课时作业（8）芳香烃（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修第三册（人教版2024）

课时作业（八） （建议用时：40 min） （见学生用书P130） 1.轴烯是一类独特的星形环烃。三元轴烯与苯（　　） A.均为芳香烃 B.互为同素异形体 C.互为同系物 D.互为同分异构体 答案　D 解析　三元轴烯与苯的分子式都是C6H6，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体。 2.下列物质属于芳香烃，但不是苯的同系物的是（　　） ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ A.③④ B.②⑤ C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑥ 答案　B 解析　和含有一个苯环，属于苯的同系物；和尽管含有一个苯环，但其中含有其他原子（N或O），不属于芳香烃；含有碳碳双键，属于芳香烃，但不是苯的同系物；含有两个苯环，属于芳香烃，但不是苯的同系物。 3.苯环结构中不存在碳碳单键与碳碳双键的交替结构，可以作为证据的是（　　） ①苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色　②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色　③苯在一定条件下既能发生取代反应，又能发生加成反应　④经测定，邻二甲苯只有一种结构　⑤经测定，苯环上碳碳键的键长相等，都是1.40×10－10 m A.①②④⑤ B.①②③⑤ C.①②③ D.①② 答案　A 解析　 苯既能取代又能加成，具有类似烷烃和烯烃的性质，不能证明苯环中不存在碳碳单键和碳碳双键的交替结构，故③不能作为证据。 4.某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4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 答案　B 解析　该烃的分子式为C10H14，符合分子通式Cn，它不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4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：①—CH2CH2CH2CH3，②—CHCH3CH2CH3，③—CH2CH（CH3）2，④—C（CH3）3，由于第④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。 5.已知异丙苯的结构简式如下，下列说法错误的是（　　） A.异丙苯的分子式为C9H12 B.异丙苯的沸点比苯高 C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面 D.异丙苯和苯为同系物 答案　C 解析　异丙苯的分子式为C9H12，A项正确；异丙苯的相对分子质量比苯大，故其沸点比苯高，B项正确；由于异丙基与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子，而饱和碳原子为四面体结构，故饱和碳原子和与其相连的三个碳原子一定不在同一平面上，C项错误；异丙苯与苯结构相似，在组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，D项正确。 6.只用一种试剂就能将甲苯、己烯、四氯化碳、碘化钾溶液区分开，该试剂是（　　） A.酸性高锰酸钾溶液 B.溴化钾溶液 C.溴水 D.硝酸银溶液 答案　C 解析　A项酸性KMnO4溶液有强氧化性，能氧化甲苯、己烯而褪色，不能用于区分它们。B项溴化钾溶液加入题中的4种液体中，由于甲苯、己烯的密度都比水小，混合后分层，有机层在上，都无化学反应发生，从而不能区分；因为CCl4比水的密度大，混合后分层，有机层在下；与KI溶液不分层。D项AgNO3溶液与B项类似，但KI中会出现黄色沉淀。C项甲苯与溴水分层，溴被萃取到甲苯中处于上层，呈橙黄色，下层为水层，接近无色；己烯使溴水褪色，可见上下分层，但都无色；CCl4萃取Br2，上层为水层，无色，下层为Br2的CCl4溶液，呈橙黄色；溴水与KI溶液不分层，但发生反应，置换出I2可使溶液颜色加深，四种溶液的现象各不相同，所以可以区分。 7.如图为酷似奥林匹克旗中的五环的有机物，科学家称其为奥林匹克烃，下列有关奥林匹克烃的说法正确的是（　　） A.该烃的一氯代物只有一种 B.该烃分子中只含非极性键 C.该烃完全燃烧生成H2O的物质的量小于CO2的物质的量 D.该烃属于烷烃 答案　C 解析　该烃为对称结构，所以可以沿对称轴取一半考虑其一氯代物的种类，对连有氢原子的碳原子进行编号，如图所示，，则其一氯代物有七种，A项错误；分子结构中含有碳碳非极性键和碳氢极性键，B项错误；该有机物的化学式为C22H14，完全燃烧产物的物质的量之比为n（H2O）∶n（CO2）＝7∶22，生成H2O的物质的量小于CO2的物质的量，C项正确；从结构上看，奥林匹克烃属于多环芳香烃，属于芳香族化合物，不属于烷烃，D项错误。 8.关于苯的硝化反应，下列说法正确的是（　　） A.与甲苯相比，苯更容易发生硝化反应 B.试剂的添加顺序：先将浓硫酸加入试管中再缓慢加入浓硝酸，摇匀冷却后加入苯 C.将反应后的液体倒入盛有水的烧杯中，可以观察到烧杯上部有黄色油状物质生成 D.由粗产品得到纯硝基苯的操作：①水洗后分液②氢氧化钠溶液洗涤后分液③水洗后分液④无水CaCl2干燥⑤蒸馏 答案　D 解析　甲基能使得苯环活化，与苯相比，甲苯更容易发生硝化反应，A项错误；浓硫酸溶于水放出大量的热，应该先将浓硝酸加入试管中再缓慢加入浓硫酸，摇匀冷却后加入苯，B项错误；硝基苯密度大于水，生成的硝基苯应该位于下层，C项错误；由粗产品得到纯硝基苯的操作：①水洗后分液，分离出有机层；②氢氧化钠溶液洗涤后分液，除去过量的酸；③水洗后分液；④无水CaCl2干燥，除去水；⑤物质沸点不同，蒸馏得到纯硝基苯，D项正确。 9.对实验室制得的粗溴苯[含溴苯（不溶于水，易溶于有机溶剂，沸点156.2 ℃）、Br2和苯（沸点80 ℃）]进行纯化，未涉及的装置是（　　） 　 答案　C 解析　 除去Br2可以用SO2，原理是Br2＋ SO2＋2H2OH2SO4＋2HBr，A项正确；苯和溴苯的混合液与无机溶液互不相溶，分液可得苯和溴苯的混合液，B项正确；由分析可知，不涉及过滤操作，C项错误；溴苯沸点是156.2 ℃、苯的沸点是80 ℃，分离出溴苯用蒸馏，D项正确。 10.（1）下列有机物中属于脂肪烃的是　　　　（填序号，下同），属于芳香烃的是　　　　，属于苯的同系物的是　　　　，属于脂环烃的是　　　　。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ （2）烃A的相对分子质量是106，它能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但不能使溴水褪色。当用FeBr3作催化剂时，能与溴反应，生成的一溴代物只有一种，则烃A的名称是　　　　，它生成一溴代物的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）某有机物的结构简式如下所示： ①1 mol该物质和溴水混合，消耗Br2的物质的量为　　　　mol。 ②1 mol该物质和H2加成最多需H2　　　　mol。 ③下列说法不正确的是　　　　（填字母）。 A.此物质可发生加成、取代、氧化等反应 B.该物质难溶于水 C.该物质能使溴水褪色 D.该物质能使酸性KMnO4溶液褪色，且发生的是加成反应 解析　（1）略。（2）根据该烃的性质可以推知：该烃分子中无且含苯环，设分子式为CxHy，＝8余10，因此其分子式为C8H10。又知其苯环上的一溴代物只有一种，故A为对二甲苯。与Br2发生甲基邻位上H的取代反应。 （3）1 mol该物质含2 mol碳碳双键，与溴水混合发生加成反应，2 mol碳碳双键可与2 mol Br2加成。苯环和碳碳双键与H2均可发生加成反应，最多需5 mol H2。该物质有碳碳双键，能发生加成反应（使溴水褪色）和氧化反应，有苯环能发生取代反应；该物质属于烃，难溶于水，与酸性KMnO4溶液发生氧化反应。 答案　（1）⑥　②⑤　⑤　③④ （2）对二甲苯　 ＋Br2＋HBr （3）①2　②5　③D 11.由芳香烃R（C7H8）可以生成3种有机化合物X、Y和Z，转化关系如下图所示，下列说法不正确的是（　　） A.R的名称为甲苯，苯环上的一氯代物有3种 B.反应①条件是Cl2/光照，反应②条件是Cl2/FeCl3 C.R和Z的核磁共振氢谱上均有4组吸收峰 D.反应①和反应②可得：苯的同系物与Cl2发生反应的条件不同，产物不同 答案　C 解析　从X的结构分析，R化学式为C7H8的芳香烃则其为甲苯，苯环上有3种不同的氢原子，A项正确；甲苯与氯气在光照条件下发生苯环侧链甲基上的取代反应，与氯气在FeCl3催化下发生苯环上甲基邻、对位的取代反应，B项正确；甲苯分子中有4种不同的氢原子，核磁共振谱有4组峰；Z是，分子中有5种不同的氢原子，核磁共振谱共有5组峰，C项错误；由B分析可知，苯的同系物与Cl2发生反应的条件不同，产物不同，D项正确。 12.下列苯的同系物分别与液溴和铁粉发生反应，苯环上的氢原子被取代，所得一溴代物有三种同分异构体的是（　　） A.邻二甲苯 B. C.对二甲苯 D.乙苯 答案　D 解析　苯的同系物在苯环上有一个氢原子被其他原子或原子团取代后，可通过画对称轴来判断同分异构体的种类，对称位置上的取代产物是同一种取代产物。例如，邻二甲苯的对称轴及对称位置为，其中3和6、4和5是对称位置，则苯环上的一元取代产物只有两种，用同样的方法可判断出乙苯苯环上的一元取代物有三种同分异构体，对二甲苯苯环上的一元取代物有一种，B项中苯环上的一元取代物有四种同分异构体。 13.有机物CH3—CHCH—CH3的键线式可表示为。已知有机物X的键线式为，Y是X的同分异构体且属于芳香烃。下列关于Y的说法正确的是（　　） A.Y的结构简式为 B.Y能使溴水褪色，且反应后的混合液静置后不分层 C.Y不能发生取代反应 D.Y分子中的所有原子不可能在同一平面内 答案　A 解析　根据X的键线式结构，可得其分子式为C8H8，Y是X的同分异构体，并且属于芳香烃，即分子中含有苯环，则Y的结构简式为，A项正确；它能与溴水发生加成反应使其褪色，但反应后混合液应分层，B项错误；苯乙烯的苯环上可以发生取代反应，C项错误；当单键转动时，苯环与乙烯基可以在同一平面，所有原子可处于同一平面内，D项错误。 14.已知：①R—NO2 R—NH2； ②＋HO—SO3H＋H2O； ③苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。 以下是用苯作原料制备某些化合物的转化关系图： （1）A是一种密度比水　　　　（填“小”或“大”）的无色液体；A转化为B的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　。 （2）在“CD”的所有反应中属于取代反应的是　　　　（填字母），属于加成反应的是　　　　（填字母）；用核磁共振氢谱可以证明化合物D中有　　　　种处于不同化学环境的氢。 （3）B中苯环上的二氯代物有　　　　种同分异构体；CH3—NH2的所有原子　　　　（填“可能”或“不可能”）在同一平面上。 解析　（1）结合框图中苯转化为A的条件，可知A为硝基苯。运用逆推法可确定B中苯环上甲基的位置，得出B为。（2）由苯到的各个转化条件可知C为，D为，从而可推知各个反应的反应类型。（3）由（1）知B为，则B中苯环上的二氯代物有6种，CH3—NH2可看成CH4中的一个H原子被NH2取代，CH4的空间结构为四面体形，因此CH3—NH2的所有原子不可能在同一平面上。 答案　（1）大　＋CH3Cl （2）a、b　c　3　（3）6　不可能 15.某实验小组用如图所示装置制备一硝基甲苯（包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯），反应原理： 2＋ 　　　　　　　　　　　　　　对硝基甲苯　　邻硝基甲苯 实验步骤：①浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶3配制混合溶液（即混酸）共40 mL； ②在三颈烧瓶中加入13 g甲苯（易挥发），按如图所示装好药品和其他仪器； ③向三颈烧瓶中加入混酸； ④控制温度约为50～55 ℃，反应大约10 min，三颈烧瓶底部有大量淡黄色油状液体出现； ⑤分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯共15 g。 相关物质的性质如下： 有机物 密度/g·cm－3 沸点/℃ 溶解性 甲苯 0.866 110.6 不溶于水 对硝基甲苯 1.286 237.7 不溶于水，易溶于液态烃 邻硝基甲苯 1.162 222 不溶于水，易溶于液态烃 （1）仪器A的名称是　　　　　　。 （2）配制混酸的方法是　　　　　　　　　　　　　。 （3）若实验后在三颈烧瓶中收集的产物较少，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）本实验采用水浴加热，水浴加热的优点是　　　　　　　　　　　　　。 （5）分离反应后产物的方案如下： 混合物 操作1的名称是　　　　，操作2中不需要用到下列仪器中的　　　　（填字母）。 a.冷凝管 b.酒精灯 c.温度计 d.分液漏斗 e.蒸发皿 （6）本实验中邻、对硝基甲苯的产率为　　　　　　（保留小数点后一位）。 解析　（1）略。（2）有关浓硫酸溶液配制，一般将密度大的液体（浓硫酸）加入密度小的液体（浓硝酸）中，由于浓硫酸溶于水会放热，所以需要搅拌，注意题给信息中有体积比。（3）产物较少的原因：一是反应物的挥发所致，二是温度过高，副反应多。（4）略。（5）操作1分离无机和有机混合物（邻、对硝基甲苯不溶于水），用分液的方法。操作2分离互溶的液态有机物多用蒸馏的方法。（6）略。 答案　（1）分液漏斗　（2）量取10 mL浓硝酸倒入烧杯中，再量取30 mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并不断搅拌　（3）混酸未冷却即加入三颈烧瓶（或水浴温度过高），导致反应温度过高而产生大量副产物（或冷凝效果不佳导致浓硝酸、甲苯等反应物挥发而降低一硝基甲苯的产率）　（4）受热均匀，易于控制温度　 （5）分液　de　（6）77.5％ 学科网（北京）股份有限公司 $$