【三维设计】年高考化学一轮复习 第一章第三节 芳香烃 选修5

全局性掌控全局性掌控本节重点知识为芳香烃的化学性质．主要考查苯的分子结构以及以苯为母体的分子空间构型，苯的同系物的重要性质，及同分异构体的书写；预测高考会以选择题的形式考查苯的主要性质和简单同分异构体的书写、判断；而煤、石油和天然气的综合利用也将成为高考考查的重点内容.选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”×1.乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同

(2010·山东高考T12－A)√2.实验室制溴苯时，将苯与液溴混合后加到有铁丝

的反应容器中(2010·上海高考T12－A)×3.对二甲苯分子中所有原子都处于同一平面内

(2010·海南高考T12－B)×4.苯不能使KMnO4溶液褪色，因此苯不能发生氧化

反应(2010·北京模拟T8－D)√5.一定条件下，Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取

代反应(2009·重庆高考T11－A)一、苯1．苯的结构2．物理性质无液不小颜色状态气味毒性溶解性密度(与水比)

色

态

毒

溶于水

比水有特殊气味3.化学性质有关反应的化学方程式为：其中浓H2SO4的作用是：

和

．催化剂吸水剂1．哪些事实可以说明苯分子中不存在单、双键交替的结构？提示：①苯不能使溴的四氯化碳溶液因发生加成反应而褪色，也不能使酸性KMnO4溶液褪色；②苯分子中碳碳键完全等同，其分子结构为平面正六边形结构；③苯的邻位二元取代物不存在同分异构体．二、苯的同系物1．通式：CnH2n－6(n≥6)．2．结构特点：都含有一个

，苯的同系物的侧链为

基．3．物理性质：苯和甲苯都

挥发，有

气味，

毒，

溶于水，密度比水

．苯环烷烃易特殊有不小4．化学性质(1)氧化反应①可燃性：都能燃烧，火焰明亮并伴有浓烟．②苯的同系物：侧链[(R为烃基)除外]可被酸性KMnO4溶液氧化为

，因而能使酸性KMnO4溶液褪色．—COOH(2)取代反应甲苯与硝酸反应：三、芳香烃的来源及应用1．芳香烃分子里含有一个或多个

的烃．2．来源主要来源于

及石油化工中的催化重整工艺．3．应用一些简单的芳香烃，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯等都是基本的有机原料，可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等．苯环煤的干馏2．如何鉴别苯与甲苯两种芳香烃？提示：用酸性KMnO4溶液，能使酸性KMnO4溶液褪色的是甲苯，不能使其褪色的是苯．1．(2010·海南高考)下列化合物分子中的所有原子都处于同一平面的是 (

)A．甲苯B．对二甲苯C．氯乙烯

D．丙烯解析：甲苯、对二甲苯、丙烯分子结构中均含有甲基，所有原子一定不共平面；氯乙烯()分子中所有原子一定共平面．答案：C2．下列关于苯的性质的叙述中，不正确的是(

)A．苯是无色带有特殊气味的液体B．常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体C．苯在一定条件下能与液溴发生取代反应D．苯不具有典型的双键所具有的加成反应的性能，故不可能发生加成反应.解析：苯分子中虽然不具有典型的双键特征，但由于分子不饱和，在一定条件下仍能够和氢气发生加成反应．答案：D3．下列有机物不能以苯为原料一步制取的是(

)解析：

可以由苯与浓H2SO4、浓HNO3发生反应制得；可以由苯与氢气发生加成反应制得；

可以由苯与Cl2发生反应制得，而C项中

不能够由苯为原料一步制得．答案：C4．(2011·大连市高三期末)某同学根据苯和四氯化碳互溶，苯的密度比水小，四氯化碳的密度比水大的性质制作了如图所示的“液体积木”．在试管中注入CCl4，再加少量水，然后再小心加入少量苯，溶液可出现分三层的现象，再用漏斗向水层中加入少量胆矾溶液及少量碘水(如图所示)，下列说法正确的是(

)A．上中下三层的颜色分别为无色、蓝色、紫色B．上中下三层的颜色分别为紫色、蓝色、紫色C．振荡再静置后溶液分为两层，水在下层D．振荡再静置后溶液仍分为三层解析：碘在苯与四氯化碳中的溶解度较大，它们都能从碘水中萃取碘，故上中下三层的颜色分别为紫色、蓝色、紫色．苯和四氯化碳互溶，故振荡后分为两层，有机层的密度大小取决于苯和四氯化碳的相对多少，故无法判断有机层是否在水的上面．答案：B5．(2011·通州模拟)实验探究：通过实验事实的验证与讨论，认识苯的结构．提出问题：苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗？(1)提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从苯的凯库勒结构看，分子中含有碳碳双键，所以，苯一定能使________________________褪色．(2)实验验证：①苯不能使________________________褪色．②经科学测定，苯分子里6个碳原子之间的键________(填“相同”或“不同”)；6个碳原子和6个氢原子在________上．(3)结论：苯的结构式中的键跟烯烃中的双键______(填“相同”或“不相同”)，苯的性质没有表现出不饱和性，结构稳定，说明苯分子________(填“同于”或“不同”于)一般的碳碳单、双键交替的环状结构．(4)应用：为了表示苯分子的结构特点，结构简式用________表示，用凯库勒式表示苯分子的结构是不确切的．解析：若苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构，就应该具有碳碳双键的典型反应：能与Br2加成，使溴水褪色，能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应使其褪色．答案：

(1)KMnO4酸性溶液或溴水(2)①KMnO4酸性溶液或溴水②相同同一平面(3)不相同不同于(4)1．苯与其同系物化学性质的区别(1)侧链对苯环的影响①苯的同系物比苯更容易发生苯环上的取代反应，苯主要发生一元取代，而苯的同系物能发生邻、对位取代，如苯与浓H2SO4、浓HNO3混合加热主要生成硝基苯，甲苯与浓HNO3、浓H2SO4，在一定条件下易生成2,4,6­三硝基甲苯(TNT)．②苯的同系物发生卤代反应时，在光照和催化剂条件下，卤素原子取代氢的位置不同：(2)苯环对侧链的影响烷烃不易被氧化，但苯环上的烷基易被氧化．苯的同系物能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，用此法可鉴别苯和苯的同系物．2．含苯环化合物的同分异构体(1)苯的氯代物①苯的一氯代物只有1种：②苯的二氯代物有3种：(2)苯的同系物及其氯代物①甲苯(C7H8)不存在同分异构体．②分子式为C8H10的芳香烃同分异构体有4种：③甲苯的一氯代物的同分异构体有4种：(4)B在苯环上的二氯代物有________种同分异构体；

的所有原子________(填“是”或“不是”)在同一平面上．[名师精析]应用信息②和转化关系中各产物官能团在苯环上的位置可知：—Br为对位定位基，而—NO2为间位定位基．取得这些信息是推断A、B、C、D、E、F的关键．苯与浓硝酸和浓硫酸的混合酸作用生成

(A)，它是一种密度比水大的无色油状液体．根据信息①，结合反应：B可知B为

.注意前两步合成顺序不能颠倒，否则会使—Br和—NO2处于苯环的间位．

在苯环上的二氯代物有：共6种．[答案]

(1)大(2)

(3)ab

c

(4)6不是确定苯的同系物的同分异构体时，既要考虑因取代基位置不同形成的同分异构体，又要考虑因烃基异构形成的同分异构体．1．用摩尔质量为57g/mol的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子，所得产物的结构最多有 (

)A．12种

B．11种C．10种

D．9种解析：摩尔质量为57g/mol的烷基是—C4H9，其结构有4种，分别为—CH2CH2CH2CH3，

，

，每一种与甲苯中甲基的位置均有邻、间、对三种，共12种．答案：A2．(2011·杭州质检)有机物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质的不同．下列事实不能说明上述观点的是 (

)A．苯酚能与NaOH溶液反应，乙醇不能与NaOH溶液反应B．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．乙烯能发生加成反应，乙烷不能发生加成反应D．苯与硝酸在加热时发生取代反应，甲苯与硝酸在常温下就能发生取代反应.答案：C解析：A项中说明苯环和乙基对羟基的影响不同，苯环与羟基相连使羟基上氢原子活性增强；B项中说明苯环和甲基对甲基的影响不同，苯环与甲基相连使甲基活性增强；C项中是由于乙烯和乙烷所含官能团不同，因此化学性质不同；D项中说明甲基与苯环相连，使与甲基相连碳原子的邻位和对位碳原子上的氢原子活性增强．1．几种最简单有机物的空间构型(1)甲烷分子(CH4)为正四面体结构，最多有3个原子共平面；(2)乙烯分子(H2C==CH2)是平面形结构，所有原子共平面；(3)乙炔分子(H—C≡C—H)是直线形结构，所有原子在同一直线上；(4)苯分子(C6H6)是平面正六边形结构，所有原子共平面；(5)甲醛分子(HCHO)是平面结构，所有原子共平面．2．单键的旋转有机物分子中的以单键相结合的原子，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等两端的原子都可以以单键为轴旋转．

3．规律(1)任何两个直接相连的原子在同一直线上．(2)三键两端原子及其直接相连的原子在同一直线上．(3)在中学所学的有机物中，所有的原子一定共平面的有：CH2==CH2、CH≡CH、C6H6、[例2]某烃的结构简式为：若分子中共线碳原子数为a，可能共面的碳原子最多为b，含四面体结构碳原子数为c，则a、b、c分别是(

)A．3、4、5

B．4、10、4C．3、10、4 D．3、14、4[名师精析]根据C的四价键原理，容易判断出饱和碳原子有5、6、9、10共四个原子；共线碳原子为1、2、3共三个原子；由CH2==CH2的平面结构可首先判断2、3、4、5、10、11这6个碳原子共面，因①、②、③号单键均能旋转，故6、9号碳原子可能与苯环上的碳原子共面．这样所有的14个碳原子都可能共面．[答案]

D3．(2011·北京西城区测试)下列有机化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是 (

)A．

B．HC≡C—CH3.解析：苯分子中12个原子处在同一平面上，

可以看做甲基取代苯环上的1个氢原子，因此所有碳原子在同一平面上；乙炔分子中4个原子在同一直线上，HC≡C—CH3可以看做甲基取代乙炔中1个氢原子，因此所有碳原子在同一平面上；乙烯分子中6个原子在同一平面上，

可以看做2个甲基取代乙烯1个碳原子上的2个氢原子，因此所有碳原子在同一平面上．答案：D4．已知C—C键可以绕键轴旋转，结构简式为

的化合物中，处于同一平面内的原子最多可能有(

)A．10个

B．12个C．16个

D．18个解析：题中的有机物分子可变换成如下形式：除分子中两个甲基的4个H原子(其化学键用“”表示)不在该平面上外，其余的18个原子均可能共面．答案：D液溴溴水溴的四氯化碳溶液高锰酸钾酸性溶液烷烃与溴蒸气在光照条件下发生取代反应不反应，液态烷烃与溴水可以发生萃取从而使溴水层褪色不反应，溶解不褪色不反应烯烃常温加成褪色常温加成褪色常温加成褪色氧化褪色液溴溴水溴的四氯化碳溶液高锰酸钾酸性溶液炔烃常温加成褪色常温加成褪色常温加成褪色氧化褪色苯一般不反应，催化条件下可取代不反应，发生萃取而使溴水层褪色不反应，互溶不褪色不反应苯的同系物一般不反应，光照条件下发生侧链上的取代，催化条件下发生苯环上的取代不反应，发生萃取而使溴水层褪色不反应，互溶不褪色氧化褪色[例3]

(2010·海南高考)下列化合物中既易发生取代反应，也可发生加成反应，还能使KMnO4酸性溶液褪色的是 (