四面体形结构的碳原子数为c，则a、b、c分别是 A．5、11、1 B．6、10、1 C．6、11、1 D．5、10、1 【答案】C 【详解】碳碳三键为直线结构，苯环为平面结构且对位4原子共直线，碳碳双键为平面结构，，则1、2、3、4、7、10号原子共直线，a为6；7、10、11、12号碳原子共平面，2、3、4、5、6、7、8、9、10号碳原子共平面，由于单键可以旋转，最多的时候2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12共11个碳原子共平面，b为11；含四面体结构的碳原子只有甲基，则c为1，故答案为：C。 8．已知有机物M在一定条件下可转化为N。下列说法正确的是　　 A．M的分子式为C9H11 B．N分子中所有碳原子共平面 C．M中苯环上的一氯代物共6种 D．可用溴水鉴别M和N 【答案】D 【详解】A．根据M结构可知，其分子式：C9H10，A错误； B．N分子中存在sp3杂化的饱和碳原子，分子中存在空间立体结构，所有碳原子不能共平面，B错误； C．M中苯环上有3种等效氢原子，其一氯代物共3种，C错误； D．M和溴水发生加成反应、N和溴水不反应，前者能使溴水褪色，后者发生萃取，振荡静置后分层，且上层有色，现象不同，可以鉴别，D正确； 答案选D。 9．下列说法正确的是 A．苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物中都含有苯环，所以是官能团 B．、都是苯的同系物 C．苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．甲苯在一定条件下与硝酸反应生成2，4，6-三硝基甲苯，说明甲基对苯环产生了影响 【答案】D 【详解】A．苯环不属于官能团，A错误； B．苯的同系物中只有一个苯环，其他的为饱和结构，B错误； C．苯的同系物中与苯环相连的碳上有H的能够被高锰酸钾氧化，生成苯甲酸，不是所有苯的同系物都能使高锰酸钾褪色，C错误； D．苯和浓硝酸、浓硫酸混合物在100～110℃才能生成一硝基苯，而甲苯受侧链甲基的影响，苯环上的H原子变得比较活泼，在100℃时即可生成三硝基甲苯，从而说明甲基对苯环产生了影响，D正确； 答案选D。 10．下列关于苯的叙述正确的是 A．反应①为取代反应，反应的试剂是浓溴水 B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟 C．反应③为取代反应，有机产物是一种烃 D．反应④中1mol苯最多与3molH2发生加成反应，是因为苯分子中含有三个碳碳双键 【答案】B 【详解】A．反应①为苯和液溴在溴化铁作用下生成溴苯，即取代反应，反应的试剂不是浓溴水，A错误； B．反应②为苯的燃烧，即氧化反应，由于苯中碳元素质量分数大，所以反应现象是火焰明亮并伴有浓烟，B正确； C．反应③为苯和浓硝酸在浓硫酸加热条件下发生的取代反应生成硝基苯，有机产物不属于烃，而是烃的衍生物，C错误； D．苯中碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊价键，并不存在碳碳双键，D错误； 故选B。 11．已知苯与一卤代烷烃在催化剂作用下可生成苯的同系物，如下： 则在催化剂作用下由苯和下列各组物质合成乙苯时，最好应该选用 A．CH3CH3和Cl2 B．CH2＝CH2和Cl2 C．CH3CH3和HCl D．CH2＝CH2和HCl 【答案】D 【分析】根据题目已知信息，合成乙苯需要苯和氯乙烷，而氯乙烷可利用乙烯与HCl加成反应制取：CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl。 【详解】A．乙烷与氯气取代不可能得到纯净的氯乙烷，A错误； B．乙烯与氯气发生加成反应生成1，2－二氯乙烷，B错误； C．乙烷与氯化氢不反应，不能得到氯乙烷，C错误； D．乙烯与氯化氢加成得到氯乙烷，D正确； 故选D。 12．分析以下反应，下列推论不正确的是 ① ② 产物物质的量分数依次为58%、4%、38%。 ③ 产物物质的量分数依次为6%、93%、1%。 A．甲苯比苯容易硝化，硝基苯比苯难硝化 B．甲基为吸电子基、硝基为推电子基，对苯环产生不同影响 C．甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代 D．硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代 【答案】B 【详解】A．根据反应需要的温度可知，甲苯比苯容易硝化，硝基苯比苯难硝化，故A正确； B．甲基为推电子基、硝基为吸电子基，对苯环产生不同影响，故B错误； C．甲苯发生硝化反应时，产物的量最少，以 和为主，说明甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代，故C正确； D．硝基苯发生硝化反应时，产物、的量很少，主要生成，说明硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代，故D正确； 故答案为：B。 13．下列反应能说明苯环对取代基的影响的是 A．甲苯可与氢气发生加成反应 B．甲苯和浓硝酸、浓硫酸反应生成TNT C．甲苯在一定条件下反应生成对氯甲苯 D．甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化 【答案】D 【详解】A．甲苯可与氢气发生加成反应，是苯环具有的性质，与苯的性质相似，没有体现苯环对取代基的影响，A不符合题意； B．甲苯和浓硝酸、浓硫酸反应生成TNT，是甲基影响苯环，使甲基所连苯环碳邻、对位上的氢原子变得活泼，B不符合题意； C．甲苯在一定条件下反应生成对氯甲苯，与苯的性质相似，没有体现苯环对取代基的影响，C不符合题意； D．甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化，则表明苯环使甲基变得活泼，D符合题意； 故选D。 14．某有机化合物结构如图所示，下列有关说法错误的是 A．分子中含有1个手性碳原子 B．分子中有5个碳原子在同一直线上 C．能使酸性高锰酸钾稀溶液褪色 D．分子式为C16H19O2N 【答案】A 【详解】A．手性碳原子是碳连的四个原子或原子团都不相同，标有*的碳原子为手性碳原子，，分子中含有2个手性碳原子，A错误； B．碳碳三键是直线形结构，分子中有5个碳原子在同一直线上，如图所示，B正确； C．含有碳碳三键，且与苯环相连的C原子上有H原子，能被酸性高锰酸钾氧化，C正确； D．结合结构简式可知，其分子式为C16H19O2N，D正确； 故选A。 15．已知(为氢原子或烷基)。有机化合物M()可被酸性KMnO4溶液氧化为，则符合条件的有机化合物M的结构共有 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【答案】B 【详解】有机化合物中，与苯环直接相连的碳原子上至少有一个氢原子才能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸，则符合条件的有机化合物M的结构有、、，共3种； 故答案选B。 16．已知有机物能发生下列反应，下列说法错误的是 A．M的苯环上的一氯代物有3种 B．W分子中所有碳原子可能共平面 C．该反应的原子利用率为 D．可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】B 【详解】A．的苯环上有3种等效氢，一氯代物有3种，故A正确；     B．分子中，标注*的碳原子通过单键与另外3个碳原子相连，不可能所有碳原子共平面，故B错误； C．该反应为加成反应，原子利用率为100％，故C正确； D．N中含有碳碳双键，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确； 选B。 17．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不正确的是 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、过滤，得到溴苯 【答案】D 【详解】A．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； B．装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽，溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色，故B正确； C．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； D．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。 故选D。 18．已知某有机物的结构简式如图所示，下列有关该有机物的说法不正确的是 A．分子式为C15H18 B．苯环上的一氯代物有4种 C．1mol该物质最多能与2molH2加成 D．能使酸性KMnO4溶液褪色，且能发生氧化反应、加成反应、取代反应 【答案】C 【详解】A．由结构简式可知，有机物的分子式为C15H18，故A正确； B．由结构简式可知，有机物分子中苯环上的氢原子有4种类型，则苯环上的一氯代物有4种，故B正确； C．由结构简式可知，有机物分子含有的碳碳双键、苯环一定条件下能与氢气发生加成反应，则1mol有机物最多能与5mol氢气发生加成反应，故C错误； D．由结构简式可知，有机物分子含有的碳碳双键、苯环上侧链能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色，含有的碳碳双键、苯环一定条件下能与氢气发生加成反应，苯环上的氢原子一定条件下能与卤素单质、浓硝酸发生取代反应，故D正确； 故选C。 19．在EY沸石催化下，萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。 下列说法正确的是 A．1mol M中含有5mol π键 B．M分子中最多有12个碳原子共平面 C．N的一溴代物有5种 D．萘的二溴代物有14种 【答案】C 【详解】A．1mol M中含有2mol 大π键（苯环），A错误； B．因为萘分子中的10个碳原子是共面的，由于单键可以旋转，异丙基中最多可以有2个碳原子与苯环共面，因此，M分子中最多有14个碳原子共平面，B错误； C．N分子中有5种不同化学环境的H，因此其一溴代物有5种，C正确； D．萘分子中有8个H，但是只有两种不同化学环境的H（分别用α、β表示，其分别有4个），根据定一议二法可知，若先取代α，则取代另一个H的位置有7个；然后先取代1个β，然后再取代其他β，有3种，因此，萘的二溴代物有10种，D错误； 故选C。 20．工业上可由乙苯生产苯乙烯，反应原理如图所示，下列说法正确的是 A．上述反应类型属于氧化反应 B．乙苯、苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应、氧化反应 C．1 mol苯乙烯最多可以与4 mol氢气加成，所得产物最多有8个碳原子共面 D．用酸性高锰酸钾溶液可区分乙苯和苯乙烯 【答案】A 【详解】A．有机化学反应中，加O或去H是氧化反应，故该反应为去H的氧化反应，A正确； B．乙苯中没有碳碳双键或碳碳三键，无法发生加聚反应，B错误； C．苯乙烯中最多8个碳原子共平面，1 mol苯乙烯最多可以与4 mol氢气加成，但加成产物中碳环不再是平面结构，C错误； D．乙苯和苯乙烯都会被酸性高锰酸钾溶液氧化，故无法用酸性高锰酸钾溶液区分两者，D错误； 故选A。 21．苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体，结构简式如图。关于该化合物，下列说法正确的是 A．苯并降冰片烯是苯的同系物 B．苯并降冰片烯分子中所有碳原子共平面 C．苯并降冰片烯的一氯代物有6种(不考虑立体异构) D．在酸性KMnO4溶液中，苯并降冰片烯可被氧化为邻苯二甲酸 【答案】D 【详解】A．苯的同系物中不含碳碳双键，该分子含碳碳双键，不属于苯的同系物，A错误； B．苯并降冰片烯分子含3个sp3杂化的碳原子，所有碳原子不能共平面，B错误； C．由对称性可知，分子中含5种H原子，一氯代物有5种，如图所示，C错误； D．由结构简式可知，苯并降冰片烯分子中苯环相邻碳原子上有H，可以被酸性高锰酸钾氧化为邻苯二甲酸，D正确； 故选D。 22．下列有关分子H3C－CH＝CHC≡C－CH3的叙述中，错误的是 A．最多有20个原子共平面 B．能发生加成反应和取代反应 C．有8个碳原子共直线 D．分子中有3种杂化轨道类型的碳原子 【答案】C 【详解】A．H3C－CH＝CHC≡C－CH3中苯环上的10个原子共平面，碳碳双键上相连的5个原子一定共平面最多可能6个原子共平面，碳碳三键上的相连的4个原子可能共平面最多4个原子共平面，该结构中最多有20个原子共平面，A正确； B．该结构中有碳碳双键，能发生加成反应，有氢原子在一定条件下可发生取代反应，B正确； C．最多有6个碳原子共直线，C错误； D．碳碳双键为sp2杂化，碳碳三键为sp杂化，有甲基为sp3杂化，D正确； 故选C。 23．关于 的说法正确的是 A．分子中有3种杂化轨道类型的碳原子 B．与Cl2发生取代反应生成5种有机产物 C．分子的核磁共振氢谱图中共有5组峰 D．分子中共平面的原子数目最多为14 【答案】A 【详解】A．由题干有机物的结构简式可知，分子中－CH3上的碳原子采用sp3杂化，苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，即有机物中有3种杂化轨道类型的碳原子，A正确； B．由题干有机物的结构简式可知，分子中含有6种不同环境的H原子，则其与Cl2发生取代反应生成一氯代物有6种有机产物，还有二氯代物等多氯代物，B错误； C．由题干有机物的结构简式可知，分子中含有6种不同环境的H原子，分子的核磁共振氢谱图中共有6组峰，C错误； D．由题干有机物的结构简式可知，分子中所有的碳原子共平面，碳碳三键上的H也一定共平面，甲基上通过旋转可以增加一个H与之共平面，即共平面的原子数目最多为15，D错误； 故答案为：A。 24．对于如图所示有机物，下列分析正确的是 A．所有碳原子都可能在同一平面内 B．最多只可能有 10个碳原子在同一平面内 C．有7个碳原子可能在同一条直线上 D．只可能有6个碳原子在同一条直线上 【答案】A 【详解】A．乙烯和苯是平面型结构，乙炔是直线型结构，所有的碳原子都可能在同一平面内，故A正确； B．所有的碳原子都可能在同一平面内，共11个碳原子，故B错误； C．根据乙烯、乙炔、苯为基本模型，改写为如图形式，碳碳双键和苯环两个平面结构如果重叠，所有碳原子有可能都在同一平面上，而碳碳双键和苯环的120°键角，使得共线的碳原子只能是HC≡C—中的两个碳原子、苯环对位上的两个碳原子及双键左端的一个碳原子，共计5个，故C错误； D．根据乙烯、乙炔、苯为基本模型，改写为如图形式，碳碳双键和苯环两个平面结构如果重叠，所有碳原子有可能都在同一平面上，而碳碳双键和苯环的120°键角，使得共线的碳原子只能是HC≡C—中的两个碳原子、苯环对位上的两个碳原子及双键左端的一个碳原子，共计5个，故D错误。 故选：A。 25．有机化合物M的结构简式如图所示，下列关于M的说法错误的是 A．1molM最多能与5molH2加成 B．M不存在顺反异构体 C．可发生加成、加聚、取代、氧化反应 D．M能使酸性KMnO4溶液褪色 【答案】B 【详解】A．由题干M的结构简式可知，M中含有碳碳双键和苯环均能与H2加成，故1molM最多能与5molH2加成，A正确； B．由题干M的结构简式可知，M中含有碳碳双键且双键两端的碳原子连有互不相同的原子或原子团，故M存在顺反异构体，B错误； C．由题干M的结构简式可知，M中含有碳碳双键则可发生加成、加聚、氧化反应，含有苯环则可以发生取代反应，C正确； D．由题干M的结构简式可知，M中含有碳碳双键以及与苯环直接相连的碳原子上有氢，故M能使酸性KMnO4溶液褪色，D正确； 故答案为：B。 26． “闭链烃”又称“环烃”。分子中有环状结构的烃，分脂环烃和芳香烃两类。回答下列问题： A．    B．     C．    D．E．    F． (1)上述物质的芳香烃中属于苯的同系物的是： 。 (2)G是高分子化合物，可由B合成，写出B→G的化学方程式 。 (3)鉴别A和F可以使用的试剂是 。 (4)下列关于烃说法正确的是___________。 A．沸点：2，2-二甲基戊烷﹥正戊烷﹥新戊烷﹥2，3-二甲基丁烷﹥丙烷 B．甲苯与液溴在溴化铁催化作用下生成的一取代产物主要有：、 C．分子的同分异构体中属于烯烃的有5种(包含立体异构) D．同质量的物质燃烧耗O2量：甲烷﹥乙烷﹥乙烯﹥丙炔﹥甲苯﹥乙炔 (5)已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转，如图结构简式所示的烃，下列说法中错误的是___________。 A．分子中处于同一直线上碳原子有6个 B．分子中最多有14个碳原子处于同一平面 C．该烃苯环上的一氯代物共有4种 D．该烃能发生加成反应和氧化反应 (6)已知：，如果要合成所用的原始原料可以是___________。 A．2，3-二甲基-1，3-戊二烯和乙炔 B．2-甲基-1，3-丁二烯和2-丁炔 C．2，3-二甲基-1，3-丁二烯和丙炔 D．1，3-戊二烯和2-丁炔 【答案】(1)AD (2) (3)溴水或溴的四氯化碳溶液 (4)BD (5)C (6)BC 【详解】（1）同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；上述物质的芳香烃中属于苯的同系物的是：AD； （2）B是苯乙烯含碳碳双键可发生加聚反应，方程式为 。 （3）A中无碳碳双键，F中含有碳碳双键，则鉴别A和F可以使用的试剂是溴水或溴的四氯化碳溶液，能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色的是F； （4）A．烷烃相对分子质量越大沸点越高；相同碳原子数，烷烃支链越多沸点越低，故沸点：2，2-二甲基戊烷>2，3-二甲基丁烷>正戊烷>新戊烷>丙烷，A错误；   B．甲苯与液溴在溴化铁催化作用下生成的一取代产物主要为邻、对位的氢被取代产物：、，B正确；   C．C5H10分子的同分异构体中属于烯烃的有6种，C错误；    D．等质量的烃完全燃烧时，H的质量分数越大，耗去O2的量越多；则同质量的物质燃烧耗O2量：甲烷>乙烷>乙烯>丙炔>甲苯>乙炔，D正确； 故选BD。 （5）A．苯环对位的原子共线，则分子中处于同一直线上碳原子有6个，A正确； B．苯环直接相连的原子共面，单键可以旋转，则分子中最多有14个碳原子处于同一平面，B正确； C．该烃苯环上有2种氢，则苯环上一氯代物共有2种，C错误； D．该烃能燃烧发生氧化反应，含苯环能发生加成反应，D正确； 故选C。 （6）已知：，分析要合成所用的原始原料有两种断键方式恢复二烯烃与炔烃：即，若为前者原料为：丙炔和2，3-二甲基-1，3-丁二烯，后者原料为：2-甲基-1，3-丁二烯和2-丁炔； 故选BC。 27．某同学设计如图所示装置制备一硝基甲苯。实验步骤如下： ①配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比1︰3)的混合物(混酸) ②在三颈烧瓶里装15mL甲苯 ③装好其他药品，并组装好仪器 ④向三颈烧瓶中加入混酸，并不断搅拌 ⑤控制温度，大约反应10分钟至三颈烧瓶底部有大量(淡黄色油状)液体出现 ⑥分离出一硝基甲苯。(已知：甲苯的密度为0.866g·cm－3，沸点为110.6℃；硝基甲苯的密度为1.20g·cm－3，沸点为210.9℃) 请根据上述实验步骤，回答以下问题： (1)实验方案中缺少一种必要的仪器，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)浓硫酸的作用是 。 (3)L仪器的名称是 ，进水口是 (选填a或b)。 (4)L的作用是 。 (5)甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式是 。 分离产品方案为： (6)操作1的名称是 ，操作2的名称是 。 (7)经测定，产品2的分子中含有5种不同化学环境的氢，它的系统命名为 。 【答案】(1)温度计 生成二硝基甲苯、三硝基甲苯 (2)做反应的催化剂、吸水剂 (3)冷凝管 b (4)冷凝回流，提高原料利用率 (5)+HNO3(浓) +H2O (6) 分液 蒸馏 (7)2-硝基甲苯 【分析】该实验的实验目的是控制反应温度，以甲苯和浓硫酸、浓硝酸的混酸为原料制备、并分离得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯。 【详解】（1）本实验的关键是控制温度在30℃左右，如果温度过高，甲苯的苯环上邻、对位氢都可以被硝基取代生成二硝基甲苯、三硝基甲苯，导致一硝基取代物产率变低，所以实验方案中缺少控制反应温度的温度计； （2）硝化反应中浓硫酸起到的作用是做反应的催化剂、吸水剂； （3）由实验装置图可知，L仪器为直行冷凝管，为增强冷凝效果，实验时冷却水的进水口是下口b； （4）硝化反应的反应物甲苯、硝酸都易挥发，所以冷凝装置的作用是使挥发出的反应物冷凝回流，提高原料利用率； （5）甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的反应为浓硫酸作用下甲苯与浓硝酸发生硝化反应生成对硝基甲苯和水，反应的化学方程式为+HNO3(浓) +H2O； （6）由图可知，操作1分离得到的是无机混合物和有机两种有机混合物，有机物和无机物互不相溶，所以操作1是液液分离的分液操作；分离两种沸点的不同液体，应采用蒸馏的方法，所以操作2为液液分离的蒸馏操作； （7）甲基为邻对位定位基，甲苯发生硝化反应时生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯，对硝基甲苯、邻硝基甲苯的不同化学环境的氢的个数分别为3、5，则分子中含有5种不同化学环境的氢的产品2为邻硝基甲苯，邻硝基甲苯的系统命名分别为2－硝基甲苯。 28．甲苯是重要的有机原料，某化学兴趣小组利用甲苯为主要原料，进行下列实验： Ⅰ．利用如图所示装置制备对溴甲苯，并证明该反应为取代反应。 (1)甲中仪器M的名称为 ，实验过程中使用了40mL甲苯(约为0.38mol)和30mL液溴(约为0.58mol)，则选用的仪器M的最合理规格为 (填标号)。 A．100mL     B．200mL     C．250mL     D．500mL (2)冷凝管中冷水从 (填“a”或“b”)进，乙中CCl4的作用为 。能说明该反应是取代反应而不是加成反应的实验现象为 。 (3)实验过程中进行的分步操作如下，合理的顺序为 (填标号)。若最后得到对溴甲苯51.98g，则该实验的产率约为 (保留两位有效数字)。 A．检查装置气密性    B．连接好装置    C．将甲苯和液溴滴入    D．将NaOH溶液滴入 E．接通冷凝水    F．将M中混合物过滤、分液、蒸馏 Ⅱ．利用如图步骤制取苯甲酸。 (4)反应的原理为+KMnO4→+KOH+MnO2↓+H2O(未配平)。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (5)粗品中主要杂质为少量KCl和MnO2，可采用下列步骤纯化： ①其中趁热过滤的目的是 。 ②最后得到的苯甲酸纯品晶体颗粒较小且晶体外形不规则，最可能的原因为 。 【答案】(1) 三颈烧瓶(或三口烧瓶) B (2) a 吸收HBr气体中的Br2和甲苯蒸气 丙中产生淡黄色沉淀 (3) BAECDF 80％ (4)2︰1 (5)避免苯甲酸析出而损失 冷却结晶时温度降低过快 【分析】甲中甲苯与溴单质发生取代反应，生成对溴甲苯和HBr，通过乙装置吸收挥发的溴和甲苯后，生成气体进入丙中，硝酸银溶液用于检验溴化氢，丁装置吸收多余的HBr，防止污染环境； 【详解】（1）甲中仪器M的名称为三颈烧瓶(或三口烧瓶)；实验过程中使用了40mL甲苯(约为0.38mol)和30mL液溴(约为0.58mol)，总体积为70mL，液体体积一般要小于三分之二、大于三分之一，则选用的仪器M的最合理规格为B．200mL； （2）冷凝管中冷水下进上出，冷凝效果较小，则从a进；由于HBr中可能混有挥发的溴和甲苯，故要使混合气体通入四氯化碳除去溴，防止对HBr的检验造成干扰，同时吸收甲苯蒸气，装置乙中所盛放的四氯化碳的作用是吸收HBr气体中的Br2和甲苯蒸气；装置丙中有淡黄色沉淀生成时，说明反应生成了HBr，则说明该反应是取代反应而不是加成反应； （3）实验过程中进行的分步操作如下，合理的顺序为B．连接好装置，A．检查装置气密性，防止漏气，E．接通冷凝水， C．将甲苯和液溴滴入，进行反应，D．将NaOH溶液滴入，除去过量的溴单质，F．将M中混合物过滤、分液、蒸馏，得到产物；故为：BAECDF；若最后得到对溴甲苯51.98g，实验过程中使用了40mL甲苯(约为0.38mol)和30mL液溴(约为0.58mol)，理论生成0.38mol对溴甲苯，则该实验的产率约为； （4）该反应中锰化合价由+7变为+4，得到3个电子，高锰酸钾为氧化剂，甲苯转化为苯甲酸钾，相当于反应中失去2个氢、得到2个氧，失去6个电子，为还原剂，结合电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2︰1； （5）①降温苯甲酸容易结晶析出，其中趁热过滤的目的是避免苯甲酸析出而损失。 ②最后得到的苯甲酸纯品晶体颗粒较小且晶体外形不规则，最可能的原因为冷却结晶时温度降低过快，使得晶体颗粒较小且不规则。 试卷第28页，共28页 试卷第27页，共28页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 芳香烃的结构和性质的研究 一、苯 1.芳香烃：在烃类化合物中，含有一个或多个 的化合物。最简单的芳香烃为 。 (1)苯与苯的同系物的区别与联系 苯 苯的同系物 相同点 组成与结构 ①分子中都含有一个苯环 ②都符合分子式通式CnH2n-6 化学性质 ①燃烧时现象相同，火焰明亮,伴有浓烟。 ②都能发生苯环上的取代反应 ③都能与H2发生加成反应 不同点 取代反应 能发生取代反应,主要得到一元取代产物 易发生取代反应，常得到多元取代产物 氧化反应 不能使酸性KMnO4溶液褪色 能使酸性KMnO4溶液褪色 差异原因 苯的同系物分子中，苯环与侧链相互影响，苯环影响侧链，则侧链烃基性质活泼而被氧化。侧链烃基影响苯环，使苯环上的侧链烃基邻、对位的氢更活泼而被取代。 注意：从分子组成上来说，苯的同系物与酸性KMnO4溶液反应的条件是与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，若与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子则不能被氧化，如不能被氧化。 (2)稠环芳香烃：由两个或两个以上的苯环共用相邻的 个碳原子的 是稠环芳香烃。 ①萘：分子式为 ，结构简式为,是一种无色片状晶体，有特殊气味,易升华,不溶于水。 ②蒽：分子式为 ，结构简式为，是一种无色晶体，易升华，不溶于水，易溶于苯。 2.苯的物理性质与应用 (1)物理性质：苯是一种无色、有特殊气味的 体，苯有毒， 溶于水。苯易挥发，沸点80.1 ℃，熔点5.5 ℃，常温下密度比水的 。 (2)应用：苯是一种重要的化工原料和 。 3.苯的分子结构 (1)分子式为 ，结构简式为或，为 结构。 (2)化学键形成：苯分子中的6个碳原子均采取 杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以 键结合，键间夹角均为120°，连接成六元环。每个碳碳键的键长相等，都是139 pm，介于 和 的键长之间。每个碳原子余下的 轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大 键,均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。 4.苯的化学性质：苯的结构稳定，苯不与酸性KMnO4溶液、溴水反应。但苯可以萃取溴水中的溴。 (1)氧化反应 ①苯的可燃性：苯能在空气里燃烧，产生浓重的 。 。 ②苯不能被酸性KMnO4溶液氧化：苯不与酸性KMnO4溶液反应，不能使酸性KMnO4溶液褪色。 (2)取代反应 ①溴化反应 ⅰ.反应原理：苯能与液溴反应；但苯与溴水不反应。 + + 。 ⅱ.制取溴苯：从实验探究认识苯的性质 实验 装置 实验 现象 烧瓶充满红棕色气体，锥形瓶内导管口有白雾;向锥形瓶中滴加AgNO3溶液，有浅黄色沉淀生成；把烧瓶里的液体倒入冷水里，有褐色不溶于水的液体生成。 注意 事项 ①用液溴，溴水与苯不反应。 ②使用FeBr3作催化剂，无催化剂不反应。 ③锥形瓶中的导管不能插入液面以下，以防止倒吸。 ④纯净的溴苯是无色油状液体，溶解了溴单质而显褐色，除去溴苯中的溴单质，可用NaOH溶液洗涤，再用分液漏斗分液。 ②硝化反应 ⅰ.反应原理：+ + 。 ⅱ. 制取硝基苯：从实验探究认识苯的性质 实验 步骤 ①先将1.5 mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2 mL浓硫酸，并及时摇匀，冷却后，再加入1 mL苯,充分振荡。 ②将大试管放入50~60 ℃的水浴中加热 实验 现象 将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，烧杯底部有黄色油状物质生成(溶有NO2)，然后用NaOH(5%)溶液洗涤,最后用蒸馏水洗涤后得无色油状、有苦杏仁味、密度比水大的液体。 注意 事项 ①浓硫酸的作用是作催化剂、吸水剂。 ②必须用水浴加热，且温度计插入水浴中测量温度。 ③磺化反应：+ + 。 (3)加成反应：苯能与H2发生加成反应 + 。 ①纯净的溴苯为无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的大。 ②纯净的硝基苯为无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。 ③苯磺酸易溶于水，是一种强酸。 二、苯的同系物 1.苯的同系物：指苯环上的氢原子被 取代所得到的一系列产物，其分子中有 个苯环，侧链都是 。 (1) 苯的同系物的结构特点：分子中有一个苯环，侧链都是烷基。 (2) 苯的同系物的通式：通式为 (n≥6)。 2.苯的同系物的物理性质 (1)苯的同系物的物理通性：苯的同系物为无色液体， 溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水的 。 (2) 苯的同系物的物理性质递变规律：三种二甲苯的熔、沸点与密度。 ①熔点： > > 。 ②沸点： > > 。 ③密度： > > 。 3.苯的同系物的化学性质(以甲苯为例) (1)氧化反应：注意苯的同系物与苯的性质比较 ①苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化：甲苯能使酸性KMnO4溶液 ，这是由于甲苯上的 被酸性KMnO4氧化的结果。 ②苯的同系物的可燃烧性： + 。 (2)取代反应：甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物在加热条件下，生成2,4,6⁃三硝基甲苯+ + 。 2,4,6⁃三硝基甲苯又叫梯恩梯(TNT)，是一种淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药。 (3)加成反应：在一定条件下甲苯与H2发生加成反应，生成甲基环己烷。 + 【例1】（24-25高二上·上海·阶段练习）苯环结构中不存在碳碳单键和碳碳双键的交替结构，下列可作为证据的是 ①苯不能使溴的CCl4溶液褪色； ②苯在一定条件下既能发生取代反应，又能发生加成反应； ③经测定邻二甲苯只有一种结构； ④经测定，苯环上碳碳键的键长相等； A．①②③④ B．①②④ C．①③④ D．③ 【例2】（23-24高二下·辽宁·期中）下列是甲苯的有关转化关系(部分产物没有标出)，有关叙述正确的是 A．反应①为取代反应，其产物可能是 B．完全燃烧时，反应②的耗氧量比等质量的苯多 C．反应③体现了苯环对侧链性质的影响，使其活性增强 D．反应④为加成反应，生成物的一氯代物的种类是4种 【例3】 （24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）已知：溴苯的沸点为156℃，苯的沸点为80℃。实验室用苯和液溴制取溴苯并验证反应类型的实验装置如图：按以下要求回答问题： (1)冷凝管的进水口为 (填“A”或“B”)；冷凝管的作用： 。 (2)d中盛放的试剂是 ；作用： (3)有同学认为苯与溴的反应为加成反应而不是取代反应，请根据该实验装置特点和实验现象判断反应的类型。 ①反应类型： (填“加成反应”或“取代反应”)； ②叙述得出这一结论的实验现象： 。 (4)分离提纯： ①反应后a瓶中的溴苯中因溶有溴而显褐色，提纯溴苯的过程中，除去溴苯中的溴可加入 溶液，振荡，再通过 (填分离方法)分离提纯； ②苯与溴还可能发生副反应生成对二溴苯(沸点220℃)和邻二溴苯(沸点224℃)，因此最后再经 (填分离方法)即可得到较纯净的溴苯，该过程中为了受热均匀和易于控制温度，可采用 (填“水浴”或“油浴”)加热。 (5)检验鉴别：充分反应后，三颈烧瓶中的粗产品经水洗、分液后得到水洗液，为验证水洗液中是否存在不能选用的试剂是 (填字母)。 A．溶液    B．溶液    C．溶液 1．下列关于苯的叙述错误的是 A．属于不饱和烃 B．难溶于水且比水轻 C．分子中含有碳碳双键 D．燃烧时产生浓烟 2．组成有机物的原子或原子团之间会产生相互影响而使其性质发生改变，对比甲烷、苯和甲苯的结构与性质，下列推测正确的是 A．甲苯是苯的同系物，所以化学反应只能发生在苯环上不能发生在甲基上 B．甲苯可以被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸，说明苯环对甲基的影响使甲基活性增强了 C．甲苯可以在甲基的邻对位发生取代反应，说明甲基使苯环的活性减弱了 D．甲苯可以与氢气发生加成反应，说明甲苯中有碳碳双键 3．下列物质属于芳香烃，但不是苯的同系物的是 A． B． C． D． 4．已知C－C单键可以绕键轴旋转，某烃结构简式可表示为，下列有关该烃的说法中正确的是 A．该烃是苯的同系物 B．分子中最多有6个碳原子处于同一直线上 C．分子中含四面体结构碳原子数有4个 D．分子中至少有9个碳原子处于同一平面上 5．下列关于苯乙烯的说法正确的是 A．苯乙烯是乙烯的同系物 B．苯乙烯是苯的同系物 C．苯乙烯属于脂环烃 D．苯乙烯属于芳香族化合物 6．不考虑立体异构时，分子式为C9H12，且属于芳香烃的有机物共有 A．7种 B．8种 C．9种 D．10种 7．某有机化合物的结构简式为，若分子中共线的原子数最多为a，可能共面的碳原子数最多为b，与所连原子形成四面体形结构的碳原子数为c，则a、b、c分别是 A．5、11、1 B．6、10、1 C．6、11、1 D．5、10、1 8．已知有机物M在一定条件下可转化为N。下列说法正确的是　　 A．M的分子式为C9H11 B．N分子中所有碳原子共平面 C．M中苯环上的一氯代物共6种 D．可用溴水鉴别M和N 9．下列说法正确的是 A．苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物中都含有苯环，所以是官能团 B．、都是苯的同系物 C．苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．甲苯在一定条件下与硝酸反应生成2，4，6-三硝基甲苯，说明甲基对苯环产生了影响 10．下列关于苯的叙述正确的是 A．反应①为取代反应，反应的试剂是浓溴水 B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并带有浓烟 C．反应③为取代反应，有机产物是一种烃 D．反应④中1mol苯最多与3molH2发生加成反应，是因为苯分子中含有三个碳碳双键 11．已知苯与一卤代烷烃在催化剂作用下可生成苯的同系物，如下： 则在催化剂作用下由苯和下列各组物质合成乙苯时，最好应该选用 A．CH3CH3和Cl2 B．CH2＝CH2和Cl2 C．CH3CH3和HCl D．CH2＝CH2和HCl 12．分析以下反应，下列推论不正确的是 ① ② 产物物质的量分数依次为58%、4%、38%。 ③ 产物物质的量分数依次为6%、93%、1%。 A．甲苯比苯容易硝化，硝基苯比苯难硝化 B．甲基为吸电子基、硝基为推电子基，对苯环产生不同影响 C．甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被硝基取代 D．硝基使苯环上与硝基处于邻、对位的氢原子比间位的更难被硝基取代 13．下列反应能说明苯环对取代基的影响的是 A．甲苯可与氢气发生加成反应 B．甲苯和浓硝酸、浓硫酸反应生成TNT C．甲苯在一定条件下反应生成对氯甲苯 D．甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化 14．某有机化合物结构如图所示，下列有关说法错误的是 A．分子中含有1个手性碳原子 B．分子中有5个碳原子在同一直线上 C．能使酸性高锰酸钾稀溶液褪色 D．分子式为C16H19O2N 15．已知(为氢原子或烷基)。有机化合物M()可被酸性KMnO4溶液氧化为，则符合条件的有机化合物M的结构共有 A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 16．已知有机物能发生下列反应，下列说法错误的是 A．M的苯环上的一氯代物有3种 B．W分子中所有碳原子可能共平面 C．该反应的原子利用率为 D．可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 17．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不正确的是 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、过滤，得到溴苯 18．已知某有机物的结构简式如图所示，下列有关该有机物的说法不正确的是 A．分子式为C15H18 B．苯环上的一氯代物有4种 C．1mol该物质最多能与2molH2加成 D．能使酸性KMnO4溶液褪色，且能发生氧化反应、加成反应、取代反应 19．在EY沸石催化下，萘与丙烯反应主要生成二异丙基萘M和N。 下列说法正确的是 A．1mol M中含有5mol π键 B．M分子中最多有12个碳原子共平面 C．N的一溴代物有5种 D．萘的二溴代物有14种 20．工业上可由乙苯生产苯乙烯，反应原理如图所示，下列说法正确的是 A．上述反应类型属于氧化反应 B．乙苯、苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应、氧化反应 C．1 mol苯乙烯最多可以与4 mol氢气加成，所得产物最多有8个碳原子共面 D．用酸性高锰酸钾溶液可区分乙苯和苯乙烯 21．苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体，结构简式如图。关于该化合物，下列说法正确的是 A．苯并降冰片烯是苯的同系物 B．苯并降冰片烯分子中所有碳原子共平面 C．苯并降冰片烯的一氯代物有6种(不考虑立体异构) D．在酸性KMnO4溶液中，苯并降冰片烯可被氧化为邻苯二甲酸 22．下列有关分子H3C－CH＝CHC≡C－CH3的叙述中，错误的是 A．最多有20个原子共平面 B．能发生加成反应和取代反应 C．有8个碳原子共直线 D．分子中有3种杂化轨道类型的碳原子 23．关于 的说法正确的是 A．分子中有3种杂化轨道类型的碳原子 B．与Cl2发生取代反应生成5种有机产物 C．分子的核磁共振氢谱图中共有5组峰 D．分子中共平面的原子数目最多为14 24．对于如图所示有机物，下列分析正确的是 A．所有碳原子都可能在同一平面内 B．最多只可能有 10个碳原子在同一平面内 C．有7个碳原子可能在同一条直线上 D．只可能有6个碳原子在同一条直线上 25．有机化合物M的结构简式如图所示，下列关于M的说法错误的是 A．1molM最多能与5molH2加成 B．M不存在顺反异构体 C．可发生加成、加聚、取代、氧化反应 D．M能使酸性KMnO4溶液褪色 26． “闭链烃”又称“环烃”。分子中有环状结构的烃，分脂环烃和芳香烃两类。回答下列问题： A．     B．    C．    D．E．     F． (1)上述物质的芳香烃中属于苯的同系物的是： 。 (2)G是高分子化合物，可由B合成，写出B→G的化学方程式 。 (3)鉴别A和F可以使用的试剂是 。 (4)下列关于烃说法正确的是___________。 A．沸点：2，2-二甲基戊烷﹥正戊烷﹥新戊烷﹥2，3-二甲基丁烷﹥丙烷 B．甲苯与液溴在溴化铁催化作用下生成的一取代产物主要有：、 C．分子的同分异构体中属于烯烃的有5种(包含立体异构) D．同质量的物质燃烧耗O2量：甲烷﹥乙烷﹥乙烯﹥丙炔﹥甲苯﹥乙炔 (5)已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转，如图结构简式所示的烃，下列说法中错误的是___________。 A．分子中处于同一直线上碳原子有6个 B．分子中最多有14个碳原子处于同一平面 C．该烃苯环上的一氯代物共有4种 D．该烃能发生加成反应和氧化反应 (6)已知：，如果要合成所用的原始原料可以是___________。 A．2，3-二甲基-1，3-戊二烯和乙炔 B．2-甲基-1，3-丁二烯和2-丁炔 C．2，3-二甲基-1，3-丁二烯和丙炔 D．1，3-戊二烯和2-丁炔 27．某同学设计如图所示装置制备一硝基甲苯。实验步骤如下： ①配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比1︰3)的混合物(混酸) ②在三颈烧瓶里装15mL甲苯 ③装好其他药品，并组装好仪器 ④向三颈烧瓶中加入混酸，并不断搅拌 ⑤控制温度，大约反应10分钟至三颈烧瓶底部有大量(淡黄色油状)液体出现 ⑥分离出一硝基甲苯。(已知：甲苯的密度为0.866g·cm－3，沸点为110.6℃；硝基甲苯的密度为1.20g·cm－3，沸点为210.9℃) 请根据上述实验步骤，回答以下问题： (1)实验方案中缺少一种必要的仪器，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)浓硫酸的作用是 。 (3)L仪器的名称是 ，进水口是 (选填a或b)。 (4)L的作用是 。 (5)甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式是 。 分离产品方案为： (6)操作1的名称是 ，操作2的名称是 。 (7)经测定，产品2的分子中含有5种不同化学环境的氢，它的系统命名为 。 28．甲苯是重要的有机原料，某化学兴趣小组利用甲苯为主要原料，进行下列实验： Ⅰ．利用如图所示装置制备对溴甲苯，并证明该反应为取代反应。 (1)甲中仪器M的名称为 ，实验过程中使用了40mL甲苯(约为0.38mol)和30mL液溴(约为0.58mol)，则选用的仪器M的最合理规格为 (填标号)。 A．100mL     B．200mL     C．250mL     D．500mL (2)冷凝管中冷水从 (填“a”或“b”)进，乙中CCl4的作用为 。能说明该反应是取代反应而不是加成反应的实验现象为 。 (3)实验过程中进行的分步操作如下，合理的顺序为 (填标号)。若最后得到对溴甲苯51.98g，则该实验的产率约为 (保留两位有效数字)。 A．检查装置气密性    B．连接好装置    C．将甲苯和液溴滴入    D．将NaOH溶液滴入 E．接通冷凝水    F．将M中混合物过滤、分液、蒸馏 Ⅱ．利用如图步骤制取苯甲酸。 (4)反应的原理为+KMnO4→+KOH+MnO2↓+H2O(未配平)。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (5)粗品中主要杂质为少量KCl和MnO2，可采用下列步骤纯化： ①其中趁热过滤的目的是 。 ②最后得到的苯甲酸纯品晶体颗粒较小且晶体外形不规则，最可能的原因为 。 试卷第14页，共14页 试卷第13页，共14页 学科网（北京）股份有限公司 $$