新教材同步系列2024春高中化学第二章烃第三节芳香烃课后提能训练新人教版选择性必修3

其次章第三节A组·基础达标1．(2024·云南红河期中)下列说法正确的是()A．甲苯在光照下与Cl2发生的主要反应为苯环上引入氯原子的取代反应B．制硝基苯时，在浓H2SO4中加入浓HNO3后，立即加苯混合，进行振荡C．苯与液溴混合后加入铁粉，发生放热反应，制备密度大于水的溴苯D．苯和甲苯都属于芳香烃，都能使酸性KMnO4溶液褪色【答案】C【解析】甲苯在光照下与Cl2的反应主要是发生在—CH3上的取代反应，A错误；制硝基苯时，将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸并同时搅拌，冷却后加苯，依次不能颠倒，B错误；苯与液溴在铁或溴化铁作催化剂下发生取代反应，制备密度大于水的溴苯，C正确；甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，但苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，D错误。2．乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应为eq\o(→,\s\up7(催化剂))＋H2(g)下列说法中不正确的是()A．等质量的苯乙烯和聚苯乙烯燃烧耗氧量相同B．乙苯转化为苯乙烯的反应属于消去反应C．苯乙烯分子中全部原子有可能位于同一平面上D．乙苯的一氯代物共有3种【答案】D【解析】苯乙烯和聚苯乙烯的最简式相同，故等质量的两者燃烧耗氧量相同，A正确；由消去反应含义知B正确；苯中12个原子共平面，乙烯中6个原子共平面，则苯乙烯分子中全部原子有可能位于同一平面上，C正确；乙苯的等效氢有苯环上的邻、间、对3种，侧链乙基上有2种，共5种等效氢，则乙苯的一氯代物共有5种，D错误。3．欲视察环己烯是否会使酸性高锰酸钾溶液褪色，可先将环己烯溶于适当的溶剂，再渐渐滴入0．005mol/L的KMnO4溶液并不断振荡，下列物质最适合作此溶剂的是()A．四氯化碳 B．酒精C．甲苯 D．水【答案】A【解析】KMnO4溶液能氧化酒精中乙醇、甲苯，而环己烯不溶于水，不利于现象的视察，A正确。4．下列关于苯乙炔的说法错误的是()A．能使溴水褪色B．该分子中碳原子有sp和sp2杂化C．与足量H2加成时，1mol苯乙炔可消耗5molH2D．分子中共直线的原子最多有4个【答案】D【解析】苯乙炔含有碳碳三键，能使溴水褪色，A正确；苯环碳为sp2杂化、三键的碳为sp杂化，B正确；与H2加成时，1mol苯环、三键分别消耗3molH2、2molH2，C正确；苯环位于对角线上的4个原子共直线、碳碳三键中的4个原子也共直线，这两条直线有2个交点，故它们确定共直线，即共直线的原子最多有6个，D错误。5．只用一种试剂就能鉴别甲苯、己烯、四氯化碳、碘化钾溶液，该试剂可以是()A．酸性高锰酸钾溶液 B．溴水C．溴化钾溶液 D．硝酸银溶液【答案】B【解析】甲苯和己烯都与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，不能鉴别，A错误；甲苯不溶于水，但密度比水小，四氯化碳不溶于水，但密度比水大，加入溴水，颜色层位置不同，己烯与溴水发生加成反应，溴水褪色，碘化钾与溴水发生氧化还原反应，溶液颜色加深，可鉴别，B正确；加入溴化钾溶液，不能鉴别甲苯和己烯，二者不与溴化钾溶液反应且密度都比水小，C错误；加入硝酸银溶液，不能鉴别甲苯和己烯，二者与硝酸银溶液均不反应，且密度均比水小不能鉴别，D错误。6．分子式为C9H12的芳香烃，其同分异构体的数目有()A．8种 B．7种C．5种 D．10种【答案】A【解析】当苯环上取代基数目没有限定时，取代基数量应按1、2、3…等分别探讨；任何两个取代基在苯环上均有邻、间、对三种位置关系；当苯环上有3个取代基时，若3个取代基各不相同，则有10种同分异构体；当有2个相同时，可形成6种同分异构体；当3个完全相同时，则可形成3种同分异构体。7．图甲是试验室合成溴苯并检验其部分生成物的装置。下列说法错误的是()A．苯和液溴在A中发生反应的化学方程式：Br2＋eq\o(→,\s\up7(FeBr3))＋HBrB．试验过程中C中的液体渐渐变为浅红色，是因为溴具有挥发性C．D、E、F均具有防倒吸的作用，其中F不行以用图乙所示装置代替D．D中石蕊溶液渐渐变红，E中产生浅黄色沉淀【答案】C【解析】苯、溴苯、溴、HBr均易挥发，溴苯、溴均会溶于苯，溴苯溶于苯无色，少量溴溶于苯为浅红色，B正确；D、E、F均具有防倒吸的作用，F的作用是尾气处理，不影响性质探究，可用图乙所示装置代替，C错误；产物有HBr且不溶于C中的苯，HBr在D中溶于水显酸性，使石蕊溶液变红，HBr在E中与AgNO3溶液反应生成浅黄色的AgBr沉淀，D正确。8．某有机化合物中碳和氢原子个数比为3∶4，不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色。其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7．5倍。在铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物。该有机化合物可能是()A．CH≡C—CH3 B．C．CH2CHCH3 D．【答案】B【解析】可求得分子式为C9H12，由性质知其为芳香烃，结合其苯环上的一溴代物有2种知B正确。9．(2024·广东惠州一中五校联考)已知有机物M、N、W能发生下列反应，下列说法不正确的是()＋CH2CH—CH3eq\o(→,\s\up7(确定条件))MNWA．M的一氯代物有3种B．N分子不存在顺反异构体C．该反应原子利用率为100%D．M、N和W均能使酸性KMnO4溶液褪色【答案】A【解析】由结构简式可知，M分子中含有4类氢原子，一氯代物有4种，A错误；由结构简式可知，M分子中碳碳双键的右侧碳原子连有2个氢原子，所以N分子不存在顺反异构体，B正确；由结构简式可知，M与N发生加成反应生成，所以反应的原子利用率为100%，C正确；由结构简式可知，M和W属于苯的同系物，侧链碳原子上连有氢原子，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色，N属于烯烃，碳碳双键能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色，D正确。10．人们对苯的相识有一个不断深化的过程。(1)1834年，德国科学家米希尔里希通过蒸馏安眠香酸()和石灰的混合物得到液体，命名为苯，写出苯甲酸钠与碱石灰(NaOH参与反应)共热生成苯的化学方程式：________________________________________________________。(2)由于苯的含碳量与乙炔相同，人们认为它是一种不饱和烃，写出C6H6的一种含三键且无支链的链烃的结构简式：____________________________________________。(3)从烃分子中去掉2个氢原子形成一个双键是吸热反应，大约须要117～125kJ/mol的热量，但1，3－环己二烯失去2个氢原子变成苯时是一个放热反应，反应热为－23．4kJ/mol，以上事实说明________(填字母)。a．1，3－环己二烯与氢气加成是吸热反应b．1，3－环己二烯比苯稳定c．苯加氢生成环己烷是吸热反应d．苯比1，3－环己二烯稳定(4)1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构(如下图)，说明白苯的部分性质，任写一个苯发生取代反应的化学方程式：_______________________。但还有一些问题尚未解决，它不能说明下列____________事实(填字母)。a．苯不能使溴的CCl4溶液褪色 b．苯能与H2发生加成反应c．溴苯没有同分异构体 d．邻二溴苯只有一种(5)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是____________________________。【答案】(1)eq\o(→,\s\up7(CaO),\s\do5(△))Na2CO3＋(2)HC≡C—C≡C—CH2—CH3(或其他合理答案)(3)d(4)＋HNO3eq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))＋H2O(或其他合理答案)ad(5)介于单键和双键之间的特别的共价键【解析】(1)由质量守恒定律分析苯甲酸钠与NaOH反应生成的另一物质是Na2CO3。(3)1，3-环己二烯去氢生成苯放热，说明苯能量比1，3-环己二烯低，而能量越低物质越稳定。(4)含有碳碳双键的物质应当能通过加成反应使溴的CCl4溶液褪色，若苯存在单键、双键交替出现的状况，则邻二溴苯应当有两种；又因苯能发生加成反应，又能发生取代反应，故碳碳键具有单键与双键的某些性质。B组·实力提升11．四苯基甲烷(C6H5)4C可看作是苯基取代甲烷分子中的氢原子后形成的，则的一氯代物(不考虑立体异构)最多有()A．6种 B．9种C．5种 D．7种【答案】A【解析】除连接有甲基的苯环外，另外三个苯环及苯环上对应的碳原子的空间位置完全相同，当氯取代连接有甲基的苯环上的氢原子时可得到2种物质，取代甲基上的氢原子也可得到1种物质，取代不连接甲基的苯环上的氢原子时有3种取代方式，故一氯代物共有6种，A正确。12．萘的结构简式为。(1)萘的分子式为______________，与足量H2反应时，1mol萘可消耗________molH2，其一硝基代物有________种。(2)萘有多种同分异构体，含有苯环、苯环上只有一个链状取代基的同分异构体有________种，其中核磁共振氢谱有6组峰的物质的结构简式为____________________。(3)下列有关萘的说法错误的是__________(填字母)。A．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．核磁共振氢谱有4组峰C．萘分子中全部原子在同一平面内D．萘不溶于水、易溶于苯【答案】(1)C10H852(2)3(3)B【解析】(2)当苯环只有一个链烃基时，链烃基的组成为C4H5，结构为—CHCH—C≡CH、—C≡C—CHCH2、，其中当烃基为—CHCH—C≡CH时，其核磁共振氢谱有6组峰。13．硝基苯是一种重要的化工原料，试验室在55～60℃的条件下将20mL苯(密度为0．88g/cm3)与22mL浓硫酸和20mL浓硝酸的混合液共热来制备硝基苯，制备装置和原理如下：＋HNO3eq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))＋H2O查阅资料可知反应机理如下：①HNO3＋2H2SO4⥬H3O＋＋＋NO2＋2HSOeq\o\al(－,4)；②＋＋NO2→；③____________________________。回答下列问题：(1)中间产物＋NO2与硝基相比，电子数目较多的是____________________________。(2)中间体正离子()中与硝基相连的碳原子的杂化方式是______________________________________。(3)请完成第③步反应：______________________________________________。(4)该试验接受恒温加热，为限制反应温度，可接受________加热的方法。仪器a的名称是。(5)反应结束后，冷却反应混合物，分别出有机层，所得物质中除硝基苯外还含有硝酸、硫酸、苯、苯磺酸等，依次用蒸馏水、5%的NaOH溶液和蒸馏水洗涤，再用无水CaCl2干燥后，得到粗硝基苯。有机层用5%的NaOH溶液洗涤的目的是________________________________。(6)若该试验制备得到纯硝基苯18g，则该试验中硝基苯的产率是_________________(保留小数点后两位)。【答案】(1)—NO2(2)sp3(3)＋HSOeq\o\al(－,4)→＋H2SO4(4)水浴球形冷凝管(5)除去粗产品中残留的酸(6)64．86%【解析】(1)中间产物＋NO2带一个单位正电荷而—NO2是电中性的，故—NO2的电子数目较多。(2)中间体正离子()中与硝基相连的碳原子形成的均是单键，属于饱和碳原子，其杂化方式是sp3。(3)第③步反应应当是两种中间产物与HSOeq\o\al(－,4)作用生成硝基苯并“还原”出硫酸。(4)利用水浴加热法可使反应温度维持在55～60℃，仪器a的名称是球形冷凝管。(5)由于所得物质中除硝基苯外还含有硝酸、硫酸、苯、苯磺酸等，因此有机层用5%的NaOH溶液洗涤的目的是除去粗产品中残留的酸。(6)m(C6H6)＝20mL×0．88g/cm3＝17．6g，因此理论上生成硝基苯的质量是eq\f(17.6g,78g/mol)×123g/mol＝27．75g，若该试验制备得到纯硝基苯18g，则该试验中硝基苯的产率是eq\f(18g,27.75g)×100%＝64．86%。14．已知：①RNO2eq\o(→,\s\up7(Fe),\s\do5(HCl))RNH2；②＋HO—SO3Heq\o(→,\s\up7(70～80℃))＋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“eq\o(→,\s\up7(a))Ceq\o(→,\s\up7(b))Deq\o(→,\s\up7(c))”的全部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