第1章 第3节 第3课时 苯、苯的同系物及其性质(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修3（鲁科版2019）

1．下列物质中属于苯的同系物的是(　　) 答案　D 2．下列说法正确的是(　　) A．芳香烃的分子通式是CnH2n－6(n≥6，且n为正整数) B．苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物 C．苯和甲苯都不能使酸性KMnO4溶液褪色 D．苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应 解析　芳香烃是分子中含一个或多个苯环的烃类化合物；而苯的同系物仅指分子中含有一个苯环，且苯环的侧链全部为烷基的烃类化合物，苯的同系物的通式为CnH2n－6(n>6，且n为正整数)；苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应，但甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色而苯不能，这是苯环与侧链之间的影响所致。 答案　D 3．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 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，溴化钾溶液加入上述4种液体中，由于甲苯、己烯的密度都比水小，与溴化钾溶液混合后分层，有机层在上层，都无化学反应发生，从而不能区分；与CCl4混合后分层，但有机层在下层，因为CCl4比水密度大；与KI溶液混合不分层。D项AgNO3溶液与B项类似，遇KI溶液会出现黄色沉淀。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，近似无色；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，近似无色，下层为Br2的CCl4溶液，呈橙红色；溴水与KI溶液混合不分层，但发生化学反应，Br2可置换出I2使溶液颜色加深，四种溶液的现象各不相同，因此可区分四种溶液。 答案　C 4．实验室制备和提纯硝基苯过程中，下列实验或操作正确的是(　　) A B C D 配制混酸溶液 50～60 ℃水浴加热反应混合物 洗涤、分离粗硝基苯 蒸馏粗硝基苯得纯 硝基苯 解析　浓硫酸密度较大，为防止酸液飞溅，应将浓硫酸滴加到浓硝酸中，A错误；用水浴控制温度在50～60 ℃加热产生硝基苯，B正确；硝基苯不溶于水，用分液方法将硝基苯和水层分离，不能用过滤的方法分离，C错误；加入水的方向错误，为充分冷凝，应从下端进水，D错误。 答案　B 5．有机化合物X是一种重要的化工原料，在一定条件下发生如图转化，下列说法错误的是(　　) A．X是苯乙烯，与苯不互为同系物 B．X不属于芳香化合物 C．Q的结构简式为 D．以上流程中发生的反应类型有加成反应、氧化反应、加聚反应 解析　X的结构简式为，含有碳碳双键，与苯不互为同系物，A正确；含有苯环的化合物叫作芳香化合物，X属于芳香化合物，B错误；苯乙烯可以发生加聚反应生成高分子化合物聚苯乙烯，C正确；X→Y为加成反应，X→Z为氧化反应，X→Q为加聚反应，D正确。 答案　B 6．已知分子式为C8H10的芳香烃，其苯环上的一个氢原子被氯原子取代，生成物最多有(　　) A．7种 B．8种 C．9种 D．10种 解析　C8H10的结构可能有、、 。各有机物的对称结构和苯环上不同化学环境的氢原子数如下：、、、，其一氯代物依次有3种、2种、3种、1种，共9种。 答案　C 7．对于苯乙烯()的下列叙述：①能使酸性KMnO4溶液褪色；②可发生加聚反应；③可溶于水；④可溶于苯；⑤能与浓硝酸发生取代反应；⑥所有的原子可能共平面。其中正确的是(　　) A．①②④⑤ B．①②⑤⑥ C．①②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥ 解析　物质的性质推测可根据其结构特征和物质的相似性来分析解答，苯乙烯分子中含有苯环和碳碳双键，其性质应与苯、乙烯有相似之处，从分子结构看，是两个平面结构的组合，而这两个平面有可能重合，故⑥正确；苯环上可发生取代反应，故⑤正确；碳碳双键可被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色，也能发生加聚反应，故①②正确；有机物一般易溶于有机物而难溶于水，④正确，③错误；故正确的是①②④⑤⑥。 答案　C 8．(双选)关于，下列结论中正确的是(　　) A．该有机物分子式为C13H14 B．该有机物属于苯的同系物 C．该有机物分子至少有4个碳原子共直线 D．该有机物分子最多有13个碳原子共平面 解析　该有机物分子式为C13H14，A项正确；该有机物含有碳碳双键和碳碳三键，不属于苯的同系物，B项错误；分析碳碳三键附近的原子，单键可以自由旋转，所以，该有机物分子至少有3个碳原子共直线，C项错误；该有机物可以看成甲基、苯环、乙基、乙烯、乙炔连接而成，单键可以自由旋转，该有机物分子最多有13个碳原子共平面，D项正确。 答案　AD 9．(双选)异丙烯苯和异丙苯是重要的化工原料，二者存在如下转化关系： 下列说法中正确的是(　　) A．异丙烯苯与苯互为同系物 B．异丙烯苯不能发生取代反应 C．异丙苯的一溴代物有5种 D．0.5 mol异丙苯完全燃烧消耗氧气6 mol 解析　结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物，异丙烯苯与苯的分子组成相差不为CH2的整数倍，且结构不相似，二者不互为同系物，A错误；异丙烯苯含苯环，可以在浓硫酸等催化作用下发生取代反应，含烃基，可以在光照条件下与氯气发生取代反应，B错误；异丙苯结构中含有5种不同化学环境的氢原子，其一溴代物有5种，C正确；异丙苯的分子式为C9H12，完全燃烧的化学方程式为C9H12＋12O29CO2＋6H2O，则0.5 mol异丙苯完全燃烧消耗氧气6 mol，D正确。 答案　CD 10．(双选)已知： 下列关于Ⅰ、Ⅱ两种有机化合物的叙述中错误的是(　　) A．Ⅰ、Ⅱ均能使酸性KMnO4溶液褪色 B．Ⅰ、Ⅱ的一氯代物均只有4种(不考虑立体异构) C．Ⅱ的分子不存在顺反异构现象 D．Ⅰ、Ⅱ均可以用来萃取溴水中的溴 解析　Ⅰ分子中苯环上的甲基可被KMnO4氧化、Ⅱ分子中含有的碳碳双键可与KMnO4反应，两者均能使酸性KMnO4溶液褪色，A正确；1个Cl原子可以取代中甲基上及苯环上在甲基的邻、间、对位的H原子，共4种；关于碳碳双键对称，苯环关于支链对称，Cl原子可取代双键碳上及苯环上在支链的邻、间、对位的H原子，共4种，B正确；Ⅱ分子中存在碳碳双键，且每个双键碳原子均分别连接苯基和氢原子，故其存在顺反异构现象，C错误；可以用来萃取溴水中的溴，含有碳碳双键，可与溴水中的溴发生加成反应，不可以用来萃取溴水中的溴，D错误。 答案　CD 11．苯的同系物中，有的侧链能被酸性KMnO4溶液氧化，生成芳香酸，反应如下： (1)现有苯的同系物甲和乙，分子式都是C10H14。甲不能被酸性KMnO4溶液氧化为芳香酸，它的结构简式是________________；乙能被酸性KMnO4溶液氧化成分子式为C8H6O4的芳香酸，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)本题以分子式为C10H14的苯的同系物可能具有的结构展开讨论。题中没有明确指出什么样的结构不能被酸性KMnO4溶液氧化为芳香酸，但仔细分析可以发现，能被氧化为芳香酸的苯的同系物有一个共同点，即侧链与苯环直接相连的碳原子上至少有一个氢原子，产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目。若苯的同系物能被氧化成分子式为C8H6O4的芳香酸(二元酸)，说明苯环上有两个侧链，可能是两个乙基，也可能是一个甲基和一个丙基，而丙基又有两种结构(—CH2CH2CH3和)，又两个侧链在苯环上的位置有邻位、间位和对位3种可能，故分子式为C10H14且有两个侧链的苯的同系物可能的结构有3＋3×2＝9种。(2)苯环上的一溴代物只有一种，说明分子结构高度对称。 12．蒽()与苯炔()反应生成化合物X(立体对称图形)，如下图所示： (1)蒽与X都属于________(填字母)。 A．环烃　　　　B．烯烃　　　　C．不饱和烃 (2)苯炔的分子式为________，苯炔不具有的性质是________(填字母，下同)。 A．能溶于水 B．能发生氧化反应 C．能发生加成反应 D．常温常压下为气体 (3)下列属于苯的同系物的是________。 (4)下列物质中，能发生加成反应，也能发生取代反应，同时能使溴水因加成反应而褪色，还能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是________。 解析　(1)蒽与X都属于烃，且均含有苯环，所以蒽与X都属于环烃和不饱和烃，综上所述选AC；(2)由图示可知苯炔的分子式为C6H4；由于苯炔属于不饱和烃类能发生加成反应和氧化反应，苯炔不溶于水，又由于在常温下，碳原子数大于4的烃为液态，则苯炔在常温下为液态，综上分析AD符合题意；(3)同系物的定义是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物，可知ABC均不属于苯的同系物，只有D属于苯的同系物；(4) 能与氢气发生加成反应，能与液溴发生取代反应，但不能与溴水发生加成反应也不使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A不选；C6H14属于饱和烷烃，能发生取代反应，不能与溴水发生加成反应且不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故B不选；能发生加成反应，能与溴蒸气发生取代反应，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但不能与溴水发生加成反应，故C不选；能发生加成反应，也能发生取代反应，同时能使溴水因加成反应而褪色，还能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故选D。 答案　(1)AC　(2)C6H4　AD　(3)D　(4)D 13．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： ＋ 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。 相关物质的性质如表： 有机化合物 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)水浴加热的优点是_______________________________________________________。 (3)配制混酸的方法是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)分离反应后产物的方案如下： 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 (5)本实验中邻、对硝基甲苯的产率为________(结果保留至小数点后一位)。 解析　(1)根据题图知，仪器A是分液漏斗。 (2)反应需要控制温度在50～55 ℃，采用水浴加热可以使装置受热均匀，而且易于控制温度。 (3)浓硫酸的密度大于浓硝酸，浓硝酸中有水，浓硫酸溶于水会放热，所以配制混酸的方法是量取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。 (4)因为经过操作1分离得到的是无机混合物和有机混合物两种液体，而该实验中有机化合物和无机物是不相溶的，故操作1是分液；分离沸点相差较大的互溶的液体有机化合物，可以采用蒸馏的方法，所以操作2为蒸馏，蒸馏用到的仪器主要有酒精灯、温度计、冷凝管，不需要用到分液漏斗、蒸发皿，故选de。 (5)根据＋可知，1 mol甲苯完全反应可以得到1 mol对硝基甲苯或1 mol邻硝基甲苯，则92 g甲苯参与反应可以得到137 g对硝基甲苯、邻硝基甲苯，因此13 g甲苯反应生成的邻、对硝基甲苯的理论质量为 g≈19.36 g，所以邻、对硝基甲苯的产率为×100%≈77.5%。 答案　(1)分液漏斗 (2)受热均匀，易于控制温度 (3)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 (4)分液　de (5)77.5% 学科网（北京）股份有限公司 $$