高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二章 烃第三节 芳香烃精练
展开第09讲 苯
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知识精讲
一、苯的物理性质与结构特点
1.苯的物理性质
颜色
气味
状态
密度
溶解性
熔、沸点
______
______气味
______
比水______
______
较低(熔点5.5℃,
沸点80.1℃)
【答案】无色 特殊 液体 小 不溶于水
2. 苯的用途
苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。
3.苯的结构
苯分子为平面正六边形结构,其中的6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,键间夹角均为_____,连接成六元环。每个碳碳键的键长_____,都是139 pm,介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。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。
【答案】sp2 σ 120° 相等
二、苯的化学性质
1.可燃性
苯可以在空气中燃烧,燃烧时火焰明亮,产生___________。
化学方程式:_______________________________________。
【答案】浓重的黑烟 2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O
2.取代反应
(1)溴化反应
苯与溴在FeBr3催化下可以发生反应,苯环上的氢原子可被溴原子所取代,生成溴苯。(纯净的溴苯为无色液体,有特殊的气味,不溶于水,密度比水大)
化学方程式:_____________________________________________________________。
【答案】 + Br2 + HBr
(2)硝化反应
在浓硫酸作用下,苯在50~60℃还能与浓硝酸发生硝化反应,生成硝基苯。(纯净的硝基苯为无色液体,有苦杏仁气味,不溶于水,密度比水的大)
化学方程式:____________________________________________________。
【答案】 + HO-NO2 浓硫酸
△
+ H2O
(3)磺化反应
a. 苯与浓硫酸在70-80℃可以发生磺化反应,生成苯磺酸。(苯磺酸易溶于水,是一种强酸,可以看作是硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。)
化学方程式:____________________________________________________。
【答案】
3.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,生成环己烷。
化学方程式:______________________________________________
【答案】 + 3H2
总结归纳——苯的化学性质
对点训练
题型一:苯的结构
【例1】苯分子结构中不存在碳碳单双键交替结构,不能作为证据的事实是
A.苯分子中碳碳键的键长均相等 B.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.经实验测得邻二甲苯只有一种结构 D.苯和氢气发生加成反应生成环已烷
【答案】D
【解析】
A.苯分子中碳碳键的键长均相等,说明苯环中的化学键只有1种,不存在碳碳单双键交替结构,A项正确;
B.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯环中不含碳碳双键,可以证明苯分子结构中不存在碳碳单双键交替结构,B项正确;
C.如果苯分子结构中是碳碳单双键交替结构,则邻二甲苯的结构有两种,一种是两个甲基夹C-C单键,另一种是两个甲基夹C=C双键,而经实验测得邻二甲苯只有一种结构,说明苯分子结构中不存在碳碳单双键交替结构,C项正确;
D.苯和氢气发生加成反应生成环已烷,发生加成反应是双键或三键具有的性质,不能证明苯分子结构中不存在碳碳单双键交替结构,D项错误;
答案选D。
题型二:苯的性质
【例2】下列关于苯的叙述正确的是
A.反应①为加成反应
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,有机产物是一种烃
D.反应④中1mol苯最多与3molH2发生加成反应,是因为苯分子中含有三个碳碳双键
【答案】B
【详解】
A.反应①是苯环上1个H原子被原子取代生成溴苯,为取代反应,故A错误;
B.有机物的燃烧为氧化反应,因苯含碳量高,燃烧时火焰明亮且伴有浓烟,故B正确;
C.反应③是苯的磺化反应,属于取代反应,有机产物是苯磺酸,属于烃的衍生物,不属于烃,故C错误;
D.苯分子中碳碳键为介于单键和双键之间的独特键,苯环中不存在碳碳双键,故D错误;
选B。
【例3】苯与液溴在一定条件下反应除生成溴苯外,同时会生成邻二溴苯、对二溴苯等副产物,最终形成的混合物中的某些物质的熔、沸点如表所示。下列说法正确的是
苯
溴苯
邻二溴苯
对二溴苯
沸点/℃
80.5
156.2
225.0
220.1
熔点/℃
5.5
-30.7
5.0
87.3
A.苯易与H2、Br2等发生加成反应
B.溴苯与对二溴苯互为同系物
C.邻二溴苯分子中所有原子都在同一平面内
D.用蒸馏的方法可以从该混合物中首先分离出对二溴苯
【答案】C
【详解】
A.溴与苯不能发生加成反应,A项错误;
B.溴苯与对二溴苯不互为同系物,B项错误;
C.苯中所有原子均在同一平面内,则邻二溴苯分子中所有原子都在同一平面内,C项正确;
D.根据题表中物质的沸点可知,用蒸馏的方法可以从该混合物中首先分离出苯,D项错误;
故选C。
题型三:苯的相关实验
【变5】下列实验方案能达到实验目的的是
A.用甲装置配制一定物质的量浓度的硫酸
B.用乙装置可以制备并收集纯净的NH3
C.粗盐提纯后,用丙装置蒸发结晶得到NaCl晶体
D.丁装置制备溴苯时,通过硝酸银溶液变浑浊证明该反应为取代反应
【答案】C
【解析】
A.浓硫酸不能直接倒入容量瓶内稀释,A不能达到实验目的;
B.用乙装置收集氨气时,应将导管口伸到试管底部以排出空气,B不能达到实验目的;
C.粗盐提纯后获得的氯化钠溶液,可使用蒸发皿,采用蒸发结晶的方法制取NaCl晶体,C能达到实验目的;
D.挥发出来的溴单质也可以与硝酸银反应使溶液变浑浊,故不可证明该反应为取代反应,D不能达到实验目的;
故选C。
【例6】50~60℃时,苯与浓硝酸在浓硫酸催化下可制取硝基苯。下列对该实验的描述错误的是( )
A.最好用水浴加热,并用温度计控温
B.长玻璃管起冷凝回流作用
C.提纯硝基苯时只需直接用蒸馏水洗涤,便可洗去混在硝基苯中的杂质
D.加入过量硝酸可以提高苯的转化率
【答案】C
【详解】
A.该反应温度不超过100℃,所以用水浴加热,A项正确;
B.因反应物受热易挥发,所以长玻璃管起冷凝回流作用,B项正确;
C.用蒸馏水洗涤不能除去未反应完的苯,因为苯不易溶于水,C项错误;
D.加入过量硝酸可以提高苯的转化率,D项正确;
故选C。
【点睛】
苯和浓硝酸在浓硫酸催化下制取硝基苯,由于反应温度不超过100℃,所以用水浴加热,温度计的水银球在水中即可。若在实验室制取乙烯,需要控制温度为170℃,所以需要把温度计的水银球插入反应混合液中。若蒸馏分离互溶的液体混合物,温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。
【变7-2】溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置及有关数据中如图:
苯
溴
溴苯
密度/(g•cm-3)
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解性
微溶
微溶
微溶
按下列合成步骤回答问题:
(1)在装置a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在装置b中小心加入4.0mL液溴。向装置a中滴入几滴液溴,有白雾产生。继续滴加至液溴滴完。装置c的名称为__。
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是___。
③设计实验,验证苯与液溴发生取代反应:在c,d中增加装有___(填化学式)的洗气瓶;取d中溶液于小试管中___。
(3)经以上分离操作后,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___(填字母代号)。
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是___(填字母代号)。
A.25mL B.50mL C.250mL D.500mL
【答案】球形冷凝管 除去未反应的Br2 CCl4 往其中先加入足量的HNO3至溶液呈酸性,再加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则证明苯与液溴反生了取代反应 苯 C B
【分析】
本实验考查苯与液溴发生取代反应+Br2+HBr,由于液溴易挥发,故需用装置c即球形冷凝管进行冷却回流,产生的HBr中还是混有少量的Br2,且由于Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,故需先用CCl4除去HBr中的Br2,再用烧杯d中的溶液和硝酸酸化的硝酸银反应生成AgBr沉淀来检验该反应为取代反应;这样制得的溴苯中含有溴,加NaOH溶液,把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO洗到水中,分液后然后加干燥剂可得到苯和溴苯的混合物,再利用二者沸点的差异进行蒸馏来获得纯净的溴苯,根据实验中各试剂的体积来确定三颈瓶a的容积,据此分析解题。
【详解】
(1)由实验装置图可知,装置c为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2) ②溴苯提纯的方法是:先水洗,把可溶物溶解在水中,然后过滤除去未反应的铁屑,再加NaOH溶液,把未反应的Br2变成NaBr和NaBrO洗到水中,然后加干燥剂,无水氯化钙能干燥溴苯,故答案为:除去未反应的Br2;
③苯与液溴发生取代反应生成的HBr被d中的NaOH溶液吸收生成NaBr,再由AgNO3检验其中的Br-,但由于液溴具有强挥发性,且Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,故需在通入d之前出去HBr中的Br2,可利用溴单质极易溶于CCl4,CCl4难挥发的性质,用CCl4来除去HBr中的Br2,然后取d中溶液少许于一小试管中加入稀硝酸酸化后加入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生产,说明苯与液溴反应生成了HBr,即说明该反应为取代反应,故答案为:CCl4;往其中先加入足量的HNO3至溶液呈酸性,再加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则证明苯与液溴反生了取代反应;
(3)利用沸点不同,苯的沸点小,被蒸馏出,溴苯留在母液中,所以采取蒸馏的方法分离溴苯与苯,故答案为:苯;C;
(4)操作过程中,在a中加入15mL无水苯,向a中加入10mL水,在b中小心加入4.0mL液态溴,所以a的容积最适合的是50mL,故答案为:B;
提分特训
【题1】下列事实能说明苯分子中碳碳键不是单双键交替结构的是
①苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
②苯不能使溴的CCl4褪色
③邻二甲苯只有一种结构
④间二甲苯只有一种结构
⑤空气中点燃有大量黑烟
⑥苯可以加氢
A.①②③ B.①②③④⑤ C.①②③⑥ D.②③④⑤⑥
【答案】A
【解析】
①由于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符合题意;
②由于苯不因化学变化而使溴的CCl4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O=C双键的交替结构,故②符合题意;
③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③符合题意;
④由于间二甲苯只有一种结构,无法判断是否存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故④不符合题意;
⑤苯分子无论是否存在C-C单键与C=C双键的交替结构,分子式都是C6H6,含碳量较高,在空气中点燃时,氧气不足会有大量黑烟,是碳原子没有完全燃烧的表现,无法判断是否存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故⑤不符合题意;
⑥苯分子可以在镍作催化剂的条件下与氢气发生加成反应生成环己烷,无法证明苯分子中是否存在C-C单键与C=C双键的交替结构,故⑥不符合题意;
所以符合题意的是①②③,答案选A。
【题2】在实验室中,下列除去杂质的方法正确的是
A.除去Cl2中的少量HCl:通入饱和食盐水中洗气
B.除去CO2中的少量SO2:通入饱和Na2CO3溶液中洗气
C.除去硝基苯中混有的少量浓HNO3和浓H2SO4:倒入水中,静置,分液
D.除去乙烯中混有的SO2:通入酸性KMnO4溶液中洗气
【答案】A
【解析】
A.氯气难溶于饱和NaCl溶液,HCl易溶于饱和NaCl溶液,通入饱和NaCl溶液洗气可以除去Cl2中的少量HCl,故A正确;
B.二者均与碳酸钠反应,应选饱和碳酸氢钠溶液、洗气,故B错误;
C.应加入NaOH溶液发生酸碱中和反应后,与硝基苯分层,然后静置,分液,故C错误;
D.乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳,引入新杂质,应选NaOH、洗气,故D错误;
故选:A。
【题3】下列关于苯的叙述正确的是
A.反应①为取代反应,不用催化剂苯也能和溴水发生取代反应
B.反应④中1 mol苯最多与3 mol H2发生加成反应,是因为苯分子含有三个碳碳双键
C.反应③为取代反应,有机产物是一种烃
D.反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有浓烟
【答案】D
【解析】
A.反应①是苯和液溴在FeBr3的催化作用下生成溴苯和溴化氢,故为取代反应,该反应必须用催化剂且跟液溴才能反应,不能与溴水反应,A错误;
B.苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替现象,苯环上的6个碳碳键均为介于单键和双键之间独特的键,B错误;
C.反应③是苯与浓硫酸、浓硝酸反应生成硝基苯和水,故为取代反应,有机产物是硝基苯,不属于烃,而是烃的衍生物,C错误;
D.反应②是苯的燃烧反应,故为氧化反应,反应现象是火焰明亮并带有浓烟,D正确;
故答案为:D。
【题4】下列装置正确,且能达到实验目的的是
A.图甲探究温度对过氧化氢分解速率的影响 B.图乙装置用K2Cr2O7溶液滴定FeSO4溶液
C.图丙装置进行喷泉实验 D.图丁装置制粗溴苯
【答案】C
【解析】
A.探究温度对过氧化氢分解速率的影响时,催化剂要相同,图中催化剂不同,故A错误;
B.K2Cr2O7可氧化橡胶,应选酸式滴定管,故B错误;
C.SO2易与NaOH溶液反应,挤压胶头滴管、打开止水夹,打开可以看到喷泉,故C正确;
D.制备溴苯应该用苯与液溴,不能选溴水,故D错误;
故选:C。
【题6】实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述正确的是
A.制备过程中将液溴替换为溴水可减少溴的挥发
B.装置b中的试剂换为AgNO3溶液可检验反应过程中有HBr生成
C.为减少反应物的挥发,先向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液,后打开开关K
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、分液、蒸馏,即可得到溴苯
【答案】D
【解析】
A.溴水不能和苯发生取代反应,则制备过程中不能将液溴替换为溴水,故A错误;
B.装置b中的试剂换为硝酸银溶液,溴和溴化氢都能与硝酸银溶液反应生成溴化银淡黄色沉淀,不能检验反应过程中有溴化氢气体生成,故B错误;
C.苯和液溴具有挥发性,在溴化铁做催化剂作用下,苯和液溴反应制备溴苯时,若后打开开关K,装置内的气体会导致容器内压强增大导致发生意外事故,故C错误;
D.反应后得到从含有溴化铁、溴、苯和溴苯的混合液中得到溴苯的操作为用稀碱溶液洗涤除去溴化铁、溴,分液得到苯和溴苯的混合溶液,混合溶液经蒸馏得到溴苯,故D正确;
故选D。
【题8】(1)人们对苯的认识有一个不断深化的过程。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的一种只含叁键且无支链链烃的结构简式___________。
(2)苯不能使溴水褪色,性质类似烷烃,写出苯与液溴发生取代反应的化学方程式___________。
(3)烷烃中脱水2 mol氢原子形成1 mol双键要吸热,但1,3—环己二烯(脱去2 mol氢原子变成苯却放热,可推断苯比1,3—环己二烯________(填稳定或不稳定)。
(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,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列_______________事实(填入序号)。
a.苯不能使溴水褪色 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)实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示。该反应的化学方程式是____________________。
【答案】 HC≡C-C≡C-CH2CH3(或HC≡C-CH2-C≡C-CH3或CH3-C≡C-C≡C-CH3) 稳定 ad +HNO3+H2O
【解析】
(1) 根据烷烃分子式通式可知:6个C原子最多结合H原子数目为2×6+2=14,则分子式是C6H6的物质比烷烃少结合H原子数为14-6=8。分子中含有一个碳碳三键比烷烃少结合4个H原子,则分子C6H6中应该含有2个碳碳三键,故只含碳碳叁键且无支链链烃的结构简式可能为HC≡C-C≡C-CH2CH3、HC≡C-CH2-C≡C-CH3、CH3-C≡C-C≡C-CH3;
(2) 苯不能使溴水褪色,性质类似烷烃,苯与液溴在Fe作催化剂条件下发生取代反应,产生溴苯和HBr,该反应的化学方程式为:+Br2+HBr;
(3) 物质含有的能量越低,则物质的稳定性就越强,1,3-环己二烯(脱去2 mol氢原子变成苯时放出热量,可推断苯比1,3-环己二烯能量低,故苯比1,3—环己二烯稳定;
(4) 若苯为单、双键交替的正六边形平面结构,则苯应该可以与溴水发生加成反应,其邻二溴苯应该有2种不同结构,但实际上苯不能与溴水发生加成反应,邻二溴苯只有一种结构,因此不能解释,故合理选项是ad;
(5) 苯与浓硝酸、浓硫酸在50~60 ℃的温度下发生取代反应产生硝基苯和H2O,反应的化学方程式为:+HNO3+H2O。
提分作业
【练1】下列事实中能充分说明苯分子的平面正六边形结构中,不含有一般的碳碳双键和碳碳单键的是( )
A.苯的一元取代物只有一种结构
B.苯的邻位二元取代物只有一种结构
C.苯的间位二元取代物无同分异构体
D.苯的对位二元取代物无同分异构体
【答案】B
【分析】
若苯的结构中存在单、双键交替结构,苯的邻位二元取代物有两种,碳碳键都完全相同时,邻二甲苯只有一种,据此答题。
【详解】
A.无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键,苯的一元取代物都无同分异构体,所以不能说明苯不是单双键交替结构,故A错误;
B.若苯的结构中存在单双键交替结构,苯的邻位二元取代物有两种(即取代在碳碳双键两端的碳原子上和取代在碳碳单键两端的碳原子上,两种情况存在),但实际上无同分异构体,所以能说明苯不是单双键交替结构,故B正确;
C.无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键,苯的间位二元取代物都无同分异构体,所以不能说明苯不是单双键交替结构,故C错误;
D.无论苯的结构中是否有碳碳双键和碳碳单键,苯的对位二元取代物都无同分异构体,所以不能说明苯不是单双键交替结构,故D错误;
故选B。
【练2】下列关于苯的叙述正确的是
A.反应①为取代反应,有机产物的密度比水小
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,有机产物是一种烃
D.反应④中1mol苯最多与3molH2发生加成反应,因为苯分子中含有三个碳碳双键
【答案】B
【详解】
A.反应①苯与发生取代反应生成溴苯,溴苯的密度大于水,A错误;
B.燃烧是氧化反应,所以反应②为氧化反应,反应现象是火焰明亮并伴有浓烟,B正确;
C.反应③为苯的硝化反应,属于取代反应,有机产物硝基苯,除了含有碳氢两种元素以外还含有氮元素和氧元素,是烃的衍生物,C错误;
D.苯分子中不含碳碳双键和碳碳单键,所含碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键,D错误;
故选B。
【练3】下列实验操作中正确的是
A.将溴水、FeBr3和苯混合加热即可制得溴苯
B.除去溴苯中红棕色的溴,可用稀NaOH溶液反复洗涤,并用分液漏斗分液
C.苯和浓HNO3在浓H2SO4催化下反应制取硝基苯时需水浴加热,温度计水银球应放在混合液中
D.制取硝基苯时,应先加2mL浓H2SO4,再加入1.5mL浓HNO3,然后再滴入约1mL苯,最后放在水浴中加热
【答案】B
【解析】
A.苯与纯溴在铁粉作催化剂的条件下,反应制取溴苯,故A错误;
B.由于溴苯与氢氧化钠溶液不发生反应,而溴与氢氧化钠溶液能够发生反应,反应后混合液分层,所以可用稀NaOH溶液反复洗涤,并用分液漏斗分液,故B正确;
C.用苯和浓HNO3、浓H2SO4反应制取硝基苯时需水浴加热,需要测量水的温度,温度计应放在热水中,故C错误;
D.应该先加入浓硝酸,再加入浓硫酸,滴加顺序颠倒,容易发生危险,故D错误;
故选B。
【练4】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。
【练5】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
【解析】
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。
【练6】苯是重要的有机化工原料。下列关于苯的说法正确的是
A.常温下为气体,易溶于水
B.能在空气中燃烧,燃烧时冒浓烟
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.苯分子里含有的官能团是碳碳双键
【答案】B
【详解】
A.苯通常下为液体,不溶于水,密度比水小,故A错误;
B.由于苯含碳量较高,则在空气中燃烧,燃烧时冒浓烟,故B正确;
C.苯性质稳定,不能被酸性高锰酸钾氧化,故C错误;
D.苯分子中的碳碳键为一种介于单键和双键之间的独特键,不含有碳碳双键,故D错误;
故选:B。
【练7】A~G是几种烃分子的球棍模型(如图),据此回答下列问题:
(1)其中含氢量最高的烃是(填对应字母)__________;能够发生加成反应的烃有(填数字)________种;
(2)写出A失去一个氢原子形成的甲基的电子式_______________;
(3)F与浓硝酸和浓硫酸的混酸共热至50℃~60℃发生反应的化学方程式为____________
(4)上述物质中互为同系物的是___________或____________(填对应字母)。
(5)D与等物质的量溴反应的化学方程式为_________________所得产物的名称为____
【答案】A 4 +HNO3+H2O ABE FG CH≡CH+Br2CHBr=CHBr 1,2-二溴乙烯
【详解】
根据图示结构可知:A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为乙炔,E为丙烷,F为苯,G为甲苯。
(1)常温下,分子中含有碳原子个数不大于4的烃为气态烃,根据其球棍模型判断,分子中含有碳氢原子个数比最小即为含氢量最高的,所以含氢量最大的是甲烷,故合理选项是A;
含有碳碳双键、碳碳三键或苯环的烃能发生加成反应,则上述物质中的乙烯、乙炔、苯和甲苯都能发生加成反应,所以能发生加成反应物质是4种;
(2)A为甲烷,分子式是CH4,甲烷失去1个H原子后得到的物质是甲基,电子式为:;
(3)F是苯,苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热,发生取代反应产生硝基苯和水,反应方程式为:+HNO3+H2O;
(4)甲烷、乙烷、丙烷分子式都符合CnH2n+2,三种物质结构相似,在分子组成上依次相差1个CH2原子团,它们互为同系物,物质代号是ABE;
苯、甲苯分子式都符合CnH2n-6,结构相似,在分子组成上相差1个CH2原子团,二者互为同系物,故物质代号是FG;
(5)D是乙炔,结构简式是HC≡CH,与等物质的量的溴发生加成反应产生CHBr=CHBr,该物质名称为1,2-二溴乙烯,该反应的化学方程式为:CH≡CH+Br2CHBr=CHBr。
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