2.3 芳香烃 第1课时（同步讲义）化学人教版选择性必修3

本讲义聚焦高中化学芳香烃中苯的核心知识点，从芳香烃定义引入苯，系统梳理其平面正六边形结构（sp²杂化、大π键、键长相等证明无单双键交替），物理性质（无色液体、特殊气味、不溶于水等），化学性质（取代反应、加成反应、氧化反应），并对比硝基苯与溴苯的实验室制法，构建从结构到性质再到实验应用的学习支架。 该资料以结构决定性质为核心，通过对比分析（如苯结构证明、两种制法比较）培养科学思维，结合实验装置图和分离提纯步骤提升科学探究与实践能力。例题和即学即练题贴合知识点，课中辅助教师突出重点难点，课后帮助学生查漏补缺，同时强调苯的毒性及实验安全，渗透科学态度与责任。

第二章 烃 第三节 芳香烃 第1课时 苯 教学目标 1.从化学键的特殊性了解苯的结构特点，进而理解苯性质的特殊性。 2.熟悉苯的物理化学性质。 3.掌握硝基苯与溴苯的实验室制法比较。 重点和难点 重点：苯的物理化学性质。 难点：硝基苯与溴苯的实验室制法比较。 ◆知识点一 苯的结构与性质 分子里含有一个或多个 的烃类化合物属于芳香烃， 是最简单的芳香烃。 1.苯的分子结构 （1）结构特点 ①苯分子为 结构，分子中 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，键角均为 ，连接成六元环。 ②苯环中 碳碳单键和碳碳双键，每个碳碳键的键长 (均为139 pm)，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。 ③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 键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧。 出于习惯，现在苯仍然使用凯库勒式()表示，但绝不能认为苯环就是单、双键交替的环状结构，用来表示苯更恰当。 （2）表示方法 苯不存在单、双键交替结构的几个证明 ①结构上，苯分子中六个碳碳键均 ，六元碳环呈 ； ②性质上，碳碳双键能使酸性KMnO4溶液褪色，但苯 ； ③邻二氯苯只有一种结构，若苯为单、双键交替结构，则应有 结构（和） 2.苯的物理性质 颜色状态 气味 密度、溶解性 毒性 熔、沸点 挥发性 色 体 溶于水且密度比水 毒 较 挥发 3.苯的化学性质 苯的大π键比较稳定，在通常情况下不易发生与烯烃、炔烃类似的加成反应。但在一定条件下，苯可以发生取代反应和加成反应，取代反应较加成反应更容易发生。 (1)取代反应 ①卤代反应： 在催化剂FeBr3存在时，苯与 发生反应，苯环上的氢原子被溴原子取代，生成溴苯。 ； 溴苯 ①纯净的溴苯是一种 液体，有 的气味， 溶于水，密度比水的 。但溴苯常因溶有溴单质而显 色。 ②在催化剂作用下，苯也可以与其他 卤素单质发生此类反应。 ③苯只与纯卤素单质发生此反应，遇到溴水发生 ，液体 。 ②苯的硝化反应： 在浓硫酸的作用下，苯与浓硝酸在 时可发生反应，苯环上的氢原子被硝基（—NO2）取代生成硝基苯。 ； 硝基苯 ①纯净的硝基苯是一种 液体，有 气味， 溶于水，密度比水的 。油状液体，有 ，因溶有NO2而显 色。 ②可写成 ,不能写成。 ③—NO2是硝基，与NO2、NO2-不同，—NO2显电中性，但无法独立存在。 ③苯的磺化反应 苯能与浓硫酸在 时发生反应，生成苯磺酸。苯磺酸是 溶于水的 酸，可以看作是硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。磺化反应可用于制备合成洗涤剂。 ； 苯磺酸 在有机合成上，常常通过磺化反应使磺基先占据某一位点，再发生反应使引入的基团进入其他指定位置，最后通过脱去磺基得到所需的有机化合物。 (2)加成反应 苯的大π键比较稳定，通常状态下不易发生 反应，在以Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应 。 环己烷 (3)氧化反应 ①苯能够在空气中燃烧，燃烧时火焰 ，有 。 。 ①苯燃烧时伴有浓烟，是由于苯分子中含碳量高达92.3%,在空气中燃烧不充分。 ②苯 被酸性高锰酸钾溶液氧化。 即学即练 1.下列有关苯分子的说法不正确的是(　　) A．苯分子中C原子以sp3杂化方式成键，键间夹角为120°，故为平面正六边形结构 B．每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道，垂直于碳环所在平面，相互平行重叠形成大π键 C．大π键中6个电子被6个C原子共用，故称为6中心6电子大π键 D．苯分子中12个原子共面，六个碳碳键完全相同 2．苯是一种重要的有机化工原料，下列有关苯的说法正确的是 A．苯为无色无毒的液体 B．苯能在空气中燃烧生成CO2和H2O C．苯分子中碳、氢元素的质量比为1：1 D．一定条件下苯能与氢气发生取代反应 3．下列关于苯的叙述正确的是 A．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的价键完全相同 B．从苯的凯库勒式()看，苯分子中含有碳碳双键，应属于烯烃 C．在催化剂作用下，苯与硝酸反应生成硝基苯，发生了加成反应 D．苯的分子式为，它不能使酸性，溶液褪色，属于饱和烃 一.硝基苯与溴苯的实验室制法比较 硝基苯制取实验 溴苯制取实验 装置图 反应原理 ＋HO—NO2＋H2O ＋Br2＋HBr↑ 条件 50~60℃, 加热 液溴，FeBr3催化 催化剂 浓H2SO4(还作吸水剂) 在液溴中加入铁屑与Br2反应生成FeBr3,FeBr3起催化作用 长导管的作用 ①冷凝回流；②平衡气压 ①导气；②冷凝回流 混合顺序 浓硝酸、浓硫酸、苯 苯、液溴(将液溴加入苯中混合均匀)、铁屑 分离提纯 ①水洗：除去大部分 和 ； ②碱洗(用NaOH溶液):洗去 和残留的 ③水洗：除去残留的 、 、 ; ④干燥：加无水 除去水分，并过滤； ⑤蒸馏：除去硝基苯中残留的 ①过滤：除去未反应的 ； ②水洗：除去 和部分 ; ③碱洗：除去 和未反应的 ; ④水洗：除去残留的 、 和 ; ⑤干燥：加无水 吸水，并过滤； ⑥蒸馏：除去残留的 实践应用 4．实验室制备硝基苯(密度，不溶于水)时，经过配制混酸、硝化反应()、洗涤分离、干燥蒸馏等步骤。下列图示装置和原理能达到目的的是 A．配制混酸 B．硝化反应 C．分离硝基苯 D．蒸馏硝基苯 5．用甲、乙两个装置都可以制取溴苯，下列说法正确的是 A．该反应的反应试剂为苯、溴水及铁粉 B．反应后圆底烧瓶得褐色混合物，是因为溴苯有颜色 C．乙装置的优点是可证明该反应是取代反应 D．甲装置左侧的长导管只起到导气的作用 考点一 苯的结构 【例1】苯环结构中不存在碳碳单、双键的交替结构，下列可以作为证据的事实是 ①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ②苯不能使溴水因发生化学反应而褪色 ③苯在加热和有催化剂存在的条件下能被还原成环己烷 ④苯中碳碳键的键长完全相等 ⑤间二氯苯只有一种 ⑥邻二氯苯只有一种 A．①② B．①⑤ C．①②④⑤ D．①②④⑥ 【变式1-1】关于苯的下列说法正确的是 A．苯的分子是环状结构，其性质跟烷烃相似 B． 表示苯的分子结构，其中含有碳碳双键，因此苯的性质跟烯烃相同 C．苯的分子式是C6H6，分子中的碳原子远没有饱和，因此能使溴水褪色 D．苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键 【变式1-2】如图是网络热传的“苯宝宝表情包”，它是由苯及其衍生物配以相应的表情、文字组成的。下列关于苯的说法正确的是 A．苯通常是无色、有特殊气味的气体 B．苯中含有单、双键交替的结构 C．该分子中12个原子全部在一个平面上 D．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了加成反应 考点二 苯的性质 【例2】苯可发生如图所示反应，下列叙述错误的是 A．反应①为取代反应，向反应后的液体中加入水，有机产物在上层 B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并伴有浓烟 C．反应③为取代反应，有机产物是一种芳香化合物 D．反应④中1 mol苯最多与3 mol H2在加热、催化剂作用下发生加成反应 【变式2-1】下列有关苯的性质的叙述中，不正确的是 A．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了取代反应 B．在一定条件下苯能与氢气发生加成反应 C．在苯中加入溴水，振荡并静置后下层液体为橙色 D．苯燃烧能够产生黑烟 【变式2-2】下列有机物不能以苯为原料一步制取得到的是 A． B． C． D． 考点三 与苯有关的实验 【例3】利用如图所示装置探究苯和溴发生的反应属于取代反应还是加成反应，装置A中的具支试管下端开有小孔。下列说法不正确的是 A．A中Fe和反应生成的作催化剂 B．B用于除去挥发出来的 C．C和D均能防止发生倒吸现象 D．C中出现淡黄色沉淀说明苯和溴发生取代反应 【变式3-1】实验室制备硝基苯的原理是在50～60 ℃下，苯与浓硝酸在浓硫酸作用下发生反应：+HNO3 +H2O，实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是 A．水浴加热的优点是使反应物受热均匀、容易控制温度 B．反应完全后，可用仪器a、b蒸馏得到产品 C．硝基苯有苦杏仁气味，密度比水的大 D．将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时，应向浓硝酸中加入浓硫酸，待冷却至室温后，将所得混合物加入苯中 【变式3-2】实验室制取溴苯的装置如图所示。向装有无水苯和一定量铁粉的发生装置中先滴入适量，铁粉与恰好完全反应，静置。再缓慢滴加适量，反应结束后，继续对产品进行分离提纯。 有关数据如下表： 物质 苯 溴 溴苯 密度 0.88 3.12 1.50 沸点/℃ 80 59 156 在水中的溶解性 不溶 微溶 不溶 相对分子质量 78 160 157 回答下列问题： (1)仪器a的名称是_______。a中制取溴苯的反应方程式为_______。 (2)装置d的作用是_______。 (3)f装置盛装_______(填试剂)。当_______(填现象)时，证明苯与液溴发生的反应类型为取代反应。 (4)产品的分离提纯阶段(流程如图)有机层Ⅰ用10% NaOH溶液洗涤，其主要反应的离子方程式为_______，有机层Ⅱ水洗的目的是_______。 (5)有机层Ⅲ经干燥后分离出纯净溴苯的操作名称是_______。 基础达标 1．下列关于苯的说法中，正确的是 A．分子中含有3个C—C键和3个C=C键 B．能与溴水发生加成反应 C．苯不能被高锰酸钾溶液氧化，它属于饱和烃 D．在空气中燃烧时产生较多的黑烟 2．实验室制取硝基苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是    A．试剂加入顺序：先加浓硝酸，再加浓硫酸，最后加入苯 B．实验时，水浴温度需控制在50~60℃ C．长玻璃导管兼起冷凝回流苯和硝酸的作用，以提高反应物转化率 D．反应后的混合液经水洗、碱溶液洗涤、结晶，得到硝基苯 3．一辆运送苯的槽罐车在某高速公路侧翻，罐内苯泄入路边的水渠，造成严重危害，下列报道中有科学性错误的是 A．因大量苯溶于水中，渗入土壤，会对周边环境造成严重污染 B．因苯是一种易挥发、易燃的物质，事发地若有火星就可能引起爆炸 C．可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到清除部分泄漏物的目的 D．若通过焚烧清除泄漏物，则会产生大量的黑烟，污染严重，故此法不宜采纳 4．下列化合物中，不溶于水，且密度小于水的是 A．乙酸 B．乙醇 C．苯 D．四氯化碳 5．下列叙述中，错误的是 A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60 ℃可反应生成硝基苯 B．甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应，主要生成2－氯甲苯或4－氯甲苯 C．乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为（苯甲酸） D．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷 6．有关乙烯和苯的性质实验：①足量乙烯通入溴的CCl4溶液；②足量苯滴入溴的CCl4溶液。下列对上述实验现象的描述正确的是（    ） A．①不褪色，②褪色 B．①褪色，②不褪色 C．①、②均褪色 D．①、②均不褪色 7．硝基苯在染料工业、医药领域、材料合成等领域有广泛应用。其制备流程如图所示： 已知硝基苯密度1.205g·cm-3，浓硝酸密度1.4g·cm-3，浓硫酸密度1.84g·cm-3。下列说法不正确的是 A．配制混酸时，先加入浓硝酸，再加入浓硫酸 B．步骤③缺少用蒸馏水二次洗涤的操作 C．反应结束后产品在液体的上层，需要通过分液分离混酸和粗产品 D．第一次粗产品为无色，第二次粗产品为浅黄色 8．如图为制取溴苯实验装置，有关现象的叙述和解释，其中不正确的是 A．实验室制取的粗溴苯呈褐色，由于少量未反应的溴溶解于溴苯，可以用NaOH溶液除去溴苯中的溴单质 B．冷凝管的作用是导气、冷凝、回流，此处用球形冷凝管冷凝效果更好 C．锥形瓶E中CCl4的作用是吸收HBr，防止产生白雾 D．粗溴苯经过水洗-碱洗-水洗，得到溴苯和苯的混合物，用蒸馏的方法将其分离 9．某同学分别用下列装置a和b制备溴苯，下列说法不正确的是 A．两烧瓶中均出现红棕色气体，说明液溴沸点低 B．a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀，可推断烧瓶中发生取代反应 C．b装置试管中吸收，液体变橙红色 D．b装置中的倒置漏斗起防倒吸作用，漏斗内可形成白烟 综合应用 10．已知苯与液溴在溴化铁催化作用下发生取代反应的反应机理如下图所示，下列说法错误的是 第一步：，第二步： A．反应Ⅰ为 B．反应Ⅱ过程中碳原子的成键方式发生了改变 C．若将换成ICl，将会生成 D．甲苯也可以发生类似的反应 11．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下： 按以下合成步骤回答问题： （1）在a中加入15 mL苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL 液溴。再将b中液溴慢慢加入到a中，充分反应。装置a中发生的主要反应是_____________________________ (化学方程式)；装置d的作用是________________。 （2）反应过程中，a外壁温度升高，为提高原料利用率，采取以下措施： ①采用装置c进行冷凝回流，回流的主要物质有__________。 ②利用温度计控制温度，适宜的温度范围为（填序号）__________。 A．＞156℃          B． 59℃－80℃            C．＜59℃ （3）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯： ①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑； ②滤液依次用10 mL水、8 mL10％的NaOH溶液、10 mL水洗涤。 此操作所需要的玻璃仪器除烧杯外，还需___________，用NaOH溶液洗涤的作用是__________； ③向分离出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。 （4）经过上述分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为__________，要进一步提纯，下列操作中必须的是_________（填入正确选项前的字母）。 A．重结晶        B．过滤        C．蒸馏        D．萃取 12．硝基苯是一种难溶于水，易溶于乙醇的无色油状液体，它是有机合成中的重要中间体。某实验小组用如图所示装置合成硝基苯(部分夹持仪器已省略)。 已知：①混酸为浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶1配制的混合溶液；②相关物质的性质如下： 物质 密度/() 沸点/℃ 苯 0.88 80.1 硝基苯 1.205 210.9 浓硝酸 1.4 — 浓硫酸 1.84 — 回答下列问题： (1)长玻璃管的作用是_______。 (2)配制混酸的具体操作是_______。 (3)三颈烧瓶中生成硝基苯的化学方程式是_______。 (4)反应结束后，将三颈烧瓶中的粗产品依次用蒸馏水(初步除去多余的酸)和5%的NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。 ①硝基苯是无色油状液体，该实验会得到淡黄色溶液的原因可能是_______；NaOH溶液的作用为_______。 ②最后一次水洗后的硝基苯中仍残留少量水，此时可加入适量固体，然后对用无水干燥后过滤所得的粗硝基苯进行_______(填操作方法)，可得到纯硝基苯。 (5)实验最终得到10.0g硝基苯，则硝基苯的产率为_______%(计算结果保留三位有效数字)。 (6)硝基苯有毒，它与人的皮肤接触或其蒸气被人体吸收，都能引起中毒。若皮肤不慎沾到硝基苯，处理方法为_______。 拓展培优 13．已知：①RNO2RNH2； ②＋HOSO3H＋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“”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1H核磁共振谱可以证明化合 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 ； CH3NH2的 所 有 原 子_____(填“可能”或“不可能”)在同一平面上。 14．实验室用下图所示装置制取少量溴苯。打开K，向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液，发现a中有微沸现象，b中的液体逐渐变为浅红色，c中有少量气泡产生。反应结束后，对a中的液体进行后续处理即可获得溴苯。 回答下列问题： (1)实验装置中，盛有苯和溴的混合液的仪器的名称为_______。 (2)a中发生反应的反应类型为_______；能说明这一结论的实验现象是_______。 (3)b中CC14的作用是_______。 (4)a中发生反应的化学方程式为_______。 (5)得到粗溴苯后，用如下操作进行精制：①水洗②蒸馏③用干燥剂干燥④用10%NaOH溶液洗涤，正确的操作顺序是_______(填字母)。 A．①②③④② B．②④②③① C．④②③①② D．①④①③② 15．某化学小组欲通过实验探究：．苯与液溴发生取代反应；．苯与液溴在催化剂作用下的反应机理。其所用装置如图所示。 已知：。 回答下列问题： (1)装置A中长颈漏斗的作用为___________；仪器X的名称为___________；写出实验室制备溴苯的化学方程式：___________。 (2)制取溴苯的实验操作步骤如下： ①连接装置，其接口顺序为(填字母)：___________。 d接___________，___________接___________，___________接___________，h接c ②检查装置气密性。 ③装置C中加入固体药品，再滴入浓硫酸，再打开装置D处开关K，点燃装置C处酒精灯；插入铁丝于混合液中，一段时间后，装置D中液体沸腾，原因是___________；铁丝的作用为___________(用化学方程式表示)。 ④关闭装置C中活塞。 (3)装置A中对广口瓶进行热水浴的目的是___________。 (4)装置B中出现___________(填现象)，即可证明苯与液溴发生了取代反应。 (5)查阅文献，苯与液溴在催化下的反应机理共分三步： ．； ．。 ①完成第三步反应：．___________。 ②该小组将装置A中的浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败，试从反应机理推测可能的原因是___________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 烃 第三节 芳香烃 第1课时 苯 教学目标 1.从化学键的特殊性了解苯的结构特点，进而理解苯性质的特殊性。 2.熟悉苯的物理化学性质。 3.掌握硝基苯与溴苯的实验室制法比较。 重点和难点 重点：苯的物理化学性质。 难点：硝基苯与溴苯的实验室制法比较。 ◆知识点一 苯的结构与性质 分子里含有一个或多个苯环的烃类化合物属于芳香烃，苯是最简单的芳香烃。 1.苯的分子结构 （1）结构特点 ①苯分子为平面正六边形结构，分子中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，键角均为120°，连接成六元环。 ②苯环中不存在碳碳单键和碳碳双键，每个碳碳键的键长相等(均为139 pm)，介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。 ③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。 出于习惯，现在苯仍然使用凯库勒式()表示，但绝不能认为苯环就是单、双键交替的环状结构，用来表示苯更恰当。 （2）表示方法 苯不存在单、双键交替结构的几个证明 ①结构上，苯分子中六个碳碳键均等长，六元碳环呈平面正六边形； ②性质上，碳碳双键能使酸性KMnO4溶液褪色，但苯不能； ③邻二氯苯只有一种结构，若苯为单、双键交替结构，则应有两种结构（和） 2.苯的物理性质 颜色状态 气味 密度、溶解性 毒性 熔、沸点 挥发性 无色液体 特殊气味 不溶于水且密度比水小 有毒 较低 易挥发 3.苯的化学性质 苯的大π键比较稳定，在通常情况下不易发生与烯烃、炔烃类似的加成反应。但在一定条件下，苯可以发生取代反应和加成反应，取代反应较加成反应更容易发生。 (1)取代反应 ①卤代反应： 在催化剂FeBr3存在时，苯与液溴发生反应，苯环上的氢原子被溴原子取代，生成溴苯。 ＋Br2＋HBr↑； 溴苯 ①纯净的溴苯是一种无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的大。但溴苯常因溶有溴单质而显红褐色。 ②在催化剂作用下，苯也可以与其他纯净卤素单质发生此类反应。 ③苯只与纯卤素单质发生此反应，遇到溴水发生萃取，液体分层。 ②苯的硝化反应： 在浓硫酸的作用下，苯与浓硝酸在50~60℃时可发生反应，苯环上的氢原子被硝基（—NO2）取代生成硝基苯。 ＋HO—NO2＋H2O； 硝基苯 ①纯净的硝基苯是一种无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。油状液体，有毒，因溶有NO2而显黄色。 ②可写成 ,不能写成。 ③—NO2是硝基，与NO2、NO2-不同，—NO2显电中性，但无法独立存在。 ③苯的磺化反应 苯能与浓硫酸在70~80℃时发生反应，生成苯磺酸。苯磺酸是易溶于水的一元强酸，可以看作是硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。磺化反应可用于制备合成洗涤剂。 ＋HO—SO3H＋H2O； 苯磺酸 在有机合成上，常常通过磺化反应使磺基先占据某一位点，再发生反应使引入的基团进入其他指定位置，最后通过脱去磺基得到所需的有机化合物。 (2)加成反应 苯的大π键比较稳定，通常状态下不易发生加成反应，在以Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应 ＋3H2。 环己烷 (3)氧化反应 ①苯能够在空气中燃烧，燃烧时火焰明亮，有浓烟。 2＋15O212CO2＋6H2O。 ①苯燃烧时伴有浓烟，是由于苯分子中含碳量高达92.3%,在空气中燃烧不充分。 ②苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。 即学即练 1.下列有关苯分子的说法不正确的是(　　) A．苯分子中C原子以sp3杂化方式成键，键间夹角为120°，故为平面正六边形结构 B．每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道，垂直于碳环所在平面，相互平行重叠形成大π键 C．大π键中6个电子被6个C原子共用，故称为6中心6电子大π键 D．苯分子中12个原子共面，六个碳碳键完全相同 【答案】A 【解析】苯分子中C原子均采取sp2杂化，A错误。 2．苯是一种重要的有机化工原料，下列有关苯的说法正确的是 A．苯为无色无毒的液体 B．苯能在空气中燃烧生成CO2和H2O C．苯分子中碳、氢元素的质量比为1：1 D．一定条件下苯能与氢气发生取代反应 【答案】B 【解析】 A．苯为无色有毒的液体，A错误； B．苯的分子式为C6H6，能在空气中燃烧生成CO2和H2O，B正确； C．苯分子中碳、氢元素的质量比为(12×6):(1×6)=1:1，C错误； D．一定条件下苯能与氢气发生加成反应生成环己烷，D错误； 故选B。 3．下列关于苯的叙述正确的是 A．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的价键完全相同 B．从苯的凯库勒式()看，苯分子中含有碳碳双键，应属于烯烃 C．在催化剂作用下，苯与硝酸反应生成硝基苯，发生了加成反应 D．苯的分子式为，它不能使酸性，溶液褪色，属于饱和烃 【答案】A 【解析】A．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的键是一种介于单键和双键之间的独特的化学键，完全相同，故A正确； B．苯不含碳碳双键，不是烯烃，故B错误； C．在催化剂作用下，苯与硝酸反应生成硝基苯，同时生成H2O，为取代反应，故C错误； D．苯可与氢气发生加成反应，属于不饱和烃，故D错误； 故选A。 一.硝基苯与溴苯的实验室制法比较 硝基苯制取实验 溴苯制取实验 装置图 反应原理 ＋HO—NO2＋H2O ＋Br2＋HBr↑ 条件 50~60℃,水浴加热 液溴，FeBr3催化 催化剂 浓H2SO4(还作吸水剂) 在液溴中加入铁屑与Br2反应生成FeBr3,FeBr3起催化作用 长导管的作用 ①冷凝回流；②平衡气压 ①导气；②冷凝回流 混合顺序 浓硝酸、浓硫酸、苯 苯、液溴(将液溴加入苯中混合均匀)、铁屑 分离提纯 ①水洗：除去大部分硫酸和硝酸； ②碱洗(用NaOH溶液):洗去NO2和残留的酸③水洗：除去残留的NaNO2、NaNO3、NaOH; ④干燥：加无水MgSO4除去水分，并过滤； ⑤蒸馏：除去硝基苯中残留的苯 ①过滤：除去未反应的铁屑； ②水洗：除去FeBr3和部分HBr; ③碱洗：除去HBr和未反应的Br2; ④水洗：除去残留的NaBr、NaBrO和NaOH; ⑤干燥：加无水氯化钙吸水，并过滤； ⑥蒸馏：除去残留的苯 实践应用 4．实验室制备硝基苯(密度，不溶于水)时，经过配制混酸、硝化反应()、洗涤分离、干燥蒸馏等步骤。下列图示装置和原理能达到目的的是 A．配制混酸 B．硝化反应 C．分离硝基苯 D．蒸馏硝基苯 【答案】C 【解析】A．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，故A错误； B．硝化反应()，应水浴加热，故B错误； C．硝基苯不溶于水，可分液分离，故C正确； D．加入水的方向错误，为充分冷凝，应从下端进水，故D错误； 故选C。 5．用甲、乙两个装置都可以制取溴苯，下列说法正确的是 A．该反应的反应试剂为苯、溴水及铁粉 B．反应后圆底烧瓶得褐色混合物，是因为溴苯有颜色 C．乙装置的优点是可证明该反应是取代反应 D．甲装置左侧的长导管只起到导气的作用 【答案】C 【解析】A．苯与液溴在Fe粉（FeBr3）的催化下发生取代反应生成溴苯和HBr，A错误； B．溴苯为无色液体，褐色是因为溴存在，B错误； C．装置乙中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸气，试管中的AgNO3检验生成的HBr，从而证明该反应是取代反应，C正确； D．甲装置左侧的长导管除导气作用外还有冷凝的作用，D错误； 故选C。 考点一 苯的结构 【例1】苯环结构中不存在碳碳单、双键的交替结构，下列可以作为证据的事实是 ①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ②苯不能使溴水因发生化学反应而褪色 ③苯在加热和有催化剂存在的条件下能被还原成环己烷 ④苯中碳碳键的键长完全相等 ⑤间二氯苯只有一种 ⑥邻二氯苯只有一种 A．①② B．①⑤ C．①②④⑤ D．①②④⑥ 【答案】D 【详解】①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，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由于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②正确； ③苯在加热和有催化剂存在的条件下跟H2加成生成环己烷，发生加成反应是双键或三键具有的性质，故③错误； ④苯中碳碳键的键长完全相等，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； ⑤苯分子中不论是否存在碳碳单、双键的交替结构，间二氯苯只有一种，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⑤错误； ⑥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⑥正确； 正确的为①②④⑥，故选D。 【变式1-1】关于苯的下列说法正确的是 A．苯的分子是环状结构，其性质跟烷烃相似 B． 表示苯的分子结构，其中含有碳碳双键，因此苯的性质跟烯烃相同 C．苯的分子式是C6H6，分子中的碳原子远没有饱和，因此能使溴水褪色 D．苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键 【答案】D 【详解】A．苯环是特殊结构，其性质跟环烷烃并不相似，故A错误； B．表示苯的分子结构，但是在分子中并不含有碳碳双键，因此苯的性质跟烯烃不相同，故B错误； C．苯的分子式是C6H6，分子中的C原子远没有饱和，但是由于苯环有其特殊的稳定性，所以不能使溴水褪色，故C错误； D．苯环上的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的化学键，所以其的键能、键长介于单双建之间，故D正确； 故选D。 【变式1-2】如图是网络热传的“苯宝宝表情包”，它是由苯及其衍生物配以相应的表情、文字组成的。下列关于苯的说法正确的是 A．苯通常是无色、有特殊气味的气体 B．苯中含有单、双键交替的结构 C．该分子中12个原子全部在一个平面上 D．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了加成反应 【答案】C 【详解】A．苯通常是无色、有特殊气味的液体，故A错误； B．苯分子中碳碳键是介于碳碳单键与双键之间的一种独特的化学键，苯分子不含碳碳双键，故B错误； C．苯分子为平面型分子，将苯上的四个氢原子换位氯原子，分子结构不会改变，故12个原子还是在一个平面上，故C正确； D．苯与液溴反应生成溴苯的反应为取代反应，故D错误。 答案选C。 考点二 苯的性质 【例2】苯可发生如图所示反应，下列叙述错误的是 A．反应①为取代反应，向反应后的液体中加入水，有机产物在上层 B．反应②为氧化反应，反应现象是火焰明亮并伴有浓烟 C．反应③为取代反应，有机产物是一种芳香化合物 D．反应④中1 mol苯最多与3 mol H2在加热、催化剂作用下发生加成反应 【答案】A 【详解】A．苯与液溴在FeBr3作用下发生取代反应生成溴苯和HBr，溴苯密度大于水，与水互不相溶，在水的下层，A错误； B．苯的含碳量高，能够在氧气中燃烧，被氧气氧化，燃烧时发出明亮火焰并伴有浓重的黑烟，B正确； C．反应③为取代反应，苯与浓硝酸在50～60 ℃、浓硫酸作催化剂的条件下反应生成硝基苯和水，硝基苯属于芳香族化合物，C正确； D．苯中碳碳键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的化学键，1 mol苯能够与3 mol氢气发生加成反应，D正确； 故选A。 【变式2-1】下列有关苯的性质的叙述中，不正确的是 A．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了取代反应 B．在一定条件下苯能与氢气发生加成反应 C．在苯中加入溴水，振荡并静置后下层液体为橙色 D．苯燃烧能够产生黑烟 【答案】C 【详解】A. 苯在溴化铁的催化作用下与液溴发生卤代反应生成溴苯和溴化氢，属于取代反应，A项正确； B. 苯在镍催化作用下与氢气发生加成反应生成环己烷，B项正确； C. 苯不与溴水反应，溴更易溶于苯中，则可发生萃取，苯的密度小于水，因此上层为溴的苯溶液，颜色为橙色，下层为水，颜色为无色，C项错误； D. 苯是一种“含碳量很高”的有机化合物，在空气中，苯在一般情况下燃烧时都是不完全燃烧，会产生大量的单质碳(形成炭黑)，这些单质碳漂浮在空中就成了黑烟，D项正确； 答案选C。 【点睛】苯在溴化铁的催化作用下与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢；苯分子中没有碳碳双键，不能与溴水发生加成反应，但溴更易溶于苯中，溴水与苯混合时，可发生萃取，苯的密度小于水，因此上层为溴的苯溶液，颜色为橙色，下层为水，颜色为无色，这是由于萃取使溴水褪色，没有发生化学反应。这是学生们的易错点，也是常考点。 【变式2-2】下列有机物不能以苯为原料一步制取得到的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】 A．苯磺酸可以通过苯与浓硫酸直接反应制得，A正确； B．环己烷可以通过苯与氢气直接加成制得，B正确； C．苯不能直接一步反应生成苯酚，应是苯先和氯气发生取代反应生成氯苯，再通过水解才能得到苯酚，不能以苯为原料一步完成，C错误； D．氯苯可以通过苯的卤代反应直接制得，D正确； 故答案选C。 考点三 与苯有关的实验 【例3】利用如图所示装置探究苯和溴发生的反应属于取代反应还是加成反应，装置A中的具支试管下端开有小孔。下列说法不正确的是 A．A中Fe和反应生成的作催化剂 B．B用于除去挥发出来的 C．C和D均能防止发生倒吸现象 D．C中出现淡黄色沉淀说明苯和溴发生取代反应 【答案】A 【分析】本实验通过探究苯与溴的反应类型，验证反应是取代反应还是加成反应。装置A中，铁粉与溴反应生成作为催化剂，苯与溴在催化下发生反应。若为取代反应，会生成气体；若为加成反应，则无生成。装置B中用于除去挥发的溴蒸气，装置C中溶液检验，装置D用于防止倒吸，据此分析。 【详解】A．A中和反应生成的作为苯与溴反应的催化剂，不是，A符合题意； B．易溶于，B中用于除去挥发出来的，避免其进入C中干扰的检验，B不符合题意； C．C中气体与溶液不直接接触，D中有倒扣的漏斗，均可防止倒吸，C不符合题意； D．C中出现淡黄色沉淀，说明有溴化氢生成，因此C中出现淡黄色沉淀能直接说明苯和溴发生取代反应，D不符合题意； 故选A。 【变式3-1】实验室制备硝基苯的原理是在50～60 ℃下，苯与浓硝酸在浓硫酸作用下发生反应：+HNO3 +H2O，实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是 A．水浴加热的优点是使反应物受热均匀、容易控制温度 B．反应完全后，可用仪器a、b蒸馏得到产品 C．硝基苯有苦杏仁气味，密度比水的大 D．将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时，应向浓硝酸中加入浓硫酸，待冷却至室温后，将所得混合物加入苯中 【答案】B 【详解】A．水浴加热的优点为反应物受热均匀、容易控制温度，A正确； B．反应完全后，溶液分层，应选分液漏斗分离，粗产品用蒸馏烧瓶(不用圆底烧瓶)和直形冷凝管(不用球形冷凝管)蒸馏得到硝基苯，B错误； C．硝基苯有苦杏仁气味，密度比水的大，C正确； D．混合时要使热量及时散失，防止苯挥发，由于浓硫酸的密度大于浓硝酸，为避免液体迸溅，应向浓硝酸中加入浓硫酸，待冷却后，将所得的混合物加入苯中，D正确； 故选B。 【变式3-2】实验室制取溴苯的装置如图所示。向装有无水苯和一定量铁粉的发生装置中先滴入适量，铁粉与恰好完全反应，静置。再缓慢滴加适量，反应结束后，继续对产品进行分离提纯。 有关数据如下表： 物质 苯 溴 溴苯 密度 0.88 3.12 1.50 沸点/℃ 80 59 156 在水中的溶解性 不溶 微溶 不溶 相对分子质量 78 160 157 回答下列问题： (1)仪器a的名称是_______。a中制取溴苯的反应方程式为_______。 (2)装置d的作用是_______。 (3)f装置盛装_______(填试剂)。当_______(填现象)时，证明苯与液溴发生的反应类型为取代反应。 (4)产品的分离提纯阶段(流程如图)有机层Ⅰ用10% NaOH溶液洗涤，其主要反应的离子方程式为_______，有机层Ⅱ水洗的目的是_______。 (5)有机层Ⅲ经干燥后分离出纯净溴苯的操作名称是_______。 【答案】(1) 三颈烧瓶 (2)吸收挥发出的苯和溴(或吸收挥发出的溴) (3) 硝酸银溶液或溶液 装置e中无明显现象，f中出现浅黄色沉淀 (4) 除去杂质离子或除去可溶性杂质 (5)蒸馏 【分析】a为三颈烧瓶，是该实验的发生装置，b用于盛放液溴，c装置用于冷凝回流，d中的用于吸收挥发出的苯和溴蒸气，e用于检验溴蒸气是否除尽，f用于检验生成的HBr，应盛放硝酸银溶液，g用于尾气处理。实验结束后，向制得的溴苯中加入15mL并进行抽滤，滤渣为铁粉，得到的滤液中，苯、溴和溴苯位于有机层I，用10%的氢氧化钠溶液可将有机层Ⅰ中混有的溴转化为NaBr 和 NaBrO进入水层而除去。分液后，有机层Ⅱ主要为溴苯和苯，经水洗可进一步除去残留的、、，有机层Ⅲ可通过蒸馏分离苯和溴苯。 【详解】（1） a为三颈烧瓶；在溴化铁的催化作用下苯和溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢，反应方程式为：； （2）d用于吸收挥发出的苯和溴蒸气； （3）f用于检验生成的HBr，应盛放硝酸银溶液；装置e中无明显现象，f中出现浅黄色沉淀，证明苯与液溴发生的反应类型为取代反应； （4）单质溴容易溶解在有机溶剂中，单质溴可以和氢氧化钠反应生成溴化钠和次溴酸钠，故离子方程式为：；溶液中的离子容易溶解在水中，故有机层Ⅱ水洗的目的是除去杂质离子或除去可溶性杂质； （5）有机层Ⅲ的主要成分是苯和溴苯的混合物，两者沸点不同，故分离两者的操作方法为：蒸馏。 基础达标 1．下列关于苯的说法中，正确的是 A．分子中含有3个C—C键和3个C=C键 B．能与溴水发生加成反应 C．苯不能被高锰酸钾溶液氧化，它属于饱和烃 D．在空气中燃烧时产生较多的黑烟 【答案】D 【详解】A．苯分子中不含碳碳双键、单键，为大π键，A错误； B．苯分子中不含碳碳双键，不能与溴水发生加成反应，B错误； C．苯不能被高锰酸钾溶液氧化，也不属于饱和烃，C错误； D．苯含碳量较大，在空气中燃烧时产生较多的黑烟，D正确； 故选D。 2．实验室制取硝基苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是    A．试剂加入顺序：先加浓硝酸，再加浓硫酸，最后加入苯 B．实验时，水浴温度需控制在50~60℃ C．长玻璃导管兼起冷凝回流苯和硝酸的作用，以提高反应物转化率 D．反应后的混合液经水洗、碱溶液洗涤、结晶，得到硝基苯 【答案】D 【详解】A. 试剂加入顺序：先加浓硝酸，再加浓硫酸，最后加入苯，正确； B. 实验时，水浴温度需控制在50~60℃，正确； C. 长玻璃导管兼起冷凝回流苯和硝酸的作用，以提高反应物转化率，正确； D. 反应后的混合液经水洗、碱溶液洗涤、分液(不是结晶)，得到硝基苯，错误。 故答案为D。 3．一辆运送苯的槽罐车在某高速公路侧翻，罐内苯泄入路边的水渠，造成严重危害，下列报道中有科学性错误的是 A．因大量苯溶于水中，渗入土壤，会对周边环境造成严重污染 B．因苯是一种易挥发、易燃的物质，事发地若有火星就可能引起爆炸 C．可以采取抽吸水渠中上层液体的办法，达到清除部分泄漏物的目的 D．若通过焚烧清除泄漏物，则会产生大量的黑烟，污染严重，故此法不宜采纳 【答案】A 【详解】A．苯难溶于水，但苯有毒，故苯渗入土壤会对周边环境造成严重污染，A项错误； B．苯是一种易挥发、易燃的物质，遇火可能会引起爆炸，B项正确； C．苯难溶于水，且密度比水小，苯浮在水面上，故可采取抽吸水渠中上层液体的办法清除部分泄漏物，C项正确； D．苯在空气中燃烧伴有浓烈的黑烟，会严重污染空气，故不宜通过焚烧清除泄漏物，D项正确； 故选：A。 4．下列化合物中，不溶于水，且密度小于水的是 A．乙酸 B．乙醇 C．苯 D．四氯化碳 【答案】C 【详解】A．乙酸易溶于水，能和水以任意比互溶，故A错误； B．乙醇能和水以任意比互溶，故B错误； C．苯不溶于水且密度比水小，故C正确； D．四氯化碳不溶于水且密度比水大，故D错误； 故选C。 5．下列叙述中，错误的是 A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60 ℃可反应生成硝基苯 B．甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应，主要生成2－氯甲苯或4－氯甲苯 C．乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为（苯甲酸） D．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷 【答案】B 【详解】A、苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60℃发生取代反应生成硝基苯和水，A正确； B、甲苯与氯气在光照下反应，甲基上的氢原子被取代而苯环上的氢原子不被取代，B错误； C、乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸，C正确； D、苯环和碳碳双键在合适的条件下均能与氢气发生加成反应，苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷，D正确； 答案选B。 6．有关乙烯和苯的性质实验：①足量乙烯通入溴的CCl4溶液；②足量苯滴入溴的CCl4溶液。下列对上述实验现象的描述正确的是（    ） A．①不褪色，②褪色 B．①褪色，②不褪色 C．①、②均褪色 D．①、②均不褪色 【答案】B 【详解】①足量乙烯通入溴的CCl4溶液，将与溴发生加成反应，生成无色易溶于CCl4的1，2—二溴乙烷，因而使溴的CCl4溶液褪色； ②足量苯滴入溴的CCl4溶液，与溴不发生反应，但仍溶解在溴的CCl4溶液中，因而溶液的颜色不变。 综合以上分析，可得出以下结论：①褪色，②不褪色； 故选B。 7．硝基苯在染料工业、医药领域、材料合成等领域有广泛应用。其制备流程如图所示： 已知硝基苯密度1.205g·cm-3，浓硝酸密度1.4g·cm-3，浓硫酸密度1.84g·cm-3。下列说法不正确的是 A．配制混酸时，先加入浓硝酸，再加入浓硫酸 B．步骤③缺少用蒸馏水二次洗涤的操作 C．反应结束后产品在液体的上层，需要通过分液分离混酸和粗产品 D．第一次粗产品为无色，第二次粗产品为浅黄色 【答案】D 【分析】合成硝基苯的流程为：将苯加到浓和浓的混酸中，用水浴在温度下加热进行反应得到粗产品1，再依次用蒸馏水、溶液、蒸馏水洗涤粗产品1得到粗产品2，再用无水吸水后进行蒸馏得到纯，据此分析解答。 【详解】A．配制混酸时，将浓硝酸先倒入烧杯中，再将浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入，并不断搅拌，如果将浓硝酸加到浓硫酸中可能发生液体飞溅的情况，A正确； B．根据分析，对粗产品1洗涤时依次用蒸馏水、溶液、蒸馏水，在步骤③缺少用蒸馏水二次洗涤的操作，B正确； C．根据已知信息的密度数据，硝基苯密度最小，在与混合酸分层时是在液体的上层，可通过分液分离混酸和粗产品，C正确； D．硝基苯粗产品1含有混酸，颜色为浅黄色，通过步骤③洗涤后杂质几乎没有，此时硝基苯粗产品2的颜色为无色，D错误； 故答案为：D。 8．如图为制取溴苯实验装置，有关现象的叙述和解释，其中不正确的是 A．实验室制取的粗溴苯呈褐色，由于少量未反应的溴溶解于溴苯，可以用NaOH溶液除去溴苯中的溴单质 B．冷凝管的作用是导气、冷凝、回流，此处用球形冷凝管冷凝效果更好 C．锥形瓶E中CCl4的作用是吸收HBr，防止产生白雾 D．粗溴苯经过水洗-碱洗-水洗，得到溴苯和苯的混合物，用蒸馏的方法将其分离 【答案】C 【详解】A．溴苯是无色液体，溴苯中溶有溴而呈褐色，溴可以和氢氧化钠溶液反应，而留在溶液中，溴苯不溶于水，而分层，A项正确； B．冷凝管的作用是导气、冷凝、回流，球形冷凝管一般用于反应装置，即在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流，使反应更彻底，B项正确； C．Br2有毒，锥形瓶E中CCl4的作用是吸收Br2，C项错误； D．粗溴苯经过水洗-碱洗-水洗，得到溴苯和苯的混合物，用蒸馏的方法溴苯和苯分离，D项正确； 答案选C。 9．某同学分别用下列装置a和b制备溴苯，下列说法不正确的是 A．两烧瓶中均出现红棕色气体，说明液溴沸点低 B．a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀，可推断烧瓶中发生取代反应 C．b装置试管中吸收，液体变橙红色 D．b装置中的倒置漏斗起防倒吸作用，漏斗内可形成白烟 【答案】B 【详解】A．制备溴苯的过程中有热量产生，溶液温度升高，导致沸点较低的液溴挥发，成为红棕色的溴蒸气，故A正确； B．a装置中的溴蒸气挥发进入锥形瓶被硝酸银溶液吸收，也会产生淡黄色的溴化银沉淀，故a装置锥形瓶中出现淡黄色沉淀，不能说明苯和液溴发生了取代反应，故B错误； C．b装置中挥发的Br2被CCl4吸收，成为红棕色的Br2的四氯化碳溶液，故C正确； D．HBr气体极易溶于水，用倒置的漏斗可防止倒吸，用浓氨水吸收HBr，挥发的NH3和HBr反应生成固体NH4Br，有白烟生成，故D正确； 故选B。 综合应用 10．已知苯与液溴在溴化铁催化作用下发生取代反应的反应机理如下图所示，下列说法错误的是 第一步：，第二步： A．反应Ⅰ为 B．反应Ⅱ过程中碳原子的成键方式发生了改变 C．若将换成ICl，将会生成 D．甲苯也可以发生类似的反应 【答案】C 【详解】A．反应Ⅰ中Br2与FeBr3作用，FeBr3接受Br-形成[FeBr4]-，同时生成Br+，反应式正确，A正确； B．反应Ⅱ中苯环（大π键，sp2杂化）与Br+结合形成带正电荷的中间体，由图可知，一个碳原子成键方式由sp2杂化变为sp3杂化，成键方式改变，B正确； C．ICl中I电负性小于Cl，I带部分正电荷为亲电中心，与FeBr3作用生成I+，进攻苯环应生成碘苯而非氯苯，C错误； D．甲苯含苯环，甲基为活化基团，可在FeBr3催化下发生类似亲电取代反应，D正确； 故选C。 11．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下： 按以下合成步骤回答问题： （1）在a中加入15 mL苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL 液溴。再将b中液溴慢慢加入到a中，充分反应。装置a中发生的主要反应是_____________________________ (化学方程式)；装置d的作用是________________。 （2）反应过程中，a外壁温度升高，为提高原料利用率，采取以下措施： ①采用装置c进行冷凝回流，回流的主要物质有__________。 ②利用温度计控制温度，适宜的温度范围为（填序号）__________。 A．＞156℃          B． 59℃－80℃            C．＜59℃ （3）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯： ①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑； ②滤液依次用10 mL水、8 mL10％的NaOH溶液、10 mL水洗涤。 此操作所需要的玻璃仪器除烧杯外，还需___________，用NaOH溶液洗涤的作用是__________； ③向分离出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。 （4）经过上述分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为__________，要进一步提纯，下列操作中必须的是_________（填入正确选项前的字母）。 A．重结晶        B．过滤        C．蒸馏        D．萃取 【答案】 C6H6 +Br2C6H5Br + HBr 吸收HBr和Br2，防止倒吸 C6H6 、Br2 C 分液漏斗 除去未反应的Br2 苯 C 【分析】（1）实验室合成溴苯是苯和液溴在铁粉做催化剂条件下发生的取代反应生成溴苯和溴化氢，溴化氢和液溴容易挥发，而苯的卤代反应是放热的，尾气中的溴化氢和溴用氢氧化钠溶液吸收，防止污染。（2）苯和溴的反应是放热的，为了减少反应物的挥发提高原料的利用率，需要将苯和溴冷凝回流。最后得到的溴苯中含有溴，用氢氧化钠反应除去。（3）溴苯中的苯利用沸点不同进行分离。 【详解】(1)苯和溴反应生成溴苯和溴化氢，方程式为：C6H6 +Br2C6H5Br + HBr；溴化氢和液溴容易挥发，而反应放热，尾气中有溴化氢和溴，用氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气，使用倒置漏斗可以防止倒吸； (2) ①反应过程中放热，会使苯和溴变成气体，为减少反应物挥发并提高原料的利用率，将苯和液溴冷凝回流。②根据表中的苯和溴的沸点，选择控制温度，确保温度在两种反应物的沸点之下，所以控制温度要低于59℃，故选C。(3) 液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：①向a中加入10 mL水，把可溶物溶解在水中，然后过滤除去未反应的铁屑；②滤液依次用10 mL水，8 mL10％的NaOH溶液把未反应的溴变成溴化钠和次溴酸钠，二者溶于水中，再用10 mL水洗涤，目的是洗去氢氧化钠，溴苯的密度大于水，且二者不互溶，所以用分液的方法分离，使用分液漏斗。(4). 经过分液后得到的有机物层主要为溴苯和苯，苯和溴苯利用沸点不同，苯的沸点低用蒸馏的方法分离。 12．硝基苯是一种难溶于水，易溶于乙醇的无色油状液体，它是有机合成中的重要中间体。某实验小组用如图所示装置合成硝基苯(部分夹持仪器已省略)。 已知：①混酸为浓硝酸与浓硫酸按体积比1∶1配制的混合溶液；②相关物质的性质如下： 物质 密度/() 沸点/℃ 苯 0.88 80.1 硝基苯 1.205 210.9 浓硝酸 1.4 — 浓硫酸 1.84 — 回答下列问题： (1)长玻璃管的作用是_______。 (2)配制混酸的具体操作是_______。 (3)三颈烧瓶中生成硝基苯的化学方程式是_______。 (4)反应结束后，将三颈烧瓶中的粗产品依次用蒸馏水(初步除去多余的酸)和5%的NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。 ①硝基苯是无色油状液体，该实验会得到淡黄色溶液的原因可能是_______；NaOH溶液的作用为_______。 ②最后一次水洗后的硝基苯中仍残留少量水，此时可加入适量固体，然后对用无水干燥后过滤所得的粗硝基苯进行_______(填操作方法)，可得到纯硝基苯。 (5)实验最终得到10.0g硝基苯，则硝基苯的产率为_______%(计算结果保留三位有效数字)。 (6)硝基苯有毒，它与人的皮肤接触或其蒸气被人体吸收，都能引起中毒。若皮肤不慎沾到硝基苯，处理方法为_______。 【答案】(1)冷凝回流 (2)量取10mL浓硝酸倒入烧杯中，再量取10mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并不断搅拌 (3) (4) 硝酸受热分解生成红棕色二氧化氮气体，二氧化氮溶于硝基苯得到淡黄色溶液 除去溶解在硝基苯中的以及进一步除去少量的、 蒸馏 (5)81.3 (6)先用乙醇洗，再用水洗 【分析】 制取硝基苯的原理为，在三颈烧瓶中加入苯和混酸，在水浴中进行水浴加热生成硝基苯，温度计用于测定温度，长玻璃导管用于冷凝回流； 【详解】（1）长玻璃管的作用是冷凝回流； （2）溶液混合时一般将密度大的液体加入密度小的液体中，配制混酸的具体操作是量取10mL浓硝酸倒入烧杯中，再量取10mL浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入烧杯并不断搅拌； （3） 三颈烧瓶中生成硝基苯的化学方程式是； （4）①硝基苯是无色油状液体，该实验会得到淡黄色溶液的原因可能是硝酸受热分解生成红棕色二氧化氮气体，二氧化氮溶于硝基苯得到淡黄色溶液；NaOH溶液的作用为除去溶解在硝基苯中的以及进一步除去少量的、； ②用无水干燥后过滤所得的粗硝基苯含有苯，进行蒸馏，可得到纯硝基苯； （5）7.8g苯的物质的量为0.1mol，由方程式可知理论上生成的硝基苯为0.1mol，质量为12.3g，产率为81.3%； （6）由于硝基苯易溶于乙醇等有机溶剂，故若皮肤不慎沾到硝基苯，处理方法为先用乙醇洗，再用水洗。 拓展培优 13．已知：①RNO2RNH2； ②＋HOSO3H＋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“”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1H核磁共振谱可以证明化合 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 ； CH3NH2的 所 有 原 子_____(填“可能”或“不可能”)在同一平面上。 【答案】 大 +CH3Cl+HCl ab c 3 6 不可能 【详解】 苯与浓硝酸发生硝化反应生成A,A为硝基苯,A与一氯甲烷反应生成B,B在Fe/HCl发生信息①的反应生成为 ,B中引入的甲基在硝基的间位,故B为 ,苯与溴发生取代反应生成C,C为溴苯,溴苯在浓硫酸条件下生成D,D与氢气发生加成反应生成 ,可以知道C与浓硫酸反应发生对位取代,故D为 。 (1)由分析可以知道A为硝基苯,其密度大于水；A转化为B是硝基苯与一氯甲烷反应生成 ,反应方程式为 +CH3Cl+HCl；正确答案:大； +CH3Cl+HCl。 (2)在 中,苯与溴发生取代反应生成C,C为溴苯,溴苯在浓硫酸条件下生成D,D与氢气发生加成反应生成 ,可以知道C与浓硫酸反应发生对位取代,故D为 ,所以a为取代反应,b为取代反应,c为加成反应；有机物D为 ,1H核磁共振谱有3种处于不同化学环境的氢；正确答案：ab；c；3。 (3)由以上分析可以知道B为 ,其苯环上二氯代物有：、 、 、 、、 ，所以苯环上的二氯代物有6种；CH3NH2 中甲基为四面体结构,所以所有原子不是在同一平面上；正确答案:6；不可能。 14．实验室用下图所示装置制取少量溴苯。打开K，向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液，发现a中有微沸现象，b中的液体逐渐变为浅红色，c中有少量气泡产生。反应结束后，对a中的液体进行后续处理即可获得溴苯。 回答下列问题： (1)实验装置中，盛有苯和溴的混合液的仪器的名称为_______。 (2)a中发生反应的反应类型为_______；能说明这一结论的实验现象是_______。 (3)b中CC14的作用是_______。 (4)a中发生反应的化学方程式为_______。 (5)得到粗溴苯后，用如下操作进行精制：①水洗②蒸馏③用干燥剂干燥④用10%NaOH溶液洗涤，正确的操作顺序是_______(填字母)。 A．①②③④② B．②④②③① C．④②③①② D．①④①③② 【答案】(1)分液漏斗 (2) 取代反应 b中的液体逐渐变为浅红色，c中有少量气泡产生 (3)除去溴化氢气体中的溴蒸气 (4) (5)D 【分析】在溴化铁作催化剂的条件下，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NaHCO3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。 【详解】（1）实验装置中，盛有苯和溴的混合液的仪器的名称为分液漏斗； （2）a中苯和液溴在作用下发生反应，反应类型为取代反应；只要实验中有HBr生成即可证明发生的是取代反应，但是溴易挥发，会干扰HBr与的反应，因此，必须除去挥发出来的未反应的溴蒸气——利用溴易溶于四氯化碳的性质除去溴蒸气，故b中的液体逐渐变为浅红色，e中有少量气泡产生就能说明苯与液溴的反应是取代反应； （3）b中的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气； （4） a中苯和液溴在三溴化铁催化作用下发生取代反应，化学方程式为：； （5）得到的粗溴苯成分为溴苯、液溴、苯和溴化铁等，用如下操作进行精制：第一步，水洗除去可溶于水的杂质；第二步，用10%NaOH溶液洗涤，除去其中溶解的溴，振荡静置，分层后分液；第三步，水洗除去残留的碱及生成的钠盐；第四步，向有机层中加入合适的干燥剂干燥；第五步，蒸馏分离出沸点较低的苯，得到溴苯。故正确的操作顺序是①④①③②，选D。 15．某化学小组欲通过实验探究：．苯与液溴发生取代反应；．苯与液溴在催化剂作用下的反应机理。其所用装置如图所示。 已知：。 回答下列问题： (1)装置A中长颈漏斗的作用为___________；仪器X的名称为___________；写出实验室制备溴苯的化学方程式：___________。 (2)制取溴苯的实验操作步骤如下： ①连接装置，其接口顺序为(填字母)：___________。 d接___________，___________接___________，___________接___________，h接c ②检查装置气密性。 ③装置C中加入固体药品，再滴入浓硫酸，再打开装置D处开关K，点燃装置C处酒精灯；插入铁丝于混合液中，一段时间后，装置D中液体沸腾，原因是___________；铁丝的作用为___________(用化学方程式表示)。 ④关闭装置C中活塞。 (3)装置A中对广口瓶进行热水浴的目的是___________。 (4)装置B中出现___________(填现象)，即可证明苯与液溴发生了取代反应。 (5)查阅文献，苯与液溴在催化下的反应机理共分三步： ．； ．。 ①完成第三步反应：．___________。 ②该小组将装置A中的浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败，试从反应机理推测可能的原因是___________。 【答案】(1) 平衡气体压强 球形冷凝管 (2) a  b  e  f  g 该反应是放热反应 (3)防止蒸气冷凝 (4)淡(浅)黄色沉淀 (5) 含有水时，无法生成 【分析】反应的原理为，利用上述反应制备出单质溴；生成的Br2进入A中进行干燥，再通入装置D与苯发生反应，经装置E(苯)吸收挥发的Br2，生成的HBr经装置A(防倒吸)后进入装置B检验，所以装置连接顺序是C→A→D→E→B，据以上分析解答。 【详解】（1） 装置A中长颈漏斗的作用为平衡压强；仪器X的名称为球形冷凝管；实验室制备溴苯是苯和液溴在FeBr3(实际反应中Fe与Br2反应生成FeBr3作催化剂)催化下发生取代反应，化学方程式为：； （2）①由分析可知，装置连接顺序是：C→A→D→E→B，所以接口顺序为：d接a，b接e，f接g，h接c，故答案为：a；b；e；f；g； ③苯与液溴发生的反应为放热反应，插入铁丝于混合液中，一段时间后，装置D中液体沸腾；铁丝与溴反应生成溴化铁，溴化铁做了该反应的催化剂，反应的方程式为：2Fe+3Br2=2FeBr3； （3）装置A中对广口瓶进行热水浴的目的是防止溴蒸气冷凝，因为溴易挥发，若温度过低，溴蒸气会冷凝成液体，影响后续对HBr的检验，热水浴可保持温度，使溴蒸气以气态进入后续装置； （4）苯与液溴发生取代反应会生成HBr，HBr进入装置B中，与AgNO3溶液反应生成淡黄色的AgBr沉淀，所以装置B中出现淡黄色沉淀，即可证明苯与液溴发生了取代反应； （5） ①总反应是苯与液溴在FeBr3催化下生成溴苯和HBr,前两步反应为Ⅰ. ；Ⅱ.；所以第三步反应为： ②反应机理中需要FeBr3作催化剂，稀硫酸中含有大量水，FeBr3易溶于水，会使FeBr3无法起到催化作用，无法生成，所以实验失败。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $