第2章第2节第2课时苯的同系物芳香烃的来源及其应用练习

第二章第二节第2课时一、选择题1．下列化合物为苯的同系物的是()A．①②B．③④C．①④D．②④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③④对。答案：B2．下列说法中正确的是()A．芳香烃的分子通式是CnH2n－6(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．苯和甲苯都不能使酸性KMnO4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解析：A项，苯的同系物的分子通式为CnH2n－6(n≥6)；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，甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。答案：D3．下列变化属于取代反应的是()A．苯与溴水混合，水层褪色B．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色C．甲苯制三硝基甲苯D．苯和氯气在一定条件下生成六氯环己烷答案：C4．下列说法不正确的是()A．芳香烃主要来源于分馏煤焦油和石油的催化重整B．苯的同系物均可被酸性高锰酸钾溶液氧化C．含苯环的烃都是芳香烃D．用分子筛固体催化剂工艺生产乙苯，可大幅度降低对环境的污染，同时提高环境效益答案：B5．下列有关甲苯的实验事实中，能说明侧链对苯环性质有影响的是()A．甲苯与硝酸反应生成三硝基甲苯B．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．甲苯燃烧产生带浓烟的火焰D．1mol甲苯与3molH2发生加成反应答案：A6．(2014·经典习题选萃)在苯的同系物中加入少量酸性KMnO4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；苯环受侧链的影响，易被取代。答案：C7．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()A．1种B．2种C．3种D．4种解析：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。答案：C8．下列叙述中，错误．．的是()A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55～60℃反应生成硝基苯B．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷C．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1,2­二溴乙烷D．甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4­二氯甲苯解析：甲苯与氯气在光照下反应，氯原子取代甲基上的氢原子，而不是取代苯环上的氢原子，D项错误。答案：D9．(2014·经典习题选萃)结构简式为：的烃，下列说法正确的是()A．分子中至少有6个碳原子处于同一平面上B．分子中至少有8个碳原子处于同一平面上C．分子中至少有9个碳原子处于同一平面上D．分子中至少有14个碳原子处于同一平面上解析：在苯分子中12个原子共同构成一个平面正六边形。图中两个甲基上的碳原子占据原苯环上氢原子的位置，因而应分别与各自相连的苯环共面。两个苯环中间的碳碳单键可以转动，使两苯环可能不共面，但无论如何总可以保证至少有9个碳原子共面。如图：答案：C10．(2014·黑龙江大庆质检)已知有下列芳香族化合物，请推测第12列有机物的分子式为()A．C72H48B．C72H50C．C72H52D．C72H54解析：根据前4列有机物的分子式，总结规律可知，第12列有机物中含有12个苯环，且有11×2个无氢碳原子，故其含有的碳原子数为12×6＝72，氢原子数为12×6－11×2＝50，即其分子式为C72H50，B项正确。答案：B11．(2014·衡阳三次联考)美国马丁·卡普拉等三位科学家因“在开发多尺度复杂化学系统模型”方面所做的贡献，获得了2013年诺贝尔化学奖。他们模拟出了1,6－二苯基－1,3,5－己三烯的分子模型，其结构简式如图所示。下列说法正确的是()A．该有机物属于芳香烃，与苯互为同系物B．该有机物的分子式为C18H18C．1mol该有机物在常温下最多能与9molBr2发生加成反应D．该有机物可以发生氧化反应、取代反应、加成反应解析：本题考查了有机物的结构以及官能团的性质，意在考查考生对有机物官能团性质的理解与迁移应用能力。苯的同系物应只含一个苯环，且除苯环外不含有不饱和键和碳环，A项错误；由结构简式可知，该有机物的分子式为C18H16，B项错误；常温下，苯环不能与Br2发生加成反应，该有机物中含有3个碳碳双键，1mol该有机物在常温下最多能与3molBr2发生加成反应，C项错误；该有机物可发生苯环上的取代反应，该有机物中含有碳碳双键和苯环，可发生加成反应，该有机物的燃烧反应即为氧化反应，分子中的碳碳双键也可被酸性高锰酸钾等氧化剂氧化，D项正确。答案：D12．(2014·哈尔滨质检)已知有机物CH2===CH－CHO可以简化写成键线式。盐酸芬氟拉明的分子结构如图所示，它是目前国内上市的减肥药主要化学成分，因患者在临床使用中出现严重不良反应已停用。下列关于盐酸芬氟拉明的说法不正确的是()A．不属于苯的同系物B．该物质可发生加成反应C．苯环上的一氯取代物有4种D．其分子式为C12H16NF3Cl解析：本题考查有机物的组成和结构，官能团对物质性质的影响。难度中等。同系物是结构相似，在组成上相差一个或若干个CH2原子团的一类有机物，分析此有机物结构知：它不是苯的同系物，A项正确；结构中含苯环，在一定条件下可以发生加成反应，B项正确；苯环上有4个碳上的H可以被氯取代，且得到四种不同结构的一氯取代物，C项正确；此分子的分子式为C12H17NF3Cl，故D项错。答案：D二、非选择题13．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)不能与溴水或酸性KMnO4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酸性KMnO4溶液反应的是______________________。(3)能与溴水、酸性KMnO4溶液反应的是______________________。(4)不与溴水反应但与酸性KMnO4溶液反应的是______________________。解析：己烯、己烷、苯、甲苯四种物质中，既能和溴水反应(加成反应)，又能和酸性KMnO4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酸性KMnO4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。答案：(1)苯(2)苯、己烷(3)己烯(4)甲苯14．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)________。解析：(1)苯不能和酸性高锰酸钾溶液反应，甲苯能被酸性高锰酸钾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。答案：(1)酸性高锰酸钾溶液(2)水(3)NaOH溶液15．(2014·河北师大附中测试)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)1mol该物质和溴水混合，消耗Br2的物质的量为________mol；(3)1mol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．该物质使酸性KMnO4溶液褪色发生的是加成反应解析：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原子取代而生成4种不同的一氯代物。(2)1mol该物质的分子中含有2mol碳碳双键，能与2molBr2发生加成反应。(3)1mol该物质的分子中含有2mol碳碳双键，能与2molH2发生加成反应，1mol苯环能与3molH2加成生成环己烷，共消耗5molH2。(4)该物质中含有碳碳双键，能发生加成反应，也能被酸性KMnO4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；该物质能使酸性KMnO4溶液褪色发生的是氧化反应，D项错误。答案：(1)4(2)2(3)5(4)BD16．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A～E中选择)。(2)A、B、C之间的关系为________(填序号)。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)。解析：(1)C为对二甲苯，D为间二甲苯，E为邻二甲苯；(2)A、B、C的结构简式中都含有苯环，分子式依次相差1个“CH2”，符合通式CnH2n－6(n≥6)，所以它们互为同系物；(3)苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，间二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化，故可用之检验；(4)对二甲苯的对称性最好，邻二甲苯的对称性最差，故熔沸点由高到低：EDC。答案：(1)E(2)b(3)取少量A、D分别装入两支试管中，向两支试管中滴入少量酸性KMnO4溶液，振荡，若溶液褪色，则为间二甲苯；若溶液不褪色，则为苯(4)EDC17．(2014·经典习题选萃)若A是相对分子质量为128的烃，则其分子式只可能是________或________。若A是易升华的片状晶体，则其结构简式是________，若A在常温下是液体，其一氯代物只有2种结构，则A的结构简式可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：A是相对分子质量为128的烃，可先求出A分子中含碳原子数最多时应是几个碳：128÷12＝10余8，得其分子式为C10H8，它应该是答案。设想将一个碳原子换成12个氢原子(相对分子质量只取整数值时其质量是相等的)，得C9H20，它也应该是答案。若继续将碳原子换成氢原子，氢原子个数将超过饱和烷烃(CnH2n＋2)的限制，所以C8H32、C7H44……都不是答案。C10H8是不饱和度很高的烃，应该考虑到可能是芳香烃，再联想教材中对萘的描述，可以确认“易升华的片状晶体”是萘；C9H20是烷烃，含有9个碳原子，通常以液态形式存在，由于其一氯代物只有两种结构，表明其分子中只有两个化学环境不同的氢原子，只能从尽可能对称的结构中去考虑，从而写出其可能的结构简式。答案：C10H8C9H20(CH3)3C－CH2－C(CH3)3或C(CH2CH3)4