高三化学一轮复习导学案：第十二章 学案56 芳香烃( 高考)

1、学案学案 5656芳香烃芳香烃 考纲要求1.以芳香烃的代表物为例，比较与其他烃类在组成、结构、性质上的差异。 2.举例说明芳香烃在有机合成和有机化工中的重要作用。 知识点一苯的结构与性质 1苯的结构和芳香烃 (1)苯的分子式为 C6H6，结构简式为_，苯分子具有_结构；苯分子中 不 存 在 一 般 的 碳 碳 双 键 ， 6 个 碳 原 子 之 间 的 键 长 、 键 能 相 等 ， 是 一 种 介 于 _的独特的键。 (2)分子里含有苯环的碳氢化合物，属于芳香烃，苯是最简单的芳香烃。 问题思考 1哪些事实能说明苯分子中不存在单、双键交替的结构？ 2苯的性质 (1)物理性质 苯为_色、_气味的

2、液体，有毒，_溶于水，密度比水_，熔点仅为 5.5 。 (2)苯分子的特殊结构决定了苯兼有烷烃和烯烃的化学性质，即易取代，能加成，难氧化。 取代反应： 苯与溴发生反应： _； 苯与硝酸发生反应： _； 苯与硫酸发生反应： _； 苯与 H2发生加成反应： _。 氧化反应： a苯不能使酸性 KMnO4溶液褪色。 b苯在空气中燃烧，产生明亮火焰并冒出黑烟。 问题思考 2 硝基苯是无色、 密度比水大的油状液体， 实验室制得的硝基苯常因溶有NO2而显黄色， 如何洗去硝基苯中的黄色？ 知识点二苯的同系物 由于苯环受烃基的影响，使苯的同系物与苯有所不同。 (1)氧化反应： 燃烧。 苯的同系物分子中的烃基一般

3、可以被酸性KMnO4溶液氧化为羧基。 (2)取代反应： 甲苯与浓 HNO3、浓 H2SO4的混合物反应： 。 问题思考 3己烯中混有少量甲苯，如何检验？ 知识点三芳香烃的来源及其应用 1芳香烃来源于煤的提炼和石油化学工业中的催化重整。 2 一 些 简 单 的 芳 香 烃 如 苯 、 甲 苯 等 可 用 于 合 成 炸 药 、 染 料 、 农 药 等 。 一、苯、苯的同系物、芳香烃 1苯与溴反应生成溴苯，采用的是液溴还是溴水，为什么？ 2是不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色？ 3苯的同系物与芳香烃有何异同点？从范围大小分析，二者有何关系？ 4烃的来源及应用(填写下表空白处) 来源条件

4、产品 常压分 馏 减压分 馏 石油催化裂 化、裂 解 催化重 整 天然气 煤焦油 的分馏 煤直接或 间接液 化 典例导悟 1分子组成为 C9H12的苯的同系物， 已知苯环 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该有机物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，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 听课记录： 变式演练 1用一种试剂可将三种无色液体：四氯化碳、苯、甲苯鉴别出来，这种试剂是 () A硫酸B水 C溴水D酸性 KMnO4溶液 二、含苯环的化合物的同分异构体的书写 1写出苯的一氯代物、

5、二氯代物的结构简式。 2分子式为 C8H10的芳香烃的同分异构体有几种？试写出其结构简式。 3乙苯的一氯代物有几种？试写出其结构简式。 思维升华怎样确定芳香族有机物同分异构体的数目？ 典例导悟 2某芳香烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色，碳、 氢原子个数比为 34,0.1 mol 该烃完全燃烧后，产物通入浓H2SO4中增重 10.8 g，已知该烃中 只有一个支链，且侧链上的一溴代物有两种。 (1)试计算推出该烃的结构简式为 _。 (2)写出该烃侧链一溴代物的结构简式 _ _。 变式演练 2二甲苯苯环上的一溴代物共有6 种，可用还原的方法制得 3 种二甲苯，它们 的熔点分别列于下表： 6 种一溴二 甲苯

6、的熔点243 206 213.8 204 214.5 205 对应还原 的二甲苯 的熔点13 54 27 54 27 54 由此推断熔点为 243 的分子的结构简式为_，熔点为 54 的分子的结构简式为_。 1(2010上海，10)下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是() A乙醇、甲苯、硝基苯B苯、苯酚、己烯 C苯、甲苯、环己烷D甲酸、乙醛、乙酸 2.(2011上海，28)异丙苯()是一种重要的有机化工原料。根据题 意完成下列填空： (1)由苯与 2-丙醇反应制备异丙苯属于_反应；由异丙苯制备对溴异丙苯的反应 试剂和反应条件为_。 (2)异丙苯有多种同分异构体，其中一溴代物最少的芳香烃的名称

7、是_。 (3) 甲基苯乙烯()是生产耐热型 ABS 树脂的一种单体，工业上由异丙 苯催化脱氢得到。写出由异丙苯制取该单体的另一种方法(用化学反应方程式表示)。 (4)耐热型 ABS 树脂由丙烯腈(CH2=CHCN)、1,3-丁二烯和 甲基苯乙烯共聚生成，写 出该树脂的结构简式(不考虑单体比例)。 3(2010安徽理综，26)F 是新型降压药替米沙坦的中间体，可由下列路线合成： (1)AB 的反应类型是_，DE 的反应类型是_，EF 的反应类型是_。 (2)写出满足下列条件的 B 的所有同分异构体 _ _ (写结构简式)。 含有苯环含有酯基能与新制 Cu(OH)2反应 (3)C 中含有的官能团名

8、称是_。已知固体 C 在加热条件下可溶于甲醇， 下列 CD 的有关说法正确的是_。 a使用过量的甲醇，是为了提高D 的产率 b浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑 c甲醇既是反应物，又是溶剂 dD 的化学式为 C9H9NO4 (4)E 的同分异构体苯丙氨酸经聚合反应形成的高聚物是 _ (写结构简式)。 (5)已知在一定条件下可水解为和， 则 F 在强酸和长时间加热条件下发生水解反应的化学方程式是 _ _ _ _。 题组一苯 1与链烃相比，苯的化学性质的主要特征是() A难氧化、难取代、难加成 B易氧化、易取代、易加成 C难氧化、可加成、易取代 D易氧化、易加成、难取代 2下列各组有机物中，只需加入

9、溴水就能一一鉴别的是() A己烯、苯、四氯化碳B苯、己炔、己烯 C己烷、苯、环己烷D甲苯、己烷、己烯 3如图所示为实验室制取少量溴苯 的装置，回答下列问题： (1) 烧 瓶 A中 装 的 物 质 为 _ ， 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _。 (2)导管 B 的主要作用是 _。 (3)导管口 C 处附近会出现白雾，其原因是 _ _。 (4)反应后，向烧杯中滴加AgNO3溶液时观察到的现象是_，相应的 离子方程式为_ _。 4(2011淄博月考)苯环上原有的取代基对新导入苯环上的取代基的位置有一定的影响， 其规律是：苯环上新导入的取代基所占的位置主要决定于原取代基的性质；可以把原取

10、 代基分成两类：第一类取代基如OH、Cl、Br、OCOR、R 等，可使新导入的取代 基进入原取代基的邻位和对位；第二类取代基如NO2、SO3H、CHO 等可使新导入的取 代基进入原取代基的间位。 (1) 写出的化学方程式： _ _； C 的结构简式：_； (2) 写出同分异构体 D 、E 的结构简式： D_；E_。 题组二芳香烃 5(2011绍兴质检)下列说法中，正确的是() A 芳香烃的分子通式是C nH2n6(n6，nN) 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苯和甲苯都不能使酸性KMnO 4 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 6有机物中碳原子和氢原子

11、个数比为 34，不能与溴水反应却能使 KMnO 4 酸性溶液褪 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。 该有机物可能是() 7下列物质属于芳香烃，但不是苯的同系物的是() A B CD 8苏丹红是很多国家禁止用于食品生产的合成色素，结构简式如下图。下列关于苏丹红 说法错误的是() A分子中含一个苯环和一个萘环 B属于芳香烃 C能被酸性高锰酸钾溶液氧化 D能溶于苯 9苯环上连接有一个烃基R 和 3 个X 基的有机物的结构共有() A4 种B5 种C6 种D7 种 题号125678 答案 10.有机化学反应因反应条件不同，可生成不同的有机产品。

12、例如： 加热 CHCH 3XCH3 .HXCH3CH=CH 2 H O 22 CH3CH2CH2X 9 .苯的同系物与卤素单质混合，若在光照条件下，侧链上的氢原子被卤素原子取代；若 在催化剂作用下，苯环上的氢原子被卤素原子取代。工业上利用上述信息，按下图所示路线 合成结构简式为的物质，该物质是一种香料。 请根据上述路线回答下列问题： (1)A 的结构简式可能为 _。 (2)反应、的反应类型分别为_、 _。 (3)反应的化学方程式为(有机物写结构简式，并注明反应条件)_。 (4)工业生产中，中间产物A 需经反应得D，而不采取直接转化为D 的方法，其原 因是_ 。 11烷基取代苯可以被酸性 KMn

13、O4溶液氧化生成， 但 若 烷 基 R 中 直 接 与 苯 环 连 接 的 碳 原 子 上 没 有 氢 原 子 ， 则 不 能 被 氧 化 得 到 。现有分子式为C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成为 的同分异构体共有 7 种，其中的 3 种是： 请写出其他的 4 种结构简式：_、_、 _、_。 题组三实验探究 12(2011沧州模拟)用 A、B、C 三种装置都可制取溴苯，请仔细分析三套装置，并完成 下列问题： (1)写出三个装置中都发生的两个反应的化学方程式： _， _。 写出 B 的试管中还发生的反应的化学方程式： _。 (2)装置 A、C 中长导管的作用是 _。 (3)B、C

14、装置已连接好，并进行了气密性检验，也装入了合适的药品，接下来要使反应开 始，对 B 应进行的操作是_ _，对 C 应进行的操作是_ _。 (4)A 中存在加装药品和及时密封的矛盾，因而在实验中易造成的不良后果是 _。 (5)B 中采用了双球吸收管，其作用是 _； 反应后双球管中可能出现的现象是 _； 双球管内液体不能太多，原因是 _。 (6)B 装置也存在两个明显的缺点，使实验的效果不好或不能正常进行，这两个缺点是 _； _。 学案学案 5656芳香烃芳香烃 【课前准备区】 知识点一 知识点二 问题思考 1苯不能使溴水因发生加成反应而褪色，也不能使酸性 KMnO4溶液褪色；苯分子 中碳碳键完全

15、等同，其分子结构为平面正六边形结构；苯的邻二取代物不存在同分异构体。 2可用 NaOH 溶液洗去，化学方程式为：2NO22NaOH=NaNO 3NaNO2H2O。 3先加入足量溴水，然后再加入酸性高锰酸钾溶液。即检验苯的同系物之前必须排除烯 烃的干扰。 【课堂活动区】 一、1.苯与溴单质要发生取代反应，必须用液溴，并且有合适的催化剂 (如 Fe)存在，苯与 溴水不能发生取代反应，只能将Br2从水中萃取出来。 2不是。当与苯环直接相连的碳原子上没有氢原子时，此类物质不能使酸性 KMnO4溶 液褪色，如 3(1)相同点：都含 C、H 元素；都含苯环。 (2)不同点：苯的同系物只含一个苯环，通式为C

16、nH2n 6，芳香烃含一个或多个苯环，没有 通式。 (3)二者关系可表示为 4. 来源条件产品 常压分馏石油气、汽油、煤油、柴油等 减压分馏润滑油、石蜡等 石油 催化裂化、裂解轻质油、气态烯烃 催化重整芳香烃 天然气甲烷 煤 煤焦油的分馏 直接或间接液化 芳香烃 燃料油、多种化工原料 思维升华芳香族有机物同分异构体数目的确定可分解成两个过程：一是取代基种类一 定但在苯环上位置不同。当苯环上只有两个取代基时，二者在苯环上的位置关系只有邻、间、 对三种位置关系；当有三个取代基时，它们在苯环上有“连、偏、匀”三种位置关系： 二是苯环上取代基的相对 位置确定但取代基种类不同，此时可利用数学中的排列组合

17、知识确定同分异构体的数目，如 一个CH3与一个C4H9在苯环上的位置关系有 3412 种(丁基有 4 种， 每种与甲基均存在 邻、间、对 3 种位置关系)。 典例导悟 1DA 项，只要含有苯环就可以发生加成反应；B 项，当与苯环直接相连的碳原子上 含有 H 时，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，使溴水褪色是由于萃取的缘故；C 项，只要含有烷 基，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六种一溴代物， 当苯环上 的取代基为异丙基时有五种一溴代物。 10.8 g 解析n(H2O) 0.6 mol。 18 gmol 1 0.6 mol2 1 mol 该芳香烃中氢原子的物质的量为： 12 m

18、ol 0.1 3 碳原子的物质的量为：12 mol 9 mol 4 该芳香烃的分子式为 C9H12 因该芳香烃只有一个支链，且侧链上的一溴代物有两种，它的结构为 变式演练 1D能使酸性 KMnO4溶液褪色的是甲苯；液体分层，上层为无色层的是苯，下层为 无色层的是 CCl4。 解析二甲苯的同分异构体有 3 种： 一溴代物种数分别为：2 种，3 种，1 种，故对应的二甲苯熔点54 的为间二甲苯，熔 点为 13 的为对二甲苯。因此生成一溴代二甲苯的熔点为243 的结构简式为 【课后练习区】 高考集训 1CA 可用水来鉴别：互溶的为乙醇，油层在上的为甲苯，油层在下的为硝基苯；B 可用溴水鉴别：两层都无

19、色的是己烯，有白色沉淀生成的是苯酚，油层呈橙红色而水层无色 的为苯；D 可用新制的 Cu(OH)2悬浊液鉴别：沉淀不溶解的为乙醛，加热后不出现红色沉淀 的为乙酸。 2(1)取代Br2/FeBr3(或 Br2/Fe) (2)1,3,5-三甲苯 (4) (其他合理答案均可) 解析(1)由苯与 2-丙醇( 溴化铁)作催化剂条件下反应。 )制备异丙苯属于取代反应， 由异丙苯制备 对溴异丙苯需要在苯环上的对位引入Br，所以与苯的卤代反应条件相同，需用液溴在铁(或 (2)异丙苯的同分异构体中，结构对称的 1,3,5-三甲苯中等效氢原子最少，故其一溴代物最 少(共 2 种)。 (3)由异丙苯制备 -甲基苯乙

20、烯，首先对此二者结构 进行对比， 可以看出异丙苯中的CC 变成了 甲基苯乙烯中的，因此需要先卤代、后消去两步反应，即 (4)ABS 树脂由丙烯腈(CH2=CHCN)、 1,3-丁二烯和 甲基苯乙烯在一定条件下加聚而 成，反应为 3(1)氧化反应还原反应取代反应 (3)硝基、羧基acd ( 解析(1)由 D 的结构简式和 B 到 C 的反应条件可推得 C、B 分别为 ，因此 AB 的反应类型为氧化反应，DE 的反应类 型为还原反应，EF 的反应类型为取代反应。 (2)B 的结构简式，根据要求，既有酯基又能与新制Cu(OH)2反应，则一定 是甲酸某酯，故其同分异构体有：(邻、间、对三种)、 (3)

21、C 的结构简式为，因此其含有的官能团有硝基和羧基；浓 H2SO4的脱水 性可能会使溶液变黑，故只有b 不正确。 (4)E 的同分异构体苯丙氨酸的结构简式为： ，故其发生缩聚反应生成的高聚物为 (5)根据信息可知 反应的化学方程式为： 发生水解和酯类发生水解类似，因此 F 发生水解 考点集训 1C苯分子中碳碳之间的键完全相同，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的化学 键，与酸性KMnO4溶液不能发生反应(难氧化)；但可与液溴、浓H2SO4等发生取代反应(易取 代)；不能与溴水发生加成反应，但在特定条件下可以与氢气等发生加成反应(可加成)。 2A 3(1)液溴、苯、铁粉 (2)冷凝回流和导气 (3

22、)溴化氢气体遇空气中的水蒸气而形成酸雾 (4)浅黄色沉淀Ag Br =AgBr 解析烧瓶中装入的是液溴、苯、铁粉，发生 Fe Br2 HBr 反应；B 管起导管兼起冷凝器作用；反应中有 HBr 产生，它遇空气中的水蒸气而形成酸雾； 当向烧杯中滴加 AgNO3溶液时，会发生 AgBr=AgBr反应，产生浅黄色沉淀。 4(1)Br2 催化剂 解析A 是硝基苯，其中NO2可使新导入的取代基进入原取代基的间位；而Br 可使 新导入的取代基进入原取代基的邻位和对位。 5D苯可与液溴发生取代反应生成溴苯，与硝酸发生取代反应生成硝基苯，D 正确； 苯的同系物是由一个苯环和烷烃基构成的，其通式为 CnH2n6

23、(nN)，A、B 均错；甲苯可使 酸性 KMnO4溶液褪色，C 错。 6B因该有机物不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色，所以排除A、C；又因 铁存在时与溴反应，能生成两种一溴代物，说明苯环上的一溴代物有两种，只能是 B，而 D 中苯环上的一溴代物有四种。 7B 物； 苯的衍生物； 和都含有一个苯环， 属于苯的同系 尽管含有一个苯环，但其中含有杂原子，故属于 中含有碳碳双键，尽管属于芳香烃，但不是苯的同系 物；含有两个苯环，故不是苯的同系物。 8B由所给图示可知苏丹红分子中，含有一个苯环、一个萘环、两个与苯环相连的甲 基、一个酚羟基及两个氮原子，故A、C 正确；从其结构分析，其分子极性较弱，应能溶于苯 等有机溶剂；含氧元素及氮元素，不可能为芳香烃。本题答案为B。 9C可以先将 3 个X 基按照连、偏、均的顺序排列在苯环上，得到三种结构；然后 将R 分别等效取代三种结构中的氢原子。如下图，(1)中苯环上三个位置相同；(2)中有 2 个 不同位置；(3)中有 3 个不同位置，所以R 取代后共有 6 种不同的结构。 (2)加成反应消去反应 (4)A 的结构有 2 种， 若直接转化为 D， 得到 D 也有 2 种，