222苯的同系物芳香烃的来源及其应用

第2课时苯的同系物芳香烃的来源及其应用见学生用书P033学习目标练法指导1.认识苯的同系物的结构与性质的关系。2了解芳香烃的来源及应用。1.苯的同系物发生的反应，要注意反应的条件。2掌握常见有机物的鉴别。课/前/预/习轻/松/搞/定1苯和甲苯相比较，下列叙述中不正确的是()A都属于芳香烃B都能使高锰酸钾酸性溶液褪色C都能在空气中燃烧D都能发生取代反应答案B解析苯和甲苯都含有苯环，A项正确；苯不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，B错误。2在苯的同系物中加入少量KMnO4酸性溶液，振荡后褪色，正确的解释为()A苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多B苯环受侧链影响易被氧化C侧链受苯环影响易被氧化D由于苯环和侧链的相互影响均易被氧化答案C解析在苯的同系物中，苯环和侧链相互影响，侧链受苯环影响，易被氧化；苯环受侧链影响，易被取代。3下列化合物分子中的所有原子不可能处于同一平面的是()A乙苯 B乙炔C苯乙烯 D苯乙炔答案A解析乙苯分子中甲基上的所有氢原子与苯环不可能共面；B项，乙炔分子中所有原子在同一条直线上；C项，苯乙烯分子相当于苯环与乙烯两种分子模型的组合；D项，苯乙炔分子相当于苯环与乙炔两种分子模型的组合。4用一种试剂可将三种无色液体CCl4、苯、甲苯鉴别出来，该试剂是()A硫酸溶液 B水C溴水 DKMnO4酸性溶液答案D解析本题考查的是物质鉴别问题，产生三种不同的现象方可鉴别开。5.苯的同系物C8H10，在铁作催化剂的条件下，与液溴反应，其中只能生成一种一溴代物的是()答案D解析苯的同系物C8H10，在铁作催化剂的条件下，与液溴反应，其中只能生成一种一溴代物，说明苯环上只有一种氢原子。A项苯环上含有三种氢原子，错误；B项苯环上含有2种氢原子，错误；C项苯环上含有3种氢原子，错误；D项苯环上含有一种氢原子，正确。6下列关于芳香烃的叙述中不正确的是()A乙烷和甲苯中都含有甲基，甲苯可以被KMnO4酸性溶液氧化成苯甲酸，而乙烷不能被其氧化，说明苯环对侧链产生了影响B苯和浓硝酸、浓硫酸混合物在100110 才能生成二硝基苯，而甲苯在100 时即可生成三硝基甲苯，说明甲基对苯环产生了影响C苯、甲苯等是重要的有机溶剂，萘(俗称卫生球)是一种重要的绿色杀虫剂D除去苯中混入的少量甲苯可加入适量的KMnO4酸性溶液，充分反应后再加入足量的NaOH溶液，然后分液即可答案C解析萘是有污染的，不属于绿色杀虫剂。7下列括号内的物质为杂质，将除去下列各组混合物中杂质所需的试剂填写在横线上：(1)苯(甲苯)：_。(2)苯(乙醇)：_。(3)甲苯(溴)：_。答案(1)高锰酸钾酸性溶液(2)水(3)NaOH溶液解析(1)苯不能和高锰酸钾酸性溶液反应，甲苯能被高锰酸钾酸性溶液氧化为能溶于水的苯甲酸而与苯分层，可采用分液的方法除去。(2)乙醇与水任意比互溶，苯不溶于水，故可用水采用分液法除去乙醇。(3)溴可以和NaOH溶液反应生成易溶于水的溴化钠和次溴酸钠，然后分液除去。课/堂/效/果题/组/检/测题组一 苯的同系物的概述1.下列物质一定属于苯的同系物的是()答案B解析同系物必须符合的条件是结构相似即为同一类物质；符合同一通式。A项不符合，C、D两项不符合，只有B项对。2下列说法中正确的是()A芳香烃的分子通式是CnH2n6(n6)B苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类物质C苯和甲苯都不能使KMnO4酸性溶液褪色D苯和甲苯都能与卤素单质、硝酸等发生取代反应答案D解析A项，苯的同系物的分子通式为CnH2n6(n6)；B项，苯的同系物不包含苯，而苯也是含苯环的烃，且苯的同系物侧链为饱和烷烃基；C项，甲苯能使KMnO4酸性溶液褪色。题组二 苯的同系物的性质3.(双选)下列有关甲苯的实验事实中，与苯环上的甲基有关(或受到影响)的是()A甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物反应生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯B甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能C甲苯燃烧产生带浓烟的火焰D1 mol 甲苯与3 mol H2发生加成反应答案AB解析由于甲基对苯环的影响，使苯环上与甲基相连的碳的邻、对位碳上的氢变得更活泼，更容易被取代，A正确；由于苯环对甲基的影响，使甲基易被高锰酸钾酸性溶液氧化，B正确。故选A、B。4不具有的性质是()A在一定条件下与H2发生加成反应B在一定条件下与浓硝酸发生硝化反应C与溴水发生加成反应D在光照条件下与Cl2发生侧链上的取代反应答案C解析苯及其同系物在催化剂作用下可以与卤素单质发生苯环上的取代反应；但不能与溴水发生加成反应。5分子式为C9H12的一种苯的同系物，其苯环上只有一个取代基，下列说法中正确的是()A该有机物不能发生加成反应，但能发生取代反应B该有机物不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，但能使溴水褪色C该有机物分子中的所有原子可能在同一平面上D该有机物的一溴代物最多有6种同分异构体答案D解析A项，苯环可发生加成反应；B项，该苯的同系物可使高锰酸钾酸性溶液褪色，但不能因化学反应使溴水褪色；C项，分子中所有原子不可能共平面；D项，当苯环上的取代基为正丙基时有6种一溴代物，当苯环上的取代基为异丙基时有5种一溴代物。6已知苯的同系物能使KMnO4酸性溶液褪色，但烃基上与苯环直接相连的碳原子不结合氢时不能被氧化。现有某苯的同系物X(分子式为C11H16)，其分子中苯环上只连有一个烃基，且它能使KMnO4酸性溶液褪色，则其可能的结构共有7种，其中3种是请写出另外4种的结构简式：_，_，_，_。 答案题组三 苯的同系物的同分异构体的判断7.某烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但可使KMnO4酸性溶液褪色，分子结构中只含有一个烷基，符合条件的烃有()A2种B3种C4种D5种答案B解析该烃的分子式为C10H14，符合分子通式CnH2n6，它不能使溴水褪色，但可使KMnO4酸性溶液褪色，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：CH2CH2CH2CH3；CH(CH3)CH2CH3；CH2CH(CH3)2；C(CH3)3。由于第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。故正确答案为B。8用相对分子质量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子所得芳香烃产物数目有()A3种 B4种C5种 D6种 答案D解析烷基组成通式为CnH2n1，烷基式量为43，所以14n143，解得n3，所以烷基为C3H7。当该烷基为正丙基时，甲苯苯环上的H原子种类有3种，所以有3种同分异构体；当为异丙基时，甲苯苯环上的H原子种类有3种，所以有3种同分异构体。该芳香烃产物的种类数为6种。选项D正确。9某烃的分子式为C8H10，它不能使溴水褪色，但能使KMnO4酸性溶液褪色，该有机物苯环上的一氯代物只有2种，则该烃是()答案A解析用表示苯环上氢原子被氯原子取代的不同位置课/后/巩/固快/速/提/能1下列化合物为苯的同系物的是()A BC D答案B解析根据苯的同系物的概念：含有一个苯环；侧链为烷基。可推知对。2下列有机物分子中，所有原子一定处于同一平面的是()答案B解析和与其直接相连的原子在同一平面内，CC和与其直接相连的原子在同一条直线上。3下列各组混合物不能用分液漏斗分离的是()A硝基苯和水 B苯和甲苯 C乙苯和水 D溴苯和NaOH溶液答案B解析分液漏斗分离互不相溶的液体，A项硝基苯和水互不相溶，水在上层，故A可以用分液漏斗分离；B项苯和甲苯都是有机物，相似相溶，故不能用分液漏斗分离，B可选；C项乙苯和水互不相溶，故C可以用分液漏斗分离；D项溴苯和NaOH溶液不溶，能用分液漏斗进行分离，此题选B。4已知甲苯的一氯代物有4种同分异构体，将甲苯完全氢化后，再发生氯代反应，其一氯代物的同分异构体数目有()A4种 B5种C6种 D7种答案B解析将甲苯完全氢化得到甲基环己烷：，在CH3上、CH3的邻、间、对位及与CH3相连的碳原子上的氢原子可以被氯原子取代而得到5种一氯代物，可图示为。5将a g聚苯乙烯树脂溶于b L苯中，然后通入c mol乙炔气体，则所得混合物中的碳氢两种元素的质量比是()A61 B121C83 D112答案B解析聚苯乙烯、苯、乙炔三种物质的最简式都是CH，所以碳氢两元素的质量比是121。6都属于萘的同系物。萘和萘的同系物分子组成通式是()ACnH2n6(n11) BCnH2n8(n10)CCnH2n10(n10) DCnH2n12(n10)答案D解析萘环有7个不饱和度，因此萘的同系物分子组成通式是CnH2n214CnH2n12(n10)。7间二甲苯苯环上的一个氢原子被NO2取代后，其一元取代产物的同分异构体有()A1种 B2种C3种 D4种答案C解析判断因取代基位置不同而形成的同分异构体时，通常采用“对称轴”法。即在被取代的主体结构中，找出对称轴，取代基只能在对称轴的一侧，或是在对称轴上而不能越过对称轴(针对一元取代物而言)。如二甲苯的对称轴如下(虚线表示)：邻二甲苯(小圆圈表示能被取代的位置)，间二甲苯，对二甲苯。因此，邻、间、对二甲苯苯环上的一元取代物分别有2、3、1种。8已知CC可以绕键轴旋转，对于结构简式如图所示的烃，下列说法正确的是()A分子中最多有12个碳原子处于同一平面上B分子中至少有9个碳原子处于同一平面上C该烃的一氯取代物最多有4种D该烃是苯的同系物答案B解析当两个苯环绕两个苯之间的CC键轴旋转到一个平面时，分子中的14个碳原子都处于同一平面上，否则是9个碳原子处于同一平面，故A错、B正确；该烃的一氯取代物最多有5种，C错；该烃分子中含有两个苯环，故不是苯的同系物，D错。9将甲苯与液溴混合，加入铁粉，其反应所得的产物可能有()A B只有C D全部答案C解析苯的同系物与液溴在铁粉的催化作用下，只发生苯环上的取代反应，可取代甲基邻位、间位、对位上的氢原子，也可以将苯环上多个氢原子都取代；而在此条件下，甲基上的氢原子不能被取代，因此不可能有。10要鉴别己烯中是否混有少量甲苯，正确的实验方法是()A先加足量溴水，然后再加入高锰酸钾酸性溶液B先加足量的酸性高锰酸钾溶液，然后再加入溴水C点燃这种液体，然后再观察火焰的颜色D加入浓硝酸后加热答案A解析A项己烯和甲苯都能使高锰酸钾酸性溶液褪色，己烯能和溴水发生加成反应，而甲苯和溴水发生的是萃取，因此先加足量溴水，己烯与溴水发生加成反应消耗掉，然后再加入高锰酸钾酸性溶液，若高锰酸钾溶液褪色，说明混有甲苯，A项正确，B项错误；C项两种物质含碳量都很高，燃烧的现象很相近，C项错误；D项甲苯和浓硝酸发生硝化反应，但无明显的实验现象，D项错误。答案选A。11有4种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯。符合下列各题要求的分别是(1)不能与溴水或KMnO4酸性溶液反应，但在FeBr3作用下能与液溴反应的是_。(2)任何条件下都不能与溴水及KMnO4酸性溶液反应的是_。(3)能与溴水、KMnO4酸性溶液反应的是_。(4)不与溴水反应但与KMnO4酸性溶液反应的是_。答案(1)苯(2)苯、己烷(3)己烯(4)甲苯解析己烯、己烷、苯、甲苯4种物质中，既能和溴水反应(加成反应)，又能和KMnO4酸性溶液反应(氧化反应)的只有己烯，均不反应的为己烷和苯。不能与溴水反应但能被KMnO4酸性溶液氧化的是甲苯。苯在FeBr3的催化作用下与液溴发生取代反应生成溴苯。12某同学设计如图所示装置制备一硝基甲苯。实验步骤如下：配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比13)的混合物(混酸)；在三颈烧瓶里装15 mL甲苯；装好其他药品，并组装好仪器；向三颈烧瓶中加入混酸，并不断搅拌；控制温度，大约反应10 min至三颈烧瓶底有大量液体(淡黄色油状)出现；分离出一硝基甲苯。(已知：甲苯的密度为0.866 gcm3，沸点为110.6 ；硝基苯的密度为1.20 gcm3，沸点为210.9 )根据上述实验，回答下列问题：(1)实验方案中缺少一个必要的仪器，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)简述配制混酸的方法：_。浓硫酸的作用是_。(3)L仪器名称是_，其作用是_，进水口是_。 (4)写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式：_；注明反应类型：_。 (5)分离产品方案如下：操作1的名称是_，操作2必需的玻璃仪器有_。(6)经测定，产品1的核磁共振氢谱中有3个峰，则其结构简式为_；产品2的核磁共振氢谱中有5个峰，它的名称为_。 答案(1)温度计生成二硝基甲苯、三硝基甲苯(2)取一定量浓硝酸于烧杯中，向烧杯里缓缓注入浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌催化剂、吸水剂(3)冷凝管冷凝回流b(4) 取代反应(或硝化反应)(5)分液酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(接液管)、锥形瓶(6) 邻硝基甲苯解析(1)本实验需要控制温度，装置中没有温度计。如果温度过高，甲苯的苯环上邻、对位氢都可以被硝基取代，一硝基取代物产率变低。(2)浓硫酸溶于浓硝酸放出大量热量，且浓硫酸的密度大于浓硝酸的密度，如果将浓硝酸注入浓硫酸中可能引起液滴飞溅，应采用类似浓硫酸稀释的操作方法配制混酸。(3)甲苯、硝酸都易挥发，冷凝装置使反应物冷凝回流，提高原料利用率。(4)甲苯苯环上的氢原子被硝基(NO2)取代，类似苯与浓硝酸反应。(5)混合液中有机物与无机物分层，用分液操作分离有机物与无机物，由于对硝基甲苯和邻硝基甲苯的沸点不同，可以采用蒸馏法分离这两种产物。(6)对硝基甲苯、邻硝基甲苯分子中氢原子种类分别为3种、5种，在核磁共振氢谱中分别有3个峰、5个峰。13某有机物的结构简式为，据此填写下列空格。(1)该物质苯环上一氯代物有_种。(2)1 mol该物质和溴水混合，消耗Br2的物质的量为_mol。(3)1 mol该物质和H2加成需H2_mol。(4)下列说法不正确的是_。A该物质可发生加成、取代、氧化等反应B该物质与甲苯属于同系物C该物质使溴水褪色的原理与乙烯相同D该物质使KMnO4酸性溶液褪色发生的是加成反应答案(1)4(2)2(3)5(4)BD解析本题主要考查苯及其化合物的结构和性质。难度中等。(1)该物质在苯环上没有对称轴，苯环上的4个H原子都能被Cl原子取代而产生4种不同的一氯代物。(2)1 mol该物质的分子中含有2 mol碳碳双键，能与2 mol Br2发生加成反应。(3)1 mol该物质的分子中含有2 mol碳碳双键，能与2 mol H2发生加成反应，1 mol苯环能与3 mol H2加成生成环己烷，共消耗5 mol H2。(4)该物质中含有碳碳双键，能发生加成反应，也能被KMnO4酸性溶液氧化，发生氧化反应，同时该物质中含有烷基能发生取代反应，苯环上也能发生取代反应，A项正确；苯的同系物是苯环与烷基相连形成的，而该物质中苯环侧链是不饱和的，不是苯或甲苯的同系物，B项错误；该物质和乙烯中均含有碳碳双键，故使溴水褪色的原理与乙烯相同，C项正确；该物质能使KMnO4酸性溶液褪色发生的是氧化反应，D项错误。14结合已学知识，并根据下列一组物质的特点回答相关问题。(1)邻二甲苯的结构简式为_(填编号，从AE中选择)。(2)A、B、C之间的关系为_(填字母)。a同位素 b同系物c同分异构体 d同素异形体(3)请设计一个简单实验来检验A与D，简述实验操作过程：_。(4)有机物同分异构体的熔沸点高低规律是“结构越对称，熔沸点越低”，根据这条规律，判断C、D、E的熔沸点由高到低的顺序：_(填编号)。答案(1